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暗物质与宇宙152-理想化粒子

已有 189 次阅读 2024-9-8 13:52 |个人分类:暗物质与宇宙模型-第二版|系统分类:科研笔记

暗物质粒子由正反粒子构成,暗物质与正反粒子可以相互转化,这是解开现代物理与现代天文的唯一正确路径。理想化粒子1电场中的粒子

只要学过高中物理的人都清楚,可以轻松地提前求出带电粒子在电场中的运动速度、位置与轨迹。无论是计算结果还是观测结果都是,所有带电粒子都是符合宏观物质的运动规律,并没有任何一次跑出轨道之外。所有带电粒子的运动与宏观物质没有任何本质区别,完全可以用经典力学描述,比如直线运动,回旋,碰撞等进行描述。有且只有牛顿力学能够进行带电粒子动力学计算,这与宏观物质动力学计算完全相同。这就需要弄清楚为什么有些时候能够较为精准预测带电粒子的运动轨迹,而有的时候无法预测其运动轨迹。实际上,不仅微观粒子具有高度的不确定性,所有的宏观物质也都具有不确定性,没有任何例外。

牛顿力学完全依赖较为精准的受力分析,而多数宏观事物能够进行理想化处理。只考虑主要因素而忽略次要因素。进行理想化处理后,飞机速度能够采用牛顿轻松求解出,然而现实是无法被理想化的,只能采用概率论分析正点率。其他的任何交通工具也是一样,只要理想化处理后,都能采用牛顿轻松求解出,现实都得采用概率论分析正点率,没有任何例外。任何宏观事物,只要能理想化处理,都能采用牛顿力学轻松求解出其动力学运动规律,然而现实仍然无法被理想化,只能采用概率分析。另外,有些宏观事物能够进行理想化处理,还有大量宏观事物根本无法理想化处理,例如漂浮尘埃、飘落雪花、飞舞蒲公英、飞落树叶、四溅飞沫,根本无法用牛顿力学求解任何无法理想化的宏观事物。对于所有宏观事物来说,只要能理想化处理,较为精准地进行受力分析,就能采用牛顿力学求解动力学运动规律;只要无法理想化处理,无法较为精准地对物体进行受力分析,采用任何方法都不能求解其动力学运动规律。即使采用牛顿力学进行动力学分析,也都是理想化处理后的结果,现实不会被真正理想化的,都充满着不确定性,都只能采用概率进行统计分析。

微观与宏观的最大区别是微观粒子很难进行理想化处理。所有的微观粒子都会时时刻刻吸收并辐射电磁波,而这种时时刻刻的作用对于微观粒子的运动起到至关重要的影响,且这种影响异常频繁而复杂,很难进行理想化处理,无法进行较为准确的受力分析,因此微观粒子的轨迹无法提前预先计算,只能采用概率模型进行提前的概率预判。这与某些宏观事物一样,漂浮尘埃、飘落雪花、飞舞蒲公英、飞落树叶、四溅飞沫等无法进行理想化处理,也无法进行较为精准的动力学运动规律分析。电场中的带电粒子能够像宏观物质一样进行理想化处理,这是由于电场力远大于粒子间频繁且复杂的相互作用力。微观事物与宏观事物完全相同,某一作用力远大于环境干扰力,就可以进行理想化处理,完全忽略环境干扰力。这样就能进行较为精准的动力学分析,就能采用牛顿力学进行动力学运动规律计算。然而,事实是任何事物都不能真正地被理想化,环境干扰力都永恒存在,受力环境的改变仅仅是改变了概率模型。不同人投硬币、掷色子、打靶子都仅仅改变了概率模型,赌神看是可以操纵色子,但也仅仅是改变了概率模型。

总之,只要能被理想化处理后较为精准地受力分析,就能采用牛顿力学进行动力学运动规律计算。只要不能被理想化处理,无法进行较为精准的受力分析,就只能采用概率模型进行分析。较多宏观事物能够被理想化处理,进行较为精准的受力分析;而微观粒子时时刻刻都吸收并辐射电磁波,很难进行理想化处理,无法进行较为精准的动力学计算。也有很多宏观事物无法被理想化处理,如漂浮尘埃、飘落雪花、飞舞蒲公英、飞落树叶、四溅飞沫、投硬币、掷色子、打靶子。宏观和微观都是一样,当某一作用力远大于环境干扰力,就可以进行理想化处理,完全忽略环境干扰力。这样就能进行较为精准的动力学分析,就能采用牛顿力学进行动力学运动规律计算。电场内的带电粒子能被轻松地理想化处理,进行较为精准的进行动力学分析。宏观与微观没有任何本质区别,都充满不确定性。即使能被理想化处理,能够较为精准地受力分析,能够采用牛顿力学进行动力学计算,但现实绝对不会被理想化,都仍然充满着不确定性。都需要采用概率论进行统计分析,只是不同事物的概率模型不同而已

2磁场中的粒子

带电粒子在匀强磁场中的运动特点,如果带电粒子的速度方向与磁感应强度方向平行,带电粒子不受洛伦兹力,将做匀速直线运动。如果带电粒子的速度方向与磁感应强度方向垂直,带电粒子将受到洛伦兹力作用,并且洛伦兹力方向始终和速度方向垂直,带电粒子将做匀速圆周运动,向心力由洛伦兹力提供。如果带电粒子的速度方向与磁感应强度方向既不平行又不垂直,则带电粒子将在磁场中做螺旋运动。

场态粒子对微观粒子的作用是杂乱无章的,但大体是平衡的,只是不断作用影响着微观粒子的轨迹。磁场中的粒子记录任何单个粒子的运动轨迹都不是波动的。完全可以用经典力学描述,比如直线运动,回旋,碰撞等进行描述。威尔逊云室中的任何粒子都不比飘浮在空气中的尘埃运动轨迹复杂。

微观粒子时时刻刻与场态粒子相互诱导,不断吸收和释放电磁波。所有显态粒子都沉浸在场态粒子的海洋中,所有粒子的受力极其复杂。因此微观粒子与宏观事物相比具有更加复杂的概率分布与不确定性。确实很难预测到微观粒子的速度与轨迹。但磁场中的粒子证明微观粒子可以控制,前提是只要控制力远大于干扰力。在磁场中,强大的磁场力具有强大的规则性。磁场力已经强大倒使那些不断吸收和释放电磁波而与其他微观粒子不断的杂乱无章的相互作用微不足道。这使人们能够轻松预测磁场中的粒子速度与轨迹。这也表明,磁场中的粒子与其他粒子没有本质区别,可以预先计算出速度和轨迹。

微观粒子由于不断吸收和释放电磁波而与其他微观粒子不断作用是杂乱无章的,就像抛硬币、掷色子、打靶子一样无法预测。但只要施加力远大于这些杂乱无章的干扰力,运动速度与轨迹是可以进行达到一定较为精准程度的预测。

总之,磁场中的带电粒子是又一个可以被理想化的微观粒子,由于磁场力远大于粒子间其他相互作用的合力,理想化处理后就可以忽略粒子间的其他作用力。这样就能进行较为精准的受力分析,采用牛顿力学能够较为精准的动力学规律分析。宏观与微观没有任何本质区别,宏观和微观都存在可以进行理想化处理,可以被较为精准地受力分析,这样就能采用牛顿力学进行动力学计算。宏观和微观都存在无法被理想化的事物,只能采用概率论进行统计分析。即使可以理想化处理的宏观或微观事物,能够较为精准的受力分析,能够采用牛顿力学进行动力学计算,现实依然无法真正理想化,依然充满着不确定性

3加速器中的粒子

采用粒子加速器加速粒子,粒子的速度和轨迹都能提前计算,并且按照预先计算结果进行加速。加速器内的粒子,采用磁场能控制带电粒子的速度,采用电场能控制带电粒子的速度。不会出现任何一次波动,运动轨迹完全符合宏观物质的运动规律。

宏观物体和微观粒子都充满着不确定性,没有例外。只有某个力远大于其他力的合力时,就可以进行理想化处理,只考虑这个力而忽略其他力。只要能进行理想化处理,较为精准的受力分析,就能采用牛顿力学进行较为精准的动力学计算。宏观物体有很多可以进行理想化处理,微观粒子能够理想化的相对较少,电场、磁场,加速器中的带电粒子都是理想化粒子,均可以采用牛顿力学进行较为精准的动力学计算。微观大多数粒子时时刻刻辐射并吸收电磁波,无法进行较为精准的力学分析,只能采用概率模型进行分析。同时宏观物体也有很多无法理想化处理的,如投硬币、掷色子、打靶子,也只能采用概率模型进行统计分析。实际上,即使能理想化处理,实现较为精准的受力分析,可以采用牛顿力学进行较为精准的动力学计算。但也无法改变其不确定性,也需要用概率模型进行统计计算,如航班、列车、公交车等的正点率只能用概率论进行统计分析。宏观世界和微观世界没有任何本质区别,都充满着不确定性。只要能进行较为精准受力分析的理想化处理,就能用牛顿力学进行较为精准的动力学计算,否则就只能用概率模型统计分析。而且事实是宏观世界和微观世界都无法完全真正被理想化,即使能采用牛顿力学进行计算,也无法否定其不确定性。

总之,电场、磁场中的带电粒子与其他任何带电粒子没有任何本质区别。但奇怪的是,电场、磁场中的带电粒子的速度、位置和轨迹却能够被较为精准的预测。这是由于电场力和磁场力远远大于任何干扰力,使这些干扰力相比小到可以忽略的程度。这与宏观物质类似,各种粒子叠加形成的力与宏观作用力相比已经可以忽略不计了,因此宏观物质的速度、位置和轨迹都能够被较为精准的预测。宏观和微观完全一样,只要能进行较为精准的受力分析,就能采用牛顿力学进行较为精准的计算;只要无法进行较为精准的受力分析,就只能借助概率论进行统计分析,而微观与宏观的概率分析没有任何本质区别。宏观和微观都充满着不确定性,没有任何例外,只是大多数事物能够进行理想化处理,较为精准的受力分析后,就能用牛顿力学进行速度、位置和轨迹的预测。但任何的预测都改变不了所有宏观事物都充满不确定性。抛硬币、掷色子、打靶子无法完成较为精准的受力分析,即使像航班、列车等无法做到较为精准的受力分析,也只能借助概率论的统计分析。微观粒子的相互作用频繁而复杂,没有足够大的力作用,粒子间的各种作用就无法被忽略,这些粒子间作用力就主导了微观世界,根本无法计算粒子时时刻刻都吸收与释放电磁波而产生力,这样只能借助概率论的统计分析方法。只有在电场、磁场这样巨大的驱动力作用下,才能象宏观一样进行理想化处理。宏观和微观都充满着不确定性,但通过概率分析把这种不确定性变成了确定。牛顿力学是科学,概率论也是科学,牛顿力学和概率论将物理世界的各种不确定性变成了科学的确定性。

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