场效应原理（上，概念篇）
作者：王美泉，头条号 @语境思维
场效应原理，译为Field Effect Cause，缩写FEC，读作费克——费解问题皆可克。
此《场效应原理》分上中下三篇。
上篇：自然逻辑七句义下的概念篇。
中篇：场与界之制约关系的方法篇。
下篇：场效应解释各现象的应用篇。
所有附注可作为原则(rule)、法则(law)、定理(theorem)或推论(deduction)。
1 总则（General）
本章给出场效应原理的范围、目的与几个主要的基本原则。
1.1 范围与目的
本文涉及实体边界层所在场的收敛或禁闭性与发散或隧穿性，旨在揭示体密度与场压强的制约关系。
1.2 场效应原则
英文译为：field effect principle
场效应原则，是指宇宙物质的存在形式与运动方式，皆可归因到场介质效应，可谓人类追寻的第一推动力(First Cause)。
附注1.1：世界的基底物质，是场空间介质（简称场介质、场）。粒子密度与场压强（或场密度）总是相辅相成的。
附注1.2：实体内部是高密集的场，电子内部是最密集的场。基于电子湮灭方程 ，实体与场皆可量子化为电子当量数(n)。
附注1.3：电子的质量(m₀)与电荷(e)是等效互换的量子量纲。实体的存在形式(或相)取决于实体内外场之间的动态平衡。
附注1.4，实体内场与实体外场之间是连续过渡的，有一个场压强递减的气相边界层（简称边界层）。
附注1.5：当边界层的场压强偏低，则有冷膨胀与/或冷隧穿；当边界层的场压强偏高，则有热缩聚与/或热禁闭。当粒子速度偏低，则有冷缩聚与/或冷禁闭。
1.2 场介质原则
实体与实体的相互作用，必由场作为传播介质，不是跃迁或超距的；
附注1.6：所有的场或波，诸如引力场或引力波、地磁场或地磁波，归根结底都是电磁场或电磁波，有力的统一场方程组。并可用场效应解释各种量子效应。
2 术语解释（Termology）
为避免术语纷争逻辑瑕疵，本文给出30个术语的定义，附注是对术语解释的补充，可作为动力学定理。
本文的解释性原则是：术语解释不可以有概念循环的瑕疵。
2.1 物质
英文译为：matter or substance
物质，是宇宙中可分类为实体(2.4)与空间(2.5)也可归结为场介质(2.15)的各种存在(2.2)形式的统称。
附注2.1：物质是物理学的第一范畴，不同的物质基础定义，有不同的物理大厦。
牛顿时代的物理学叫自然哲学。基础物理，其实是抽象物理，是科学哲学。
2.2 存在//有
英文译为：existence or being
存在，或有，是人脑细胞对电磁波刺激表现为电子刺激所感应的影像(pictures)；
电磁波刺激，使人脑感知到透彻的空间存在(spatial being)。电子刺激使人脑感知最小的实体存在(bodied being)。
附注2.2：虚空是不存在的，因为虚空没有电磁波刺激人脑而无法感知影像。这是解释【空间不空】的动力学证据。
附注2.3：世界是存在的；存在是物质的；物质是运动的；运动是连续的；连续是空间的；空间是介质的；介质是基底的。此称自然逻辑七句义。
2.3 世界//宇宙
英文译为：natural world or universe
宇宙，是根据最远天体激发电磁波到达太空望远镜的红移频率(redshift frequancy)来估算的可观测范畴(visible category)。
附注2.4：数学上的无限宇宙没有认知意义，因为我们无法获得测量数据。
附注2.5：可观测宇宙的估算方案，可见证电子激发场效应理论的简明扼要。
根据熵增红移现象，哈勃定律的加速红移常数H₀可理解为：遥远天体释放β射线电子流每走1Mpc的递减速率，进而反推可观测宇宙的半径。
已知：H₀=74千米/秒／326万光年，有
H₀=7.4×10⁴m/s／3.1×10²⁶m......(2-1)
β射线电子在1Mpc范围的递减速度为
k(v)=74千米/秒／326万光年......(2-2)
电子进动速度(v)与激发电磁波频率(f)成正比，有如下的光电效应关系，
即：½m₀v²∝hf.......(2-3)
有：△f∝½m₀(△v)²/h......(2-4)
对应电磁波频率的递减速度：
k(f)=3.76×10¹²Hz/Hz／Mpc......(2-5)
设射电望远镜可感最弱的电磁波频率
fₙ=1000Hz......(2-6)
类星体以光速发出β射线，电子激发最强电磁波的初始频率：
f₀=6.2×10¹⁹Hz......(2-7)
频率始末递减的倍率：
kₙ=f₀/fₙ=6.2×10¹⁶ [Hz/Hz]......(2-8)
可观测宇宙的最大半径：
R(visible)≈(k*/k₀)×326万光年.....(2-9)
=((6.2×10¹⁶)÷(3.76×10¹²))×326万光年
=537.6亿光年。
当然，太空望远镜或者月球上建造的射电望远镜，如果能接收频率为10赫兹，那么宇宙半径可扩大100倍，约5.4万亿光年。
2.4 实体//孤体
英文译为：interfaced or lone bodies
实体，或称物体、孤体，是具有特定边界层(2.16)与高密度的物质(2.1)。
附注2.6：在超高场压强下，低密度场可以积聚为高密度的实体。在超低场压强下，实体可以发散为场介质。
附注2.7：电子是最小实体，其它粒子是若干电子与场介质的复合粒子。这是粒子物理与/或量子物理的至简原则。
2.5 空间//场所
英文译为：natural space or place
空间，也叫场所或叫自然空间或非几何空间(non-geometric space)，是无缝隙的充满场介质(2.14)的存在形式(2.2)。
附注2.8：实体的内空间是高密度空间，实体的外空间是低密度空间。
附注2.9：根据哈勃红移现象(附注2.5)，实体的内空间密度可简化到均匀。实体外空间密度服从距离反比平方原则。
2.6 运动//变动
英文译为：motion or movement
运动/变动，是物质(2.1)包括实体于空间得以存在(2.2)与生存(surviving)的方式。
附注2.10：实体内空间与附近外空间，作为整体，既有随行自旋，也有随行绕旋。
2.7 自旋//翻滚
英文译为：spin or roll
自旋，或表现为翻滚，即不规则自旋，是实体获得准球体与南北极的方式。
附注2.10：实体的内空间密度越大，实体成球的圆整度越好，且自旋速度越大。
附注2.11：严格质点(particle)只是极小粒子(least particle)，过度抽象的零维质点(zero point)在现实世界是不存在的。物理学参数方程要严格规避零维陷阱(zero-dimention trap)。
附注2.12：由附注2.11，独立自旋体不存在定点不动，自旋半径与绕旋半径成正比，此称【自旋必绕旋】原理。最小电子有最小绕旋半径，可设为宇宙最小尺度。
2.8 旋进//绕旋
英文译为：precession or rotation
绕旋，或称绕轨运动、旋进、进动，是实体(尤其电子)获得独立存在(不被简并)与冲压力(对附近场)的方式。
附注2.13：实体为了保持独立结构形式，就必与其它实体保持必要的间距。
附注2.14：实体之间过分接近时，边际电子就有抗简并压或泡利不相容。
附注2.15：自然界不存在闭环椭圆轨道，测地线轨迹是开环椭圆(open loop)，此称开环法则(open loop rule,OLR)，适合宏观与微观的二体系统。
附注2.16：对于封闭的氕原子而言，核外电子(e⁻)与核电荷质子(p⁺)互绕开环椭圆，e⁻绕p⁺走大开环，p⁺绕e⁻走小开环，服从轨道角动量守恒：
mₑvₑrₑ=mₚvₚrₚ......(2-10)
2.9 位移//流动
英文译为：displacement or flowing
位移，或称流动，特指实体(2.4)或若干粒子借助附近的场(2.15)为载体从空间(2.5)某一点位旅行到另一点位的运动(2.6)。
附注2.17：实体的边界层(2.16)或附近的空间，也会伴随实体一同位移或流动。但若以实体为参照系，则不考虑场的位移。
附注2.18：任何实体或粒子的运动，都必须有场介质作为其位移的载体。
附注2.19：边界层空间与实体形影不离，实体背后不存在短暂的“虚无空间”。
2.10 波动//辐射
英文译为：fluctuation or radiation
波动，或称辐射，是连续性介质(2.14)的各个片段受到策动源的冲压在本地起伏或涨落继而依次推涌的运动。
附注2.20：场介质波动是均匀递减的或是红移的，主要指电磁波，有如螺旋桨激起的水波由近及远渐渐衰减。
附注2.21：混介质波动是实粒子(激元2.18)与场介质的交替波动，波动速度取决于实粒子波速，主要指机械波。
附注2.22：实粒子波动不能超距到达相邻实粒子，必须经由场介质的中介波动。
注意：电子物质波或概率波是假想模型，涉嫌超距作用。光子物质波，其实就是场介质波或电磁波。
2.11 参照系
英文译为：reference system
参照系，是把相对静止的质点(particle)作为测量基准或坐标系原点的物系。
附注2.23：系统对子系统是相对静止的，所以系统空间的任意一点，就是子系统的参照系原点，记作：
S(x,y,z,t)=S(0,0,0,0)
附注2.24：系统空间都是场空间，可把子系统附近一点抽象为绝对参照系，以保证参数守恒性，此称最近参照法则(closest reference law)。
例如，列车乘客的奔跑速度，只能以车厢内空间一点为参照系，不可舍近求远，若以太阳为参照系，否则会夸大乘客体能。
2.12 力//相互作用
英文译为：force or interaction
力，是指实体或电荷之间的能量（或动量或角动量）通过场传递的相互作用。
附注2.25：力的相互作用，服从牛顿第三定律，既适合宏观低速系统，也适合微观高速系统。
附注2.26：任何力，如天体间的万有引力、电荷间的电磁力(核力,磁力,氢键力)、摩擦力、张力、弹力等，都是相反相成的互反作用力。
附注2.27：力的相互作用，服从在指定条件下对于质量、能量、动量、角动量与电荷量的守恒与转换原理。
附注2.28：力的作用效果服从最小作用量(least action)或最大熵(most entropy)。
附注2.29：力的控制因素服从最近作用(closest action)或距离反比平方效应。
2.13 惯性力//反作用力
英文译为：intial or reactive force
惯性力，是基于牛顿第三定律针对作用力的反作用力(counter-acting force)，或者，是受力物系抵抗作用力以维护自身原有状态的保守力(conservative force)。
附注2.30：力的表现方式是多样化的，惯性力的说法也是多样化的。
例如：反向心力也叫惯性离心力。反弹力叫惯性弹力，反摩擦力也就惯性摩擦力，反引力也叫惯性科里奥力或斥力，反电磁力也叫惯性电磁力或抗简并力。
2.14 介质
英文译为：mediums
介质，是构造实体的、或无定形的、或传递相互作用的本底物质(basal matter)。
例如：水是承载船舶的介质；空气是承载飞机的介质；场是承载粒子的介质；
例如：场是构成电子的介质；场是构成核子的介质；场是构成缪子的介质。
例如：场是传播引力能的介质。场是传播机械能的介质；场是传播电磁能的介质。
2.15 场介质//气场
英文译为：field medium or field gas
场介质，或气场，简称【场】，是构造实体的不含实体的光速波动的承载相互作用的纯气态空间(Mere Gas Space，MGP)。
附注2.31：场收敛则禁闭为体(2.4)，体发散则隧穿为场(2.15)，体最终发散为场。体与体的互动通过场传递给对方体(each other's body)。
附注2.32：场是空间场或电磁场的统称。不管什么场，本质上都是电磁场。如引力场的本质是两个天体内部所有电磁场的叠加效应(superimposed effect)。
2.16 边界层
英文译为：interface layer
边界层，是实体附近场压强严格束缚实体尺度的场氛围(field ambience)。
附注2.33：地球边界层取决于第一宇宙速度；粒子边界层取决于电子的逃逸速度；电子边界层取决于附近场压强(2.26)。
2.17 场效应//量子效应
英文译为：field or quantum effect
场效应，或量子效应，是实体运动对前方场介质的冲压作用，激发场产生频率增量与密度增量的电磁辐射(EMR)效应。
附注2.34：场效应的本质是量子(2.17)效应(quantum effect)。引力场效应(GFE)，本质上是天体内部所有电荷的综合量子效应(composite quantum effect,CQE)。
附注2.35：电子(2.20)的高速运动会激发高频电磁辐射并伴生衍射效应(2.31)。电子准光速运动产生极其显著的密度增量效应(density increment effect,DIE)。
2.18 量子//激元
英文译为：quantums or exciton
量子，也叫激元，是涉及或激发(excite)场效应(2.)的实粒子(real particle)与虚粒子( virtual particle)。
附注2.36：量子可以分类为实量子或体量子(2.20)与虚量子或场量子(2.18)。虚量子只是为了便于测算而现实并不存在所虚构的数学技术范畴(technical category)。技术范畴，作为发明创造在超自然界(super natural world,SNW)是真实的。因此光子等虚量子是必要的魔鬼(necessary evil)。
2.19 场量子//虚量子
英文译为：field or virtual quantums
场量子，是把电子(2.21)或电子内场作为所有物质(2.1)体积可变但其它总量不变的量子化单元。
附注2.37：场量子是一个统称，可以把虚光子(virtual photon)、光量子、光子、声子、虚量子、虚粒子、介子、引力子、磁子归一起来，作为统计学的技术范畴。此称场量子的【同化原则】。
附注2.38：规定场量子九个技术参数，作为场效应或量子物理的计算依据，如下：
①场量子质量：m₀=9.11×10⁻³¹ [kg]
②场量子电量：q₀=e=1.6×10⁻¹⁹ [C]
③场量子势能：ε₀=0.51MeV=8.2×10⁻¹⁴ [J]
④场量子辐能：ε(λ)=ξhc/λ [J]
⑤场量子波长：λ(vₑ)=ξ·2hc/mₑvₑ² [m]
⑥场量子半径：r(λ)=λ/2π [m]
⑦场量子体积：V(r)=m₀/(4π/3)r³ [m³]
⑧场量子质密：ρₘ=m₀/V [kg/m³]
⑨场量子辐密：ρᴇ=ε/V [J/m³]
附注2.39：实体的场量子数与电荷数，可用场量子质量(m₀)的倍数(n)表示，即
n=m/m₀......(2-11)
质子的场量子倍数：n=1836m₀
质子的场电荷倍数：n=1836q₀
以场量子(m₀)标注的质量守恒与转换的表达式，简称量子方程或量子参数，因电子运动造成场质量增量用m'表示。如，
质子的量子方程，写作：
p=e⁺(m₀,c)+μ⁻(m₀,e)+m'(1834m₀)
地球的量子参数，写作：
M=6.0×10²⁴/(9.11×10⁻³¹)=6.59×10⁵⁴m₀
附注2.39：场空间的场量子数取决于场量子密度、场辐射波长与场空间尺度。
例如，已知地球微波背景辐射带的场量子波长为7.35厘米，若忽略微波辐射红移，求附近10万千米的场量子数？（答略）
2.20 体量子//实量子
英文译为：bodied or real quantums
体量子，是可用场量子(2.18)或电子(2.21)复合的高密度实体性量子。
例如，分子或原子团、离子团、原子、离子或亚原子（主要是电子）。
附注2.35：体量子的量子效应(2.16)主要表现在有可测量的电磁辐射现象。例如雷电波的水分子激元(2.17)，既激发热力辐射(有雷声)，也激发电磁辐射(有闪电)。
附注2.40：若孤体(2.4)位移(displacing)速度达到音速以上，产生显著的量子效应或场效应，则即使是脉冲星(pulsar)乃至超新星(supernova)，也属于体量子。
附注2.41：高速实体激发附近常的频率增量与密度增量或光电效应(2.33)作为中介过程，这是量子物理方法的基本原则。
2.21 电子//基本电荷
英文译为：electron or basic charge
电子，或基本电荷，是基于电子油滴实验与电子湮灭乃至光谱效应、光电效应、电磁感应等实验所揭示的最小孤体(2.4)。
附注2.42：人类无法直接获得电子的影像证据。可根据最小作用量(least action)原则，电子的存在形式可以公设为一种球形自旋体(spinned global body)。
附注2.43：电子的边界层半径或自旋半径，简称电子半径（代号rₑ）。电子半径是无法直接测量的，但是可以通过场效应方程(field effect equations)直接计算出来。原则上，电子半径与电子所在的场压强(2.27)成反比。
附注2.44：电子的自旋速度无法测量。可规定其向心力(F₀)提供自旋角动能或固有势能(ε₀)作为质量(m₀)的等效代换。这是一个基于电子自旋的合理而互洽的假设。
附注2.45：理论上的电子自旋假设，电子的向心力(F₀)，来自基于最小作用量把电子看成准球形而自旋的假设。
电子自旋半径(r)来自自旋必绕旋原则，把电子拓扑为一个超薄圆盘，电子内场拓扑为虚核电荷(e*)，边界层有一个电子质点(e₀,m₀)。二者之间库仑力，提供电子质点绕旋运动的向心力。
附注2.46：电子以光速自旋的公式推导。
由：F₀=m₀v²/r.....(2-12)
有：ε₀=F₀·r=m₀v²=0.511MeV.....(2-13)
求：v=√(ε₀/m₀)≈c（光速）.....(2-14)
则：ε₀=m₀c²......(2-15)
附注2.47：电子固有势能ε₀的合理性，主要来自油滴实验与湮灭反应。虽然形式上与狭义相对论的质能方程完全一样，但物理意义与推导过程截然不同。
由：2e↑↓+2×½m₀c²=2γ↑↓+2hc/λ*..(2-16)
或：2m₀+2Ek=2γ+2Er......(2-17)
或：2ε₀+2Ek=2γ+2Er......(2-18)
式中，γ是由电子急剧膨胀的场量子或光子，Er是γ携带的辐射能(radiation)。由于左右质量与能量分别守恒，
有：2m₀=2γ，γ=m₀......(2-19)
有：2ε₀=2γ，γ=ε₀=m₀c²......(2-20)
可见，正负电子湮灭变成的两个场量子，既有继承电子质量(m₀)或固有势能(ε₀)，也有继承电子动能转化的辐射能(Er)。
附注2.48：由场量子的同化原则(2.18)与质量守恒原则，所有实体与场都有维持自我存在形式的固有势能(E₀)，有：
E₀=nm₀c²=mc²......(2-21)
固有势能(E₀)是守恒或等值转换，进而总是默省参量(default parameter)，在任何相变过程中，E₀不必参与能量守恒。
附注2.49：固有势能与机械能规定的势能是截然不同的两个范畴。通常所谓的势能(Ep)，其实是因①位移动能转换或②参照系选择引起的位能差(△Ep)，即：
Ep=Ep(r₂,θ₂)-Ep(r₁,θ₁)=△Ep....(2-22)
例如，重力势能是物体位移(如地壳隆起)或选择海拔引起的位能差；电势能是电荷位移或选择接地引起的位能差。弹性势能是弹簧介质位移或变形引起的位能差。
2.22 质子
英文译为：proton
质子，是可简化为由高能正电子(光速绕旋)与繆核负电子之间相互作用导致内场密度剧增且有电磁辐射禁闭的复合粒子。
附注2.46：在原子或离子内场束缚与高能电子禁闭下的质子，叫束缚质子，具有与核外电子一样的超长稳定性。但是，
当被加速到准光速与其它粒子对撞（如LHC实验），质子会裂变正负电子。当被释放或漂泊到超低场压强环境中（如地球辐射带），质子会降解为正负电子。
质子的量子方程为
p=e⁺(m₀,c)+μ⁻(m₀,e)+m'(1834m₀)...(2-23)
附注2.50：根据原子核β衰变释放的电子流为准光速，可设高能正电子以光速围绕繆核震荡，其震荡半径就是质子的半径。
附注2.52：据LHC实验，质子的测量半径是0.84费米，且作参考。质子的动力学半径，可通过理论推导出来(见后)。
2.23 中子
英文译为：neutron
中子，是可简化为在超高场压强下有1个高能负电子围绕1个质子的复合粒子。
附注2.53：若原子核中的中子占比偏大，则相邻中子的高能负电子因斥力过大导致抗简并压过大而隧穿，包括电子隧穿(β衰变)、氦核隧穿(α衰变)与光子隧穿(γ衰变)。
附注2.54：脱离原子与原子核的内场束缚的中子是不稳定的，半衰期约15分钟。中子衰变的量子方程为：
n⁰→p⁺(1836m₀)+e⁻(m₀)+m'(3m₀)...(2-24)
2.24 电子当量
英文译为：electronic equivalent
电子当量，也叫场量子当量，是用电子质量(m₀)、电子电荷(e)、电子自旋角动量(s₀)、电子最小半径(r₀)等作为量子化单位，代表物质量子当量数(n)，简称量子数，可大大简化量子物理的复杂计算。
例如，质子量子数：n=mₚ/m₀=1836
2.25 体密度
英文译为：body density
体密度，是以实体边界层(2.16)半径计算体积的质量密度、能量密度与电荷密度。
附注2.55：在特定场压强下，封闭体系的质密与荷密可以等效互换，这是构建统一场方程组的主要理论依据。
有时，为简化起见，可以将三维体积投影为二维平面，得到实体的面密度。
2.26 场密度
英文译为：field density
场密度，是实体边界层之内与之外的电磁场密度，包括场质密、场能密与场荷密。
附注2.56：场是实体的本底介质；内场密度恒等于实体密度，内场质量恒等于实体质量。
由于实体之间有互反作用，并经由场为传播介质。实体与场之间也有互反作用。
因此，体内电磁力恒等于体外电磁力。体内电荷数与体外电荷数至少正相关。
2.27 场压强
英文译为：field pressure
场压强，是指电荷粒子边界层(2.15)表面所受的最终是电磁力的场压力。
附注2.57：设电荷粒子的边界层半径为r，电荷量子数为n，电荷之间的距离为R。电荷边界层所受的场压强为p，则有
p=ξ(1/4πε₀)(n₁e)(n₂e)／4πr²R²......(2-25)
p=ξ(1/4πε₀)n₁n₂e²／4πr²R²......(2-26)
附注2.54：场压强，也可定义为，是边际电子压缩前方场介质体积所用的压缩功。ξ是多电荷弱化系数。
电子所受的场压强：
pₑ=Wₑ/Vₑ......(2-27)
电子压缩功=轨道角动能=电磁场势能
Wₑ=m₀v²=(1/4πε₀)e²/R......(2-28)
电子扫过体积=电子行程×冲压面积
Vₑ=(vt)·πr²......(2-29)
场压强=电磁场势能÷电子扫过体积
pₑ=(1/4πε₀)e²/R(vtπr²)......(2-30)
根据最近作用原则，粒子电荷取决于边际电子，因此有
p=pₑ
ξn₁n₂/4πr²R²=1/R(vtπr²)
ξn₁n₂/4R=1/vt
v=4R/ξn₁n₂t......(2-31)
可见，边界电子的轨道速度与电荷间距成正比，与电荷量子数乘积成反比，与电子位移行程所耗时间成反比，或者与电磁辐射的距离(d=ct)成反比。电荷量子数越多，内场电磁辐射的隧穿效应越差。
对于氕原子，弱化系数ξ=1，电荷间距R=5.29×10⁻¹¹米，根据最近作用原则，电荷量子数：n₁=n₂=1，电子速度v=4R/t。
2.28 场梯度
英文译为：field pressure gradient
场梯度，是指场密度(2.26)货场压强(2.27)在三维空间连续递减的分布。
附注2.55：根据定义有场梯度函数。设场密度为ρ，多为质量密度ρₘ，场压强为p，梯度算符▽=d²/dx²+d²/dy²+d²/dz²，注意到场压强公式(2-26)，有
▽·ρₘ=▽·nm₀/(4π/3)(λ/2π)³.....(2-32)
▽·p=▽·ξ(1/4πε₀)n₁n₂e²/4πr²R²......(2-33)
附注2.56：在地球环境下，电磁场被激发的电磁波波长无显著负增量，可不考虑场场梯度，只需场密度与场压强。
但是，在哈勃红移敏感距离下，或者在显著红移时，需要考虑场梯度范畴。
（待续→方法篇）