根据万有引力常数和库仑力常数计算空间量子的弛豫时间和间距

进入二十世纪，当人类的认识由原来与人的尺度相近的宏观范围，扩展至高速领域、宇观领域和微观领域，作为物理背景的空间效应便显现了出来。

比如，存在着光速不变现象，而且物体运动速度的增加受到了空间的限制；

比如，巨大的物质可以影响空间的分布，并借助空间对包括光子在内的其他物体产生影响，左右着它们的运动轨迹；

比如，各种不同的微观粒子都具有波动性，表明存在着统一的物理背景。

此外，为了消除连续的能量会在紫外端导致能量的发散即导致紫外灾变，德国物理学家普朗克建立了新的黑体辐射公式。在该公式中，引入了量纲为粒子角动量的物理常数h，该常数具有不变性。由此表明，能量是不连续的，存在着最小的结构单元。

于是，在我们的宇宙中，不仅存在着统一的物理背景，而且这一物理背景是不连续的，是由不可再分的最小粒子构成的。为了突出最小粒子的不可再分性，我们把这一最小的粒子命名为量子，我们把不连续的物理背景称之为量子空间。

1965年，美国科学家发现，在我们的宇宙中，普遍存在着微波背景辐射温度。该温度约为绝对温度2.7k，相当于摄氏零下270.45度。由此表明，量子空间是有能量的，类似空气中的气体分子，每一个量子都具有无规（热）运动。

于是，关于量子空间，除了光速c和普朗克常数h外，还有两个重要的物理参数，即量子的弛豫时间τ₀和量子之间的距离r₀。前者是量子的能量参量，即量子频率的倒数；后者是量子空间不连续的尺度，其立方的倒数为量子空间的密度。由此，我们可以看出，这两个关于量子空间的物理参量，对于研究量子空间是至关重要的。那么，我们如何才能够计算出它们的具体数值呢？

由于存在着远程作用力——万有引力和库仑力，这两个力是借助于量子空间实现的。因而，这两个力的作用力系数必定与量子空间相关，是由量子空间的物理参量决定的。于是，我们有理由相信，作为经验数值的这两个作用力系数是量子空间物理参量的组合。于是，我们可以根据量纲一致原则，用光速c、普朗克常数h、量子的弛豫时间τ₀和量子之间的距离r₀等4个量子空间物理参量的不同组合，分别代表万有引力常数和库仑力常数，即：

{ G = r⁵₀ / hτ³₀ (1)

K = hc² / 2π A²r₀τ₀ (2)

其中，引力常数G为6.673×10^-11Nm²/kg²，库仑常数K为8.988×10⁹Nm²/C²。G和K都是实验值，它们各自有着复杂的量纲和远离1的数值。此外，A为单位电流安培，其数值等于1。

对于式（2），有两点需要说明：

第一，由于原来的库仑常数与导磁率相关，而导磁率是用A²定义的，所以原来的库仑常数隐含着A²。于是，为了使新的库仑力公式保持原有的量纲，在新的库仑常数中出现了A²。

第二，在新的库仑常数中引入了2π。这是因为库仑力是有方向的矢量，需要用约化普朗克常数h/2π取代h，这种做法在量子电动力学中是普遍采用的。

由式（1）和式（2）分别解出的两个待定物理参数为：

τ₀ = 〔h⁴c¹⁰/G(2πK)⁵A¹⁰〕^1/8 = 3.621×10^-12 s

r₀ = 〔Gh⁴c⁶/(2πK)³A⁶〕^1/8 = 2.913×10^-14 cm

计算出了τ₀和r₀的数值，我们还需要用这一计算结果，验证上述4个物理参量的组合取代作用力常数的合理性。

关于空间，最直接的线索是宇宙的微波背景辐射，其波长与能量分布的关系，符合普朗克的黑体辐射公式：

E = （2πhc²/λ⁵）/（e^hc/λkT - 1） (3)

对式（3）中的λ进行微分，并令其结果等于零，就得到了温度与多数辐射（量子）波长的对应关系，即

5 = e^x （5 - x） (4)

其中，x = hc/λkT = h/τkT = 4.965，T为绝对温度，τ为频率的倒数。将τ₀值代入x，得到的相应温度为2.67K。现在公认的微波背景温度是2.69K，在实验误差的范围内，两者是吻合的。

至于对r₀的验证，由于量子空间在r₀附近存在着密度的急剧变化，会引发强相互作用，所以该距离应为最小原子核半径的下限。因为，当作用距离小于距离r₀时，量子空间就失去了意义。于是，在该距离内，由量子空间的对称性破缺即量子的不对称碰撞产生的强相互作用，也就不存在了。目前，已知最小原子核的半径（氢原子核的半径）约为3×10^-14cm，与计算出的 r₀ = 2.913×10^-14 cm 相比较，两者基本上是吻合的。

于是，根据以上的验证，说明我们利用万有引力常数和库仑力常数建立的4个物理参量的组合是适当的，由此计算出来的弛豫时间τ₀和量子之间的距离r₀也都是正确的。这两个物理参数的确定，对于我们进一步研究量子空间及其空间效应，具有十分重要的意义。

比如，根据这两个量子空间参量，我们可以分别计算出单个量子所具有的能量和量子空间的量子密度，它们是：

E_量 = h/τ₀ = 6.623×10^-27 × 3.621×10^-12 = 1.83 × 10^-15 erg。

N = r^-3₀ = 4.045 ×10⁴⁰个/cm³。

于是，量子空间的能量密度为 ，E_量 × N = 7.4 ×10²⁵ erg/cm^3。

根据质能公式 m = c² / E ，在我们的宇宙中，目前每立方厘米的量子空间，约含有相当于82公斤质量的能量（作为对比，物质的密度却是非常小的，每立方厘米连一个质子都摊不上）。这就是我们苦苦寻找数十年的而未果的，用于支撑宇宙膨胀的暗能量。

实际上，宇宙中的各种相互作用，都是由于量子空间的对称性破缺即量子碰撞的不对称，所产生的空间效应。而相互作用的大小，则取决于量子空间对称性破缺的程度，其决定了物体究竟能够感受到多少量子空间的能量。

除此之外，原本经验的万有引力常数G和库仑力常数K，也可以由4个量子空间的物理参量所替代。由此，我们知道，上述两个远程作用力是可变的，会随着宇宙的演化而不断地改变它们的具体数值。从这个意义上来说，G与K都只是从远程力的角度，间接地反映宇宙演化的物理参量，而并不是自然界的常数。

总之，我们的宇宙是演化的。随着宇宙内部空间的变化，作为反映空间效应的远程力也必然会发生相应的变化。这些远程力的变化，就反映在它们的作用力系数是量子空间4个物理参量的组合。由此，使我们得到了两个未知的关于量子物理参量（弛豫时间和量子间距）的具体数值，从而加深了我们对量子空间的认识与理解。