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用七个基本量纲可推导出任一量纲,这其中有什么科学规律呢?能否通俗地讲一下?

stemmer原创观点:量纲最终只需一个。

世界都是关联的,所以才有物理定律。如果物理定律均找到,我们宇宙中的物理基本常数,都是确定值,那么,任一基本量纲均可推出其他量纲,量纲最终只需一个。

物理基本常数确定后,如光速C,普郎克常数h,波尔兹曼常数K,牛顿引力常数G,静电力常量K,基本电荷e,电子质量me,质子质量mp,原子质量mu,阿伏加德罗常数NA,普适摩尔气体常数R,理想气体摩尔体积Vm,玻尔半径α0,精细结构常数α,里德伯常数R∞,等等,假设都精确确定后,说明物理定律精确。

现有七个基本量纲,长度L,时间T,质量M,温度Θ,电流I,物质的量n,光强度J。其他的派生量纲如能量E=MCC等,不讨论。广义相对论下,所有己知定律,都是一般公式基础上的一阶及二阶方程,一般公式都是平直空间下的特解,考虑量纲间的关系,本文中也只作特解,如需更精确,那得是一阶或二阶方程,本文不推导。下文中省略单位及单位间换算数学常数,只给出相关关系。

有了以上基础,以长度L为例,给出其他量纲。

长度L己知。假定的,不讨论。

时间T可知。光速C恒定,T=C/L。

质量M可知。能量E=MCC=hv,v为光波频率,时间倒数,光速C(常数)也是光波频率与波长(长度L)之积。M=h/CL。也可由万有引力公式,F=GM1M2/rr=Ma,得出M只关于长度L,时间T的关系式。

温度Θ可知。温度只是宏观上的度量,微观上,用辐射来描述能量间的转移。黑体辐射,温度只与黑体质量相关,Θ=hCC/8兀kGM。

电流I可知。由库仑定律,F=Kq1q2/rr。力F可由质量与加速度表示,F=Ma,电荷电量q只与质量M,长度L,时间T相关。电流I可由电量q与长度导出。电流I只与质量M,长度L,时间T相关。

光强度J可知。光强度简称光强,国际单位是坎德拉,简写cd。1坎德拉是指单色光源频率540x10v12HZ的光,在给定方向上的辐射强度为1/683瓦特/球面度的发光强度,可以用基尔霍夫积分定理计算。光强度与频率,能量,空间相关,关强度只与质量M,长度L,时间T相关。

物质的量n,随时空确定,但不可知。

物质的量n是确定的。一份时空,一份能量,其能量由普郎克能量常数确定,只与空间,长度L及时间T确定,我们的宇宙有多少时空,就有多少能量,时空与能量对等,能量为正,时空为负,总和为零。时空有涨落,能量也有涨落,能量还有很大一部分转化为质量物质,但总能量随时空而定,时空确定了,总能量也就确定了。物质的量n只与长度L,时间T相关,只是我们不知。

物质的量n不可知。量子力学中有个不确定性原理,时间与能量是个共扼数,时间与能量不可同时确定,其对时间与能量的方程表明,△E·△T≥h/2兀,时间确定了,能量是个几率函数,不确定。同一时刻下,同个量子,在不同的空间,不同的点,其能量是不一样的。能量除了时间T函数,还是空间,长度L的函数。时间与空间同时定了,能量才是确定的。我们只可在有限空间测量能量,而且能量是态叠加几率波,所以能量对应时空的总值,我们测量不出,时空变化莫测,微小差异,将导致极大差别,蝴蝶效应,给了我们的宇宙无限可能,殊途同归又让我们不可能完全回塑,未来,只有到未来才让我们可确定少量的局部,某种意义上,未来不可预测。

虽然,物质的量n随时空而定,但,不确定性原理告诉我们,物质的量n我们不可知。

其他六个基本量纲推出存在相互关系了,但我们对世界知之甚少,物理定理还待修正,物理常数还在向准确迈进,而且,为了计算严谨,计算方便,我们仍用七个基本量纲,还不可相互替代。但:

宇宙中量纲只需一个,剩下的均是常数。

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