质子内部光子环形转动模型的发现

按照以往的观点，只有相对论才能解释相对论效应，相对时空观由此确立。但我们可以看到，如果粒子真的是由振动光子形成的动态结构，那我们同样可以很好地解释相对论效应。

无论粒子内的光子是以怎样的方向运动，无论其与粒子在空间中的速度方向成怎样的角度，只要粒子可被看作由光子的周期性运动所形成的结构，那这个粒子在速度发生改变后就会出现时间效应与长度效应，这是很好验证的。

问题的核心便是：构成一切物质的基础粒子，真的是由光子形成的动态结构吗？

这个认知与夸克模型背道而驰，但事实上，相比夸克模型，粒子—光子模型有更坚实的实验数据作支撑，只不过相关证据出现的时间并不长。

2010年，有物理学家在测量中发现质子的半径比以往的测量值要小4%，从那以后，许多团队开始致力于质子半径的研究。现在，关于质子的半径和质量，我们得到的最新测量结果为：

质子的质量：1.6726217×10-27千克

质子的半径：0.84087×10-15米

基于这两个关键数据，我们得以获得质子结构的信息，而粒子—光子模型与这两个数据完美契合。

这里的计算简单直接，非常重要，所以我把计算过程列出如下。

第一步：根据质子的质量，计算质子的静能量，依据的是质能公式E=mc2。

质子的质量为1.6726217×10-27千克，对应的静能量为1.5032774×10-10焦。

第二步：根据质子的静能量，计算对应光子的频率与波长，依据的是能量公式E=hv。

如果有一个光子携带的能量也是1.5032774×10-10焦，可以计算出这个光子的频率是2.2687315×1023赫兹。

考虑光速c，可以得出这个光子的波长是1.32141×10-15米。

第三步：假设质子是一个球形粒子，根据质子半径，计算质子的周长。

质子的半径为0.84087×10-15米，所以周长是5.2831738×10-15米。

第四步：将第二步与第三步得出的数据对比。

5.2831738×10-15/1.32141×10-15=3.998≈4

比照这两个数字可以看到，质子的周长是这个光子波长的3.998倍。

我们知道，光子的能量与其波长成反比，因此，如果把这个光子中的能量均匀地拆分成四份，每一个光子的能量为质子静能量1.5032774×10-10焦的四分之一，那这四个小光子的波长与质子的周长近乎完全相同。至于数值上的微小差异，可以视作来自试验采集数据时不可避免的误差。

据此我们可以认为：

如果质子的球体外壳具有反射光子的物理特性，而四个能量如上的光子在质子内部以切线角度撞击质子的球体外壳并被不断反射，那每一个光子都可以看成一个首尾衔接的光子环，而质子也可以看成由这样四个光子环嵌套而成的光子结构。

我们可以看到，无论质量（能量）还是空间尺度，这四个光子环组成的结构与质子这种粒子可以说完全相同。

由此我们获得了粒子—光子模型的两种结构：

1.粒子—内部光子振动模型。和光子钟类似，其中的光子垂直撞击粒子的球壳，光子以直线往复振动。

2.质子—内部光子环形转动模型。其中的光子以切线角度撞击粒子的球壳，光子沿着质子球壳移动形成光子环。(www.xing528.com)

在粒子—光子模型中，这两种结构是最基础的粒子形态，都可以用来解释第二个光子钟实验或时间效应，在后文中我们会看到，它们分别对应了两种最基础的粒子：电子和质子。

现在，通过对质子数据的分析，我们可以看到粒子—光子模型并不是一个无中生有的模型，它有扎实的实验测量基础。只不过，我们还没能解释是怎样的机制使粒子内的光子被不断反射。其实无论电子还是质子都会携带一个单位的电荷，在后文中我们会看到，正是这一份电荷起到了反射光子的作用，它也是粒子得以稳定的基础条件。

更多粒子结构上的细节稍后再聊。现在，我们要通过对质子这种粒子的理解，简单比对一下夸克模型与粒子—光子模型。

夸克模型认为质子是由三个夸克粒子形成的复合粒子，而质子—内部光子环形转动模型认为质子是由四个环形转动的光子嵌套而成，自然也就不存在夸克粒子。

夸克模型的支持实验是电子—质子深度散射实验，因为有电子在质子内部被反射，因而猜测存在一种硬核粒子，而质子—内部光子环形转动模型的支持实验是对质子半径和质量的精细测量。

夸克模型认为在电子—质子深度散射实验中，使电子被反射的“硬”核是一种单独的粒子，而质子—内部光子环行转动模型认为，是质子内部四个光子环影响下的质子电荷造成了这种现象（见后文）。在现代物理学中，的确存在大量符合夸克模型以及标准模型理论中粒子分类方式的短寿命粒子，但粒子—光子模型同样可以将其分类并予以解释。

最重要的是，在对质子半径与质量的解释上，粒子—光子模型优势巨大，而夸克模型在解释这两者时是无能为力的。此外，当面对以往说不清楚的时间与空间时，粒子—光子模型可以非常好地与狭义相对论现象结合，将宏观物理世界与相对论的高速物理世界关联在一起，相互解释。比如，它可以解释为什么速度会影响时间的计量、减慢物体的运动，也能解释为什么相对论认为在任何惯性系下光速恒定。由此，我们不需要再去面对相对论中难以理解的四维时空结构，而只需要将其作为一个方便计算的数学认知模型。

前面说到，粒子—光子模型是在绝对时空观的基础上孕育而生，且继承了16～19世纪人们公认的以太假说。需要注意的是，原本的绝对时空观并非完美。牛顿认为宇宙中的时间会按照同样的速度流逝，与物体所在位置与运动状态无关。但现在看来，这个观点存在局限性，应该随着时代认知的改变而更迭。

可如果粒子真的是由运动的光子组成，如果空间中真的存在以太海，如果光子在以太海中传递的速度恒定，那么如前文中的光子钟模型，物体在空间中的运动速度必然会影响光子在粒子内往复振动的相对速度，进而影响光子在粒子内运动的周期、粒子在其他空间方向上移动的速度，甚至粒子与粒子之间相互影响的效率。

也就是说，虽然我们不用把时间如相对时空观那样看作一种真实存在的物质，但随着物体运动速度的改变，这个物体所记录的时间流逝速度的确会发生变化，它在空间中的运动速度也会如此，就好像真的有时间被减慢了一样。

如果粒子—光子模型及其基石以太假说都是真实存在的物理事实，那我们就找到了时间效应背后的物理本质，长度效应也是如此。由此，时间维度甚至四维时空结构不再是物理层面上真实存在的概念，而是一种对时间与空间进行认知的思维角度，而对时空的认知才是相对时空观的本质。

在物理学界早就有这样一种说法，认为相对论更应该被归入哲学范畴，因为相对论是我们构建物理理论时必须遵循的思考原则，而量子力学才是一种实用的物理理论。

这是一个有历史来由的观点。我们知道爱因斯坦并不是因为相对论而获得诺贝尔奖，有人说很大原因是当时法国著名哲学家伯格森旗帜鲜明地表达了反对意见：

相对论属于认识论，而不是物理理论，它是一种对时间与空间的认识方法，而怎么认识时间与空间是哲学界一直在讨论的热点问题。

回到本章的主题。的确，就现在物理学界的共识而言，夸克模型是一个历史悠久的猜想，是现在粒子标准模型的基础，也是被大家所熟知的。但经过简单的说明与计算，我们已经发现粒子—光子模型同样具有可信的实验基础。

其实更重要的是，粒子—光子模型可以与很多重要的物理现象相结合，它的一些直接拓展，甚至比粒子标准模型中的一些核心研究走得更远，且这些内容都可以通过实验进行证明，普罗大众也很容易理解。

有一件事我们非常好奇：如果时光真的倒流，让我们得以把粒子—光子模型与夸克模型各自的相关材料，全带回1900年牛津大学的与会者面前，那个时代的物理学家会做出怎样的选择？

有理由相信，经过质子半径与质量验证的粒子—光子模型，很可能会将已经谢幕百年的以太假说再一次带回世人面前。

而粒子标准模型下的夸克模型与以太假说下的粒子—光子模型，谁会走向下一个时代？

【注释】

[1]一些标准模型的扩展理论预言质子也会衰变，但这从未被观测到。

[2]中微子质量小，不带电，速度为光速（或接近光速），因难以测量所以一些性质仍不明确。

[3]我们可用中子与K介子对比：中子可以衰变为质子和电子，在原子核外的中子也不稳定，但一般认为它的寿命有15分钟。

[4]当然，在标准模型中电磁作用的实现是基于速度恒定为c的虚光子。

[5]需要补充一点，我们没有办法进行单程光测速，只能通过对光线往返的总用时来计算双程光的光速。