一

当前的物理学研究按研究对象区分为宏观尺度和微观尺度两个截然不同的方向。宏观尺度主要是天体运行的研究，核心理论是相对论。微观尺度主要是物质基本构成也就是微观粒子的研究，核心理论是量子力学。这两种理论在各自的领域均取得了成就，但始终只能解释各自领域的现象，对于对方的领域始终无能为力。当前世界上顶尖的物理学家均在努力统一这两种理论，并且取得了一些进展，比如弦理论。

当前的物理学认为宇宙中存在四种力，强力、弱力、电磁力和引力，现代物理学已经将除引力外的三种力统一到一个理论中进行解释，将四种力统一到一个理论中的努力仍在继续。与此相对应，现代物理学建立了微观粒子标准模型，用一个模型解释61种基本粒子（见百度百科）的行为。

毫无疑问，相对论在宏观尺度、量子力学在微观尺度解释各自领域的物理现象方面取得了巨大成功，那么，存在一种可以在全尺度范围内解释各种物理现象的理论吗？或许，本文提出的全尺度物质空间结构理论就是这样一种理论。

二

宇宙本身是一种场，宇宙空间中充满一种物质，称为以太。以太是一种极细小、极轻微的粒子，它如同海水填满大海一般，在宇宙场的作用下弥漫在整个宇宙。在以太海洋中散布着各种尺度的物质，它是由基本粒子组成。基本粒子是构成物质的最小至密单位，它不可再分割，密度在其所组成的所有物质中最大。对于独立悬浮在以太海洋中的基本粒子来说，排开的以太在宇宙场的作用下挤压着基本粒子，这种作用力就是空间之力。在空间之力的作用下，基本粒子呈球形，半径远大于以太。

在空间之力的作用下，基本粒子在以太海洋中旋转，这种周期性运动产生波，波以以太为介质向四周传播，基本粒子周期性运动的能量以波的形式传递出去。

两个或两个以上的基本粒子可结合成较大的粒子。在形成较大粒子的过程中，两个基本粒子必须排开弥漫期间的以太，排开以太时必须对两个基本粒子施加作用力也就是施加能量。弥漫基本粒子间的以太被排开后，当两个基本粒子间的距离小于某个数值时，在两端的空间之力的作用下基本粒子会主动靠近并释放出能量，这种能量是两个基本粒子的结合部位排开空间中弥漫的以太所致。

两个基本粒子形成的较大粒子只有一个结合部位，三个基本粒子形成的较大粒子每个基本粒子有两个结合部位，四个基本粒子组成的较大粒子中每个基本粒子有三个结合部位。依次类推，众多的基本粒子形成球形的较大粒子。一般来说，球形的较大粒子更为稳定。

较大粒子排开的以太，在空间之力的作用下包围在较大粒子周围，并填满构成较大粒子的基本粒子的缝隙空间。较大粒子在空间之力的作用下同样进行着周期性运动，这种周期性运动在以太的海洋中同样产生波并以以太为介质向四周传播。由于较大粒子的组成中包含有基本粒子和充斥其缝隙空间的以太，所以它的密度要小于基本粒子。

在空间之力的作用下，较大粒子与基本粒子或其他较大粒子可以形成更大的粒子。与形成较大粒子的过程类似，在形成更大粒子的过程中同样需要施加外力。当粒子间的距离小于某个临界值时便会相互结合在一起，同时释放出能量。

一般来说，新粒子的形成或产生是由碰撞所致。小的粒子碰撞结合形成较大的粒子，较大的粒子碰撞结合形成更大的粒子。较大粒子为保证其本身的稳定，在空间之力的作用下部分基本粒子有可能脱落。

如此循环反复，直到形成从微观到宏观各种尺度的物质。

三

现代物理学认为，物质由分子构成，金属则是由单原子分子构成。分子由原子构成，原子由原子核和电子构成，原子核由不同数量的质子和中子构成，质子质量比中子质量稍轻。标准模型认为质子和中子由夸克组成，夸克是组成物质的基本单位。其中，不同物质元素的质子数不同，根据原子核中中子数的不同成为不同物质元素的同位素。

按照上述物质模型，所有物质元素的基本构成单位都是一样的，都是由质子和中子构成。但质子和中子的质量不同，这意味着构成质子和中子的夸克不同。按照夸克模型，质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由一个上夸克和两个下夸克组成，这意味着上夸克和下夸克的质量有差异，标准模型并不能解释其差异。

根据本文提出的物质空间结构模型，构成所有物质的最小基本单位是基本粒子，基本粒子是否就是质子和中子，需要实验验证，是否是夸克也需要实验验证。

基本粒子在形成物质的过程中，首先要形成稳定的粒子，比如质子和中子，然后质子、中子相结合后形成原子，原子相互结合后形成分子。

多个原子或分子在外力的作用下可以聚合在一起形成更大的物体，这种凝聚在一起的物体是由分子的不同部位相结合而成。由于以太填充其缝隙空间的缘故，密度和稳定性要小于分子，外力可以轻易地破坏这种物质空间结构。地球上大部分物质的空间结构都是如此。

基本粒子也有可能形成不稳定的物质，不稳定的原因主要是物质的空间结构不稳定。当引起空间结构不稳定的基本粒子从结构中脱离，剩余部分仍可以形成稳定的空间结构，从而变成稳定的物质。这个过程就是所谓的衰变。衰变发生时会释放出能量。

四

正如前面所讲，空间之力是由宇宙场作用于以太产生的。当各种尺度的粒子也就是物质悬浮于以太海洋中，被物质排除开来的以太，除了一部分填充在物质的内部缝隙空间中，大部分堆积在物质所占据的空间之外。堆积在物质空间之外的以太，距离物质空间的中心越近密度越大，距离物质空间的中心越远密度越小。相应地，距离物质空间越近空间之力越大，距离物质空间越远空间之力越小，直至为零。

物质所受到的以太产生的宇宙之力，实际上是直接作用于构成物质的基本粒子的表面，但也可以近似地理解为作用于物质表面。与悬浮在水中或空气中的物体所受到的水或空气的压力类似，物质表面受到以太压力，只是物质表面的以太压强要远大于水的压强和大气压。

正如前面所述，构成物质的稳定粒子主要是质子、中子、原子、分子，它们可以聚合成更大的物体，其空间结构的稳定性与物体的稀疏程度也就是密度有关。

在宏观尺度下，构成天体的稳定粒子排开的以太除了堆积在天体内部的粒子缝隙中，也堆积在天体的外部空间。堆积在天体外部空间的以太，距离天体表面越近密度越大，距离天体表面越远密度越小。相应地，作用于天体周围的空间之力，距离天体越近空间之力越大，距离天体越远空间之力越小，直至为零。这就是牛顿的万有引力，也是爱因斯坦的空间扭曲力。

由于空间之力作用于天体表面的缘故，天体一般会发生自转。如果形成天体的物质分布不均匀，即使在同一星系，不同天体的自转方向也有可能不同。

五

星系是由大质量天体俘获小质量天体而形成，太阳系就是如此。

正如前面所讲，天体外围空间有空间之力作用于天体，力的方向是由四周指向天体中心。当小质量天体进入大质量天体空间之力的作用范围内，大质量天体便可以俘获小质量天体。这时，作用于大质量天体的空间之力与作用于小质量天体的空间之力相汇合，共同作用于这两个天体。

由于汇合后空间之力的共同作用，两个天体有两种命运，一是相互碰撞形成一个更大的天体，二是相互缠绕形成稳定星系。如果定义大质量天体，比如太阳是稳定的，那么小质量天体比如地球，便是绕着太阳进行公转。

如果地球与太阳的年龄不同，可以肯定地球一定是被太阳俘获而来。如果月球与地球的年龄不同，可以肯定月球一定是被地球俘获而来。

在太阳俘获地球的过程中，太阳赤道外空间之力首先捕捉到地球赤道外的空间之力。当二者距离小于某个数值时，地球便会绕着太阳公转（地球的存在已经排除了二者相撞的可能性）。在太阳和地球之外空间之力的共同作用下，地球的赤道平面与公转平面的夹角会逐渐变小。由于太阳俘获地球的缘故，相对于地球公转平面，地球赤道平面会发生摇摆现象，但摇摆的幅度会逐渐变小。

地球俘获月球的过程与太阳俘获地球的过程相同。月球绕地球公转的平面与地球自转的平面会有一定的夹角，但夹角不会大于45度。由于空间之力的作用，月球会发生自转。但我们已经观察到月球始终是相同的一面朝向地球，这意味着月球的自转周期与公转周期一致，且月球的自转平面与其公转平面夹角很小，月球本身的摇摆幅度也很小。这可能是因为构成月球物质的分布不均匀所致，月球背面物质的密度要大于面向地球这一面的物质密度。

六

本文提出的全尺度物质空间结构理论不涉及基本粒子的产生过程，也不涉及宇宙场和以太的产生。在我看来，它们的产生依然是神的领域。基本粒子形成宏观物体乃至星系的过程很简单，我们所看到的缤纷世界就是经由这样的简单过程形成。从这个意义上讲，从微观尺度到宏观尺度，所有物体都是由同一种基础物质构成，所有物体都是在同一种力的作用下运行。

作者简介：赵建明，毕业于中国人民大学。1985年—1989年在中国人民大学统计学系学习，1992年—1995年在中国人民大学国民经济计划和管理系学习。

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