摘要：现代量子物理是建立在卢瑟福原子核式结构模型(原子中的核外电子是绕原子核
旋转的)及波尔氢原子假说理论基础上的，它必须对所有的物理现象给予全面的，完全
的，清楚的，系统的，科学的解释和证明，诸如：电子、质子、中子及它们的反粒子
的自旋，磁矩的产生，衰变、湮灭，黑洞现象，反物质的问题，电的本性，中子单独
存在时是不稳定的，原子核力非常大，引力场的产生，物质的组成及运动原理，不胜
枚举，可是目前却不能，有太多的物理现象没有科学解释和证明的依据，特别是对超
子和奇异粒子的出现更加束手无策，似乎出现了另一个世界和超自然现象，人们一直
在苦苦寻求其中的原因，经过多年的研究和计算，在此我坚定的说这个原因已被发
现，只要将原子核式结构模型改为原子质心式结构模型(有证明过程)，就可以使大量
还没有科学解释和证明的物理现象，波尔氢原子假说理论和普郎克量子假说理论，物
质的组成及运动原理从理论上得到完整的科学的解释和证明，还可以对地球、太阳、
太阳系及宇宙的运动、形态、构成，地球上沧海、桑田、高山、平原巨变给予同样的
证明，理论上推出黄金、钻石可进行工厂化生产，特别是原子核理论及物理大统一理
论将得到初步说明。论证如下，恳请专家、学者、寻求真理者给予批评、指正、明
鉴。
需要重点指出的是在审阅此论文时，千万不要有牛顿定律不适用于现代量子物理的观
点，可以证明牛顿定律是适用于现代量子物理的，否则就会无法进行受力分析，因此
就搞不清强相互作用(核力为何具大)，弱相互作用(粒子的衰变)，电磁相互作用，万
有引力相互作用及它们产生原理，也更搞不清物质的运动及组成原理。可以证明，牛
顿定律在物体作高速运动时，只要考虑质能互变，经过修正一样适用，就象牛顿第二
定律在非惯性系中经过修正一样适用，因为当物体由低速转为高速运动时，其能量(动
能)就要增加，这个能量差，根据爱因斯坦质能关系式，其质量就增加，只是宏观物体
由于速度的变化通常都很小，远远小于光速，其能量增加很小，其质量相应增加也就
非常小，不易被察觉到；但是当物体速度变化非常大，其质量就要有与之相当大的增
加，牛顿第二定律就需修正，其结果是要增加合外力或减小加速度，是三个变量的关
系，无论如何变化，这个力是存在的，只是量值的差异，决不能因此而否定牛顿定律
对量子物理的适用性，正是这个合力的存在，就应是牛顿定律适用于量子物理的论
证，否则严格的讲牛顿第二定律对宏观物体作加速运动时也不适用，因为物体速度增
加，能量增加，其质量也相应增加，为何我们能接受牛顿第二定律适用于宏观物体做
加速运动呢？那是因为我们忽略了质量的微变，而忽略了这种微变不会对宏观物体的
运动描述有太大影响；而微观物体由于速度快，质量增加大，这个质量增量对于原本
质量很小的物体是不容忽略的，其影响是相当大的是需要修证的。以上种种理由说明
了牛顿定律经过修正是适用于量子物理的，实质是通过牛顿定律能进行受力分析，能
揭示至今不能科学解释和说明的太多“奥秘”
关键词：自旋、周转、质心、质心运动原理，量子、原子核式结构模型，物质、系
统。
一、氢原子中的质子和电子是绕氢原子系统质心(或称质心轴)周转的，同时，电子和
质子还在绕各自质心轴自旋。
以氢原子为例，这是个二体运动问题，很复杂，需要根据牛顿定律、库仑定律、质心
运动原理耐心看它，实验告诉我们，氢原子中的电子是在作高速周转的，同时电子还
在自旋----即所谓氢原子中的电子是绕质子旋转的。当电子作高速周转时，由于周转速
度大，周转半径小，周转角速度大，需要很大的向心力，设此向心力为Fe，电子的电
量为e，质量为m e，周转角速度为ωe，周转线速度为V e，距周转中心的距离为r e，
根据向心力公式有Fe=meve2/re= meωe2re，方向时刻指向周转中心，根据牛顿作用
力与反作用力原理，就要求有一个和电子向心力大小相等，方向相反的力，且必须是
同性质的力----即离心力作用于另外一个物体上，如果这个力作用于质子上，质子将沿
离心力的方向被加速运动，被加速运动的质子将离开原来位置，从而使离心力消失，
无法再给电子周转运动提供向心力，因此电子所需的向心力也将消失，电子将沿原来
的速度方向飞去，氢原子将不复存在，这是不符合实验的，因此是错误的。为了保障
电子周转所必需的向心力，电子向心力的作用点必须还受到一个和电子产生的离心力
大小相等，方向相反，且必须是同性质的反作用力，为了这个力的产生，只有质子也
绕此点进行周转，从而给此点一个和电子产生的大小相等，方向相反的离心力，且是
同性质(所谓同性质，必须是拉力对拉力，压力对压力，向心力对向心力，离心力对离
心力)的离心力作用，从而才能给电子的周转提供向心力。保障氢原子的正常运动，设
质子周转所需的向心力为Fp，质子的电量为q，质量为mp，质子质心距周转中心的距
离为rp，周转线速度为vp,周转角速度为ωp,因为无论质子还是电子的向心力都是由点
电荷引力----库仑力(或称静电引力)所提供，所以根据库仑定律及向心力公式有：
Fp=mpvp2/rp=
qe/4πε0(rp+re)2=-Fe=-meve2/re，第一式，或Fp=mpωp2rp=-Fe=-meωe2re，第
二式，(负号代表Fe与Fp的方向相反，ε0为真空介电常数)，为了保证氢原子的正常运
动----既电子椭圆运行轨道(有证明)，质子周转角速度和电子周转角速度必须一致，即
ωp=ωe，只有这样才能保证电子和质子周转所需的向心力时刻要大小相等、方向相
反，且是同性质的力的要求，否则如果ωp不等于ωe，质子和电子总有一个时刻会运动
到质子和电子向心力作用点的同一侧，此时电子和质子向心力的作用点将受到质子和
电子同方向离心力的合力，无法再给电子的周转提供向心力，从而使电子和质子都将
离开，电子和质子都将沿原来的速度方向飞去，从而氢原子也将不复存在，因此ωp不
等于ωe是错误的，所以电子的周转角速度必须和质子的周转角速度一致，即：
ωp=ωe，此时根据第二式有mprp=mere，也就是rp/re=me/mp,其原因是质子和电子
在库仑力(静电引力)的作用下，将二体运动(质子和电子的复合运动----即质子和电子
的周转和自旋)转化为了一体运动(氢原子自旋)，即氢原子中的电子和质子在以它们向
心力的作用点作椭圆周转(关于椭圆轨道也有证明)和自旋(自旋后续)，由于
rp/re=me/mp,可推断质子和电子的周转中心为质心，因为根据质心运动原理和质心
运动规律去分析，只有质心这一个点能满足rp/re=me/mp,因此能满足rp/re=me/mp
的点必为质心，此时受力分析简图如图一所示。
vp
电子质心
Fp - Fp - Fe Fe
ve
质子质心 rp re 氢原子系统质心
图一
根据图一，有力学常识的都会问，所谓质心就是个点，它是怎样给电子和质子的周转
提供向心力的呢？静电学告诉我们，在质子和电子的周围空间时刻有电场的，电子将
逆着电力线运动，质子将顺着电力线运动，是电场将质子和电子吸引在了一起，或者
说电场象一条无形，难测质量，长度可变的联接，或者粗糙地说，电场就是条绳子将
质子和电子联系在了一起，在这条无形、没有质量、长度可变的绳子上，我们进行受
力分析，我们会发现在这条绳子上每一个点都受到质子和电子产生的大小相等，方向
相反，同性质的离心力作用，而质心只是这条绳子上的一个特殊点，因此质心完全可
以为质子和电子的周转提供向心力，是物质间的相互作用，通过电场(微观粒子的运
动)实现的。另外根据库仑定律去分析也会得出同样的结论，一方面，因为质子和电子
是带有等量的异种电荷，在库仑力的作用下将吸引在一起，另一方面，由于质子和电
子都有速度，且很高，它们又要沿速度方向飞离而去，为了使电子和质子之间还有一
定距离，它们必须以相同的角速度去绕一个点去周转，同时对此点产生大小相等，方
向相反的，同性质的作用力与反作用力----即离心力作用于这个点上，此时也才符合牛
顿作用力与反作用力的要求，如果质子不去绕氢原子系统质心周转，此时质子只受到
电子产生的离心力作用，根据向心力公式判断，由于电子速度很大，周转半径很小，
这个离心力很大。因此质子将被加速运动，而这时质子所受的离心力和电子周转所需
的向心力不是同性力，只是一对方向相反的反力，因此不是作用力与反作用力关系，
因此质子不周转是不行的。设所有的条件同前，我们也会得出同样的结论：即
mprp=mere，也就是说氢原子中的电子和质子在以它们系统质心周转，同时电子和质
子还在以各自的质心轴自旋(关于电子和质子的自旋在后面证明)，由于磁场的综合效
应，电子和质子象个磁性很强的小砣螺，在进动。推论：所有原子中的原子核和核外
电子在绕原核和核外电子组成的原子系统质心周转，同时原子核和核外电子还在自
旋，由于电子的周转角速度是不一致的，因此原子核和核外电子所组成的质心，根据
质心运动原理去分析此质心是变化的；原子核中的质子和中子也是在绕它们所组成的
原子核质心在周转和自旋的----即原子质心式结构模型。关于推论中的内容是多体运动
问题，很复杂，后续。现在需要搞清楚的是在氢原子实验中为什么没有发现质子的周
转运动，也就是没有发现rp的存在，却发现质子是振动的，且运动非常复杂。根据质
心式结构模型和mprp=mere可知，由于电子的质量me比质子的质量mp小一千多倍，
re本身就非常小，由于能量对外释放，rp就更小了，实验告诉我们一般情况下
re=5.29×10-11米，me=9.1×10-31千克，mp=1.67×10-27千克，因此rp≈9.1×
10-31/1.67×10-27×5.29×10-11=28.78×10-15米，以近费密级(飞米)，由于rp太
小，质子和电子周转速度快，质子就象振动，很难被仪器测出，若采用先进精密仪器
测量，一定能测出rp的存在，实验发现的质子振动就应是质子绕质心的周转运动，也
正因为rp太小，质子就象不动，电子象是绕质子旋转。至此我们发现了一个问题，不
是牛顿定律不适用于现代量子物理，而是现代量子物理没有以牛顿定律作为基础理
论，不以牛顿定律作为基础理论，就无法进行受力分析，就不能搞清楚个体运动与多
体运动的关系，也就搞不清个体是如何运动的，多体是如何运动的，因此也就搞不清
物质的组成，最终只能说“原子核内的运动非常复杂”，“原因不详”。因此对很多
的物理现象也就没有科学解释和证明的依据，一个纯粹的物质世界也因此无法被证明
出来，原子核式结构模型是错误的，用唯物辩证法也可得到间接证明，唯物辩证法告
诉我们，一切事物都是在发展，变化，运动的，而原子核式结构模型没有考虑到原子
核的运动，更没有考虑原子核中的质子和中子的运动，而把它们统统例为不动，因此
是错误的。
二、氢原子系统中电子运动的进一步讨论及波尔氢原子假说理论是正确的证明。
在氢原子中，因为mprp=mere，rp小于re一千多倍，re本身就非常小，rp就更小了，
可以忽略，根据向心力和库仑定律也就是第一式有：Fp=mpvp2/rp=
qe/4πε0 (rp+re)2=-Fe=-meve2/re，在忽略rp的情况下推得电子动能E″＝
1/2meve2=qe/8πε0 re，也就是说电子的动能在由数值上近似等于其电势能的一
半，取电子和质子相距无穷远时电势能为0，此时电子的动能也应为0，此时电子的总
能量E0＝Ｅ+动Ｅ势 =0＋0＝0，当电子由距质子为无穷远，运动到距质子的距离为
re+rp≈re时，电子的电势能Ｅ势 =-qe/4πε0 (rp+re)≈-e2/4πε0 re(q=e，rp非常
小),电子的动能Ｅ动＝e2/8πε0 re,此时电子的总能量Ｅ′＝Ｅ势＋Ｅ动＝-
e2/4πε0re＋
e2/8πε0re＝-e2/8πε0 re,能量的增量△Ｅ＝Ｅ′-Ｅ0＝- e2/8πε0 re-0= -
e2/8πε0re<0。由此可见，电子由于和质子相互吸引(库仑力的作用)，由距无穷远，
运动到相距为re+rp≈re时，电子的能量减小了，能量对外释放，同理讨论质子，质子
的能量也减小，氢原子系统减少的这些能量，根据能量守恒将释放到外界（氢原子系
统外），因此氢原子系统由于内能减小，相对电子和质子距无穷远时（内能为0状
态）显负能量状态。这是基本粒子显负能态的原因，也是物质组成的原理，由于显负
能量，一方面它们要相互夺取这些释放出去的能量，而形成库仑引力，因此要相互吸
引而组合在了一起，组成了氢原子又组成了氢分子或和其它原素组成了其它分子，这
种对负能量的解释要比用电子海那种解释负能量要直观、易懂、合理，用那种方法去
解释负能量，要出现人人不懂的负质量，令人费解，质量怎么能为负？前面的讨论得
知，当质子和电子由相距无穷远，运动到相距为re+rp≈re时，电子的总能量由0变为
Ｅ′＝－e2/8πε0 re，当re趋向0时，也就是质子和电子之间距离趋向0时，电子的总
能量趋向负无穷大，而当质子和电子之间的距离不为0时，电子的总能量虽然还是负
值，但要比负无穷大要大，也就是说当电子和质子之间的距离不为0时，氢原子系统
内还有一部分内能没有释放，如果内能完全释放，氢原子内能将显负无穷，此便应是
黑洞，任何能量小的量子（与系统释放出的那些量子比）遇此黑洞都将被吞没，释放
出的那些能量被夺回。另一方面，我们看到由于参考点（势能零点）定义为了质子和
电子相距为无穷远，系统对外界放出多少能量，其内能将负增加同样的量值，按照对
外放出能量多少，成为一个定态，所谓定态是指质子和电子要以质心为周转中心，且
角速度一致进行椭圆运动，而不得任意运动，要使它们各自任意运动，外界必须付还
给系统所放出的哪些能量，也就是要使它们成为自由质子和自由电子，无论自由电
子、自由质子、自由中子都应有二种变化趋势，一方面要相互吸到一起，根据数量、
内能的多少和其结构不同，可以组成不同的原子，从而又可以组成不同的分子，而数
量不同的分子集合又组成了物质的多少，另一方面如果它们若是自由态，它们应还可
继续分裂为更小的粒子------衰变，视其粒子的内能大小，决定衰变是放出能量还是吸
收能量，实验告诉我们在实验室的条件下，质子和电子是不发生衰变的，说明质子和
电子这样的粒子在形成时放出的能量非常大(比γ射线能量还大)，是低能粒子，处于非
常稳定状态，只有在强能量场中（高温、低压、强电场、强磁场），才能发生衰变，
同时要吸收大量的热量（能量），地球上空越高越冷，充满了大量的带电粒子，就是
质子和电子衰变及其它原子或分子发生电离吸收了大量的能量所致，应是事实证明，
而中子在常态下（常温、常压）处于高能不稳状态，是高能粒子，因此它的衰变是释
放出能量的，但在极端的情况下（高温、高压），也不应发生衰变，由以上还可看
出，自由态粒子和约束态粒子是有本质差别的，这个差别就是是否有周转角动量，周
转动能及周转距磁，特别重要的发现是要使粒子处于稳定结构，系统放出的能量要尽
量大，粒子之间距离要尽量小。这些在下面也将得到证明。在氢原子中，设当电子距
质子的距离由相距无穷远，运动到相距为re+r p≈re时，对外界放出的那些以波动形
势表现的能量为Ｑ，根据德布罗意波粒二象性可知，Q＝n΄hν΄( n΄为放出的量子个
数，h为普郎克常数，ν΄为放出的量子频率)， -△Ｅ＝Ｑ，即e2/8πε0re＝
n΄hν΄=1/2meve2，所以re= e2/8πε0 n΄hν΄，此式说明re与n΄、ν΄成反比，也就
是说放出的量子数量越多，频率越大，re越小，距质子越近，也就是说电子距质子越
近，其能量对外界来讲越小，放出的量子越多，放出的能量也越大，放出的量子频率
也就越大，此处结论和实验是相同的，和波尔氢原子假说理论也近似一致，只是波尔
的量子数应指氢原子系统中电子和质子之间所具有的内能（还没有放出的那部分能
量）所含（缔合）的量子数，设此内能所含（缔合）的量子数为n，波频为ν，根据德
布罗意波粒二象性和以上证明有：e2/8πε0 re＝1/2meve2＝nhν，设电子绕质心的周
转园频率为νe，因为1/2meve2＝（mevere）πνe，所以，（mevere）πνe＝nhν，
需要指出的是νe和ν必须相等，只有这样才能保证电子和所含（缔合）的量子同步，
不分开，也才能保证电子以粒子形势表现的内能等于电子以波动形势所表现的内能，
因此电子的动量矩p=mevere=nh/π，又因e2/4πε0 re2＝meve2/re，代入动量矩公
式消去ve得：re=4n2ε0 h2/πmee2，此式告诉我们re与氢原子系统中内能所含（缔
合）的量子数平方成正比，至此经过证明了的电子周转半径re比波尔在假设条件上求
得的电子周转半径re大4倍，动量矩仅差1/2倍，在re=5.29×10-11米数量级的情况
下，这不应是错误的，因为它和实验也是基本符合的，在这里不是否定实验仪器的精
确度和测量的准确性，但最起码是忽略了地磁场的影响，这里证得的 re和动量矩P也
是在忽略了地磁场和其它星体的磁场及电子的自旋动能和rp等诸多因素上进行的，在
这里以波尔在假设条件下，求得的电子re=ε0 h2 n2/πmee2为准，当re变小时，也就
是电子由能量高的地方(设此时电子能量为En)，运动到了能量低的地方(设此时电子的
能量为Ek)，电子对外界要放出能量，根据德布罗意波粒二项性于之缔合的一个光子的
频率ν=(En-Ek)/h，反之，当re由小到大，也就是电子由能量小的地方，运动到能量
大的地方电子要吸收同样光子。以上是对波尔氢原子假说的证明。现将波尔求得的电
子周转半径公式，即：re= |
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