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牛顿力学体系的量子化徐四胜 徐四胜 （陕西历史博物馆，陕西西安，710000） 摘要 狭义相对论有一个重要的推论，物体的质量会随着速度的增加而增加，并给出了计 算公式。其结论经过实践的检验，正确无疑，但却难于理解。本文结合相对论和量子力学的 基本原理，从另一个角度解释物质及其物质间的相互作用，这种表达对物质的质量本质有更 深的理解，完善了质量的定义，可以利用简单的定理计算复杂的相关质量和力的物理问题。 关键词： 能量子 虚能量子 容器 静止质量 运动质量 惯性质量 学科分类号：070201 文献标志码：A 引言 牛顿力学体系中，力是被神秘化的，无影无踪；物体的质量和速度无关，速度也可以无 限大；空间、时间、物质三者是独立无联系的。爱因斯坦的狭义相对论认为宏观物体和粒子 的静止质量以及光速是固定不变的，但其它物体会随着在空间和时间中如何运动而改变质量。 这时物质的概念扩大了：宏观物体的质量与速度有关；光子只有静止质量。广义相对论把等 效原理作为基本假设，即惯性质量和引力质量等效。并进一步认为物体的质量使得时空弯曲， 同时物质和能量将如何在弯曲的时空内运动。从量子力学的角度，在最基本的层面，物质都 是由量子组成。量子具有质量、动量等物理性质的实体，量子具有粒子性、也有波动性，可 以结合在一起，构建更加复杂的结构，比如电子、光子、质子、原子、乃至万物。能不能推 广经典的牛顿力学体系，让它能适应相对论和量子基本理论？ 黑体辐射试验以及以后的实践表明，最小的能量子是普朗克常数h。这里假设h 是构成 所有物质的基础，是物质的最小单位，在此基础上解释物质以及相互之间的力的作用，其中 万有引力也不例外。这里引入一个新的质量概念 ‘运动质量’。运动质量和静止质量、惯性 质量一起构成完整的物体质量体系，三者之间形成定量关系。力的本质是能量子的流入或流 出；物体运动的本质是物体流入了能量子；运动物体质量增加了是因为‘运动质量’增加了。 在这种假设的基础上，经典力学公式被推广的应用，并与相对论兼容。 1．物体和容器及单位 所有研究的对象都可以看成是一个容器，容器里面装了两部分质量：静止质量和运动 质量。容器本身自带一部分质量，这部分质量并不表现出来，表现出来的质量是惯性质量。  2  h mc  质量由基本的能量子组成，能量子大小即为普朗克常数h，表达式为 。 是 2 能量子，也可以叫做引力子，c 是光速。单个能量子质量为m ＇，m ＇=h/c kg。 1. 1 容器的定义及基本公式 1.1.1 容器表达式 本文对容器质量这样分类：一部分是容器装的静止质量，是物体静止时表现出来的质 2 量，用m 表示，m =n *h/c ；一部分是容器内装有一定量的游离能量子，具有方向性， 0 0 0 2 遵循矢量加减规则，表示为m =n *h/c ，这里称之为 ‘运动质量’；还有一部分是容器本 1 1 身含有的质量，这部分质量是隐藏的，不表现出来，表示为m ，静止的物体和光速运动的 2 物体m2 为0 ；容器对外表现出来的质量为惯性质量，表示为m，对应的能量子个数为n， 当容器运动时惯性质量增加的质量为动能质量，表示为m 。容器的总质量用M 表示 （n、 k n 、n 为自然数，其中c 为光速）。根据物质守恒，定义容器总质量和各类质量之间的关 0 1 系为：M= m