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物理论文摘要
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尹陟明(545007广西柳州市21中 yinzhiming11#yahoo.com.cn)〖收稿日期:2007年10月14日〗
从量子到宇宙——空间简史
 

  摘要 由于温差,物质间传递热辐射产生了温差引力即万有引力,这些辐射粒子在原子和原子核内部传递就产生了原子核力;从量子到宇宙及宇宙间一切星系的组成都是核式结构。核式结构是指核心体向外辐射,绕核运动物体不停的吸收辐射并又向外辐射或叫传递而完成能量的交换。在这能量交换过程中,运动物体自身获得绕核运动的向心力。本文可理论推算出宇宙中最小粒子—中微子的半经、质量;宇宙、宇宙各星系层次的半径、质量。这些理论推算值与现有公认值定量符合得很好。

  关键词 辐射力学万有引力原子核力核式结构太阳结构地球演化

  内容提要:卢瑟福在1911年,根据 粒子散射实验,提出了原子的核式结构学说。人们后来又发现,组成原子核的中子、质子又是由6种不同的夸克组成。中子、质子、中子和质子间是由这些夸克传递核力。然而核力的本质至今未认识。我认为:由于温差,物质间传递热辐射产生了温差引力即万有引力,这些辐射粒子在原子和原子核内部传递就产生了原子核力;从量子到宇宙及宇宙间一切星系的组成都是核式结构。核式结构是指核心体向外辐射,绕核运动物体不停的吸收辐射并又向外辐射或叫传递而完成能量的交换。在这能量交换过程中,运动物体自身获得绕核运动的向心力。在同结构系中,描述力时,遵循万有引力定律:,在不同的结构系中,引力常数A反比于结构系的空间半经。在此基础上,本文可理论推算出宇宙中最小粒子—中微子的半经、质量;宇宙、宇宙各星系层次的半径、质量。这些理论推算值与现有公认值定量符合得很好。本文还提出了太阳自身的核式结构。用它可解释地球为什么一个时期会变暖,变暖后又会变冷这种周期规律。本文还描述了地球的演化历程。文中推理出的新结论供现代科学实验和天文观察鉴定。供人类未来历史验证。

  

核式结构是物质组成的基本形态

  英国物理学家卢瑟福在1911年,根椐 粒子散射实验,提出了原子的核式结构学说:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外绕着核旋转。人们后来又发现,组成原子核的中子、质子是由6种不同的夸克组成。中子、质子、中子和质子间由这些夸克传递着核力。然而核力的本质是什么?我认为:由于温差,物质间传递热辐射产生了温差引力即万有引力,这些辐射粒子在原子和原子核内部传递就产生了原子核力;从量子到宇宙及宇宙间一切星系的组成都是核式结构。核式结构是指核心体向外辐射,绕核运动物体不停的吸收辐射并又向外辐射或叫传递而完成能量的交换。在这能量交换过程中,运动物体自身获得绕核运动的向心力。在同结构系中,力的大小遵循万有引力定律:,在不同结构系中,引力常数A反比于结构系的空间半经。描述核力时:A=G.(A为引力常数,G为万有引力常数)如果这里的认识是正确的,那么,核式结构物质的组成,从量子到中子、质子、原子;从量子到宇宙的各个星系层次和宇宙本身,一定存在一个内在规律。也就是说,一个核式结构系的核心半径、核心质量与结构系的半径、结构系的总质量有一个固定的比值。因为物质都有同样的属性,每公斤物质单位时间内产生的辐射都是同一量值,辐射的运动速度都是光速,组成形态都是核式结构,所以其核心半径、质量与结构系的半径、质量自然应有一个固定的比值。这个比质是多少?我认为:氢原子核半径和氢原子半径(电子轨道半径)是实验测得很准确的。由实验:氢原子核半径是---m。由:()= )=。经过反复计算取比值为核式结构物质的存在的内在规律。根据这个比值,以氢原子的各项实验数据为基础,定量计算出小到量子、大到宇宙、宇宙的各星系的半径、质量和对应结构系的核心半径、质量。列表如下:

  

  以上表中列了30个数据,都是用氢原子结构系的三个数据乘以或除以得到的。例如:中微子半径==,中微子质量 = =。又如:太阳半径==,太阳质量 ==2.92,与现有值误差很小,故表中仍取现有值。在求太阳半径、质量时,两次指数取值相差7,这恰说明了宏观天体和微观物质在质量上有巨大差别,导至描述力时,引力常数产生巨大的差别。(巧合的是:由= = 117470.1139837 1.17恰是宏观和微观引力常数变化的系数)其他数据就不做解释了。为了比较,将现有值(高中物理第1册第113页)部分抄列如下:

  

  比较两个表,在星团半径、宇宙质量这两个值有较大误差,究竟是本文理论值错误,还是现有值错误,有待天文观察鉴定,这里存疑。其余各理论推算值都与现有值定量符合得很准确。

   以上是宏观星系层次上的比较。下面就微观粒子层次来做讨论。粒子散射实验估计出氢原子核(质子)半径约为---(m)(高中物理第2册第259页---95年版),由本文理论推算,可以确定:氢原子核的半径是1.0---1.2(m)。把精确度提高了一个数量级,这应可由高能物理实验鉴定。对中微子质量的推算,本文理论值为(kg)。我在“论原子核力和万有引力”一文中曾指出:量子即中微子是频率为1的电磁波。按此,由:hv = m,可得m= (kg)。(h = j ,v = 1 ,c = (m/s) )。在该文中,曾论及量子即中微子是电子可吸收和发射的最小质量粒子。由2.23= (kg).与上比较,误差较大,为什么?应该认为:微观的中微子不同于宏观物质的颗粒状态,而是能量高度聚集的核式结构,是球状态。根据球面积公式s = 4,把4考虑进去,则中微子的质量是4= 2.55(kg)。以上从三条不同的思路、没有相互依赖的,按统一温差引力场论的思想,用各自独立的数学计算,都定量得到了中微子的质量是:7.37---2.55(kg)。这应是很高精确度的理论预言。供未来科学实验鉴定。

  

测不准原理

  由上表,把宏观和微观的物质组成形态统一了。如果是科学真理,用这统一理论,如何认识量子力学中的测不准原理呢?量子力学的测不准原理是指:一个微观粒子的动量和位置是不能同时准确测定的。动量测得越准确,位置就测得越不准确。反之亦然。用关系式表示:[1],由式中,粒子的坐标x不确定范围越小,则动量不确定的范围就越大。不可能同时为零,所以粒子的坐标和动量就不能同时具有确定值。量子力学描述微观粒子的不确定性和广义相对论描述物体运动的确定性,两个理论存在着矛盾。为了说明这一点,先用水作个比喻。我们把1公斤水盛在一个体积是立方厘米的容器中,加热至100度。在水未蒸发前,容器中的全部水分子的动量和位置是确定的。当用很大的火加热,瞬间蒸发到一个体积是1000立方厘米空间或更大,且温度是100度,这时这1公斤水已全部化成水蒸气,且全部充满这空间,这时,那一部分蒸气分子能代表原1公斤水的位置?那一部分蒸气分子能代表原1公斤水的动量呢?这是一个无法准确测量的问题,因为水已由液体变成了气体,体积会无限膨胀的。我们再设想,有一个体积是1立方米运动着的球状集装箱,内装有规律排列着个1立方厘米球状积木块,这时集装箱的位置和动量(或说个积木块的位置和动量)是可以准确测量的。如果这些积木块是会按光速c绕中心有规律的旋转。在运动中集装箱被撞开一个小口子,这时这个1立方厘米会飞的积木块会从口子离开原集装箱,离开时,位于开口处的积木块肯定第一个离开,离开时,运动速度是光速c。由于其在内部是有规律的旋转,因而离开时也应是有规律和有次序的。不可能有两个同时从口子飞离,位于最近中心内层的那个肯定最后一个离开。这样这个积木块就会在空中以光速c排成一条长龙运动。因为物体在不受外力作用时,会保持原来的静止或匀速直线运动。在这条长龙上,那一个积木块能代表原个积木块这个整体的质量呢?那一个积木块能代表原整体的位置呢?如果把某一位置的积木块的位置测准确了,那么它具有的动量仅是,如果把整条长龙的动量确定了,那么它的位置就是整条长龙的任何一个积木块,因此位置的准确度也只有。微观粒子的组成形态是核式结构,每个基本粒子都是由个量子组成能量高度聚集的趋心球体。一但这个基本粒子离开原结构物体,由于在能量高度聚集时是核式结构,离开时,组成该基本粒子的核式结构的各个量子是依次有规律的,即从外到内离开,在空中形成频率为的电磁波。测定基本粒子时,在物质的质量态形式中,我们只能知道它是某个粒子,如电子,它是某元素原子的一部分,我们无法测定到这个电子的行为。当它脱离原子时,才可测定,但它却变成了电磁波。由质量态物质变成了能量态物质,会在空中无限膨胀的,因此是测不准的。微观粒子的测不准原理,恰恰说明了物质表现为不同形态时,就有不同的特殊性质。能量态物质在空中传播时,具有波动性,被物质吸收后,成为该物质原子某粒子时,变为质量态物质,才表现出微粒性。质量态物质是宏观物体,具有确定性,当与别的物质进行能量交换时,例如产生热辐射,这时被辐射出的粒子表现出波动性。这就是我对量子力学,在描述基本粒子时,采用波函数,具有不确定性,而广义相对论在描述物体运动时具有确定性。两理论事实上是对物质的不同形态,采用的不同描述方式,并不相互矛盾。

  

太阳自身的核式结构

   按本文表中所列,太阳核心半径是1.48m。这一半径值恰是现在公认的、太阳的史瓦西半径(引力半径).由求史瓦西半径公式:r= [2],将c =3m/s, G = 6.67, M = 2kg 代入得:r = 1.48m,两个值准确相符。同样,按表中所列的任何一个层次核式结构系的核心半径,不管是宏观层次星系,还是微观层次粒子,按现有公认的求史瓦西半径公式[2],将公认的值代入计算,都得到该核构系的史瓦西半径。表中所列的各结构系的半径、结构系核心半径、质量是按本文理论,用卢瑟福所作的粒子散射实验得到的氢原子核(质子)半径、氢原子半径(电子运动的轨道半径)这两个数值为依据,求出比值5.3后,再以氢原子核半径、氢原子半径、氢原子质量(电子的质量可以不计)这三个数值为基础,乘以或除以得到的。与广义相对论中求史瓦西半径公式没有任何直接联系,而定量的数学计算却能高度精确的符合现有值。这应能证明本文是找到了真理。我已写了两篇论文:“论广义相对性温差引力场论”,“论原子核力和万有引力”。在这两文中,分别从理论上计算出万有引力常数和普朗克恒量及其它的数学证明(在该文中,对四维时空作了修正,使时间单向独立,因而时间项和空间项不同权,它的数学表现是,在求解引力场方程: = 时必须使中各分量的四个指标对应统一,这正是许多学者在寻找、研究的“引入约束场来求解引力场方程”,该文用这方法很简单的解出了引力场方程,其中的一个解与历史上德国数学家史瓦西的解一模一样,难道数学上也会有如此惊人的巧合吗?)和定量数学计算,都与现有值“巧合”。难道这又是“巧合”?如果不是真理,会有这么多巧合吗?因此,我相信,人类自然科学的发展,今后天文实验的观察会对此作出明确的结论。

   如果表中的数据能被科学所证实,那么太阳自身也应具有核式结构。太阳的核心体是半径为的黑洞,而在之外,像九大行星绕太阳公转一样,排列着n个(3)火球绕太阳核心运动。按照这一认识,所谓太阳黑子,就是当有外层的m()个火球运动到地球面对太阳的背面。这时,正对地球的太阳就成了一个“凹陷”的太阳,这个凹陷部位是由内层火球的辐射光、热占据着。这部分温度肯定低于绕太阳运动着的那些火球的温度,于是就出现了黑色部位,这就是太阳黑子。这个对黑子的解释与现有天文学理论对黑子的解释是一致的。但本文却能同时给出黑子形成的原因和黑子形成的过程。它将提高人类对太阳黑子研究的深度。如果太阳是由n个火球绕太阳核心旋转组成的,那么这些转动着的火球,它自身的组成也是核式结构,内部温度高于外层温度,因而也有像地球一样,有火山爆发或地震等。组成太阳的这些火球,一但出现“火山爆发”其程度肯定比地球上要猛烈。在地球上可以通过仪器观察到。这大概就是现在天文学称的:太阳的耀斑。地球上1---2年都至少有一次火山爆发,只要太阳的外三层有三个或三个以上的火球绕太阳核心运动,那么,我们在地球上,一年可观察到的太阳耀斑有三至五次就是很自然的。这里对太阳耀斑的解释,无疑是对太阳研究的一个进步。因为至今的理论还无法对太阳耀斑的成因做出说明。如果这里的认识是正确的话,那么太阳黑子有11年、22年等的周期规律、太阳耀斑出现是无规律的,且有大、有小就能很容易认识了,故不多述。下面来认识:地球上为什么有冰河时期?为什么又有间冰时期、变暖时期?

   现在一般认为:太阳的组成是有里三层、外三层。里三层暂且不作叙述。关于外三层,上文已把它看作是三个火球绕内核运动。其每个火球绕内核公转一周所需时间可按27天、19天、8天。估计27天,是按太阳自转一周为27天即最外层一个火球公转一周来考虑的,其余两个数是估计的。27、19、8这三个数的最小公倍数是4104,即4104天这三个火球会重合一次,即这三个火球排成一条直线。如果这个重合是地球面对太阳的背面,则这个时间应是太阳黑子出现的最大的、最明显的一年。相应是地球温度相对于其它时间最低,因为这时间,地球平均接受太阳光能、热能最少。如果这个重合是地球正对太阳的一面(正面),那么这个时间是太阳对地球辐射光、辐射热最多的时间。相应是地球温度相对于其它时间最高,因为这时间,地球平均接受太阳光能、热能是最多。如果这里所阐述的,太阳自身具有核式结构的理论成立,那么,绕太阳核心运动的火球肯定不止是三个。按每一层有三个计算,则至少是九个火球。否则,一般的天文望远镜应可观察到明暗相间的条纹。(因为两个火球运动轨间的部分温度肯定要比火球运动轨道上的温度低较多,因而会出现明显的明暗条纹)。只有外三层()这个区域分布九个或九个以上的火球,轨道之间的空间小,使明暗条纹不明显,仪器就无法观察到。提高仪器的精确度就能证明这一理论的正确与否。按最少九个火球绕太阳核心公转来考虑,每个火球的公转周期按一----二十七天,那么在1---27之间插入除19、8外,另外5个数,如果与这4个数没有公约数,任取23、17、13、11、3,那么全重合一次要688400856天,约年即190万年,我这里只是任意取数作定性说明。有个理论认为:“有关冰期---间冰期周期所代表的气候变化原因是地球绕太阳公转轨道因素的变化。---在轨道因素当中,影响太阳日照量的是轨道的离心率、轨道的倾斜角及地球的赤道面与轨道面(即黄道面---本人注)构成的角度。”这个理论可能是对的,但没有抓住事物的本质。因为:引起轨道因素变化的原因是什么?是地球的原因呢?还是太阳的原因呢?本文从理论上推理出太阳自身也存在核式结构,这就找到了引起地球轨道因素变化的原因了。即是说:太阳的黄道面在变化,因而引起地球轨道因素变化。为什么太阳的黄道面会变化呢?按太阳外三层有九个火球绕太阳核心转动,把初始转动的轨道平面(黄道面)定为起点。转动时,每个火球也像地球绕太阳公转一样,轨道面会与黄道面有一个交角。在初始状态(即九个火球重合在黄道面)这时太阳给地球的日照量最多,就是本文所述的正面重合。重合后,每个火球运动,又开始分散,就像九大行星排一直线后又分散一样。下一次(第2次)重合就是九个火球的轨道面与黄道面交角最大时的重合,或者说太阳自身的黄道面相对于初始黄道面变化了,因而地球的轨道因素自然变化了,这时给地球的日照量最少,这就是本文所述的背面。第3次重合又回到了初始黄道面。第4次重合则是另一方向上,火球转动的轨道面与黄道面交角最大时的重合。这些火球这种周而复始的转动,或者说:太阳的黄道面这种周而复始的变化着,就使地球绕着太阳公转轨道因素变化了。地球上气候就产生了冰河时期、间冰期、变暖期这种周而复始的变化。只要太阳核式结构的理论成立,那么这些火球转动就会有变化,这种变化就会有重合、分散、再重合,---这种周期规律。而且在大周期中间会夹有中周期(6个、7个---重合)、小周期(3个、4个---重合)等就不多述。这里都是定性描述。定量的数学计算说明,要依靠天文观察,确定太阳外三层火球的个数和每个火球公转的周期,根据本文理论来确定周期的具体时间,在此无法多述。现在地球已持续了70年的变暖,或许是处于中重合或大重合的前夜,但经过这次重合,这些火球的转动又分散了,地球气温又将开始变冷。地球的气温的变化,应该主要是由太阳给地球日照量的多少来确定的,人类的活动产生的称之为温室效应,如果存在的话,也顶多能改变其变暖的程度一点点,而不能改变其变暖、变冷的周期规律。因此,今天大可不必担心地球的气温会持续变暖。我相信,在今后20年左右的时间内,地球将会迎来由变暖向变冷的转变。人是自然界特定条件下的产物,在有限范围内,人能认识自然、改造自然,为人类谋幸福,但要真正意义上的改造自然、改变自然则是不可能的。我这里不是说不要控制温室气体的排放量。我认为,真正意义的环保是:人类要学会全部使用太阳能,到那时,既能保持科学进步给人类带来的文明和繁华,又能使地球恢复到远古时代地球上的温差引力场,那么,一切生态都平衡了。美国科学家测定,地球在“发福”,赤道半径每年在增大应是对这个认识的一个实验证明。

 

地球的形成和演化

   对地球的形成,有多种学说,如星云说等。我认为,如果太阳是由大爆后,逐渐冷却后形成的,那么地球是随太阳的形成而形成的。现在一般认为太阳是第2代或第3代恒星。从上文所列表中,可知太阳是第3代恒星。在形成之初,太阳还不是恒星,而是某恒星系如半人马座恒星系的一个较大的行星。水星、金星、地球、火星是太阳的卫星,而木星、土星---是和太阳同在一个恒星系的行星。太阳未成为恒星时,作为卫星的地球,表面温度比较低,大概是由氢、冰包围的一个小星球,就如现在的木卫三、木卫四一样。随着太阳内部核聚变的加剧,温度逐渐升高,温差引力加大,使自身收缩,到一定程度后,爆炸开而成为一个火球,形成恒星。炸开后,外壳的碎片被抛到外围,(原太阳作为行星时温差引力范围外层)冷却后,大概就是现在界于火星和木星之间的小行星群,而较大的碎片一般到不了外层,因而就成了火星、地球的卫星,按动力学原理,月亮的质量大于火卫1,也大于火卫2,这与现在的天文事实相符。水星、金星距太阳太近了,且质量又较小,无法俘获运动速度太快的小碎片,又无法俘获运动速度稍慢,但质量却与自身相近的大碎片,所以就没有卫星了。当太阳成为恒星后,原来的卫星:水星、金星、地球、火星就成为了太阳的行星,木星、土星、---等距太阳近,被太阳温差引力场俘获,成为外层行星,仍是和太阳一起绕原恒星作圆周运动。这或许是对现在太阳系的形成、太阳系中的类地行星和类木行星在质量等各方面有很大差别的最好解释。就地球而言,太阳未演化成为恒星时,表面接受太阳的辐射少,温度低,由于地球的质量小,内部温度低,无法产生核聚变,因而其内部温度也就无法在自身演化进程中升高。相反,随着热量的不断辐射逐步降低。在形成之初,温差最大,引力也最大。当太阳成为恒星后,给地球的日照量增加,地球表面温度升高,冰球变成了水球。由于地表温度升高,内核温度不变或略有降低,温差变小,引力变小,地球开始膨胀,地壳隆起,这大概就是几亿年前的造山运动,大规模的火山爆发,使陆地形成,水稍退成为海洋。在水和温度的共同作用下,今天充满生机的有机生物开始诞生,地球进入了它的成长期。在这期间后期,随着内核热量不断向外辐射,温度降低,温差引力变小。(由于地球外壳逐步隆起,球体积不断增大,总的辐射质量不变或略有变小,那么,单位面积所受的辐射作用力变小,因而引力变小。这就是本文所说的温差引力变小的物理机制。)因而,地球从形成到终结全过程中,它的演化趋势是地壳隆起和膨胀。地球今后的演化,不是如现在有些科学家所说的:表面温度不断升高,两极冰融化海平面上升淹没陆地。恰恰相反,由于地壳隆起陆地面积增大,海洋面积减少,直至全部变成为陆地的星球。冰球---水球---地球---陆地球---,这就是地球演化的全过程。按此演化进程,每一个演化进程的时间都在10亿年---20亿年或更长。人类今后在地球漫长的演化进程中,如何留住地球上的水,如何克服在地球缓慢膨胀过程中,温差引力变小,造成大气压力变小,水逐渐逃逸到太空中去的巨大难题。而且可以认为,一切星球的演化后期,都面临水干枯,大量火山爆发,变成没有生机的陆地球。如果这里的认识是正确的,人类还有长达几亿年的时间来解决这个难题。人类也可在星际中寻找下一个家园。星际中,人类下一个家园,不是火星,而是木卫三或木卫四,因为木星可能成为第四代恒星。本文阐述的认识,都可留给未来科学实验鉴定,也可留给人类今后的历史来验证。

 

结束语

   宇宙、宇宙中的星系团、星系、恒星、行星、宇宙中的各种物质都是由质量为7.37---2.55 kg的量子即中微子构成的。中微子的数量和排列方式的不同,就组成了宇宙和宇宙中物质的各种不同的形态,物质千差万别的形状和性质,完全是由组成物质的中微子的量变而产生的质变。这点类似于电脑中,使用的0和1这两个数,由于0和1的个数和排列方式的不同,就能表达不同的数字、文字、五彩缤纷的各种图、画。最后用汤姆逊的一句名言“观念的突破是最重要的突破”作为本文的结束语。

  

  参考文献:

  [1]周世勋,量子力学,上海科学出版社 (61年版)
  [2]B.A福克,空间、时间和引力的理论,科学出版社,(58.02式)


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