摘要　我们将一个物体抛向空中后会发现，它并不总是停留在空中，物体会很快回到了地面。抛向空中是人力所为，物体又回到了地面该是何人所为？ 这种被抛物体又回到了地面的力量来源于何处？众说纷纭。不论是哪种原因，都不是空中有个人往下推的。但却总是发生在物质、空间、加速度三联贯相关中间。其中，加速度还会引起光波刚度、光线刚度的变化。由此引出《光刚仪》。当加速度足够大时，还会引起空间虚粒子、暗物质、无形态物质的分离及重新分布，这些正是《光刚仪》具备的检测功能。

　　关键词　光波刚度，暗物质，无形态物质

　　《光刚仪》的背景技术有四项。

　　本研究申请涉及的是一种测量光波刚度和光线刚度的《光刚仪》，源于以下背景技术。

　　背景技术1：迈克耳逊光学干涉仪的应用。

　　当前，在实验室里备用的，在天文、物理、精确测量等科研单位所应用的光学干涉仪经常是采用了迈克耳逊光学干涉仪，即: 迈克耳逊-莫雷光学干涉仪,是在基座安静的情况下工作的。而本研究申请的《光刚仪》是在静、动两类状态下都可以正常测量工作的光学干涉仪。由于基座是安静的,迈克耳逊光学干涉仪的技术含量已觉不足、设计较简单，应用面窄。

　　背景技术2：现在迈克耳逊光学干涉仪存在的问题。

　　当前的迈克耳逊光学干涉仪的工作理论要求存在的问题是只能测量静数据、匀速运动的这类状态,这不合乎科学进步的新要求。这些仪器在理论上被要求始终服从匀速运动环境下的这类状态,其结果是会使许多其它探讨性的工作无法正常开展。

　　背景技术3：当前迈克耳逊光学干涉仪的工作环境。

　　当前迈克耳逊光学干涉仪可以回转，但在回转以后的测试中不许再回转了。这种回转只是为了调整方位，而工作的周边环境常常是固定状态，由于是被固定在基座之上的，基座又是被固定在地球之上。当地球自转和公转时，迈克耳逊光学干涉仪只能借用地球的运动才能近似做出匀速运动环境的观测工作。

　　背景技术4：迈克耳逊光学干涉仪应用前景虽然相当广阔，但是无法承担更新任务的挑战。特别是无法承担具有加速度状态下的工作任务的挑战，所以,重新设计，扩展应用势在必行。

　　 光刚仪的背景技术陈述完毕。

　　《光刚仪》的研究内容有七项。

　　研究内容1，《光刚仪》的定义。

　　用于测量各类空间及光学玻璃、光学仪器上的那些光的光波的刚度、光线刚度的仪器就是《光刚仪》。

　　例如，对杨氏光学干涉仪、牛顿光学干涉环、迈克耳逊光学干涉仪、望远镜、三棱镜、偏振光仪、萨格纳克（Sagnac）环形干涉仪、激光干涉仪，…等光学仪器中的光波刚度、光线刚度进行测量时用的仪器,目前首选的光学仪器就应该是《光刚仪》。

　　光波是按着波动的形式向空间扩展的光源能量，平时常常被人们称作光线。

　　光波刚度是光源能量按着波动的形式向空间扩展过程中可能发生的光波波长的变化量；是光源能量按着波的形式向空间的扩展过程中可能发生的光波在其扩展方向上的直线的不直度的变化量。被人们称作光线中光波刚度的改变常常不易被肉眼察觉。

　　研究内容2，《光刚仪》的研究目的。

　　《光刚仪》的研究目的就是在不发生日食的情况下，能在多种空间方位条件下，提供和观测光波、光线刚度改变的程度。或是说，提供和观测光波、光线刚度的不稳定性的程度。除光波是交变的电磁场，也要求能对静电荷的电场，运动电荷的电流，线圈的磁场，旋转磁场在《光刚仪》内的观测，看它们在几十万个重力加速度的作用下的异常表现。多种空间条件，是指为光波、光线提供的三维空间的加速度的工作状态下的条件，所提供的每一维空间的加速度都可以有正反两个方向。所以，《光刚仪》可以为任意种光波、光线依次提供六个方向上的加速度。现代天文学中的天体观测几乎完全依赖于光波,并且默认光波的波长在任何环境下都是达到百分之百地正确不变。如果光波刚度在某些环境下不是百分之百地正确不变，那么，我们的天体观测还应该打多大的折扣，需经数据和理论修正处理之后，才能获得更正确的天体观测结果。

　　能够为光波、光线刚度改变所提供和观测多种空间条件的仪器就是本次申请所研究的目的。

　　研究目的陈述完毕。

　　研究内容3，《光刚仪》的原理。

　　《光刚仪》的原理基于空间物理现象，光线通过有加速度空间时会发生的光线弯曲。

　　原理1：空间是否有加速度矢量。

　　 我们将任意一个物体抛向空中之后就会发现，物体并不总是保持在空中飞行，或是能够悬挂在空中。我们将发现被抛向空中的任意一个物体很快会又回到了地面。物体被抛向空中是我们所为，物体很快会又回到了地面该是何人所为？

　　这种被抛向空中的任意一个物体从空中又回到了地面的力量究竟来源于何处？众说纷纭。不论是哪种原因，都没有人说是空中有个人往下推的。

　　从科学又现实的角度上说，物质周围的空中具有加速度矢量的存在。加速度矢量的大小随高度减弱，加速度矢量的方向指向地心。物质、空间、加速度三联贯，分不开。只要有空间、物质二者存在，则必有加速度。

　　原理2：空间具有光速度矢量。

　　光速度应该是个矢量、是个变量，而不太像爱因斯坦所描述的那样：光速不变、是个常量。这是因为光速度不仅具有数量的大小，还同时一定具有前进的方向，这符合矢量的定义。

　　原理3：空间的光速度矢量与空间的加速度矢量存在有相互作用的效应。

　　当光速度矢量从某一个天体如星球侧面近距离位置通过时，会发生方向上的相应改变。这种光速度矢量发生方向上的相应改变的后果是光速度矢量出现了弯曲。即是天体物理学中常讲到的光线弯曲。

　　近几十年出现了黑洞学说, 黑洞性能中就有吞吃光速度矢量之说。大质量黑洞所具有的向心加速度轻而易举的改变了光速度矢量的方向，继而吞吃了光速度矢量。

　　近期在宇宙空间所发现的“引力透镜”现象继续证明加速度矢量与光速度矢量的相互作用关系的事实存在。

　　而空间的光速度矢量与空间的速度矢量、加速度矢量存在不相同的互作用关系，这件事实已经被光学干涉仪证实。速度矢量与加速度矢量二者在过去的研究实验中有不同重点,在实验中常常有具体明确的讲述：实验是在匀速运动条件下进行的。很明显,避开了加速度矢量的讨论.

　　原理4：根据前述的原理1、原理2、原理3，我们将具有组合光学系统如光学干涉仪安装在离心机之上，即可得出空间的光速度矢量与空间的加速度矢量并存的相互作用的试验机会。这个试验后果立即会表现在光学干涉仪上干涉条纹的改变之上。

　　空间光速度矢量与空间加速度矢量相互作用的实验方法跳出了过去只能在空间匀速运动条件下进行实验的习惯。使我们能用新的实验方式去观察光波的特性。当然，为了得到实验的完成，还要配备电源、辅助测试设备等等。

　　能够将那些在离心机之上的光学系统、光学干涉仪等组合在一起并且还能够完成共同运作的原理,就是《光刚仪》的原理4。

　　源于光线通过天体侧面时的光线弯曲的天文现象，将会在《光刚仪》的实验室条件下将重新出现。

　　在同一篇文章中的同一事物不应该使用几个名词，以免混乱。可是，光速度矢量、光线、光波、“光”等名词所表述的虽然都是“光”，但场合不同的情况下其含义各不相同。所以，没有采用其中的某一个名词去取代其它所有名词的可能。在物理学书籍中也是如此，特作此申辩陈述。

　　原理5.离心力和离心加速度的计算

　　离心力是客观存在的力量, 只要旋转体围绕旋转轴线旋转起来的同时，就产生了离心力。其单位常用千克、达因等。

　　计算公式： 其中ω为旋转角速度(弧度／秒)，r为旋转体离旋转轴线的距离(M)，俗称半径，m为质量。

　　在离心机的计算里，对离心力f的大小并不关心。而是对于离心加速度的大小很是关心。

　　实际工作中，离心力f要被化为重力f的倍数，离心力f中含有重力加速度这个因数。 转子的角速度可以是每分钟旋转的次数：每分钟转数n或r/min表示，也可以是每秒钟旋转的2π弧度：。 离心力/重力 =/ =/ =()/

　　=（）/=（单位）

　　可见加速度与离心力不是一回事，加速度与质量m也无关。

　　例如：直径，转速20000转/分的离心机，加速度的计算：

　　加速度 =离心力/重力=/=()/=（）/= (2×3.141×20000/60)²×0.1/9.8 =4386490×0.1/9.8 =44760个, 即离心加速度等于44760个重力加速度。

　　《光刚仪》的原理陈述完毕。

　　研究内容4，《光刚仪》的结构

　　《光刚仪》的结构主要的是光学仪器如光学干涉仪，其次是离心机。将光学仪器如光学干涉仪安装在离心机之内的高转速转台之上,再加上必要的辅助设备，共同组成了《光刚仪》的完整结构。

　　从商品上看，光学仪器如光学干涉仪是被选择的对象；从原理结构上看光学仪器如光学干涉仪是《光刚仪》工作的组成部分。特此申述。

　　干涉仪结构成分如下：

　　分光镜、光学干涉仪光源、第一光路反射镜、第二光路反射镜、目镜、光学干涉仪外壳、三垂直轴动平衡器、光学干涉仪真空腔。

　　《光刚仪》的结构如下：

　　组成的零部件有分光镜、光学干涉仪光源、第一光路反射镜、离心机转轴、第二光路反射镜、目镜、电源设备、观测设备、传控设备、离心机转台、光学干涉仪外壳、三轴动平衡器、离心机外壳、离心机真空腔、光学干涉仪真空腔、传输线路、高速强制动器、离心机的机外面板。

　　如果是正处在工作的动态情况下，以下四条光线可以被包括在《光刚仪》的要素之内：

　　光源光线、第一光路往返的两条光线、第二光路往返的两条光线、第三光路投向目镜的两条光线。

　　《光刚仪》的结构陈述完毕。

　　研究内容5，《光刚仪》的工作过程。

　　忽略《光刚仪》工作的操作过程，只是陈述《光刚仪》工作的原理过程。

　　1，光学干涉仪光源发出光源光线,射到分光镜表面，有一路光线射到分光镜表面时被分光镜反射出来，成为第一光路往返的两条光线中的一条光线,这一条光线入射第一光路反射镜表面时又被反光镜反射出第一光路往返的另一条光线。这返回的另一条光线入射分光镜，并且在穿透分光镜后，成为第三光路两条光线中的一条光线，这条光线直射到目镜。

　　2，在光学干涉仪光源发出光源光线中, 射到分光镜表面后，穿透了分光镜，成为第二路光线，第二路光线成为进入第二光路反射镜的入射光线。这条入射光线被第二光路反射镜反射后射回分光镜时，又被分光镜反射，成为第三路光线，这第三路光线直射入目镜。

　　小结：在光学干涉仪光源发出光源光线射到分光镜表面后，分道扬镳的出现两个方向的光线。这两个方向的光线又返回来都汇集到分光镜表面后，都直射向目镜之上。观测者可以在目镜上看到他们会合后形成的干涉条纹，特别是寻求的是干涉条纹的具体变化。

　　以上所述的观测设备、 电源设备、传控设备都要一并被安装在高转速的离心机转台之上同时转动。

　　原理工作过程陈述完毕。

　　研究内容6，《光刚仪》研究的特点。

　　它的优点在于它能从另外一个新的角度来观察久远的老问题，即观测光线的弯曲问题。物理学虽然为我们解释了几乎是所有问题，但是，还是留下了一些的疑问。例如对于光波刚度、光线弯曲等的讨论问题。

　　《光刚仪》可随时测试光波刚度和光线刚度及其变化可以观测在极强加速度作用下光线的多种形变。

　　它将为我们提供一个方法，来补偿自然界未能够为我们提供的方便。这就是《光刚仪》研究的特点。

　　光刚仪中的研究内容陈述完毕。

　　目前市场上出售的离心机加速度可达两三万个重力加速度以上。

　　如湖南厂家出售的离心机有：

　　最高转速25000。

　　最大相对离心力64800。

　　而Hitachi(日立) 出售的离心机有： 最高转速 100,000rpm，运转控制精度±10rpm。

　　最大离心力：803,000Xg（采用P100AT2转头）。

　　以上指标中的：最大相对离心力64800、最大离心力 803,000Xg的这些名词提法都是厂家、公司广告栏内的提法。所以只能按厂家、公司广告栏照搬，无权更改。但是厂家、公司提法与实际工作中的名词称呼不相同。无论是“最大相对离心力”还是“最大离心力”它们既然是力,那当然都应该采用“力”的单位，如“达因”、“牛”、“千克”。广告上“最大离心力”实际上它们的含义并不是“力”或是“力”的单位，而是离心加速度与重力加速度的比值，是重力加速度的倍数。在日常工作中的习惯提法：这个比值或倍数,称为G。最大相对离心力64800应表示为：64800×G,读作64800个G，而不是“千克”力。特此申辩

　　离心机转台启动到离心加速度达到足够大之后，干涉条纹就已经产生变化了。

　　 根据试验目的的要求,光学干涉仪在离心机转台上可以按任意选择安装位置。

　　例如，当光学干涉仪的第一光路往返的两条光线去与离心机转台旋转轴线重合，光学干涉仪的第二光路往返的两条光线摆在离心机转台任意旋转半径方向上的时候:

　　情况1, 如果观测到第二光路往返的两条光线﹞在几十万个G的离心加速度作用下,所产生的干涉条纹与离心机转速为零时所产生的干涉条纹相同,即可证明加速度运动、匀速运动对于系统物理过程是一样的可能性。

　　情况2, 如果观测到第二光路往返的两条光线﹞在就几十万个G的离心加速度作用下,所产生的干涉条纹与离心机转速为零时所产生的干涉条纹不相同,或是所有的干涉条纹都不见了，即可证明系统的物理过程不是一样的。就是说，系统的物理过程与加速度运动有关：光速矢量是可以改变的。

　　情况3,如果观测到第二光路往返的两条光线在几十万个G的离心加速度作用下产生光波有变化,要判别什么性质的变化。此刻观测设备、离心机的机外面板的帮助下参测人员会发现，在离心机转台启动工作之后与在离心机转台启动工作之前的差别, 光线是紫移、红移？是频率变化了，还是波长变化了、还是光速变化了？

　　 又例如，当将光学干涉仪的第一光路往返的两条光线摆在离心机转台﹞的任意旋转半径方向上去，光学干涉仪的第二光路往返的两条光线摆在离心机转台﹞这个任意旋转半径外侧旋转圆柱的母线上，而第一光路反射镜这个镜片位于离心机转台的旋转轴线上时, 在几十万个G的离心加速度作用下可以观测到第二光路往返的两条光线产生的光线的弯曲。光线弯曲的表现是落光点位置横向位移。因而目镜上干涉条纹的位置发生变化，类似于出现了光行差。

　　 再例如，使光源光线和第二光路往返的两条光线组成的这条直线与离心机转台﹞的旋转轴线相重合，在几十万个G的离心加速度的作用下，第三光路投向目镜的两条光线会被同时拉长。因为二者是同时，所以两条光线光波间的相对位置关系不变。但是它们的波包都被拉出同样的长度，所以在目镜上落光点位置在光线的传播方向上的长度上已经产生了纵向增量，因而目镜上干涉条纹也随之发生变化:紫移、红移、光速变快？三者必有其一。

　　光学干涉仪在离心机转台上可以按参测人员任意选择安装的位置，达到多种物理试验目的。

　　当然,也可以在同一加速度下对各种不同波长的光波的变态作物理试验。如将三棱镜色散光谱在《光刚仪》上进行的测试。也应该在同一光波之下对光波作各种方向上加速度的物理试验。

　　每组试验数据都可以获得一条珍贵的变化曲线。

　　虚粒子、暗物质、无形态物质、不明物质，……，只要它具有质量，只要加速度足够大，就可以置于《光刚仪》上作分离测试。

　　加速度还会引起空间虚粒子、暗物质、无形态物质的重新分布，这些正是《光刚仪》具备的检测功能。

　　在离心机转台上还可以安装几吨重的钢柱，同时在离心机转台下安装高精度巨秤。

　　因此，可秤几吨重物的高精度的巨秤及几吨重的钢柱是《光刚仪》出厂的附件。安装顺序：几吨重物、干涉仪等被测物安装在离心机转台上，离心机转台上安装在巨秤上。

　　在离心机转台的转速产生几十万个G的加速度时，观察巨秤上几吨重的钢柱重量的细微变化量。这是离心机转台的又一种用途，是《光刚仪》具备的检测功能。

　　《光刚仪》研究申请陈述完毕。

　　 注释：迈克尔逊-莫雷实验感悟的统一注释。
　　注1．vt向前------“向前”是迈克尔逊-莫雷著原作中使用的脚注。
　　注2．vt向前推-----其含义是分光镜推着光线向前走，因为分光镜不是静止的。“推”这个字是本作者认为应该加上去的，这样更形象，更真实。1毫微秒。
　　注3．vt向前追---- 其含义是光线追着反光镜1向前走，因为反光镜1不是静止的，而且位于光线之前，在光线的前方跑。“追”这个字是本文作者加上去的，这样更形象，更合乎实际情况。
　　注4．在数值上：vt向前推＝vt向前追＝vt向前＝30公里/秒。
　　注5.vt向后------“向后”是迈克尔逊-莫雷著原作中使用的脚注。
　　注6．vt向后拉-----其含义是反光镜1拉着光线向后拉，因为反光镜1不是静止的。“拉”这个字是本作者认为应该加上去的，这样更形象，更真实。
　　注7．vt向后拖---- 其含义是光线迎着分光镜向后走，因为反光镜1不是静止的，而且位于光线之后，在光线的反方向拖着跑。“拖”这个字是本文作者加上去的，这样更形象，更合乎实际情况。
　　 注8．文字陈述中采纳原文的只能按原文引用:如“vt向后”, 而公式编辑器只认“”,所以“vt向后”、“” 只好同时使用。“vt向后”用于文字陈述中，“”用于公式中。“vt向后”“”。

　　 参考文献：
　　 《从元素到基本粒子》﹝美﹞阿西摩夫,从第150页开始…。
　　 《普通物理学》第三册高等学校试用教材，程守洙、江之永主编，从第177页开始…。
　　 《大学物理》第四册﹝美﹞F.W.SEAS等著，从第122页开始…。
　　 《物理学大辞典》，﹤物理学大辞典﹥编辑组编，从第131开始…、第403页开始…。
　　 《物理世界下卷》〔美〕库珀著，从第3页开始…。