Redian新闻
>
自然小说(转载)
avatar

自然小说(转载)

坏鸟315
1楼
雷元星 著
avatar
坏鸟315
2楼
质子决定物质质量,电子决定物质体积
质量(ZT1)
科学中最重要的是物理学,物理学中最重要的是力学。力学中,牛顿万有引力定律与库仑定律在公式上同构。这不是偶然的,这意味着质量与电量在力学上:等价。为什么?
原来,任何物体都是由对等数量的质子和电子构成,质量越大的物体也就是质子电子对越多的物体,质量实际上就是质子电子对的数量。门捷列夫时期,人们认为物质质量是其内部原子万有引力质量的总和,后来才进一步发现,每个原子的万有引力质量也是由其核外电子数所决定的,质量本身就是电量的一种量度。
在万有引力场中,作用于每一个质子电子对的万有引力是相等的,故重力就是每个质子电子对重力的总和,当然质量越大的物体,其重力也越大。
由于质子同电子的电量相等,符号相反,在没有静电场,即电中性环境中的质子与电子数相等且均匀混合的情况下,物体是不带电的,即“绝对电中性”的。但在静电场中,质量越大的物体,其电量也越大。
因此,同一物体的质量重力与静电重力是等价的,它的质量与电量在力学意义上也是等价的,都取决于体内质子电子对的数量。
原子核主要由质子和中子构成,两者的质量相近,整个原子的质量主要由他们贡献。
天地结构或地天结构,⊙。中子就是一种电中性的质子。质子带正电荷,是因为它的外圈中的正电荷大于中部黑点所带的负电荷。如果质子从外部吸入了另一个黑色电子,其电荷便被中和,成为电中性的中子。
质子与电子是现已发现的粒子中,唯一同时具有静质量而且平均寿命稳定的两种基本粒子,它们是一对稳定的实物粒子。而其他的强子、轻子要么不稳定(平均寿命短),要么没有静质量。如超子与介子,其平均寿命仅在亿分之一秒左右,中子的平均寿命也仅约700秒。中微子的平均寿命长,但静质量很小,光子是否是一种实物粒子还是疑问,因为我们至今未直接抓住一个具有实体性的光子,它很可能仅是一种数学存在。现代物理学已经允许我们作出这样的结论:在所有基本粒子中,质子与电子是最基本的实物粒子,其他粒子只是质子与电子表现出来的动态结构与现象。
体积(ZT2)
阿佛加得罗定律是:同温同压下,同体积的任何气体,都含有相同数目的分子。随着分子量的不同,其比重也不相同,在对流层以下,氧、氮和水蒸汽的层次完全遵守这一定律,水分子在液态时的比重虽然比氮氧大,但蒸发成气态后,体积要扩大1700倍,故上浮到氮氧分子之上,聚为云层。
物质的比重(密度)与物态有直接的关系,如气态水液态水的比重小一个数量级,正离子态又会比气态的比重小一个数量级。就比重与密度而言,原子比分子级正离子态小,原子核比原子态小。这是由于物质失去的电子越多,电子的束缚力越小,体积膨胀得越大,物态级数越高,比重就越小。无论何种物态,阿佛加得罗定律都能适用。即同温同压下,同体积的任何物态,都含有相同数目的正离子、原子、原子核......
avatar
坏鸟315
3楼
排中介与极限转化(ZT3)
牛顿“万有引力”理论所遇到的麻烦不仅在地球内部,也广泛存在于宇宙空间,“引力佯谬”就是其中的麻烦之一。1894年,德国的诺曼(C·G·Neumann,1832~1925)与西里格(H·von·Seeliger,1849~1924)就提出,宇宙中存在无限多颗恒星,每一颗星球都受到四周恒星无限大的引力,当四周的引力作用于某颗星体时,该星体必然被撕得四分五裂。如果“万有引力”定律在宇宙各处都起作用,那么宇宙中不可能存在一颗颗独立的星球,或者说,每一颗恒星都会获得无限大的引力加速度。
“引力佯谬”还可引申出“密度佯谬”,即那片密度较小天区的物质会被四周大密度区的天体吸走,而留下一片密度趋于0的“真空”天区。而原先宇宙密度较大的天区会出现一个质量超大的星球,并把周围天区的星球全部吸归己有,成为一个质量与密度无穷大的天体。
1795年,法国的拉普拉斯(P·S·Laplace,1749~1827)首次提出了“黑洞”的概念,他认为,地球的逃逸速度是11.186公里/秒,如果地球的半径r缩小到几厘米,其密度将非常大,地球表面物体的逃逸速度将超过光速3×10的5次方公里/秒,这时,外部的光可以射到地球上来,但地球上的光却无法逃逸到太空中去,太空外部的人看不到地球云层反射的光,地球就成了宇宙中的一只“黑洞”。同理,如果宇宙中有某些天体的密度特别大,也就会变成宇宙中的“黑洞”。
20世纪初,爱因斯坦认为“黑洞”的成因是引力造成了空间弯曲,故光子无法逃到这种至密天体的引力场外。后来,施瓦西(Karl Schwarzschild,1873~1916)为爱因斯坦的“相对论”黑洞确立了一个“视界”,光子只能被禁闭在“视界”之内,“视界”之外的空间仍然是平直的欧几里德空间,光子仍然遵守地球空间中的一切物理定律。
自20世纪70年代以来,英国的霍金(Stephen Hawking,1942~)相继提出了“微型黑洞”、“量子黑洞”的概念,认为“微型黑洞”可以在宇宙间四处游荡,甚至经常光顾太阳系,并曾对太阳与行星的引力场产生过影响。“量子黑洞”是一种“灰色天体”它里面的某种“虚粒子”可以从黑洞中“蒸发”出来,故“黑洞不黑”,仍然可以与“视界”外的空间交换能量。
严格说来,“黑洞”理论本身就是另外一种“引力佯谬”或“引力悖论”,它是按牛顿“万有引力”理论推导出来的一种“极限天体”,现实宇宙无法满足这种“极限天体”所要求的物理条件,故它不可能得到任何观测与实验的检验。当我们在实验室里把某种物质的密度加大到一定程度时,这种物质必然因理化环境的改变而抗拒密度的增加,或始终维持在固态的最小密度状态,根本不可能实现黑洞所要求的密度条件。
就天文观测的角度讲,如果某种天体的体积与质量达到了一定极限,其内部热能必然导致它熔解、气化、等离子化,通过向外“蒸发”来减少自己的质量,从而使自身的物质密度维持在一个有限范围之内。比如银心的直径已达1光年多,它就不得不以蒸发、辐射的方式向外界排泄质量,以减少自己的质量或扩大自身的体积,来维持一个合理的平均密度。
“黑洞”理论家们正是把牛顿的“万有引力”绝对化,只强调宇宙物质相互吸引的一面,避而不谈物质吸在一起之后的离异与“蒸发”,只强调“万有引力”定律的数学结果,而回避“万有引力”造成的物理演化,只看到“万有引力”趋势所逼近的极限,而不思考逼近这一极限时出现的必然转化。因此,“黑洞”理论不是物理学说,而是片面的数学理论,是“万有引力”悖论群中的一种。
近几十年来,随着“相对论”物理学的走红,“黑洞”这一传统“引力佯谬”又繁衍了一些现代版的“引力悖论”。一些“科学家”相信,支配宇宙运动的唯一力量是“万有引力”,在前宇宙时期,这种力曾经把整个宇宙星体吸在了一起,成了一个超大无比、独一无二的宇宙体,因为它质量太大,表面的地块不断向中心挤压,造成了一层层引力坍塌,最后塌缩成了一个半径为0的宇宙奇点,这个奇点包含了全部宇宙的热量、质量与能量。
150亿年前,这个宇宙奇点再也忍受不住宇宙引力的禁锢,以“大爆炸”的形式来释放它内部的热量、质量与能量,最后就形成了我们现在所居住的宇宙。另一个版本的解释是,“万有引力”并没在奇点形成后失去作用,而是继续吸引收缩,只不过这时的引力矢量换向,由原来的实数值变成了虚数值,宇宙由半径为0的奇点状态向半径为负值的虚数状态演进,这种虚数宇宙就是“白洞”。
如果把观测轴挽过来,“白洞”就是我们现在所见到的宇宙,现宇宙的哈勃(E·P·Hubble,1889~1953)膨胀正是原“黑洞”宇宙和“奇点”宇宙引力塌缩的继续。当这种宇宙半径膨胀到下一个极限长度之后,现宇宙又会继续在“万有引力”作用下向下一次“黑洞”宇宙收缩。当下次“宇宙总黑洞”的“视界”半径缩回到0值时,“奇点”又出现了,并为下一轮“宇宙大爆炸”和“宇宙膨胀”做好了前期准备。
把这种现代“引力悖论”归纳出来,宇宙就会在“万有引力”的永恒作用下,完成这样一种循环:“宇宙膨胀”→“宇宙收缩”→“黑洞”→“奇点”→“大爆炸”→“白洞”→“宇宙膨胀”→……。或者简要地表述为:“正宇宙”→“奇点”→“反宇宙”→“奇点”→“正宇宙”→……。
现代“引力悖论”的版本还有一个科幻式变种。即卡尔·萨根(Carl Sagan,1934~1996)所说的“蛀洞”。“蛀洞”理论认为,宇宙中不只一个宇宙,而是同时存在多个正宇宙与反宇宙,我们地球人类只居其一。如果我们地球人要到另一个宇宙中去旅行,可以通过“蛀洞”直接爬过去,他们宇宙中的探险家也可通过“蛀洞”爬过来。虽说这种“蛀洞”理论出自科幻作家的笔下,但其理论依据却来自爱因斯坦的“虫洞”,来自“相对论”的“引力物理”。当然,就其第一渊源来看,依然出自牛顿的“万有引力”假设。
综观以上的“奇点”、“爆炸”、“黑洞”、“白洞”、“蛀洞”、“虫洞”等现代科学名词,我们不难看出牛顿“万有引力”在宇宙学领域的强大繁殖力,而不管它自组织、自复制出来的是“点”还是“洞”,其遗传特征都保留有“万有引力”理论本身的“疑点”与“漏洞”。如果我们不能从源头上弄清“万有引力”的本质,新的点点洞洞还会不断地涌现,真正的宇宙实在会离我们渐渐地远去。
avatar
坏鸟315
4楼
辩证逻辑(ZT)
1781年,康德在其《纯粹理性批判》一书中首次提出了“二律背反”,触及到了宇宙学更深层面的问题。康德的“二律背反”可简要表述为:
“正”题:世界在时间方面有开始,在空间方面有界限
“反”题:世界没有开始与终结,在空间上无边无际,在时空两方面都是无限的
由于人类的大部分理性知识都来自于经验,就人类的观测经验来说,“正”题所规定的有限时空被一次又一次打破,由“地心说”、“日心说”发展到了“宇宙岛”(星系)阶段,且并没有发现宇宙的确切边界与起始点。而就人类的理性来说,一方面要求宇宙在时空方面遵循“反”题所规定的无限性,另一方面,又要求把宇宙限定在某一确定的区域与时段,思维方能介入,而对“整个”宇宙进行审视与考察。因此,“二律背反”是认识主体(人)遇到特殊认识客体(宇宙)时,必然要出现的两难问题。
人类经验中的宇宙必须是有限的,它只能被限定在人类的观测范围之内。人只能看到一个有限的宇空界面,超出这个界面外的宇宙不再是人类经验中的宇宙,因此,康德“正”题是可靠的。
然而,经验宇宙并没有排斥理性宇宙的存在,并没有否定理性对无限宇宙的推导,而且,经验着的有限宇宙本身就是理性无限宇宙的组成部分,康德“反”题是同样成立的。
因此,与其说“正”题与“反”题之间发生了‘二律背反’,不如说它们是“二律互补”,共同反映着人类经验与理性认识宇宙的两条路径。
avatar
坏鸟315
5楼
宇宙物质的来源(ZT)
按“大爆炸”理论,宇宙物质并不是永恒的客观存在,而有一个从无到有、从奇点到基本粒子、从基本粒子到化学元素的演化过程。在他们的宇宙奇点中,物质只能以纯“能量”的形态存在,而且这种“能量”是无物质载体的能量,是无时空的能量,说白了,这种“能量”就是一种隐性的“上帝”。在“大坠落”理论中,宇宙物质是永恒的客观存在,物质本身只有形态的转化,严格坚持了物质不灭定律。
地球是摆在我们眼面前的一个宇宙天体,是宇宙的一部分,且它由物质构成,如果弄清了地球物质的来源,就可以用同样的方法推导其它行星物质的来源。地球上已知的物质元素不外108种,除少数人造元素外,其它的都可在太阳风粒子流中找到。
既然地球这个有形天体的化学成分同太空填充物-----太阳风完全一样,那么我们就有理由把无形的太阳风同有形的地球联系起来,如同把云层同冰雹联系起来一样,因为两者有同样的化学成份。
由“力学证明”可知,地球轨道的末端是太阳,那么起点必离太阳很远,在太空的某一高度,由观测已知,太阳风的起点在太阳,其终端也在远离太阳的高空。那么,我们会自然地想到,46亿年前的太阳风可能在远离太阳之后冷却、凝结、演化成了今天的地球。
海面蒸腾的水汽轻若飘云,落入地面的冰雹重如砂砾,总不能说一块陨石与山间袅袅青烟有关吧?这就需要算它们的质量在不在一个数量级上。
按现在太阳每秒抛射9×10(的8次方)公斤太阳风粒子流计算,每当太阳绕银心旋转一周,所抛物质为7.35×10(的24次方)公斤,而地球现在的质量是6×10(的24次方)公斤,两者相差无多,说明地球有可能汇聚了太阳某银年(2.5亿年)的大多数蒸发物,或者说,比地球重30多万倍的太阳大半个银年的挥发物,就可以聚集成为一个地球。从太阳这个物质供应源来看,地球和所有的行星加起来也只不过是九牛一毛。太阳对银心来说也只是沧海一粟,银河对宇宙核来说也只是泰山一尘,故宇宙核是可观测宇宙物质的总供应源,宇宙中的星系,都是它的蒸发物。
也许有反驳说,“宇宙核”谁也没见过,它会不会也是一种隐性的上帝呢?不会的,因为宇宙核是由炽热物质构成的,它占据一定的空间与时间,它只不过是比银心大一个数量级的天体。随着人类观测精度的提高,它总有一天会被人类的望远镜识别出来。而“大爆炸”理论的“数学奇点”则是永远不可能被观测与确证的。
有人还会作进一步联想,星系是宇宙核的蒸发物,那么宇宙核又是什么天体的蒸发物呢?应该承认,这一问题在可证范围内是无法回答的,只能用演绎逻辑进行推导。
既然冰雹诞生于地球的天空,地球诞生于太阳的太空,太阳诞生于银心的银空,银心诞生于可观测宇宙核的宇空。那么可观测宇宙核必然诞生于更大一级宇宙核的“大宇空”,而这个“更大宇宙核”及其“大宇空”已经超过可观测范围,不能被观测所证实,但对它的这种理性判断或演绎推导是符合逻辑的。而“大爆炸”理论所说的“数学”奇点则是明显不合逻辑的,因为没有任何逻辑能把更大的宇宙天体推导为无,故人类正常理性不能接受这种无质量、无时空的宇宙奇点。
avatar
坏鸟315
6楼
《起世经》之物态轮回(ZT)
宇宙物质以占有空间的有为基础,从观测的角度看,分为有形与无形,或者分为道与器;从自身特征讲,分为阴和阳;而宇宙物质的状态则分为固态、液态、气态、等离子态四种。当然,在人类还无法测知的特殊物理条件下,物质还可能有超固态与夸克态,但绝对没有什么真空态。
在四种常见物态中,固态是有固定形态体积的物质,地球就是我们眼前的一个最大固态物,古人以地或坤来代表,地者,土也。同理,水代表液态,风代表气态,火代表等离子态,古人曾叫以太。因此,东西方先哲所说的四元素、四根、四象等,都是指物质的四种状态。
今天我们已经知道,固态是分子的结晶态,液态是分子的游离态,气态是分子或原子的蒸发态,等离子态是原子核的离散态。原子核吸足电子之后就会由等离子态转变为原子气态,原子气态可相互结合为分子气态或分子液态,分子液态会冷却结晶为分子固态。假如地球这个大固体掉进了5500℃的太阳岩水洋,通过一系列物理反应,它必然会化为等离子态(太阳风),这体现了四种物态相互转换的全过程。
然而使你无法想到的是,这种过程早被古希腊的赫拉克利特(Heraclitus,前540~前480)做了清楚的描述:“火生于土之死,气生于火之死,水生于气之死,土生于水之死。……万物都等换为火,火又等换为万物。”
事实上太阳系里的绝大多数天体与尘埃,都是从太阳高空等离子云层中诞生的,是太阳风中的原子核粒子还原出来的。就太阳等离子云层来讲,正如阿那克萨哥拉(Anaxagoras,前500~前428)所言:“万物(各种元素)混合在一起……气(星际氢)和以太(等离子体)笼罩了一切。”
可是,亚里士多德似乎误解了阿那克萨哥拉,他在《论天》一书中说:“原初物质(相当现在的各种原子核)是土、火、气、水以外的另一种存在,并且把这个最高的地点(现等离子云层)名之为以太(aithera),这个名称是来自永恒的时间‘永远’(aei)‘奔跑’(thein,相当现在的太阳风)。但是,阿那克萨哥拉却把以太当作了火。”可见,亚里士多德在这里把以太理解成了炉子里的火。
古希腊的巴门尼德斯对火、气、以太也有过完全科学的表述,经古罗马哲学家第欧根尼•拉尔修(Diogenes Laertius,1~2世纪人)引述流传了下来:“巴门尼德斯说,存在着两个相互缠绕着的圆环,一个由稀薄组成,一个由稠密制造。他说,那如同城墙一般包围所有圆环的东西(指大地),在本性上是坚固的,在它下面是一个火环(指地球岩浆圈)。他说,大气因地上强大的压力而被汽化,从而与地球分隔开来,太阳是火的蒸发,银河圈也是如此。月亮混合了气和火,以太(指太阳风等离子体)在最外层包围着一切;靠近以太的是我们称之为天(大气圈)的有火事物,最后才是地球的区域。”(转引自苗力田主编《古希腊哲学》)
中国先哲没提出以太的概念,而是用元气、炁等来表述等离子态。在《周易》所谈的四象中,太阳代表等离子态——离火,少阳代表气态——巽风,少阴代表液态——坎水,太阴代表固态——地坤。
当然,中国人经常把金、木、水、火、土作为“五行”来看待。这里的金是指铁质地核,火是指地幔岩浆圈,土是指地壳岩石圈,水是指海洋圈,木是指大气圈,这五个圈层的运行叫“五行”。在这五个圈层中,有两圈固态,两圈液态,一圈气态,没有等离子态。等离子态则体现在天地本原——易字之上,易字上头为日,象征太阳,下面为勿,象风吹飘物之形,拟风吹长空之声,故为太阳之风。太阳风本身就是炽热的等离子态,也可以被称为易态或炁态。也有人认为,炁字是火上之无,而无字的右上角还夹有一点,象征着炽热的太阳风粒子。
从先哲们关于物质四态的论述中,我们不难发现,古人已经科学完整地了解了天地宇宙起源、演化与毁灭的全部秘密。即天地从等离子火态中诞生,继而转化为气态、液态和固态。固态的物质又会再次回到太阳,重新化为等离子态。天地宇宙的起源与毁灭,实质上是宇宙物质改变物态的一种途径或方式。这种物态轮回的方式,在印度佛教哲学典籍《起世经》中讲得十分清楚。
宙轮不知不觉间滚进了21世纪,人类却突然发现宇宙中除了看得见的天体(器)之外,还存在大量暗物质(道),一批科普作家还勇敢地宣布:“暗物质是新宇宙之谜!”意思是这暗物质是另一种物质形态。很显然,物质本身作为空间的占有者,并没有什么明暗之分,你无法看到的物质并不是什么暗物质,而只是一种无形者或稀薄的气态物。现代宇宙学家并没有替人类发现什么新的物质,而只是变换了一下名词概念,谈不上什么物质新发现。
avatar
坏鸟315
7楼
宇宙光芒的来源(ZT)
宇宙物质在不断地振动,物质的振动频率很低时,人的眼睛看不见这种类似于“黑体辐射”、“红外辐射”出来的“光”。如果物质振动的频率过高,成为χ射线、γ射线或宇宙射线,那么人眼也见不到这种高频的光波,即“至亮者无光”。只有当物质的振动频率在3.9 ~ 7.5 × 10(的14次方)赫兹时,人眼才能看到红橙黄绿青蓝紫七色光芒。
地球人所沐浴的宇宙光芒主要来自于太阳,其次是天狼星、老人星、南门二、大角星、织女一、五车二等较亮的恒星。月亮、金星、木星虽然更亮,但它们自身并不是光源,仅对太阳入射光作部分反射,一旦太阳熄灭,它们就同时暗淡了下来。
太阳发光的原理并不像当今西方宇宙学家说的那样复杂。把一瓢烧红的铁水泼到太空,这瓢失重状态下的铁水就会自动收缩成球形,因为其热量很难向稀薄的太空传递,其温度将长期保持在1500℃左右。地球人的望远镜看到它时,就会误以为它是一颗由岩浆团成的红矮星,其光谱自然表现出铁的特征谱线。
早在17世纪,伽里略让一只铁球沿一个坡面往下滚,当这个坡面达到一定长度时,滚下来的铁球就会发热,这个铁球内能(热)的增加与它势能的减少有关,是由于它下滑的部分势能转化成了热能。
青藏铁路修好后,让一辆车皮从海拔5000公尺的唐古拉山口自动向格尔木滑行,当它到达格尔木时,其四个车轮也会发热,其热能来自于车皮势能的转化。
太阳作为银心高空的一个自由落体,它在长期向银心螺旋降落的过程中,其势能也不会凭空消失在银空,除一部分势能转化为动能,使其绕银心旋转加速度由0增加到目前的250公里 / 秒以外,另一部分势能转化成了太阳本身的动能与热能,使其表面温度上升到目前的5000℃左右。
如果我们把一个高炉置于类似太阳表面的大气压下,并使其硅铁熔水温度上升到5000℃。那么,我们会看到与太阳完全一样的光芒,而且其发射光谱与吸收光谱也基本一致。这说明,太阳发光的原理并不复杂,只是因为它表面出现了5000℃的岩水洋,这种高温岩水本身就会发光,所以太阳有光芒向外空射出。如果向岩水洋泼几天瓢冷水,那么岩水冷却固化为岩石,太阳就再也发不出光来了。如同高炉的岩水、铁水一样,温高则亮,温低则暗,这是再简单不过的日常经验,并无什么玄机可言。
太阳只是银河系里一颗普通的恒星,弄清了它发光的原因,就同时可以知道银河系其它恒星的发光机理,即它们表面也拥有炽热的硅水洋、铁水洋甚至钨水洋。
目前,一些天文学家把恒星天体的发光机理说得过于复杂,以为那里每时每刻都在发生氢弹爆炸,正是这种氢弹爆炸的光射向宇宙深空,才被那些住在银河â太阳â地球上的人观察到。其实,我们地球人用红宝石激光器向宇宙深空胡乱射一束激光,它也会在宇宙中走上十年、百年、当1百光年远处的人类看到这束激光时,也会对它进行光谱分析,其结果可能会使他们大惑不解。
为何太阳附近的这颗“新星”会发出红光呢?这是什么高级氢弹?专门发射波长为6328埃的单色光呢?这颗新型亮星将如何归类呢?组成这颗新亮星的主要元素是什么?全是红宝石?或许还有氦、氖?如果那里的天文学家可以顺着这束激光跑到地球上来,看出这是地球人的恶作剧?他们还会去继续研究天文学吗?
太阳热核反应是有条件和区域的,如果不是太阳的岩水洋先发光,日冕层就不会发生热核反应。就处于主星序阶段的恒星来说,星球表面发光是热核反应的先决条件,热核反应仅是对恒星洋面光辐射的补充。如果在太空中孤零零地爆一颗人造氢弹,它的光谱同现在的太阳光谱必有明显区别,其氢弹风也不会像太阳风那样,含有相对稳定的重元素粒子。要证明这两种光谱的差异并不难,把要销毁的氢弹发射到太空引爆,分析一下它的观测数据即可。
星光的秘密还远不止这些,若让你站在冥王星的轨道上,手拿一块足球场般大的玻璃镜子,把太阳光反射到地球。地球上的天文学家会马上宣布他们发现了一颗“新星”,并在大报的头版头条介绍说:“这颗新星离地球的距离是冥王星的两倍(因为是镜像距离),其光谱特征同太阳完全一样,也有电离钙与电离钠的辐射线,表面温度同太阳相当,约为5000℃左右,该‘新星’应划归为主星序,令人不解的是,它上面的黑子和耀斑居然同太阳黑子与耀斑对称地出现,目前尚不知这颗新星的运行周期。……”
不久,你从冥王星轨道上回来,读到这篇报道后会否暗笑于茶楼呢?其实,天上的这种恶作剧并不都是人为的,有大量氦、氢、氖、氮、氧、甲烷、乙醇组成的冰球、水球就悬浮在天上,虽然它们自己不发光,但它们表面可以反射太阳与其它恒星的光芒,当地球天文学家看到它们的“水中之月”的镜像时,就会把它们登录在地球的星表上,并对其光谱做许多“科学”的研究,得出更多“严谨”的结论。
大约在5000年前,几位神仙应邀到心宿二(又名大火星)附近开会,因宇空寒冷,他们拾得些干柴,点了一堆篝火取暖,会完之后也就各回仙府操劳天务去了。
不料1600年过后,也就是我们现在的3400年前,这团篝火发出的火光射到了地球,恰好被唐尧的司天者发现,他就找了一块龟甲,在上面刻下了如下两句:“七月己巳夕,[豆]有新大星并火(心宿二)。([豆]字上面的 ̄应为丷,表示:见)”当然,没过多久,这颗“新大星”就不见踪影了,其光芒已越过地球,向地球背后的宇宙深空射去。
今天的天文学家啃到这块甲骨文时,欣喜若狂,他们说这是人类对于“新星爆发”的最初记载,是咱们中国人的骄傲云云。若是此等议论让那几位神仙听见,不知让他们笑掉几颗大牙。
当然,那些神仙与篝火都是虚构的,可地球人对星光的许多判断同以上寓言惊人相似。本来是地球人一直可以看到的一颗亮星,突然间消失在天空了,原因是视线上飘来了一朵乌云,遮住了这个亮星的光芒。可地球上的天文学家说:“不!这颗亮星已经演化到了黑洞阶段,超过了它的临界密度ρ,突然发生了引力塌陷,转化成黑洞了,所以看不见它了。……”
几千年过后,视线上的宇宙乌云飘过,这颗亮星又出来了,某天文台博导立即向全世界宣布:“我发现了超新星爆发,其爆发的能量相当太阳的1千倍,这是人类有史以来被实地观测到的一次最猛烈的爆炸。这一重要发现的意义在于,使我国在超新星研究领域挤身到了世界领先地位。……”
然而在宇宙风云看来,地球人类的喧嚣与它们毫不相干,它们仍然按自己的规则运行,演示着变化多端的宇宙气象。
avatar
坏鸟315
8楼
宇宙能量的来源(ZT)
一颗冰雹在落向地面的途中,必同空气发生摩擦,必同其它冰雹和霰粒发生碰撞,这种摩擦和碰撞导致冰雹体向各种不同的方向旋转,这种旋转动能必转化为雹体的内能,使其体温升高,冰体表面熔解挥发。导致其体积变小。
把伽里略铁球从比萨斜塔顶部上抛1万公里,然后让它自由下落,当它坠入大气层时,就会因与大气摩擦而迅速发热,进而熔化汽化,变成一颗炽热的流星向地面坠落。
地球最初的体温在-270℃左右,是颗冰冷的氦氢雪球,后来因坠落的势能转化为热能,氦、氢、氖、氮、氧、甲烷、乙醇、氨、二氧化碳相继熔解气化,才使体温上升到现在的高度。随着地球继续向太阳掉落,水(H₂O)、硫、硅等都会陆续熔解气化,最后只剩下一团炽热的铁水,落向5000℃的太阳表面。
太阳形成之初,也是一只氦氢雪球,当它的体温与今天的地球相当时,它表面也有液态水供生物生存。随着它向银心掉落的势能不断转化为热能,才达到了现在的体温。当它逐渐接近银心时,其表面的硅铁洋会全部蒸发干涸,体积变小,最后只剩一个更为炽热的钨水球落入银心。
银心也是如此,当它落入可观测宇宙核时,其体温将达到数万攝氏度。在整个可观测宇宙中,天体坠落的势能是其最基本的能量形式,天体运行的动能是对其自身势能的表达,而这种动能最后通过天体的热和光表现出来。而热和光本质上是一种电磁能,是天体静电引力势能的转化物。
若按这种逻辑,是不是说可观测宇宙最后落向更大的宇宙核时,全宇宙都会变成炽热的发光体呢?这不同“大爆炸”理论一样,物质都转化成纯能量了吗?
显然,这是一种误解,冰雹是从空气稀薄的高空向空气稠密的地面坠落,地球是从等离子气压较低的高空向等离子气压更高的太阳坠落,太阳、银心、宇宙核皆是如此,当一颗接近太阳的彗星吸足热能之后,蒸发出来的一部分彗尾(蒸汽)会丢失在太空,重新冷却还原为冰粒或尘埃。在可观测宇宙向更大的宇宙核坠落过程中,也会不断有“彗尾”被丢弃在原空,重新冷却凝聚为新的天体,并被另一颗宇宙核的静电引力所俘获,成为下一颗宇宙核的“臣民”。
即使剩下的一部分炽热液滴落入了更大的宇宙核,它们也会在更高温的条件下迅速气化蒸发,成为新的等离子流或夸克流重新向“大宇空”高处浮升,并在那里重新冷却凝聚成原子、分子、雪化、雪团、雪球、冰球、水球、土球、火球等,组成另一颗可观测宇宙核,再次向那个更大的宇宙核坠落。这种循环同冰雹与海水海水一样,物质始终是能量的载体,能量使物质改变自身的形态。
或问曰:坠落的势能是宇宙能量的最基本形式,那么浮升的浮力是否可与势能等量齐观呢?答曰:不能。因为浮力依然是以势能为前提的,正因为密度大的物质都有向宇宙中心汇聚的势能,才把密度低的物质向宇宙中心之外排挤,并产生浮升现象。如冷空气都不来争夺海面的空间,水蒸汽就不会从海面浮升。
在可观测宇宙核周围,其宇宙气压是非常高的,正因为气压高,一些高熔点化合物依然可以以分子液态或固态的形式存在。也正因为那里的宇宙气压高,才使宇宙风比银心风、太阳风更为猛烈,才能使宇宙线(基本粒子)以接近光波的高速向宇宙外围逃离(浮升)。
“大爆炸”理论认为宇宙能量主要来自于核能,是氢的燃烧(氢聚变为氦)为宇宙的运动与演化提供着能量。这种理论主要产生于对太阳能量来源的误解,而且是自相矛盾的。试想,太阳内部的氢凭什么给你自动聚变为氦呢?如果把它归因于太阳内部的高温高压,那么是什么机理把这种核聚变过程控制得如此稳定呢?为何太阳不会像氢弹那样突然爆炸呢?若太阳物理学家真要回答这一问题,他们还得去请教上帝。
avatar
坏鸟315
9楼
地球系(ZT)
既然有形的地球、太阳以及其他天体都只是物态轮回的阶段性产物,那么地球、太阳与各种天体的起源问题就同一只冰雹的形成问题一样,只需弄清它们开始凝聚固化的时间。同理,要弄清这些天体的寿命,只需去考察它们什么时候会失去自己的固定形态。而没有必要像大爆炸宇宙学家那样,去追究什么宇宙物质的起源,进而去设计什么宇宙物质的湮灭。
《列子•天瑞》引《黄帝书》曰:“形,必终者也。天地终乎?与我偕终。终进乎?”黄帝答曰:“道终乎本无始,进乎本不久。有生则复于不生,有形则复于无形。不生者,非本不生者也;无形者,非本无形者也。生者,理之必终者也,终者不得不终,亦如生者之不得不生。而欲恒其生,画其终,惑于数也。”
意思是说,物质(道)本身无始无终,有生就有灭,得形必失形,永生永灭是不可能的,天地生于无形,归于有形,然后又终于无形。永生永灭的误区,是由于数学上的无穷大与零所感而生,而实际上,彻底消灭与万寿无疆都是不可能的。《老子》曰:“天地尚不能久,而况于人乎?”
其实,冰雹、人、地球、太阳、银河这些具体(具有形体)的事物都是有生有灭的,只有物质、时间、空间是无始无终、无生无灭的。对此,古希腊亚里士多德在其《物理学》中,做了更为准确的表述。“生成(gignesthai)一词具有多层含义,有些场合不说生成,而说这个东西在生成,只有那些实体才是不加限制的生成。除开实体以外的任何生成,都必定要有某个东西作为生成的基础。……因为总有某物作为基础存在着,再从它生出生成的事物。”
中外先哲已经把生成与毁灭的问题讲得十分清楚了,似乎没有再把这一问题深入下去的必要。但是,今天的宇宙学家们似乎不同意这种传统的生灭观,他们认为物质也有一个生灭问题,现存宇宙的物质皆从一个数学奇点而来,是数学世界演化成了物质世界,是上帝让数学符号变成了物质。当然,他们会辩解说,这个原始奇点有一些物质的特征,其几何尺度为零,质量趋于无穷大,内含空间、时间与高温等,通过最初三分钟的爆炸,又加150亿年的演化,就有了今天宇宙中的一切。
在这种现代生灭论者看来,宇宙物质还将全部湮灭为能量,并重新轮回到原来数学奇点的状态,以便为下一次宇宙大爆炸准备物质条件。这种神话般的生灭论本是一些现代宇宙玩客的玄谈,却奇怪地登上了现代科学的神圣殿堂。就这种现代神话的性质来看,它不仅是反理性的,也是反直观的,是对现代人类理智的公然嘲弄。
因为,万能的上帝尚且难为无米之炊,在他创世之前,也得事先弄些泥土材料,而没有化数为物、无中生有的本事。况且,上帝可以毁灭这个有形的宇宙,但从未听说他能彻底化掉这个宇宙,并在肚子里把它全部消化为能量。
avatar
坏鸟315
10楼
不周之山=不周山?(ZT)
“昔者,共工与颛顼争为帝,怒而触不周之山,天柱折,地维绝。天倾西北,故日月星辰移焉;地不满东南,故水潦尘埃归焉。 ”
“昔者共工与颛顼争为帝,怒而触不周山,天柱折,地维绝。天倾西北,故日月星辰移焉;地不满东南,故水潦尘埃归焉。 ”
(《山海经·大荒西经》:“大荒之隅,有山而不舍,名曰‘不周’”《水经注》断言即昆仑山)
不周之山=不使水绕地球周流的山:科迪勒拉山系
avatar
坏鸟315
11楼
宇宙的概念(ZT)
探索宇宙的起源,必须首先弄清宇宙的概念。中国先哲对宇宙有过各种不同的表述,而总的来说,他们所说的宇宙包括天地与时空两层含义。就天地宇宙来讲,主要是指以人为中心的地球及其天空,其起源是指人所居天地的来龙去脉,即地球的起源与消亡。
春秋时期,老子(约前571~前471)在其《道德经》中写道:“天地之间,其犹橐龠(冶铁时用以鼓风的大皮囊,见图1-1,龠为之简体)乎?虚而不屈,动而愈出。”管仲(前725~前645)在其《管子•宙合》中说:“宙合之意,上通于天之上,下泉于地之下,外出于四海之外,合络天地,以为一裹。散之至于无间,不可名而山 。是大之无外,小之无内,故曰有橐天地。”由上可见,老子与管子所说的天地之间与橐龠之内,就是当时他们所理解的宇宙空间。
春秋时,楚隐鹖冠子(生卒年不详,马王堆汉墓有其帛书著述)云:“连万物,领天地,合膊同根,命曰宇宙。知宇,故无不容也,知宙,故无不足也。”(《鹖冠子•天权》)这里的宇宙已经不在鼓风皮囊之内,而具有了无所不容的无限意蕴。其后,庄子(前369~前286)在《庄子•庚桑楚》中说:“有实而无乎处者,宇也。有长而无本(始)剽(终)者,宙也。”意思是说宇宙是最大的实体,无法处于更大的容器之中。宙是最久的时间,它本身无始无终。尸佼(约前390~前330)在《尸子》卷下中说:“天地四方曰宇,往古来今曰宙。”西汉时期的刘安(前179~前122)在《淮南子•齐俗训》中说:“四方上下谓之宇,往古来今谓之宙。”以上的宇宙概念,已经直接明确地表明了它的时空特性,不再以鼓风皮囊、天地来喻指。
注意,中国先哲的宇宙概念已经从具体的天地宇宙转化为抽象的时空宇宙。因时空不是一个具体的天地,时空本身无边无际、无始无终,因此谈不上有什么时空宇宙的起源。当我们追索宇宙起源的时候,是指一个具体天地的开端,而这种天地宇宙观与时空宇宙观是两个完全不同的概念。
你可以问地球、太阳、银河的起源,因为你想知道它们在时间长河中所处的位置。但若要问时间的起源,就会遇到思维逻辑上的困难,因为人们无法告诉你时间本身在时间长河中的位置,如同距离无法测量距离本身一样。因此,这里所说的宇宙起源,绝不是抽象时空宇宙的起点,而是具体天体、恒星、星云或有限宇体的起源。
我们知道,任何历史都是由事件延续构成的,时间本身无法构成历史或简史。如果时间简史(a brief history of time)不是病句的话,那它必是幽灵的历史,健康人是没法读懂的,因为他们真的不知道时间的开端和结束,更不知道宇宙时自身会发生什么样的历史事件。
起源本身就是一个时间概念,时间的起源同空间的边界一样,是一个不可讨论的命题。庄子云:“有始也者,有未始有始也者,有未始有夫未始有始也者。有有也者,有无也者,有未始有无也者,有未始有夫未始有无也者。”(《庄子•齐物论》)意思是说,未开端前还有开端,开端前还有未开端,有未出现之前是无,无未出现之前有有。要找一个最前的开端或最早的有是不可能的。
不要说古人,就是天神也无法表述时空宇宙的久度或尺度。无论当今的科学领袖如何崇高与权威,他们说来说去的宇宙,仅仅是具体的天地或空间体。数学家把它表述为最大的整数——1,而不是无穷大——∞。无穷大的宇宙是不可计量的无量宇宙,也是没有起源的无端宇宙,要去讨论无量无端宇宙的边际与始点,其数学结果只能是数字零。
因此,中国古代的先哲不讨论这种毫无意义的宇宙起源问题,恰如庄子在《齐物论》中所言:“六合(四方上下)之外,圣人存而不论。六合之内,圣人论而不议。春秋经世,先王之志,圣人议而不辩。”原因是时空宇宙的起源问题没有任何标准答案,论辩不出个所以然来。宇宙六合,其大无外,其小无内,其端不穷,其来不尽,怎么可能有科学而确切的标准答案呢?
时间无生无死,无源无踪。空间无大无小,无内无外。故抽象时空宇宙是无法讨论的,我们只能把时空作为自明真理,承认它们的自然属性。时空看不见也摸不着,可人们是通过什么途径知道时空宇宙的呢?原来,时空宇宙是对天地宇宙的抽象,古人正是从天地的存在与变化来了解时空的。天地的舒展,使人们抽象出一个三维空间,日月的运行,使人们抽象出一个一维时间,把两种抽象综合起来,时空宇宙便在人们的观念中显现出来。
既然无限时空宇宙是由人的观念从有限天地宇宙中抽象出来的,那么天地宇宙则是一种更本质的存在。只有从有限到有限,从具体到具体,从实在到实在,首先弄清了地球(系)、太阳(系)、银河(系)这些天地宇宙的起源,才能去领悟抽象、无限、观念性的时空宇宙。
avatar
坏鸟315
12楼
《创世记》:一部人类先祖开创地球新天地的英雄史诗,God good! (ZT)
盘古、女娲仅是东亚先民所追认的先祖,西亚人则直接把自己的鼻祖叫做上帝。在《圣经•创世记》(Genesis)中,我们能清楚地看到上帝七天创世的故事。
最初,上帝创造了天空和大地。当时的地是无形的,空的,黑暗笼罩着深渊,上帝的圣灵在水面上运行。上帝说:“来光!”光就来了。上帝见光很好,就将光与黑暗分开。上帝称光为昼,称黑暗为夜。夜幕降临,又迎来朝阳,此为第一天。
上帝说:“让水中产生空气,把水分为上下。”天空下面的水与天空上面的水(云)就分开了,上帝把上面称为天空。第二天夜幕降临,又迎来朝阳。
上帝说:“天空下面的水往一处聚,让干地露出!”如此之后,上帝把干地称为陆地,把聚水处称为湖海。上帝见此很好。上帝说:“让陆地生长草类、果树等植物,并让它们孕籽结果!”如此之后,上帝很满意。夜幕降临,迎来朝阳,这是第三天。
上帝说:“天空中要有光体,以分别昼夜,作为规定时节和年月日的记号。要在天空中放光,照耀大地!”于是上帝造了两大光体,较亮者控制白天,较暗者控制黑夜,并造了众星。上帝把众星排列在天空,照光于大地,控制昼夜,分别明暗,上帝很满意。第四天夜幕降临,又迎来朝阳。
上帝说:“水中要有生物繁衍,天空要有禽鸟飞翔!”上帝就造了大鱼、蜉蝣生物以及飞鸟。上帝很满意并祝福说:“你们要孳生繁殖,充满湖海,飞鸟也要在地上繁殖!”夜幕来临,送走朝阳,这是第五天。
上帝说:“地上要生出各种生物,即各种牲畜、爬虫和野兽!”上帝就造了各种野兽、牲畜和爬虫。上帝很满意,并说:“让我们依照我们的肖像,按我们的模样造人,好叫他管理海中的鱼、天上的鸟和地上的兽、畜与爬虫。”于是上帝就依照自己的肖像和模样造了男人和女人,并祝福他们说:“你们要生育繁殖,充满大地,治理大地,管理海中的鱼、天上的鸟和地上奔爬的生物!”又说:“看,地面上蔬菜与水果都是你们的食物,地面上的绿草便是鸟、兽、爬虫的食物。”大事全如此完成了,上帝满意他所创造的一切。夜幕降临,迎来朝阳,这是第六天。
天地间的一切都安排好了,上帝造物的工程已经完成。上帝在第七天停工休息,因为此日为大功告成之日,上帝将第七日定为圣日,这是创造天地的来历。
以上是上帝七天创世的故事,这个故事在被僧侣们一代代传颂的同时,也不断受到“无神论”者的抨击。神父与教皇们受到质问:上帝六天就造好了世界,怎么从第七天就罢工不干了呢?既然上帝至慈至善,为何创世时要留给人类苦难与罪恶呢?上帝说有就有,说成就成,这不是凭空捏造吗?上帝用自己的形象创造了人类,那么上帝是碧眼金发呢,还是黄脸黑须?黑人的上帝又是何等形貌呢?男上帝与女上帝可不可以结婚呢?……
其实,有神论同无神论者都在一个延续了两千多年的误区中争执,这样的争论不可能有什么结果,也没有什么实际的意义。知道了地球起源的问题,明白了这个世界的真实起源与演化过程,就不难理解上段话所包含的寓意。按照螺旋轨道学说推理,地球上的人类很可能是从外星迁徙而来,这个观点,可名之为人类外源说。
因此,我们不能把《创世记》中所说的七天理解成今天的一周,一天也不是今天的二十四小时,而是指天地演化与世界开创的七个时期。同时,上帝也不是指一个有名有姓的人,而是时间或一种自然力量的代名词。
第一天是指天地刚开始形成的时期。那时地球还仅是氦、氢为主要成分的雪球、水球,远离太阳,大地当然是无形的、空的,黑暗笼罩着雪原或深海。比如现在站在冥王矮行星上看太阳,太阳只像天狼星那样亮,仅仅是一颗较亮的星星,冥王矮行星的地面很黑暗,人不可能看到自己的身影。随着行星螺旋式向太阳靠近,能看到的太阳就会越来越大,当太阳视圆面由星光变成了大火盘,自然就产生了光。地球上的阳光来自于太阳,较强的阳光是在地球接近现土星轨道时自然产生的,《圣经•创世记》只是借用了一个抽象的上帝之名,来解释地上出现阳光与身影的原因。
第二天是指地球演化的又一个时期。这个时期是指地壳(水冰壳)中的水分子渐渐蒸发升华,形成最初的云层。有了云层,地球上就具备了阳光雨露,可以为植物的生存提供基本条件,这个时期实际是指我们的地球临近现火星轨道的时期。
第三天是指地球上的湖海诞生和植物大量繁衍的时期。我们知道,水往低处流是地球引力的作用,《圣经》说水是遵从上帝的意志才低流入海的,说明这里的上帝实指地球的一种自然力——‘万有引力’,这时的上帝仍然还是纯自然的代名词。而上帝说:“让陆地生长出植物……”这时的上帝已经由自然力向意志力转化,即它含有人类先祖通过无人探测器将各类种子空播到地球表面的历史痕迹。
第四天是人类先祖对地球进行全面勘测的时期。只有首先对地球进行勘测,掌握地球的自转周期、公转周期、黄赤交角等,才能为地球制定历法,确立年度、季节、日长、物候等。
第五天是人类先祖大规模开发地球的时期。也许有《创世记》的粉丝会问,上帝在第五天把许多水生动物与飞禽先创造出来,为何不在同一天创造野兽与牲畜呢?难道海鱼的构造比老虎的要简单一些吗?其实,若干万年后,我们地球人开发火星时会遇到同样的情境,那时的火星尽管绿意盎然,但陆地上没有一条航天飞机的跑道,向火星移植生物的唯一途径是用无人探测器进行空投。藻类和鱼卵投入水火山口(冻土层上有冰洞,洞底下有液态海水)后,可以靠水中的化学能自养微生物生存,飞禽的蛋投入水火山口后可以漂浮在冰洞底部的水面,而兽畜类胎生动物会被摔死。故人类先祖在开拓我们地球世界之初,也只能采用同样的步骤。
第六天是人类先祖大规模登陆地球的时期。各种不同的牲畜、爬行动物和野兽来到了地球,随后开始了星际移民,一个新的人类世界出现在太阳系中。这便是《创世记》的完整寓意,是一部人类先祖开创地球新天地的英雄史诗。上帝在第六天说:“让我们依照我们的肖像造人……”这时的上帝已不是一个,而是我们,是许许多多个上帝。这时的上帝已不再抽象,他们就是上一个行星世界的人类。
第七天是上帝的休息日,它是指人类先祖原先所在的那个星球变暖,海洋干涸,生物灭绝,人类消失的时期。曾经帮助我们逃离火热的旧世界、给我们继续生存机会的先辈们,的的确确是我们的上帝。他们在完成了创世的所有工作后休息了,他们现正长眠于那个星球亘古的山原中。我们生活在地球上的人类应该缅怀他们,感戴他们救渡人类及整个生物世界的恩德。从这个意义上说,我们把他们称为至尊、上帝、天帝、天主、真主、圣主等都是恰当的,没有他们,就没有人类的永生,就没有地球这个人类世界。
今日火星赤道地带的火山口已开始具备植物生存的条件,火星世界正在由第二天向第三天过渡。我们作为未来火星人的上帝,是否应该制订新的创世日程呢?当我们明白了《圣经•创世记》的真实寓意之后,就不必再误解上帝第六天造人的故事了,更不必站在所谓“唯物主义”的立场去严肃批判人家了,它仅仅是一个故事,是一个我们并没有弄懂的故事,这个故事跟什么神创论或神学唯心主义毫不相干。
avatar
坏鸟315
13楼
知常知变话恒星(ZT)
任何空间上的有限体不能在时间中永存,它们今天存在,就意味着明天会消失。今天的红太阳也是如此。既然构成今天太阳(系)的每一颗原子核都来自银心,那么,自它们聚合成为太阳这个天体时起,就实际上已经踏上了落回银心的归途,一条向银心旋落的万里长征式的螺旋式轨道便是太阳一生的历程,银空中的所有恒星都是如此。
当太阳现岩水洋全部蒸发气化之后,它现在的日幔又会露出成为新的日海,新的日海又将沸腾,金属元素再次蒸发出新的日幔,遮蔽日光,又一次成为“黑-‘洞’”。同时,日核又会分离出新的日幔,......约1千亿年后,当太阳轨道半径仅剩10光年左右时,太阳的体积也所剩无几,其温度可能超过2万度,发出的光不会再是黄色的,而会成为纯白偏蓝的光,这时它演化成为一只真正的“白矮星”,过去的辉煌,已是明日黄花了。
银空中真正的白矮星只存在于人马座的银核内。一叶障目,它们的光已被银环尘障所阻挡,在地球上无法看到它们。其它星系的白矮星也在靠近星系核的地方,它们已被外部冷星所包围,所发出的光已被“对立统一”统称为星系核的光,再好的望远镜也不可能把它们从星系核中“统一对立”分离出来。白矮星已是恒星的晚年,当它们风烛残年地渐渐进入银心冕后,就会一头栽进银心洋,一阵回光返照之后,这时的太阳,便从银空中永恒地消失了。
然而,物质是无法消灭的,太阳肉体的最后残核会象进入火葬场的焚烧炉那样在2.5万度的银心洋中迅速溶解汽化,每一颗原子核重新参与核裂变与核聚变的过程,并转化为新的银心风等离子流——太阳的灵魂,向7万光年高空奔冲,并将再次组建一颗新的恒星,而投胎转世了。亡人为大,此时的太阳,就名曰大阳了。
avatar
坏鸟315
14楼
人类的祖国(ZT)
在佛教故事中,佛曾告诉他的弟子说:“天上的世界比恒河的沙粒还多。”即天上到处都有人的世界,地球仅是三千大世界之一。科学家们对这种说法常是不屑一提的,因为他们没有亲眼见过地球之外的生物世界。然而,当人们知道自己仅仅居住在银河系中的一颗微小的星球上时,也不得不提出这样的怀疑:“地球是银河系中唯一的人类世界吗?”
搜寻外星人的努力已持续了上百年,尽管至今仍毫无结果,但在宇空中寻找同类的诱惑力,使一代代人心甘情愿地奉献着自己的生命与精力。他们坚信,没有理由能够说明,人仅仅只能在银河系——猎户臂——太阳系——地球(系)这一角落里偷偷地生存。
在银空中,地球是一颗白、蓝、黄、绿的花星,这从卫星所拍的照片上可以看出,白色的部分是云层,蓝色的部分是海洋,黄色的部分是沙漠,绿色的部分是田野、草场。当你在几千光年远处用望远镜看地球,它会是什么颜色呢?显然是一种白蓝色,因为云与海洋的面积占了90%以上。同理,在我们地球上看银空,那里也有一些白蓝色的星,其中必有一些星体表面是水(H2O)的海洋,而且还有陆地,它们同今天的地球一样,拥有生物和人类。
约90亿年前,当太阳还刚刚跨入4万光年高空的轨道,它便已演化成为一只水(H2O)球,同今天的地球相似。但它是星系中恒星级的地球,其半径约700万公里,比今天的半径大十倍多。人类的祖先当时就居住在太阳上,沐浴着银心的阳光,当时太阳上的气候温和、森林茂密,土地肥沃、面积广大,足以养活数亿人口,海洋生物也比今天地球海洋中的生物多得多,那曾是祖先们享受过的极乐世界。
然而,太阳毕竟是一颗较小的恒星,比它更大的恒星有着比它更大的生物世界。尽管太阳及其同龄恒星现都已演化为岩水球,并有了自己的孩子(行星),而今天4万光年高空处同样有着无数巨大的人类世界,那里的人类必享受着比我们更加发达的科学文明,也许我们正处在他们的望远镜中。
avatar
坏鸟315
15楼
创世纪 (ZT)
太阳系只是一个很小的天文蛋;
太阳是蛋黄,
行星、彗星是蛋清,
两光年直径的氢雪球圈层便是蛋壳——
它小心细致地包裹着这枚天文蛋,
在宇宙中默默地运行。
avatar
坏鸟315
16楼
太阳探测与太空考古(ZT)
为真正弄清太阳与太阳系内的奥秘,用人类现有的技术手段,作一些力所能及的勘测是很有必要的。
如果从地球上向太阳发射一颗氢弹,让它在掉进太阳岩水洋前爆炸,同时观测记录这颗氢弹爆炸区域内的光谱变化,就可对太阳日冕、色球、海面的各种参数进行校正和检验。
由于目前科学家们把太阳系的范围界定得太小,人们一直以为离开了海王星轨道的“旅行者1号、2号”探测器已经脱离了太阳系。其实,这是一笔错帐。这两颗探测卫星不一定能脱离太阳系,一是因为它们的设计速度可能不够;二是因为1光年高空有一小彗星壳层难以冲破。在几千年后,我们的子孙也许会在地球附近的轨道上看到它们的身影,因为它们会象彗星那样落回来。那时,地球上的子孙们定会把它们看成是天外文明的使者,不可能想到是他们“刀耕火种的祖先”发明的探测器。
由以上可推,我们的祖先是否也曾向太空发射过探测装置呢?当我们在太空发现一个人造物时,会不会也把它们视为外星来客呢?我们能否派出宇航舰队,去地球轨道附近探索一番,作作太空考古,看看祖先给我们留下什么没有呢?
本世纪,我们完全有能力在金星、水星的地面着陆,实地考察这两个被人类遗弃的星球,祖先们留下的遗迹很可能被子孙们发掘回来,那将是人类迈向太空考古的第一步,并将成为考古研究的“新领域”。
avatar
坏鸟315
17楼
太阳的天地结构 (ZT)
太阳既然起源于银河等离子云层,它必同地球一样经历过雪球-冰球-水球等演化阶段,它今天光芒四射,仅表明它已演化到了硅铁水球的阶段,它内部必有与地球相似的层次结构,即日核、日幔、日壳、日海,与大气5大圈层。
日核由铅与锕系等放射性元素的沉积岩构成,它们是在太阳形成初期最先沉到氢水洋、氮水洋、氧水洋底的沙粒。因它们的半衰期都很长,150亿年内仅有少量原子核发生了蜕变,不影响这一“重砂”沉积圈的完整性。但日核中更古的轻元素早已蒸发气化,故现日核中部也有一个空腔,这同地球空心的形成原理一样。日核圈的温度估计为7000℃,半径在35万公里左右,其内的空腔半径约15万公里。
放射性元素都聚积到了日核,日核是否就成了天然原子弹呢?为何它未象原子弹那样爆炸呢?原来,自然沉积在一起的放射性元素并不象人工提取的铀235那么纯,即使一部分铀235在不断地自然裂变为氙和锶,它们放出的中子很快会被铅与其它杂质所吸收,其中子再生率不可能大雨1,因而不会产生链式反应并引起日核爆炸。
日幔物质以钨、镍等元素为主,并熔有碲、碘等非金属元素的化合物,它们处于熔岩状态,构成了太阳的岩浆洋。岩浆温度在10000℃左右,,它之所以比日核更热,是因为它底部产生的等离子气体在不断吸收日核的热量并向上浮升,即“蒸笼原理”造成的。日幔岩浆层的厚度估计为20万公里,其中可能夹有固态圈层,但它最终会被熔解或分离。
构成日壳的物质与日幔相同,以钨、镍岩为主,它是还未熔解的日幔,日壳的温度约6000℃,厚度约10万公里,壳层上下也有许多艮痕,组成山脉与负山脉、山谷与负山谷,负山谷内也会储藏日幔等离子气体,并酿成火山爆发。
日海现已被称为“光球层”,里面的还水同锅厂铁炉子里 的生铁水成分完全一样,因水中的硅含量较高,将从日海中舀出的“水”凝固以后,它就是一块硅铁铁锭,日海的平均温度约5000℃,平均深度约5万公里。
日海上面为日天,即太阳的大气圈层,紧贴海面的分子大气圈已被称为“色球层”,气温约10000℃,厚度约3000公里,其上的原子气圈与原子核圈层都被称为“日冕层”,平均气温在500万度左右。其内冕的厚度在1000万公里左右,不稳定的外冕厚度往往向外延伸近亿公里。在日冕外部,还有一层看不见的“超冕”,它由原子核组成。离太阳约2000万公里处的日冕气温高达几千万度,这里实际上就是太阳风粒子流的出发点,并一直延伸到两光年高空。
不要以为太阳的这种结构模型仅是对地球模型的简单放大,它确实能很好地解释一系列太阳物理现象。
avatar
坏鸟315
18楼
形而上者与形而下者 (ZT)
《易经•系辞》曰:“见乃谓之象,形乃谓之器……是故形而上者谓之道,形而下者谓之器。”直接把有形与无形作为两者的分水岭,指明了道与器的根本区别所在。凡是还未成形的物质,称为道,凡是已经有了形象的物质称为器。日月星辰为道之大器,烟云气雾为大器之道,古人有时也称天(大气层)为道,地为器。《老子》曰:“有物混成,先天地生……吾不知其名,字之曰道……”《淮南子•原道训》曰:“夫道者,覆天载地,廓四方,析八极,高不可际,深不可测,包裹天地,禀授无形。”由上可见,中国先哲已明确把道看成是“无形之物”,就今天的认识深度来讲,道就是指包裹着地球的太空等离子气体或包裹着日月星辰的星际氢(H2)以及可能存在着的夸克态气体,这类气体有时也被古人称之为元气。
古希腊德谟克利特(Democritus,前460~前370)常被称为原子论的创始人,他认为宇宙万物由原子这种球形器物构成。在一批正统哲学家那里,似乎中国古代的道器之辩,演变成了东方元气说与西方原子论之争,其实这是一种误解。
亚里士多德在《形而上学》中说:“留基伯及其信徒德谟克利特主张充实和虚空是本质,他们分别称之为存在和非存在。充实而坚固的是存在,空虚而稀薄的是非存在,虚空并不比物体缺少什么。因此,他们说存在与非存在同样存在。……原子间的区别是生存其他事物的原因。”
德谟克利特把每个单独的原子叫做东西、实体、存在,把实体之外的邻居叫虚空、无实、无形。然而无实不等于是所谓真空,而是那里的物质微小无形,不能被感官所感知。由此可以看出,德谟克利特是把虚空、无形看成道,把原子、实体看成器,同中国先哲的本体论是完全一致的,并没有实质性的分歧。
哲学家们所说的物质世界,就是装载人类的大器——天地宇宙,而他们正在追寻的世界本源就是大道——无形的物质。宇宙学家要研究宇宙的起源,也要弄清无形之道何以变成有形之器,即无形的物质如何变成了宇宙天地。宗教家们也离不开宇宙的形成问题,他们要弄清神和上帝用什么创造了世界。因此,成道与成器、有形与无形,是宗教、哲学与科学都共同关心的问题。
把一块冰丢进一杯果汁里,它是有形的器,当这块冰全部融化之后,它就化为无形的道了。悬浮在宇航舱中的一滴水是有形的器,当它全部蒸发汽化之后,就化为无形的道了。就化学物质来讲,冰、水、气都是H2O,都是一种宇宙物质,而决定它们是成道还是成器的关键在于自身物态与环境物态的差异。
由于物态是受物质的种类与温度决定的,在绝对零度(—273℃)的条件下,一切物质都会冰冻成为有形体的固态,这时一切道便会全部消失在器中。然而宇宙间全是器之后,器本身就无法表现自身的形态了,不能展现自己形状的器也就不能成器。因此,器只能在道中存在,通过道来表现自身。
如果宇宙的温度全部上升到绝对热度(+℃),一切物质都无法凝聚成形,日月星辰全部汽化为炽热的等离子气态,宇宙中将再也看不到物体与星光,此时的器便全部消失在道中了。而没有形器之后,道也就无所谓无形了,失去了自身最本质的特征。
由于物理学上的绝对零度与绝对热度是不可能达到的,故宇宙物质总是以道与器两种形式存在,时而由无形之道凝结成有形之器,时而由有形之器化为无形之道。故作为有形的天地万物正是从无形的道中凝结而来,而且也必将化道而去。
老子《道德经》开篇云:“无,名天地之始;有,名万物之母。故常无(无形之道)欲以观其妙;常有(有形之器)欲以观其徼(形界)。此两者同出而异名,同谓之玄,玄而又玄,众妙之门。”这里的玄就是泛指宇宙的物质本源,有与无、道与器是玄的不同形态。
印度佛教哲学也以空无为本,但他们讲的空不是当今科学家们所说的真空,而是观念上的空。如果宇宙间有真正的空无,那么这种“真空”空间的界面则是无法找到的。正如西汉刘安主编的《淮南子•俶真训》所言:“予能有无而未能无无也,及其为无无,至妙何从及此哉。”
avatar
坏鸟315
19楼
唯人主义——对马克思主义狗尾巴草的最后铲除 (ZT)
地球生物的历史被记载在地壳的岩层中,而最先敲开地球岩层的不是古生物学家,而是地质学家。他们要弄清这些地层的来历,弄清地底的岩浆与地表的海水对地壳岩层的影响。从最初的动机来讲,地质学家们只想从地层中提取矿物,而并未想到要去发掘什么古生物化石。
早在古希腊时代,色诺芬尼(Xenophannes,前570~前478)就认识到化石是古代生物的遗痕。中国北宋的沈括(1031~1095)在太行山岩层中发现过古代生物的化石,并由此推断太行山曾是洪荒时代的冲积平原。西方文艺复兴的旗手——意大利的达•芬奇(Leonard da Vinci,1452~1519)也明确提出:山地地层中的某些古生物化石表明,这些生物正是今日海洋生物的祖先,过去的海底演化成了今日的高山,过去海底的生命遗迹也就成了现在大陆地层中的古生物化石,这种认识已经包含了生物迁徙与沧海桑田(即地质演化)的思想。
以上提到的这些科学家都还算不上是真正的古生物学家或地质学家,因为他们没去研究化石与岩石的形成原理,只是从形貌特征上做出了些简单的推断。最先开始研究岩石(矿石)的是德国的阿格里科拉(Georgius Agricola,1494~1555)。他在莱比锡大学任教期间,就系统批驳了岩石是水化结晶体的传统猜想,提出构成矿石的岩石是由岩浆冷却凝固而成的理论。为此,阿格里科拉被西方科学史家们称为矿物学之父。
1669年,丹麦人斯台诺(Nicholas Steno,1638~1686)第一次把古生物化石与它们所在的地层联系起来,一方面用化石鉴别地层的年代,另一方面用地层来推断可能出现的化石类别,通过两者的互证,把古生物学与地层学紧密地结合在一起,为以后的化石与地层鉴定提供了一种重要方法。
1695年,英国的伍德沃德(John Woodward,1665~1728)出版了《地球自然历史试探》一书,第一次提出了沉积层(layer of the earth抯 crust)的概念。伍德沃德注意到许多海洋生物的化石是在山地的地层中找到的,而山地无水,原本不适合海洋生物生存,那是什么原因使这些化石出现在高山上的呢?根据当时所能掌握的资料,理由只有一个,那就是《圣经•创世记》里所记载的大洪水,是大洪水的泥沙把这些海洋生物埋葬在了原来的海底,沉积成了含有海洋生物化石的地层。后来大洪水退走了,原沉积地带变成了大陆上的山地,从而有了今人所能看到的沉积地层及其海洋生物化石。
沉积层的理论提出之后,很快遭到了英国植物学家约翰•雷(John Ray,1627~1705)的反对。他认为《圣经》关于大洪水的记载只有挪亚方舟(Noah抯 Ark)那一次,而地层中的古生物化石是多层且相互叠加的,而且越往下层,其化石年代越久远。唯一能说明这种现象的只能是火山喷发,火山每喷发一次,其火山灰与喷出的岩浆就会掩埋一层古生物,当火山活动慢慢平静后,我们就会在原火山附近地区看到这种掩埋有多层古生物化石的地层。
在17世纪以前,地质学还没有真正形成,人们对化石与岩石、生物与地层的关系还没有真正理清,但把地球这颗特殊行星从天文学领域独立出来加以研究的趋势已经出现,地质学成为与古代天文学并驾齐驱的一门新的学科。
18世纪后期,德国的维尔纳(Abraham Gottlob Werner,1750~1817)认真研究了伍德沃德的沉积理论,也注意到了约翰•雷的火山掩埋猜想,但通过对各种地层的统计结果分析,他认为沉积是岩石形成的主要原因,沉积岩的分布范围占绝对优势,而火山只是在岩层形成之后才出现的。在维尔纳看来,地球最初被原始海洋覆盖着,现在的大陆当时都处在原始海洋的洋底,最早通过水化结晶形成的原始岩层里是没有生物化石的,只有那些通过沉积形成的岩层里才有各种海洋生物化石。
当时的地质学界把维尔纳的这种理论称为水成论,而维尔纳本人并没有说明原始海洋的海水后来退出陆地的原因。尽管这样,英国皇家地质学会(1807年成立)的大多数成员都支持维尔纳。水成论的另一位英国支持者巴克兰(Dean William Buckland,1784~1856)还在1823年写了一本《洪水遗迹》,形象生动地概括了水成论的一些基本观点。
1795年,英国的赫顿(James Hutton, 1726~1797)出版了《地球理论》(Theory of the Earth)一书,认为地球内部是炽热的岩浆,由岩浆结晶形成的火成岩构成了地壳的主体,而沉积岩只是火成岩壳表面薄薄的一个覆盖层;受地幔岩浆热源的影响,最底层的沉积岩会受热变质为结晶岩,冲破了沉积岩的火山岩浆也会直接冷凝为火山岩,地球上的岩层主要是火成的而不是水成的。
1829年,原来的水成论者塞奇威克和麦奇生(Roderick Impey Murchison,1792~1871)倒戈,他们说只有火成论才能解释原生岩层的成因,沉积岩层只能算是次生岩层。自此,地质史上关于成岩作用(diagenesis)的水火之争拉开了序幕。
然而,水火之争的焦点比较明确,集中在地壳岩层的成因问题上,即到底是表层水圈起主要作用还是底层岩浆圈起主要作用,这种争论的理论成分比较多一些。就地质观察领域来讲,水成论仍然是当时地质学的基础,因为地层中的海洋生物化石与泥沙的沉积是无法分开的。
上面提到过丹麦人斯台诺的贡献,而真正把斯台诺的思路完全展开的还是英国人史密斯(William Smith,1769~1839)。1824年前后,史密斯先后出版了《化石鉴定的地层》《化石的地层学系统》两书,因此而成为地层学(stratigraphy)的主要创始人。史密斯年轻时在煤矿搞煤层测量,渐渐熟悉了英国北部地区的地层顺序,以至可以凭经验通过动植物化石的类别来鉴定该地层的年代,并做出该地层是否储有煤层的判断。
塞奇威克是寒武纪系的创建者,他与同事麦奇生长期从事地质勘探工作,两人共同建立了地质学上的泥盆纪(Devonian Period)。自1831年开始,麦奇生在南威尔士附近地区研究红砂岩层所覆盖的下部古生代地层,确定了一个新纪——志留纪(Silurian Period)。1841年,麦奇生一行到俄罗斯乌拉尔山脉做地质勘察,又发现了二叠纪(Permian Period)地层。以上一系列地质发现都是以水成论为理论基础的,只有通过泥沙的沉积,才能大范围地确定不同岩层与不同古生物化石的必然联系。
赖尔(Charles Lyell,1797~1875)是英国地质学家,也是地质学上渐变论(也称为均变论)的代表,1833年出版《地质学原理》(Principles of Geology)一书。他早年受赫顿火成论思想的影响,加上32岁时前往意大利考察了意大利的埃特纳火山,更加坚信火成论的观点,认为地壳的变化是一个十分漫长的自然过程,与《圣经》上说的什么大洪水无关。
《地质学原理》一书对居维叶的灾变论(或称为剧变论、突变论、激变说)进行了批驳,指责居维叶不该把地质学和《圣经》扯在一起。尽管地质的变化有剧烈期和宁静期的交替,但地底岩浆运动的能量与强度是长期稳定的,没有造成爆发性突变的热力学条件。只要考虑时间的无限性,就能理解渐进性的各种地质变化,无须把各种地质事件与古生物事件归因于某种超自然的力量。
正因为赖尔不愿意把上帝的意志引入地质学,从而受到了达尔文的赞赏。当达尔文读了《地质学原理》一书之后,马上写信给赖尔:“读完每一个字,我心中都充满了钦佩之情……《地质学原理》是对我的进化论思想早期形成阶段起着主要影响的一部著作。”在生物的起源问题上,赖尔与拉马克的观点接近。他后来出版了《古老的人类》一书,用大量的地质学证据来支持物种的变异,这些观点对达尔文《物种起源》一书产生了直接的影响。赖尔不仅奠定了岩石分类学(沉积岩、火成岩、变质岩)的基础,而且还首先提出了第三纪(Tertiary Period)生物地层(始新世、中新世、最新世)的划分方法。赖尔还仔细研究过地表的沉积速率,并以此推断出志留纪地层的年龄约为2.4亿年。
法国的居维叶是灾变论的主要代表。他认为地球上不只出现过挪亚方舟那一次大洪水,而是突然出现过多次,每次大洪水都会导致一次突发性的生物大灭绝,从而导致不同地层中埋藏着完全不同类型的古生物,而且岩层越往下,其古生物化石的年代越久远,这就为维尔纳水成论摆脱了困境。看来,灾变论与水成论结盟是历史的必然,就像渐变论与火成论结盟一样。
我们先不要忙着为这场旷日持久的水火之争下判决,更不要因达尔文支持渐变论而随意附和,事实上,21世纪的地质学仍然下不了这个结论。后面我们将会看到,要在地球上解决地球上的水火之争是不可能的,一旦我们跳出地球,弄清了地球与行星的来龙去脉,这样的水火之争就显得毫无意义了。
阿加西斯(Sean Louis Rodolphe Agassiz,1807~1873)出生于瑞士,24岁成为法国居维叶的学生,主攻动物学,39岁定居于美国,次年在哈佛大学主讲动物学和地质学。阿加西斯的主要学术成就是在欧洲做出的,1840年出版的《冰川研究》(Etudes sur les Glaciers)是其代表作。
《冰川研究》一书开篇就列出了地球上冰川活动的历史年表,然后介绍了他们在阿尔卑斯山脉地区所做的冰川遗迹考察,最后得出地质地貌曾多次受冰川活动影响的结论。
“欧洲大陆表面曾经装饰着热带植物,成群的大象、巨大的河马和各种巨型食肉猛兽漫游在丛林与湖泊边缘,后来这一切被突然埋进了厚重无比的冰层下面。这种冰冻地层覆盖着平原、湖泊、大海和高原,原本充满生机的大自然突然停止了喧嚣,万籁俱寂,泉水冻住了,河流凝固了,太阳从冰原的地平线上升起,阳光融入隆冬的寒风,偶尔可听到冰面出现裂缝时的崩碎声。”
上段就是《冰川研究》一书关于地球冰期的描写。在阿加西斯看来,现在俄国西伯利亚的冬季气候,曾一度延伸到了原本郁郁葱葱的印度和非洲热带地区,正是冰川的作用,才把一些巨大无比的巨石搬运到了大陆各处,形成了现在的冰川漂砾。移居美国前夕,阿加西斯又发表了《冰川体系》一书,把自己后几年的研究成果作了一个综述。
毫无疑问,任何新学说的出现都会遭到权威们的激烈反对,当时欧洲的地理学家和地质学家都认为阿加西斯脑子有问题,在水火之争还没有完结之时,又弄出个冰川理论,简直是在给地质学添乱。直到阿加西斯辞世时,“冰川理论”的支持者也寥寥无几。而到了20世纪,冰川学已成为地质学的一个主要分支,出现了包括李四光、黄汲清(1904~1995)在内的一大批冰川学家,阿加西斯开创的冰川学领域正在得到更多地质与古生物学证据的支持。
19世纪初,地质学界的注意力还局限在矿层的分布、岩石的成因、地层与化石的分类等问题上,对山脉的成因、大陆与海洋地壳的演化等问题并没有系统地讨论。而且大多数人都以为地壳的构造是基本稳定的,山脉、大陆与海洋的分布是固定不变的。
到了1873年,美国的达纳(James Dwight Dana,1813~1895)父子打破了这种研究格局,首次提出了地槽理论(the theory of geosyncline),认为地壳存在永无休止的上下运动。所谓地槽,是指地壳沉浮运动比较活跃的地带,比如火山活动带就是地槽地带(geosynclinal belt)。与地槽相对应的是地台(platform,曾译为陆台),它是奥地利的聚斯(Eduard Suess, 1831~1914)在1885年提出来的。地台就是比较稳定的地壳区域,地台区的地壳已经经过一段时期的激烈升降运动,渐渐进入到了相对稳定的时期,与地槽的区别就在于槽动台不动。
槽台学说(geosyncline-platform theory)提出之后,并没有引起国际地质学界的重视,包括达纳的儿子爱德华(Edward Salisbury Dana,1849~1935)也没把精力放在完善和发展槽台学说之上,而主要从事矿物学方面的研究。到了1900年,法国的奥格(Gustave Emile Haug,1861~1927)出版了《地槽和大陆块》一书,该书继承和发展了达纳的地槽理论,在解释山脉的成因时,首次把大陆地台和地槽褶皱区分开来,指出它们是两种不同的地壳构造带。
19世纪末,地质学上的门派之争已不再明显,学术研究的方向不断向纵深或更宽广的领域延伸。比如德国的里希特霍芬(Ferdinand Paul Wilhelm von Richthofen,1833~1905)就是地貌学(geomorphology)的创始人之一,现在人们常说的雅丹(Yadan)地貌、喀斯特(Karst)地貌等,就是里希特霍芬等地貌学家命名的。他曾七次到我国考察,还提出了中国黄土高原的风成假说。另一位德国人成了岩相学的奠基人,他就是罗森布施(Karl Harry Ferdinand Rosenbusch,1836~1914)。1898年,罗森布施出版了《岩石学基本原理》,把前人笼统称呼的火成岩细分成了深层岩、脉岩和喷出岩,这种分类的基础来自于罗森布施对岩体的显微镜观察。
1869年,俄国门捷列夫发表了第一张比较完整的化学元素周期表,表中列出了地球上常见的63种化学元素。此时22岁的克拉克(Frank Wigglesworth Clarke,1847~1931)已是美国康奈尔大学的化学讲师。1883年,36岁的克拉克调美国地质调查局任总化学师,从而有机会接触来自美国各地的地质样品(包括岩石、土壤、水和空气),加上他很快被推选为国际化学元素委员会的名誉 ,可对世界各地的地质样品以及欧洲其他化学家的分析资料做更为全面的了解,克拉克在地球化学方面的兴趣转化成了不可遏止的研究动力。
1889年,克拉克发表了第一份地壳元素丰度表,该表显示了25种主要化学元素在地壳中的平均含量。到1924年,他和助手华盛顿(Henry Stephens Washington,1867~1934)共同发表了第五份地壳元素丰度表,该表所包含的化学元素已增至50种,其中34种元素给出了丰度的百分比,剩下的元素给出了估计的微量级,后来该表中的数据被各国的地球化学家们引用,简称为克拉克值。
克拉克的地壳概念包括岩石圈、水圈和大气圈三大圈层,其中岩石圈占总质量的93.06%,水圈占6.91%,大气圈占0.03%。大气圈的化学元素以氮N、氧O为主,水圈的化学元素以氢H、氧O为主,其他的化学元素主要分布在地壳岩石圈中。岩石圈以火成岩为主,占95%,另外的全是分布在表层的水成岩,其中页岩占4%,砂岩占0.75%,灰岩占0.25%。火成岩的主要化学成分是硅与镁,水成岩的主要化学成分是硅与铝,一般把底层的硅镁层称为玄武岩层,而把表层的硅铝层称为花岗岩层。
受克拉克理论的影响,前苏联的费斯曼(Александр Евг ень евич Ферсман,1883~1945)于20世纪30年代出版了《地球化学》一书,首次提出根据地壳化学元素普查来寻找新矿床的方法。费斯曼早在20世纪20年代就为前苏联发现了几个大型的磷矿和铜镍矿床,并撰写有《趣味矿物学》《趣味地球化学》等科普读物,长期担任前苏联科学院副院长,获得过列宁勋章与伦敦地质学会奖章。
另两位著名的地球化学家是挪威的戈尔德施密特(Victor Moritz Goldschmidt,1888~1947)与瑞士的尼格利(Paul Niggli,1888~1953)。他们把结晶化学理论运用于地球化学,解释了变质岩的形成过程以及共生矿床的形成原因。中国较早期的地球化学家王嘉荫(1911~1976)不应被遗忘,他1955年任北京大学地质系地球化学教研室主任,在矿物学、岩石学、矿床学、岩相学几个方面也有很深的造诣。上世纪60年代,国际上的绝大多数地质学家都认为花岗岩是由岩浆冷凝时结晶而成的,而王嘉荫则独创花岗岩化一说,认为花岗岩是在长期的物理、化学过程中变质而来的。
在地质学家们用化学的方法对岩层做化学分析的同时,化学本身也在飞速发展。1896年,法国的贝克雷尔(Antoine Henri Becquerel,1852~1908)把一卷未开盒的照相胶片放在实验室的桌上,后来发现每张胶片都已经自动曝光,经多方查找原因,才知是桌上具有荧光能力的铀盐所为。铀盐中的铀元素具有很强的放射性,能轻松穿透照相胶片的包装盒。
这种现象很快引起了居里夫人(Marie Curie,1867~1934)的注意,她发现钍Th也是一种放射性元素。1897年7月,居里夫人又发现钋Po这一新元素,其放射性要比铀大400倍。同年12月,她又发现镭的放射性更强,竟然比铀大900倍。
在这些放射性元素被发现之前,人们还不知道用放射性元素衰变周期的原理来测定地球年龄,《圣经•创世记》里的故事仍然是人们谈论这类话题的主要依据。1654年,有个叫厄舍(James Usher,1580~1656)的神学家断言,地球是上帝在公元前4000年创造的。据另一位希伯来神学家莱特富特(John Lightfoot,1602~1675)考证,公元前4004年9月17日(星期五)上午9时,上帝用大地上的尘土捏出了亚当。直到19世纪末叶,俄国奥斯特洛夫斯基(1904~1936,《钢铁是怎样炼成的》作者)还在书中提到他幼年受到过的这种创世教育。
1904年,物理学家卢瑟福(Ernest Rutherford,1871~1937)首先提出,用含铀矿物中放射性产物氦He可以测定矿石年龄。1911年,瑞利男爵(Baron Rayleigh,1842~1919,原名J.W. Strutt)把他学生霍姆斯(Authur Holmes,1890~1965)的一篇文章交到了英国皇家学会,论文的题目是《岩矿中铅与铀的组合及其在地质年代测定中的应用》。此后,地质学家通过研究矿石中原生铅、放射成因(放射性元素铀、钍等衰变而形成的)铅及其同位素的比例,来推算地层的年龄。
二战结束之后,地质学家通过对地层中铅的同位素206Pb/238U、207Pb/235U、208Pb/232Th、206Pb/207Pb的比值来测定最古老岩石的年龄,先后确定的岩石年龄从14.6亿年、16亿年、35.8亿年、37.8亿年、38.2亿年、34.5亿年、36.2亿年一直到41亿年不等,到20世纪80年代,测得最古老的陨石年龄为47亿年。依据岩石年龄与地球年龄相关的思路,地质学界最后把地球年龄确定在45亿年上下。
这个年龄说明了什么问题呢?难道真是太阳在45亿年前把地球甩出来的?
地球的天文年龄同地球的雹式起源有关。按照螺旋轨道理论,构成地球的物质都来自于46亿年前的太阳冷分子云层,而2.15光年高空的冷分子星际云又都是那时的太阳风等离子体冷却之后形成的,这些太阳风等离子气体在离开太阳时就包含了大量铀U、钍Th等放射性元素的原子核,也正是太阳上的耀斑大爆发,才使这些放射性元素的原子核得以在核聚变条件下形成。一旦它们离开了太阳耀斑的高温、高压条件,就开始不断放出a粒子(氦核)流与b射线(电子流),这种放射性衰变过程不因这些重原子核冷却成为分子气体、液体、结晶体、雪片、雪球、彗星冰壳、行星岩石而停止。
由于那些半衰期特别短的放射性元素早在45亿年的螺旋轨道期间完成了衰变,故现在地层中很难再找到这些元素。而钍Th的半衰期长达139亿年,它通过五次a衰变与四次b衰变后,就会部分地转化成稳定的铅元素。铀U的半衰期是45亿年,与地球的地质年龄相当。这就是说,地球形成之初全部物质总量中的x吨铀,经过45亿年的衰变,现在只剩x吨铀了,另外的x吨铀已通过多次a与b衰变,成了铅或铅的同位素。因此,现在的铅锌矿床中,总是共生有铀U、钍Th等放射性元素。
通过以上分析,我们不仅看到了地球的地质年龄同螺旋轨道理论所推导的天文年龄是基本一致的,而且理解了地球上放射性元素本身的衰变程度也与地球的螺旋轨道相关,这就从侧面印证了行星螺旋轨道的天文理论,证明了地质学家用放射性同位素比值测定岩石年龄的可靠性,而且也与太阳核聚变原理相吻合。
既然月球与地球在同一条行星轨道上运行,它们的年龄应是相近的,这已经被月球探测所证实。同理,水星的年龄一定是最老的。如果地球人在2015年取得火星的岩石样品,相信它的地质年龄一定会比地球年轻2.5亿年。当然,今天飘荡在1光年以上高空的氦氢冰球(小彗星)还处于婴幼期,当把它们充分加热,使氦、氢、氮、氧等气体元素全部蒸发之后,所剩渣尘必含有更多放射性元素,因为它们离开太阳才2.5亿年,还来不及衰变成铅与其他相对稳定的元素。
按以上的讨论,彗星、行星的年龄最长不超过52.5亿年,那么太阳的年龄会是多少呢?早期的天文学与地质学家皆以为太阳与地球同龄,都是一团原始星云凝结而成的。大爆炸宇宙学家认为太阳的年龄大于地球,应在50~200亿年之间。其实,这种认识同古人认为太阳围绕地球转一样不可思议,因为太阳比地球大130万倍,怎么可能与地球同龄呢?一只蚂蚁怎么可能与大象同龄呢?这是一个数量级的差别,是不可同日而语的。我们现在只能说,太阳的年龄与轨道寿命是一个还有待研究的深层天文学问题,只能把它放在银河系起源的课题中加以讨论。而对于行星的年龄,是可通过实地取样分析的方法逐一加以确定的。
avatar
坏鸟315
20楼

最先想到大陆漂移的不是近代地质学家,古希腊、古印度以及中国古代的天文学家都曾提出过地浮在水上的猜想,《吕氏春秋》关于地有四游的解释更为离奇,认为地直接浮在气上,大地的移动才导致了春夏秋冬的气候变化。
1858年,旅居巴黎的美国人斯奈德-佩莱格里尼(Antonio Snider-Pellegrini)出版了《揭开创造的神秘》一书,提出大西洋两岸大陆以前可能是连在一起的,后来才慢慢分开了。
1889年,美国的达顿(Larence Edward Dutton,1841~1912)对大洋地壳与大陆地壳进行了密度分析,他发现海底地壳的密度要比陆地大,大陆以及大陆架犹如大洋地壳上的浮体。1908年,贝克(Howard B. Baker)提出过一种假设,认为现在的几块大陆可能是从两亿年前的南极冰陆上生长出来的,月球是从地球上甩出去的。1910年,美国的泰勒(Frank B.Taylor)提出,受地转离心力的影响,现在几块大陆都有向赤道区挤靠的趋势。
而把以上各种猜想和假说加以整合的是德国业余地质学家魏格纳(Alfred Lothar Wegener,1880~1930),之所以说他是业余的,是因为魏格纳本来的专业是气象学。他28岁时在马尔堡物理学院讲授天文学和气象学课程,1915年《海陆的起源》发表后,他在汉堡大学仍旧教气象学课程,地质学始终是一项业余研究。他在后来的回忆文章中写道:
“我早年琢磨一张世界地图时,见大西洋两岸的形状极其相似,这给了我很深的印象。当时我并没打算去研究它,因为我觉得大陆是不可能移动的。1911年秋,一个偶然的机会,我了解到巴西和非洲曾出现过相同的古生物群,并被作为两岸大陆可能连接在一起过的证据,这是我过去不知道的,这促使我迫不及待地去对地质学和古生物学的研究成果进行重新分析,并由此得出了重要的肯定结论,使我深信自己以前的想法是基本正确的……后来,即1912年~1913年,我在丹麦人库克(J.P. Coch)的领导下参加了横跨格陵兰岛的探险,以后由于服兵役妨碍了我对这个学说做更深入的推敲,到1915年,我终于能够利用较长的病假期,对这个学说进行稍微详细的论述。”
《海陆的起源》曾被直译为《大陆和海洋的形成》,大陆漂移就是该书的核心内容。魏格纳认为,大陆地壳主要由轻质的硅铝岩石构成,而海底地壳是密度更大一些的硅镁岩层,大陆岩层就像冰山那样,可以在海底岩层上滑动。大约在二叠纪末期(约两亿多年前),地球上只有一块泛大陆(古陆,Pangaea),从侏罗纪到第三纪,这块泛大陆在离极力和日月潮汐力的作用下出现裂缝,碎块像报纸碎片那样各向不同的方向滑动分离,北部的断块名为劳亚古陆(Laurasia),南部的断块叫冈瓦拉古陆(Gondwanaland),又经过约一亿年时间,南北两块古陆继续破碎漂移,从而形成了现在的海陆分布。为支持这一学说,魏格纳列举了不少古生物学、古气候学、古地质学证据,来复原这张“碎报纸”上的“文句”。
《海陆的起源》面世十三年后,美国的十四位地质学家在纽约开了一个学术讨论会,按他们选总统的传统方式,为魏格纳的大陆漂移说搞了个民主投票,结果是五票支持,两票弃权,七票反对,因反对的声音多,大陆漂移说进入到第一个三十年的冷冻期,魏格纳本人也在五年后冻死在了格陵兰雪原。
1961年,美国的赫斯(Harry Hammond Hess,1906~1969)等人对海底岩石以及海床地貌进行了大范围的调查,发现太平洋、印度洋与大西洋都有一条大洋中脊,海底火山都分布在大洋中脊附近,从火山口溢出的地幔岩浆向大洋中脊两侧分流,冷凝为新的海底地壳,并挤压海底地壳向大洋两岸扩张,这一学说被简称为海底扩张说。
由于大陆漂移说一直没有获得地质力学的支持,魏格纳在世时也不得不公开承认:“形成大陆漂移的动力问题一直无法确定,故还不能得出一种可解释各个细节的完整答案。”到海底扩张说提出时,被冷落了三十年的大陆漂移说看到了复活的曙光,沉重的欧非大陆与南北美洲大陆正是随大西洋海底地壳不断扩张而慢慢分离开来的。
然则海底扩张的动力又是从哪里来的呢?为什么地幔岩浆要选择从大洋中脊向外溢出呢?坚持海底扩张的地质学家又添加了另一套假设,即整个地幔圈分成了三个主要对流区,大洋中脊正好处在地幔对流圈的顶部,于是地幔对流假说能否成立,就成了海底扩张说的唯一力学支撑。
1965年,加拿大的威尔逊(John Tuzo Wilson,1908~1993)提出了板块构造(plate tectonics)一词,认为地壳由许多坚硬的地壳板块拼结而成,尽管地幔岩浆的热对流是很难侦测的,但只要存在这种对流,就必然要导致地壳板块发生相对运动,板块之间的挤压区就会出现褶皱与山脉,板块之间的拉开区就会出现海沟和海盆。所谓大陆漂移,实际上只是板块构造运动的表象。
1967年,威尔逊在《地球科学的革命》一书中写道:“当今,地球科学除了需要新的资料、更好的仪器设备和技术外,更需要的是信念,即从我们现在所相信的地球构造是固定不变的,转变到相信地球构造是变动的。这与哥白尼革命不相上下,是可以类比的,或许应该依据它的主要倡导者来命名,称其为魏格纳革命。”
1968年,美国的摩尔根(William Jason Morgan,1935~ )认为地壳是由二十个壳片拼接而成的,并以大洋中脊为起点,来推算这些壳块相对漂移的速度。不久,法国的勒皮雄(Xavier Le Pichon,1937~ )划出了六大主要板块:欧亚板块、非洲板块、美洲板块、印度板块、南极板块和太平洋板块,大西洋洋底只是欧非板块与美洲板块相互分离时的拉伸区域。地质板块的这种划分法是建立在一系列地壳运动证据基础之上的,因而一直沿用到了现在。
最早把板块学说介绍到中国的是尹赞勋(1902~1984)先生。尹先生是河北平乡人,21岁在法国里昂大学攻读地质学,29岁获博士学位,回国后任国民政府实业部的地质调查员,后任中央地质调查所副所长。1949年后任北京地质学院副院长,中国科学院地学部主任等职。尹先生著述颇丰,有《板块构造简介》《从大陆漂移到板块构造》《板块构造说的发生与发展》等专著面世。除尹先生外,一批翻译家也做出了不少贡献,他们把欧美、日本的板块学著作翻译介绍进来,使我国也形成了一个板块学派,在国际地质学领域占有重要的地位。
如前所述,地质学从诞生的那天起,就同古生物学紧密地联系在一起,大量灭绝了的古生物的化石是鉴别地层的第一手证据。因此,许多地质学家也是著名的古生物学家,如居维叶、赖尔等。
冰川学的创始人阿加西斯也是一位著名的古生物学家,因他早年从事过鱼类学的研究,后来进入地质学领域之后,就很自然地注意地层中的鱼类化石,同时对棘皮类和软体动物化石也产生了研究兴趣,他提出的新鱼类分类法在古生物学界具有较长期的学术影响。
另一位研究古生物的地质学家是美国的葛利普(Amadeas William Grabau,1870~1946)。他30岁时获哈佛大学的博士学位,之后在麻省理工学院和哥伦比亚大学教地质学和古生物学。1919年,葛利普来到中国,在北京大学教了20年古生物学和地层学。他的主要著作有《地层学原理》《地质学教程》《中国泥盆纪腕足类化石》《中国古生代珊瑚化石》《蒙古二叠纪动物化石群》《古生代地史的脉动观》,从这些书名可以推知,葛利普是跨越地质学和古生物学两个领域的通才。
我国也有这样的通才,较著名的是翁文灏(1889~1971)和杨钟健(1897~1979)两位。翁先生曾是前清秀才,担任过中华民国的行政院长,辞职后前往法国做地质考察,1951年3月回国,创办中国地质学会。他在地质学上的突出贡献是提出了燕山运动的学说,在古生物学上的贡献可以以《中国灵长类动物化石》《山西中部古生代植物化石》两书为代表,翁先生对矿物学、地震学也有透彻的研究。
杨钟健先生25岁毕业于北京大学地质系,30岁时以《华北新生代后啮齿类》的论文在德国慕尼黑大学获博士学位。1949年后,杨先生长期任中科院古脊椎动物与古人类研究所所长,著有《脊椎动物的演化》《山东莱阳恐龙化石》《古低等四足类研究》《新疆大头龙的发现》《中国三叠纪水生爬行动物》等书。自1959年担任北京自然博物馆馆长之后,杨先生热心科普工作,向公众普及地层古生物、古人类以及考古方面的知识,像禄丰恐龙、青鸟恐龙、马门溪恐龙等都是由他命名的。
地质学与古生物学的结盟是必然的,因为任何生物都只能在有水H2O的星球表面生存,它们生存的过程也是该行星表面岩层形成的过程。对地球古生物化石的研究,就是对宇宙生物物种的研究,尽管它们已经在地球上灭绝,但它们的同类仍然在宇宙间健康地生存,地球上留下的遗体化石仅能证明它们的祖先曾经光顾过地球。
同理,对地球地质地层的研究,也是对宇宙间其他有水H2O星球地壳的研究,因为地球仅仅是这些星球的一个极小的模型体,只不过这个地质模体离我们最近,弄清了它的壳块构成,也就可以推知其他类地星球的壳块构成。用显微镜观察地球的岩石切片,同用望远镜观察宇宙间的各种天体是同一个目的,即认识宇宙自然,认识生物与人类自身的生存环境。从这个意义上说,地质学家也是研究天体的天文学家或宇宙学家,只不过他们研究的是一个特殊天体——地球。
如前所述,地质学家也是天文学家,只不过他们的研究对象是一个特殊天体——地球。地球这个普普通通的天体之所以特殊,是因为它正摆在人类的面前,我们可以去触摸它、拍打它、实地测量它。而另外一些天体全都装在天文学家的望远镜筒里,人类只能通过光谱与外表来推测它们的地质状态。
20世纪60年代以来,宇航探测器对地球附近的各个天体进行了初步考察,积累了一些资料与数据,通过对八大行星地表的照片资料与光谱形态进行分析,不难看出行星地质与地球地质的巨大差异,而且这种差异是与它们的公转轨道层高度相关的。
冥王矮行星与海王星的地表是大致相同的,都被寒冷的甲烷冰壳所覆盖。甲烷分子(CH4)由一个碳原子与四个氢原子组成,天然气、沼气、石油液化气的主要成分就是甲烷,当把它冻结到—184℃(地球表面气压条件)以下时,它就会成为固态的甲烷冰块。既然海王星地表全是甲烷冰,那么它们的地壳表面温度必在—184℃以下。
如果我们地球上的地质学家去勘察海王星的地层岩体,他们就会停止水成岩(沉积岩)与火成岩(火山岩)之争,因为甲烷冰岩与地球上的水火是根本不相容的。严格来讲,地球上的玄武岩与花岗岩都是一种硅酸盐冰块,当把它们加热到2000℃左右时,它们都会熔化,再把它们加热到3000℃(地表气压条件)时,就会蒸发为气体,除熔点与沸点的不同外,其他主要物理性质同甲烷冰没有太大的不同。因此,海王星上的地质学家研究的不再是硅酸盐类冰块,而是甲烷有机类冰块,他们也不必像地球地质学家那样到处打井,去寻找地层里埋藏的石油天然气构造,因为那里是露天油矿,随便铲一锹霜土就可炼出上等的航空燃料。
如果我们说地球地质学家是研究硅酸盐冰的专家,那么海王星上的地质学家就是研究甲烷冰的专家。当然,硅酸盐类冰块不都像石英那么纯净,里面还冻结着大量金属与非金属杂质,是这些含镁硅酸盐冻土构成了玄武岩,而含铝硅酸盐冻土构成了花岗岩。海王星的地质学家也会面对同样的地层,在大量甲烷冰层里必也冻结着大量尘土沙粒,很难找到一片干净透明的甲烷冰冻世界。
根据美国旅行者2号的实地探测,海王星低空大气主要是氮和氧,如果我们把海王星推离现在的轨道,让它走到离太阳更远的地方去,使其地面气温降到—219℃~—183℃之间,这个温度就是地球地面氧分子的液态温度。在这样的低温条件下,海王星地表的氧气就会全部凝结为雨滴,并落到现甲烷冰构成的地壳上,成为氧分子的海洋。
若是再冷到—219℃以下,氧海会冻成氧冰,成为一颗被氧冰覆盖的星球。显然,这时的氮气分子(沸点为—196℃)也会冻成雨滴,落在氧冰壳上,成为氮洋覆盖的水球。如果这样的推论没错,那就必然如上卷第九章所描绘的,1光年高空的小彗星壳层必是极度低温的氦氢冰雪球,这些冰冻星体的体温必在—272℃左右。
天王星比海王星更靠近太阳,星体被一层浓密的甲烷云所包裹,甲烷云占其大气比重的2%,而地球云层(水蒸气)只占大气比重的3‰,说明天王星天空的浓云比地球厚得多。地球的地表主要是水(H2O),由此推知天王星的地表已是液态甲烷的海洋,其水(CH4)温必在—161.7℃~—184℃之间。如果地球上的地质学家跑到天王星去做地质考察,他们首先面对的是一望无际的汽油洋。
土星比天王星低一个轨道层,实测地表温度在-120℃左右,在这样的温度条件下,甲烷洋早已沸腾蒸发到大气中了,露出的只能是比甲烷熔点更高的物质——醇类。醇类物质分为甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H5OH)、丙醇(C3H7OH)等,其中乙醇是最稳定的分子。在地球大气压条件下,乙醇冰在—114℃时融解成酒精,在78.5℃时沸腾成气体。由于土星质量比地球大95倍,其地表气压也比地球高得多,故土星地表的乙醇分子仍然处于冰冻状态。
地球上的地质学家登上土星之后,敲出的第一块“岩石”必定是一块酒冰。当然,这块酒冰里掺杂有大量泥土与沙石,只有把它加热,使之变成液态,泥土和沙石才会沉淀到酒精杯底部,这时的土星酒才能被饮用。
地球北极的冰盖下必有寒海(液态水),赤道硅酸盐冰盖(地壳)下必有火海(岩浆),土星乙醇冻土层底部也必有酒(C2H5OH)海。当土星不断向太阳靠近,星体温度不断升高,表面的酒精壳就会一层层变薄,当最后一块酒精浮冰化于酒海,土星表面就会变成酒的海洋。木星展现的就是土星的这种未来。
可能许多人对此不以为然,原因是没有发现木星有酒香飘出来,如果地球曾经有酒海,那么这些天酒跑到哪儿去了呢?为何地层里不留点酒窖酒壶呢?其实,天上的酒星不仅在李白(701~762)的诗句里有,天文学家的望远镜里有,星际分子中也夹杂着大量醇类有机物,这早已被天文观测所证实。我们今天没闻到木星洋面飘来的酒香,是因为那里的酒海里调和了太多的泥沙,混浊泛红的乙醇洋已经不那么清澈了。
如果下一次考察时对木星的大气成分进行光谱分析,就极有可能发现乙醇分子的特征谱线。至于今天地球上没有乙醇残留的问题,则是乙醇极易溶解于地下水(H2O)的原因。
当木星进一步向太阳靠近,就会来到小行星轨道,那时的乙醇洋将全部蒸发,海底地壳露出地表,成为二氧化碳(CO2)和氨(NH3)冰覆盖的星球,那时的地表气温必在—78℃以下。二氧化碳和氨是一种在星际间大量存在的稳定分子,它也是外行星地层中的主要化学成分之一。如果地球地质学家跑到这样一颗行星上考察山脉与峡谷,必然会对该星球表面的冲积平原与古河床感到惊奇,原因是塑造它们的乙醇河流与海水(酒)早已蒸发得无影无踪了。
地球人的火星车已经踏上了这样一片神秘的土地,这块土地的表面本应是二氧化碳与氨的海洋,可我们发现的却是二氧化碳冰覆盖着的极冠。显然,在火星南北极圈之内,其气温仍然在—78℃以下。就火星赤道地带的观测结果来看,尽管白天气温可达到15℃,但夜间又很快降到—80℃,在这样的温度条件下,火星地层中仍然有二氧化碳冻土存在的物理条件。如果地球的地质学家对火星表面的河床与冲积平原不理解的话,那就是没有研究过火星乙醇洋的历史。
由于火星质量只相当于地球质量的十分之一,它是一颗很小的行星,体温上升得慢一些,故地表岩石还是二氧化碳冰与水(H2O)冰的混合体。如果把地球上的钻机搬到火星,就一定可以钻到地层底部的二氧化碳液体与水(H2O),再往下钻,必是硅酸盐类岩石层,也就是未来火星人将要立足的地壳。
如果人类要提前到火星上做适应性训练,只需找到火星喷水蒸气的火山口,在水火山口内壁上打一个山洞,并通过人工分解水(H2O)中的氧来保证呼吸,就可长期在火星上生存,并逐步接收与安置来自地球的新移民。当然,这批新移民中,必有地球上最杰出的地质学家,而且整个火星天地的开发都依赖于他们的预先勘测。
地球是当代地质学家最熟悉的天体,他们的全部学术成就都堆放在地球表面。可把他们的地质学搬到金星表面之后,许多重大发现与定理、定律都会失灵。比如当今最著名的板块构造学说,就是按太平洋、大西洋、印度洋等水域名称来划分地块的。金星上的海洋已全部蒸发,全球海底已经裸露,我们根本找不到划分板块的海岸线,板块学说也就无用武之地了。
由于再也没有海洋通过水蒸气把地幔岩浆传递出来的热量带离地表,金星的平均地表温度就已上升到400℃以上,整个山脉与平原都被岩浆烤得暗红,地层中的硫磺全部熔解成液体,形成了一些硫磺湖,硫磺蒸气浮升到空中,同浮在天上的大海(浓云)混合成硫酸雨雾。原地层中的有机物(甲烷、乙醇、煤、木质物)全部燃烧或碳化,与氧结合成二氧化碳气体,笼罩在金星地表,成为生物界望而却步的火狱。
水星离太阳只有一步之遥,它表面的分子大气层已被炽热的太阳风剥离,地壳底部已被岩浆熔蚀,地表的硫磺湖也已全部蒸发,只剩一层几千米厚的地皮露在表面,而且经常有小火山爆发,岩浆流出地表,形成糨糊坑地貌。如果有一批地球地质学家登上水星,赫顿的火成岩学派一定会在这里占统治地位。
在大街上问路时,我们会称呼陌生人为老爷爷、叔叔、师兄、小朋友等,取舍这些称呼的根据往往是他们脸上的皱纹。当把太阳系里的八大行星摆在一起时,我们就能根据其表面的“皱纹”来判断它们是地球的大哥还是小弟,它们的年龄是大于地球还是小于地球。
生物学家的显微镜也在做类似的区分,他们可以根据每个细胞的表面形态,来判断不同细胞体是刚刚分裂出来,还是已经到了衰老阶段。行星地质学家也应有这种判断能力,布满硫磺湖的金星一定比盖着甲烷冰的海王星衰老,它们没有任何同年同月同日生的理由。
当哈雷彗星一步步接近太阳时,其彗尾物质必然首先是氧蒸气、甲烷蒸气、乙醇蒸气、二氧化碳蒸气,最后才冒出水蒸气。当这颗彗星离开太阳而去时,其彗尾(或彗发)物质中的水蒸气必最先冻结成雨与雪花,并重新飘回到哈雷彗星地表,形成被水雪覆盖的星球。其次落下的是二氧化碳雪、乙醇雪、甲烷雪与氧雪。因此,对行星地层的考察,可以根据它的地表物态去推断地底物态。地表有硅酸盐类冰块(岩石),地底必有硅酸盐类液体(岩浆),地表是甲烷冰壳,地底必有甲烷地幔(汽油洋)。而且当表面冰壳融解之后,原来的液态地幔必然露出成为海洋。海洋蒸发干涸之后,熔点更高的原海底冰壳露出成为陆地。
要把太阳系八大行星的地质学统一起来,就离不开它们共同遵循的螺旋轨道。正是因为行星处于不同的轨道高度,从而表现为不同的地质形态。也正因为它们轨道高度的不断变化,才导致了它们的地质演化。如果它们的公转轨道是永恒不变的,其地表形态就不会发生太大的变化,地质演化的速度就会减慢。没有氧水洋、甲烷洋、乙醇洋、二氧化碳洋与水(H2O)洋的不断沉积,现地球表面就没有地层这个概念,地质学家就会处在一锅宇宙粥里,找不到任何地质变迁的线索,而行星地质的最大最可靠的线索就是它们的螺旋公转轨道。
avatar
坏鸟315
21楼
地震的“阿基米德”形成 (ZT)
一、为何地球肚皮里有气?
若潜艇顺着漂在南极的冰山侧沿往下沉,然后钻到冰山底部往上看,你定会发现,冰山底部小型负山谷、负洼地里储有大量空气,半透明的冰山还把阳光导入这些气仓里,构成一个个奇妙的冰天水上世界。若潜水艇开进北冰洋冰原底部,也到处能见到这样的气仓。这些气体主要来自于海底,如南太平洋东部一条200多公里长的断裂带,现仍在不停地往上冒气泡,其它没有断裂的地壳底部,如也有负盆地、负洼地的话,也会储存大量的气体,如火山底部的负山谷就是一个厚达几公里的大气仓。地底哪来这么多的气?地球肚皮里究竟装了多少气呢?这些气是如何形成的呢?
了解了岩浆的成因就可以知道,原来这些气与岩浆来源于同一个过程,地球这盘大磨不仅把地中岩石磨熔、磨热,而且使之沸腾、蒸发、再蒸发。在这一“机械加工”的过程中,已熔解、蒸发的元素又不断地分解并与其它元素化合,地底已成为一座天然综合化工厂。
地球岩石的主要成分有氧、硅、氢、铝、镁、钠、钾、硫、磷、钙等,由火山口中喷出的气体成分分析,地底气体与岩石的化学成分相关。如石灰石CaCO3和硅石(石英)SiO2熔解后,就有二氧化碳CO2气体冒出,反应式为:
CaCO3+SiO2 高温 CaSiO3(玻璃)+CO2↑
若硅石SiO2与石墨碳C层熔解后,就有一氧化碳CO气体冒出,反应式为:
SiO2+2C 高温Si+2CO↑
若硅石与碱类(如NaOH)在地幔岩浆内化合,就会有水蒸汽冒出,反应式为:
SiO2+2NaOH 强热 NaSiO2(硅酸钠)+H2O↑
而水蒸汽遇到1000℃以上高温,又会分解成氢和氧,氢再和硫蒸气化合,又会生成硫化氢H2S气体冒出,……在这样一个综合性“化工厂”里,许多气体都可以生产出来,只要大磨不停,热源不断,气体就会不断产生,直到岩石全部蒸发为气体、等离子体,可见地球肚皮里的气完全来自于内部摩擦。如地核、中地幔与地壳的旋转同轴同步,内部没有摩擦,地内热量不再增加,产气量就会减少直到停止。这时,因地表水圈内的一、二次蒸发,带走地壳的体温,地壳进入冰期,负盆地、负山谷等气仓里的气体降温减压,有的气体因低温而液化,地球进入消气的阶段。
但是,太阳风、日月磁场的作用力在不断变化,地壳与地核同轴同步的状态只可能瞬时地存在,靠一时的热输出大于热产量的方式消气,其效率是非常有限的。故地球肚皮里的气会时多时少,却永远不会消失。
二、构造地震与放气
中国西周时代的伯阳父,曾把地震归因于“阳伏而不能出,阴迫而不能蒸”;现英国一地震学家提出过相同的观点,被称为“放气成因说”。火山与火山地震确实由放气引起(见前),而构造地震是否也与放气有关呢?
通过对历代记载的地震资料和近一个世纪地震观测记录分析,大多数强烈地震确实伴随有放气现象。现需要弄清的是,究竟是放气引起了构造地震?还是构造地震引起了放气?
如前所述,地壳底部的负盆地、负洼地、负山谷内有大量气体,形成气仓、气泡,有的气泡还在地壳底部“流动”,一旦构造地震发生,地壳水平或斜直错位,就会使粘在它底部的地壳膜被撕裂。而一旦封藏气泡的地壳膜被撕裂,气泡就会冲进地壳裂缝,当遇到地下水层再次封藏时,又穿过水层,把沙和水一齐冲出地表,在地表筑起一个个漏斗状的喷沙水口,地下气体进入大气层。
气体逸出,原气泡对地壳的浮力消失,地壳向下坐塌。原整块地壳坐落到岩浆洋面上,地底洋面产生岩浆波。随着岩浆波浪的起伏,地壳也上下起伏,由此产生的表面波开始向外传播,直到岩浆波浪慢慢减弱,地壳也渐渐平静下来,踏踏实实地漂浮在岩浆洋面上,新的岩浆涌进刚被撕裂的地壳膜内,缓慢地冷却凝合。
第一次震动之后,震区周围的岩浆像水泥沙浆一样已被振活(流动性增加,粘结性减弱),近700公里深的岩浆洋中部和底部的气泡也缓慢向上浮升,附近负盆地、负洼地的气泡、气团、气流也缓缓向震区底部水平移动,渐渐使震中底部的负盆地又积聚了少量气体。因第一次破裂的地壳膜还凝合得很薄,又被新的气压冲破,造成第二次余震。……只有当附近气体放完,余震结束,破裂处的地壳膜才有足够的时间凝合到原来的厚度,继续封藏新的气体。
由于地壳底部到处都有一些负盆地的小储气结构,这些气盆会把当地的地壳顶高,使地壳应力发生变化。一旦盆底某处的地壳及其壳膜胀裂,高压气体泄出,浮力消失,地壳下塌,原有地壳应力也会突然释放,产生构造型地震。震后,有的储气盆还会再次储气,同火山复苏那样,再次引起该处地震,但震级与震中不会绝对相同。
以上可见,构造地震的水平错动为气泡逸出提供了契机,故最初是构造地震引起了放气。而放气又引起地壳上下振动,使震级与范围扩大,时间延长,且有时高气压率先胀破地壳膜,这又是放气引起了地震,因而两者互为因果。
从统计学角度看,大多数构造地震都伴随着或多或少的放气现象。但有的震区底部没有储气条件,即没有气仓,有的地壳上部水平错位或斜向垂直错位时,地壳膜并没有破裂。因此构造地震并不必然导致放气,而放气也不必然导致地震(如海底缓慢放气),只有突发性地大规模的放气才会引起地震,而这类地震与火山地震类似,不纯属于构造地震。
三、地震放气与地光
被地壳膜长期封藏的气体多数是可燃气体,如甲烷、硫、磷、钾、钠的蒸气,一氧化碳等。一旦它们冲出地表,与氧气接触,就会马上燃烧。若在地裂缝中就开始燃烧,其发出的光亮从裂缝中射出地表,就成为人们常说的“地光”。有的一团团冲出地表,在空中燃烧,形成各种颜色的火球。如中国河北唐山、邢台、四川松潘、辽宁海城、云南龙陵、普洱、通海、宁夏西吉等地,在近40年来发生的地震中都有地光现象和大量火球冒出。
炽热可燃气体与等离子体穿过湖、海的水层时,与淤泥细菌分解出来的氧接触燃烧,使湖、海发光,同时有大量烟雾、气泡冒出水面。
气体燃烧时必然发出声音,如在地裂缝中燃烧,传出来的声音就是“隆隆”声,有的如风吼,有的如火车行驶,有的如闷滚雷,这些往往被称为地声现象。若火球在空中燃烧,常发出“劈啪、嘶嘶”等声音,犹如撕布、爆米花之类,但离人太高太远则听不到声响。
有时在大地震到来之前,局部区域的地壳膜已微微错裂,某些小气仓内的气体从裂缝中缓慢地漏出,如同车胎慢漏气一样。这些气体静悄悄地进入大气层之后,使大气昏浊,从而出现红霞、紫霞、晴天长虹等异常天空景观。这些带正电荷的气体、等离子体进入大气层后,会使大气电场出现异常,从而对无线电、微波通讯带来干扰。若有毒或放射性气体逸到地表,还会刺激动物行为异常,这些往往成为大地震到来的前兆。
但靠上述前兆来预报地震则是极不可靠的,在大多数情况下,地壳错位、地壳膜破裂、气体冲出三者同时进行,随之地光、火球现象出现,约20分钟便全部消失,故当你看到以上前兆和地光现象时,已经处在地震过程之中或地震已经发生了。
avatar
坏鸟315
22楼
新新人类版坐井观天(ZT)
纯水本来是不导电的,但海洋与地下水层溶有大量钠、镁、钙等金属元素,从而成为导体。整个水圈的电位同时就是地壳的表面电位,全球发电机的零线接地,实际是联结在导电的水圈上,并把湿地和水圈的电位设为0伏。而事实上水圈的电位并不为0,它相对于云顶自由电子层为正,而相对于高空等离子气层为负。
水圈的温度T与海拔高度h成反比,上冷下热,海沟底部的水温约100℃,地壳深处地下水的水温约200℃,雪峰顶部的水温(冰温)约-10℃。就同一海平面而言,水温T与纬度L成反比,赤道低纬区水温约7℃,南北极圈海面冰温低达-40℃。水圈温度T还随地球年龄的增长而升高,地球年龄A与水温成正比,因为水圈在不停地吸收来自地底与天空的热量,同时还不断把自身潮浪的动能转化为热能,水圈的温度公式可表述为:
T=A/h*L
有科学家研究海底有孔虫目外壳化石时发现,3千万年前的海水温度为7℃,2千万年前为6℃,现在是1.6℃,从而坐井观天地推断全球海温在下降,地球正进入第四纪冰期等结论。这些结论,都是刻舟求剑的结果。其实,该处化石记载的是3千万年来,其海底地壳在缓慢抬升或由低纬向高纬移动,而不是整个地球水温在变冷。
只要地球不停止转动,它的动能就会不断地转化为热能而被海洋吸收,冰帽将全部吸热熔解,海洋将全部吸热蒸发,整个水圈将化为蒸汽并进入太空,现海枯云重的金星就是2亿5千万年后的地球。
avatar
坏鸟315
23楼
沧海桑田话潮汐(ZT)
钱德勒晃动轨迹表明,地球内部没有一根真实的、固定不变的转轴,地极是移动的,地球表面任何一点都有成为地球北极点的可能。
地极漂移就是地转轴的偏离,它必然引起赤道移位,三者是同时进行的,是同一现象的不同表现。而赤道移位又引起地球形变,因为地球不是一个正圆球。
地极和赤道的位移,会导致地球各个部位重新调整与地心的距离。这就是整个地球的形变。地极、赤道的移动,引起地球形变,同时改变着地表的海陆分布,造成沧海桑田等一系列连锁反应。
牛顿引力起潮的解释,与牛顿自身的理论计算不符,与潮涨潮落的实际时间不符,与大气观测结果不符。可见造潮并非引力。它是磁力。
根据地震波的测定,地核是一个悬浮在流态地幔岩浆之中、半径约3460公里的固态铁核,它当然地,是整个地球磁场的磁芯。因地月相距平均约38万公里,月球在地球磁场范围之内,月球铁核本身没有明显的磁场,同一颗铁钉一样只有地核的感应磁场,且月球的感应磁场与地球磁场的极性相反,磁性月核与磁性地核相互吸引,使悬浮在流态地幔中的地核向月方位移。地核向月方位移,必然通过地幔把向月点地壳微微挤高凸起,使整个地壳发生形变,由正圆变为椭圆,其椭圆长轴的另一端便指向背月面,使背月点地壳也微微凸起,形成整个地球的太阴固体潮。
太阳磁场与地球磁场极性相同,相互排斥,同时,太阳风对地球外磁层的压力也必然由地球的磁芯承受,从而使磁性地核向背日面移动,与上相反相成,形成太阳固体潮。
地壳的太阴固体潮大于太阳固体潮。磁性地核在地内有避日趋月的趋势。
海底地壳的平均厚度仅相当于大陆地壳的1/5,固体潮幅要大得多。地壳固体潮,必然引起海潮,海潮是固体潮的必然后果。换言之,地起必然潮落,地沉必然潮来,两潮是同步而反相的。故王夫之曰:“地升则潮落,地降则潮生。”
因地球上的水圈已被亚欧非、南北美大陆隔离,潮汐无法作全球性纬向环流,只能在太平洋、印度洋、大西洋中回荡。根据海陆分布的不同方向,荡来荡去的潮汐便产生两种相位,一种是大陆东部海岸、河口的潮汐,叫正相潮;另一种是大陆西部海岸、河口的潮汐,叫负相潮。正相潮如长江、钱塘江,亚马逊河口的潮汐,表现出先涨后落的规律;负相潮如法国西海岸、韩国西海岸、美国旧金山、菲律宾马尼拉港的潮汐,表现出先落后涨的规律。正相潮和负相潮的起潮时间可由公式求得。
钱塘江秋分潮蔚为壮观,可同亚马逊河口春分潮相媲美。钱塘江口是由西向东入海的河口,属正相潮,江口呈喇叭形,有对西涌的海潮正面直吞的气势。江口外是杭州湾和王盘洋,澉浦处于喇叭口的咽喉地带,海潮从喇叭口退海时,江面越流越宽,畅流无阻。而从东海向江口进潮时,江面越流越窄,紧缩的两岸阻尼着西进的潮速。
每当朔、望前后,地壳大起大落,从东海涌进钱塘江口的海水虽然比上、下弦时多,可钱江口向东海回倾的水量则更多,因为回倾退海的潮水可毫无阻挡地通过澉浦咽喉,进入东海。而从东海灌往钱江口的潮水却受地形的限制,在还没来得及涌满杭州湾和钱江口时,第二落潮期已经来临。由此,朔、望地壳大起大落期间,钱江口和杭州湾的总入水量小于总出水量。在经过2~3天的入不敷出后,钱江口和杭州湾的水位渐渐比东海水位低了许多,而“堆积”到东海的海水有回灌待发之势。
在月亮跨过朔、望,进入初三、初四、十八、十九时,地壳固体潮幅已回落到平时的高度。这时,只要东海地壳象平时那样微微抬起,蓄势待发的东海海水便趁势回涌,造成初三、初四、十八、十九的大潮,凡是喇叭形河口,其大潮都比朔、望晚到2~3天,也是这同一种原理。
每当夏历八月,北太平洋赤道洋流已在季风作用下北移,东海平均水位已到最高点。因地壳赤道区旋转离心力最大,秋分(春分)日时,磁性地核正对赤道地壳挤出,与离心力叠加后而形成的固体潮幅也最大。月十八、十九的东海水位已在望后蓄势已足,以上3个因素叠加在一起,便使钱塘江秋分潮的潮幅为一年之最。
此时,比平时更高的东海水位加上望后蓄势已足,趁秋分日地壳更高凸起之时,向西猛涌。王盘洋两岸把西岸的潮水聚拢,在向杭州湾低水位俯冲时形成涌潮。愈来愈窄的钱江岸又把杭州湾冲来的涌潮聚成一束,向盐官镇一带奔冲,产生3~5米高的潮头,形成倒海翻江的气势。,成为特大潮。如钱塘江秋分特大潮再与月球8.85年、18.6年的近地轨道周期叠加起来,其气势将更加磅礴。
钱塘江潮的最佳观潮点在盐官镇一带,秋分大潮到达盐官的时间可由正向潮起潮公式求得。盐官离钱塘江外河口大洋山得距离S约150公里,秋分特大潮涌的时速约37公里,八月十八盐官地壳凸起的时间在凌晨2点,向月潮到达盐官的时间T为:
T=2-6.2+(150/37)=-0.15小时
即在月十八凌晨差9分,涌潮潮头逼近盐官,当天背月潮潮头到达盐官的时间只须往后推算12小时25分,即在月十八中午12点14分左右到达,实际到达的时刻可能因为当时大气、水文因素的影响而略有偏差。
因秋分日与八月十五中秋望月日之间的时间间隔并不是固定的,故钱塘江秋分特大潮有时在十九日或二十日到来。
avatar
坏鸟315
24楼
卜 (ZT)
中国文字以象形为主,尤其是远古文字,皆能由形而变象,揣象而测意。“卜”(读bu上声)字之形至简,一竖一点而已。但今人不得其旨,误将它解释为“用火灼龟取兆”之类,其谬甚明。如果真有灼龟测吉凶之义,“卜”字应由“火”、“甲”、“骨”三字组合而成,或拟灼龟裂纹之声,而这两者皆无,故“卜”字之义不在“吉凶”,必另有真指。
况且,现在让你去找一块甲骨,在上面刻上卜辞,马上用炭火烤灼,这骨头不是被烧焦,就是被熏黑,根本没有什么类似“卜”字的裂纹指向“吉凶”二字,这至少说明中国的甲骨学家们没有亲自做过实验。
《尚书·洛诰》云:“予惟乙卯,朝至于洛师。我卜河朔黎水,我乃卜涧水东,瀍(读chan阳平)水西,惟洛食。我又卜瀍水东,亦惟洛食。伻(使)来以图,及献卜”。宋·蔡沈在《书经集传》中是这样解释“卜”与“食”的:“献卜,献其卜之兆辞也。”“食者,史先定墨,而灼龟之兆,正食其墨也。”
这里的“卜”被当成了相邑之事,其方法是把各种河名用墨写在龟甲上,然后用火灼烤,只有“洛”字吸食干了墨迹,故认为可在洛水修建都邑,从而有了后来的河南洛阳。
蔡沈的这种解释显然是臆度之辞,他必未经过实验的验证,如果用今天的墨、龟甲、火来重复这一过程,绝不会出现独“洛”字吸食其墨的现象。况且,周成王命周公遣使卜邑之事,发生在公元前1050年左右,那时还没有出现文房四宝(笔墨纸砚),何有定墨于龟甲之理?如果那时已经有了笔墨,写画于竹帛尚可,实难书于龟壳之上,因为动物甲骨多有油脂,且面积太小(不便成册)。现出土的甲骨也全是刀刻之文,并无墨书之迹。可见,蔡沈关于“定墨于龟而后灼之”的说法为向壁虚造,古人断无如此“卜”法。
在殷墟甲骨文中,卜字常被刻成“卜”(同现卜的点在右侧向下)、“(卜型的点在左侧向上)”、“(卜型的点在右侧向上)”或“(卜型的点在左侧向下)”型,实象刻划之形。现有的骨甲学家说“卜”字是用燃着的紫金木柱烧灼龟甲背面的钻穴后自然出现的裂纹,还有一种类似“卜”字发音的响声,对于这样的臆测,只须看看现龟腹甲和牛肩胛骨上的文字,此说法便不攻自破了。
中古之时,地广人稀,凿洞而居,席地而坐,指天画地。或在洞壁上雕戳,或在树皮上划痕,或用干土在撑梁(图腾柱)上写画,或以锤凿在岩崖上敲琢。日月苍穹,飞禽走兽,山形水势,任意卜刻,人人皆能。刻者不学而知,见者不教可识。如此处是否有人居住,何方有水可饮,林中有否蛇虎,往何方危险(凶),哪边安全(吉)等,都可能被刻划在石上、树上、土坎上、墙壁上。这种刻划之事,恰可用“卜”字象之。若把在木、壁、地上戳刻痕迹的事象形出来。
“卜”字的原始含义就是刻划,古人在森林中见到吃过人的虎留下过爪印,他们称之为“虎卜”,并误以为虎能“以爪画地,观奇偶之数而卜食”,被吃的人便被误认为是虎卜后的食物。
由于“卜”字表示刻划印痕与记号,为了区别不同的戳刻材料与物体,便引申出占、卦、贞三字。
“占”字上“卜”下“口”,上部的“卜”字是刻划之象,下面“口”字是泛指的方形物体,如方石、木板、墙壁、泥块等。
“卦”(读gua去声)字象“圭”、“卜”之形,而圭(读gui阴平)字由两土相叠而成,本为土墙之义,后引申为石壁和玉圭。把符号戳刻在石壁或玉版之上,就是“卦”字的本指。可见《周易》中所说的“八卦”,是指伏羲留在玉版上的八种划痕。虽然今人不再用刀锥来刻划这些符号了,代之以毛笔、钢笔、键盘、鼠标来描绘,但所画出的符形仍来自于古代的“卦”形。
“贞”字象卜贝之形,表刻贝之义。古时“贝”指软体动物的甲壳,尤以龟之腹甲为佳,其色白质细,易于卜刻符痕,且携带方便,可长期保存,故古人常选用龟腹甲作为字符的载体,河南安阳殷墟出土的甲骨文便多为龟甲。
在“酒池肉林”的商周时代,酿酒业已非常发达,医家把酒看成是“万药之王”,将不同的药物浸泡在不同的酒里,可以医治不同的疾病,为了区别不同酒罐中的药剂,古人分别将配方及其咒语(所对病症之名),用古文字卜刻在骨甲之上,压在酒缸盖上作为药签。汉唐之后,熬药之法盛行,有的晚辈医家把古代的药签当成“龙骨”,同草药一起水煮,这“药签”居然成了一味药引。
107年前(即1899年),颇懂金石(篆刻)的北京晚清官员王懿(读yi去声)荣患病,其家人拿着药单到宣武门南菜市口达仁堂抓药,煎药前,王懿荣发现其中“龙骨”上刻有比篆文似乎更古老的文字,由于篆体是秦代的字体,猜测“龙骨”上的文字可能是商周时代的古文。王懿荣不惜以每字二两纯银的高价将达仁堂的“龙骨”全部买下,收藏研究。据说,与王懿荣同时的刘鄂、王襄、孟定生、罗振玉等人都先后发现了这种“龙骨文”,并把它定为商代文字。那时人们各称其为“龟甲文”、“龟版文”、“贞卜文”、“卜辞”、“契刻文”等,随后,研究这种文字的甲骨学也风行海内,大量甲骨文的收集整理文献也开始出版发行。
如《铁云藏龟拾零》第23号片载:“丙戍(时)卜……贞巫(古代医生)曰……妇用若,一月。”即其药是在丙戍日泡的妇用药,一月后可用。
在殷周时期,刻有文字的龟甲还充当过贝契,即相当现在纸契的作用。《尚书·盘庚中·疏》说:“贝者,水虫,古人取其甲以为货(交易),如今之用钱然。”金、银、铜、刀、布、羊等可以充当钱币,因为它们都有使用价值,而吃剩下的甲贝到处可获,何以能充当钱币呢?若甲贝可以当钱使,地上的鳖龟早被捕之一尽,今不得再见鳖龟之类也。
其实,跟现在的白纸不能当钱使一样,古时能当钱用的不是普通甲贝,而是经过“贞人”刻写过的甲贝。如《殷契粹编》1101号片上刻有:“丁亥(指时间)卜,争(断讼人)贞:我受土方佑。”意思是:丁亥年卜刻,贞人证明:土方佑为我所有。”这片甲骨的持有者便获得了这块土地的所有权,这是古代的一种地契,同今天写在纸上的地契一样。
由于“贞人”如同立契双方之间的证人,他必须忠直公允,固守正道,不能改口变卦,故古代官方与民间都有专门的“贞士”。由“贞士”的性格 特征又引申出了刚正不阿、坚贞不二之义,如“贞女不事二夫”,“贞木”耐寒,“贞石”坚硬。有些玉石质地贞细,卜刻符文之后,不易朽脱,古人 把这些碑石直接称为“贞珉、贞琰、贞青”等。
由以上可知,卜、占、卦、贞四字的古义是相近的,相当于现在的写、录、画、记、刻、铭、镌、划等字。古代的卜人、卜正、卜尹、太卜、卜师、占官、大贞、史贞等,都是握持刀锥刻字的官职,同后来秉笔而书的翰林没有两样。如《大戴礼·保傅》曰:“太子生而泣,……然后卜名”,即将取给太子的名字卜刻在玉版或甲骨(古史书)上。《周礼·春官·大卜》:“凡国大贞,卜立君,卜大封。”即讲大贞的任务就是把立君封侯的大事刻记下来。
avatar
坏鸟315
25楼
空洞无物(ZT)
今之论宇宙者,以为日月星辰起源于无,是由无中生有而来,必也由有还无而去。他们常引老子的话:“故有无相生,难易相成,长短相形,高下相倾……”(《道德经》)不少人把这里的有无相生理解为无中生有、有中生无,并誉之为什么自然的辩证法。其实,这种认识是完全不能成立的,因为无不可能生出有来,0的亿次方还是0。同理,有也绝不会凭空消失为无,1的0次方还是1。
物质不灭定律与质量守恒定律清楚地说明,有不可能化为无,无也不能生出有。如果有与无能相互转化,以上两定律将不能成立。那么,是不是老子第一个否定了物质不灭定律呢?非也。老子讲的有无,不是西方哲学家们所说的存在与不存在,也非今人所说的有物或无物,而是有形与无形。
《道德经》云:“埏埴(做陶)以为器,当其无,有器之用。凿户牖以为室,当其无,有室之用。故有之以为利,无之以为用。”这里讲的有是固态的陶壁与墙壁,无是陶器(见彩色插图三)与房屋的容积,这空出的容积不等于无物,而是装有空气。老子并没有无中生有的提法,他说:“有物混成,先天地生。寂兮寥兮,独立不改,周行而不殆,可以为天下母。”这个天下之母并不是无物,而是混成之后的有物,在有形的天地诞生之前,这些混成之物就已经存在了。
由上可知,老子有无相生的本义是有形与无形相互转化。有形态的固体可以转化为无形态的气体,无形态的气体可以冻结凝固为固体。有形态的天地是由一些无形态的气体聚集凝结而成。因此,有形宇宙中的日月星辰来源于一些无形态的气体,宇宙从无形中诞生,最后又会全部气化还原为气体,由有形转化为无形。正如列子(名列御寇,生卒年不详)在《列子•天瑞》中所言:“夫有形者,生于无形。”
在古希腊,有一位与老子差不多同时代的哲人阿那克西曼德(Anaximander,前610~前546),他直接提出了宇宙起源于无形(apeiron)的观点。apeiron由否定前缀a加上peras(边际)组成,一些哲学专著把它译为无限或无定,但从各种引文的用法来看,译为无形更为贴切。阿那克西曼德的无形或无形者并非一个抽象概念,而是指一种元物质(urstoff),相当于中国先哲所说的太易、太始、太初等。因为这种无形者无边无际,无始无终,在时空与数量上无限无穷,故隐含有无限的意义。又因天地万物都由这种无形者所构成,它最终构成气、水或者火、土等,是无法预先确定的,故有无定的特性。比如亚里士多德在其《物理学》一书中说:“无形绝不是单一和单纯的物体……人们之所以把它看作是无形的东西(to apeiron),而不是气和水,为的是不让气和水由于无形而消失为无物……只有存在着这样一个作为生成之源的无形,生成和灭亡才不会停止。”
公元6世纪,注释亚里士多德《物理学》的学者辛普里丘(Simplicius,490~560)写道:“米利都人普拉克西图之子阿那克西曼德是泰勒斯的学生与继承人,他说万物的本质和元素是无形。他最先使用本原这个名称,他说它既不是泰勒斯所说的水,也不是另外的所谓元素,而是无形的本性或自然,从这里生成了全部事物及其中所包含的各个世界。一切存在物都由此生成,也是它们灭亡后的归宿,这是命运注定的。”
把阿那克西曼德的无形同老子的无相互对照,我们不难看到东西方先哲对宇宙物质认识上的一致,他们都未提出什么无中生有,而是把有分成有形之有与无形之有,并承认两有之间的相互转化。宇宙的起源与毁灭,正是它们相互转化的前因与后果。
当今,有些知名学者认为宇宙中有一架无形的天平,天平的托盘两边都装有大致相同的东西,左边有一宇空的正物质,右边应有一宇空的反物质与之平衡。宇宙中有纯有,也应该有纯无,有被物质占有的空间,就应该有未被物质占有的空间,他们称之为真空或真空态。有正空间就应有负空间,有向前流的时间,也应有向后流的时间,有正常点,就应有不正常的奇异点等。
按这些人的观点,有与无必须共同寻找一个支点,平衡在一种既有还无的状态。就是说,宇宙中应出现这种空间,物质对它既占有又不占有。简单的逻辑表明,这种空间是根本不可能存在的,一个房间里要么有人,要么没有人,既有人又没有人的房间无法推想,没有人的房间不可能无中生出个人来。
同理,宇宙空间已经被物质所占据,这个空间只能是有,已经有了有,你如何把它化为无?化不了无,真空或所谓真空态就不可能存在,任何物理方法也不可能制造哪怕是一立方厘米的真空。因此,不能把有同无一起放在那种根本不存在的宇宙天平上,去搞那种无聊的概念平衡。
大爆炸宇宙学家说宇宙从一个无质量、无时间、无空间的数学奇点而来,这确实是无中生有的范本。这种反人类理性的“科学范本”至今还迷惑着不少宇宙学家,虽说他们都是一些著名教授、院士或诺贝尔奖获得者什么的,却相信如此沉重的宇宙会从一个轻飘飘的数学奇点而来。依我看,这些教授们都在撒谎,无中绝对生不出这么大的一个有来。无中不能生出有,有也不可能化为无,宇宙空间从来就充满着有,也永远保留着有。不能去设想什么没有物质的空间或没有空间的物质,物空不可分离,这是宇宙留给人类的一种既定存在。
笔者盼望那些伟大的宇宙学家们重温一下恩培多克勒(Empedocles,前492~前432)的诗句:“既然从不存在生成某物不可想象,存在者就绝不会彻底灭亡。因为它将在那里永永远远,无论它处在何处何方……既然万物中无什么东西是空虚,又怎能加进任何东西?”(引自徐开来所译亚里士多德《论麦里梭、克塞诺芬和高尔吉亚》残篇)
avatar
坏鸟315
26楼
阴阳求衡曰力(ZT)
把“力”细分为四种相互作用,其思路本身就有问题。把物质之间的相互作用,理解为交换什么中间玻色子、介子、光子、引力子,就直接体现了古地中海贸易文化和牛顿“质点”思维的西洋观念,用这样的思维路径去完成力的统一,只能是天方夜谭。
回顾一下力的统一历程,不难发现这样一条脉络:古代的墨子与亚里士多德把力从地面物体的运动中抽象出来,使重力与机械力实现了第一次统一;牛顿创立了质点力学与万有引力理论,并使两者在开普勒行星运动轨道上统一了起来;麦克斯韦总结了电动力学的已有成果,用一组方程完成了电力与磁力的统一。
上世纪40年代,爱因斯坦用了大量精力来促成电磁力与万有引力的统一,最终以失败告终。60年代的温伯格等人受杨振宁“规范场论”的启发,成功地把弱力与电磁力统一到了所谓的“标准模型”中;70年代,“弦理论”说是把强力、弱力与电磁力都统一了,90年代至今,一种叫做“M理论”的声称已经把万有引力也一并统一了,并第一次使量子力学与广义相对论相容了起来。力统一的漫长历程似乎在告诉人们,物理帝国的征战目标就是去实现力的“大同”,替后两千年的力学缔造一统天下的局面。
按道理讲,物理学家们本无须去搞什么“力的统一”,而应该去研究“力的还原”,即还原力的本来内涵。诚然,力的确是一种相互作用,但它首先是某种物质主体的相互作用,这里的物质主体就是阴物质与阳物质,力就是阴与阳的相互作用。所谓的强力、弱力、电磁力、万有引力,都只是阴阳相互作用的特殊表达。
如果我们统一了力的四种表达方式,而看不见发生相互作用的主体——阴阳,那么这种“大统一”理论是毫无意义的:meaningless。尽管它可能有完美的数学形式,但它依然只有某种美学的艺术价值,属“艺术真实”而非“科学真实”。物质世界对这种数学美可能没有任何感觉。
如果我们把力还原为阴阳的相互作用,就不用再去找什么“子”(诸如老子、孙子、孔子还有戏子什么的)来相互交换,一切宇宙秩序都由阴阳两种物质对空间的实际占有状况来决定。如果这种占有是不均匀、不平衡的,那么力就在这两种空间占有者中产生,以寻求实现新的阴阳平衡。
avatar
坏鸟315
27楼
哥伦布爬雪山过草地(ZT)
1492年8月,欲开通至印度航线的哥伦布率三艘帆船离开西班牙巴罗士港,向大西洋彼岸驶去,......一个多月后,他们遇到了一望无际的“海上大草原”,船只被海草裹着,只能一边人工排草,一边缓慢地前进,经过三个多星期,才算驶出了这片“草地”,踏上了发现新大陆的坦途。
这种海草名叫果囊马尾藻,它象萍一样漂浮在水面上,靠吸收海水的养份生存繁殖,现人们称之为“果囊马尾藻海上大草原”。这种海上植物的范围大的惊人,仅北大西洋的“草原”面积就不亚于半个澳大利亚大陆。幸好哥伦布仅碰上了它的边沿,后来有无数的船只被困在“草原”之中,至今仍能见到漂浮的船骸和大量破腐的船板。它被航海家们称之为“海上陷阱”。
“海上大草原”常随着海流漂泊不定,时隐时现,它游荡的海域主要在百慕大附近洋面,与“魔鬼三角区”为邻,更使人望而生畏。对它的形成原因和游动规律至今疑云重重。
其实这个海上草原并不神秘,没有扎根的海藻同漂浮在水面的肥皂泡没有两样,它们都会在旋涡的作用下向旋涡中心聚集。百慕大海域正是北大西洋环流圈的中心,海藻和海上的一切漂浮物自然会向这里聚合。
受季风影响,墨西哥湾流、加拉利寒流和大西洋北赤道暖流的流速与流量都在不断变化。“海上草原”的形状也会时扁时圆,范围会时大时小,位置会时东时西、时南时北,“草原”顺时针旋转的角速度也会时大时小。这一切都取决于以上三条洋流的合力。
受旋转离心力的影响,任何旋涡中心都低于四周的水平面,海上草原所处的位置正是北大西洋洋流圈的锅底,故草原的海拔高度是负值,即低于海平面的平均水位。
地球共游7大环流圈,除北大西洋外,南大西洋、南北太平洋和印度洋环流圈的中心,都会有各自的锅底,只是它们的海藻数量、漂浮物及海上交通的繁忙程度均不如北大西洋,故未被人们注重。
南极大陆已占据环南极西风漂流圈的锅底,漂浮在大陆周围的海上冰山同其它“海上草原”一样,其高度低于平均海拔。通过对美国“先锋1号”(1958)卫星轨道的测量计算,南极大陆离地心的平均距离比北极短15.2米,这是由环南极西风漂流的离心力所造成,它就是现地球呈梨状的原因。
avatar
坏鸟315
28楼
太极力学PK量子力学(ZT)
虽然量子力学已经成为现代物理学与化学领域里的理论基础,但是,逻辑上,量子力学毕竟还是波与粒子相互妥协的产物,因而描述十分复杂。
与其那么复杂地描述原子的基本结构与组态,倒不如在物理上直接采纳“太极模型”,数学上用电子膜的厚度或密度来代表原子核外的电子个数,用电子膜或电子云圈的起伏波来代替那些“几率波”。因为“几率波”是统计意义上的概算波,而电子膜的起伏波直接反映了原子核对某一膜曲面的静电场强度,或该膜面的静电势能的涨落。如果澳大利亚地皮膜块突然向地核坍塌了100公里深,那么该地皮膜块原所保留的静电引力势能就跌落了相当100公里的mgh。如果某一电子膜块也向原子核方向跌落了一段距离l,那么该膜块的电势能E也就相应减小了。
大家知道,引入“波函数”的典型物理意义是解释电子双缝衍射实验,既要说明电子枪射出的电子束是电粒子流,又要说明照相底片上的两束相干光的重叠图案。其实,吧电粒子束理解成太极外表面的电子云或电子风,照样可以解释电子双缝衍射实验。电子枪口中不一定非要射出子弹一样的“电粒子流”,也可喷出火一样的“电子风”,风是伴波而行的,当它吹过双缝孔隙之后,仍然带有原来的波长与频率,当这两束风抵达照相底片之前照样可以相互干涉,并在底片上留下双缝衍射图样。光波与电子风的唯一区别仅在于:前者是通过光媒质把光源的波传递到了照相底片,而后者是亲自把波夹带到了照相底片。
关于黑体辐射的“量子假说”也可用“太极模型”进行解释,因为温度越高,太极内原子核的体积越大,把外部电子云膜胀得越薄,电子云膜得波动频率就越高,辐射的波长就越短,这与维恩位移定律是完全一致的。
普朗克量子理论引入了“带电线性谐振子”的假设,每个谐振子具有单一频率,并辐射出它特有波长的单色谱线。这本身就是对太极膜表面波的近似描述,只是膜的表面波同大海里的浪一样,不可能是线性的,它是块波面的电势起伏,当整圈电子膜进行谐振时,它的谐振频率就会以2的n次方出现,这也就是德布罗意物质波的驻波。当考虑电子膜的起伏会改变其局域电场强度时,普朗克的能量子就是“带电三维谐振子”,它以纵波、横波、表面波三种形态向外辐射。
每一种太极都有特定大小的原子核,也有特定厚度的电子云层或云膜。氢原子有氢原子的特定核膜,故它辐射出自己的特征谱线。玻尔对氢光谱的能级解释与太极力学模型是一致的,电子云层有不同的层次高度,云层越高,电子云膜越薄,振动频率越高,波长越短。所谓能级的跃迁,就是电子云层的升降。如同“布朗运动”中的突然膨胀、突然收缩的行为一样,太极云层的升降也具有这种“突然”的特性,正是这种特性被玻尔称之为“跃迁”。高电子云层突然收缩为低电子云层,太极所含的静电势能也突然减小,当然会放出热量或能量。当低电子云层(相当玻尔的低能级)吸够外界热量或静电势能的一瞬,它就会突然膨胀,提高一个能级,给人以突然获得了一个能级能量的假象。太极吸收或释放能量的这种“突然性”,就是我们常说的“量子性”,也是“布朗运动”中的“跳跃性”。
其实,宏观世界中照样有这种“量子性”、“跳跃性”,某处天然气浓度达到可燃值时,一个小火星就会引起一场大爆炸。当地球的体温积累到100摄氏度以上,全球海洋就会立即沸腾蒸发。当天王星表面的甲烷气体浓度达到一定饱和度时,一颗普通的流星就会把这颗行星点燃,引发全球性大火,使之成为太阳系内的又一颗超新星。
在银河系的漩涡里,到处都又新星突然爆发,也又老星突然消失。在微观的雨滴漩涡里,也到处都有水分子或氢氧原子成为“超新星”(不是超星:)),它们少量出现时会引起布朗显微镜下的花粉跳跃,它们大量出现时就是这些原子的能级跃迁。如果有一架高速摄影机摄下一颗超新星的爆发过程,然后缓慢地回放,那么这颗超新星没有发生量子化跃迁,而是在缓慢地长大。但我们没有这样的高速摄影机拍摄原子,因而原子能级的变化都是量子化的,即“突然”的、“爆发式”的,能量的增减都是“一份一份”的,因此革命尚未成功,同志仍须努力。哲学上讲,微观世界展现在我们面前的,并非本体,我们对其实践和认识,属于认识论,“上升”到本体论就会一层一层无节制地形成悖论。
avatar
坏鸟315
29楼
太阳的春夏秋冬 (ZT)
太阳现距银心约33000光年,每2.5亿年绕阴心一周,现把它叫做1银年,若把每银年也分为春夏秋冬四季,则每银季为6250万年。
若把处于太阳系1/2半径处的某颗小彗星轨道描画下来,它一定会类似于哈雷彗星的轨道,其长轴约长于短轴50倍。太阳也处于银河系约1/2半径处,它绕银心的轨道也必是一个扁长的椭圆。
由于银心在人马座方向,而太阳正斜向背离银心向天鹅座方向前进,这说明太阳此刻正远离银心,从而确认太阳正处于银秋的轨道区间。若把此刻的位置定为秋分点,那么太阳正从银夏走向银冬。
银心是一个半径约1光年的炽热的内核,它是太阳的太阳。离它越近,气温越热,越远气温越寒。同彗星接近太阳时蒸发出长长的慧尾一样,太阳在接近银心时,公转速度加快,动能增大,热量增高,蒸发加剧,太阳风粒子流增强,大量等离子体上浮,形成厚厚的等离子云层。太阳在远离银心时,公转速度减慢,动能减小,热量降低,蒸发减弱,太阳风减少,原2光年高空的等离子云冻结,聚为雪花向下飘落,成为太阳的雪季。
太阳在银夏蒸发和银冬降雪的情形同彗星非常相似。当太阳离银心最近时,背银心的一面有很厚的等离子云尾,类似于彗星。当太阳远离银心后,等离子云尾收缩、消失、冻结。太阳的春夏秋冬、寒暑冷暖是由它同银心的距离决定的。
avatar
坏鸟315
30楼
flew之谜(ZT)
一 球状雷
球状雷又叫球状闪电,闪击人的神经,最使人迷惑不解。它们主要出现在强雷雨天气条件下,一个或一串火球悬在空中,速度每秒2米左右,荡来荡去,有时钻进烟道、门缝、窗户、厨房,转一圈后又溜出去,发出白光、红光、喷出火花,发出“劈啪”、“咝咝”的响声,当与物体正面相撞后,发出一声沉闷的巨响而消失。熄灭后,空中留下一些臭味和烟雾,燃烧时间从几秒到几分钟不等。
因球状雷出没时间不定,存在时间短促,专门研究的人很难遇到现场并取样分析其气体的化学成分,对它的成因至今没有确切的解释。其实,球状雷并不神秘。
由于地壳的搓动,地幔岩浆中金属蒸汽的渗入,往往有含镁、铝、钠、钾、钙等金属粉尘聚积在地缝中。这些金属元素最容易失去它们最外层的1~3个电子,并以带电粉尘的形态存在,被吸附在地缝内壁上。因二氧化碳气体比氧气重,早就占据着地缝的空间,上述金属粉尘便长期不会被氧化。
当出现雷雨的时候,也是带负电的云层最接近地面的时候,垂云底部的负电场对地下带电金属粉尘产生一个更大的吸力,从而使其脱离地缝壁并浮窜到地表。因这些金属粉尘的比重较空气大,往往在地面和低空成团地滚动,当雷火与这些极易燃烧的金属粉尘接触,它们就会边燃烧边滚动。当遇到障碍物时,球状形态改变,接触氧气的面积增大,燃烧加剧,形成爆炸,这便是球状雷的秘密。
在多数情况下,这些易燃金属粉尘遇不到明火,未形成球状雷,它们被地面风吹散,较缓慢地氧化为尘埃,与尘土泥浆无异,故地面找不到这些金属粉尘的踪迹。即使下到矿井,钻进地缝,也很难见到它们的真面目。因为只有通氧的洞穴才能进去,当人进去后这些金属粉尘已经氧化了。但地壳中确含有大量镁、铝、钠、钾、钙一类金属元素,在实验室内造成绝氧环境,让岩石模拟地壳摩擦断裂,这些带电粉尘就会出现在你眼前。
二 地球黑子
如果剥去地壳,让炽热火红的岩浆洋面露出来,站在邻近的月球上看这个地球,那它就是一个小小的红太阳。分布在纬度±30°左右的岩浆旋涡就同太阳黑子一样,带着独立的电磁场东西移动、消失,现把它叫做“地球黑子”。
把一根半米长的玻璃棒固定在电钻的钻头上,将它插在一塑胶桶干沙的中间,打开电钻,棒体在干沙中高速旋转,并与沙粒发生剧烈摩擦,棒头便带上了电荷,可以吸起细尘,这是因为沙粒中的镁、铝等金属原子在摩擦中失去了一些外层电子,使沙粒与玻璃棒都带上了静电的缘故。
现在把这个实验改变一下,把玻璃棒固定,让装着热沙的坩埚代替塑胶桶在下面绕棒体旋转,因热沙与棒体的摩擦仍然存在,故玻璃棒仍能吸起尘粒,这只不过是一种摩擦起电的原理。
在进行上述实验的同时,在坩埚下面不断加火,使坩埚中的热沙熔为岩浆,并慢慢使插在中间的玻璃棒软化并最终成为旋转岩浆中的液芯。这时,原玻璃棒上带的静电电荷会否消失呢?显然不会,因为旋转着的岩浆分子仍然在同旋涡中心的玻璃分子发生着摩擦,炽热岩浆中的镁、铝、钠、钙等轻金属原子更易失去最外层的电子,而使旋涡中出现大量的自由电子。这时,如在坩埚两侧加进一个运动着的磁场,使坩埚切割磁场的磁力线,岩浆旋涡中的自由电子便会根据运动磁场方向,选择向旋涡表面或旋涡底部运动和聚集,使旋涡转轴(即原玻璃棒)两端出现电极性。
上地幔中纬区出现的岩浆旋涡同上面的实验是同一种现象,岩浆旋涡中也存在大量自由电子,当这些旋涡向东移动时,便切割着地球磁场的磁力线,大量自由电子向旋涡中心的下端聚集,使上端带上了正电荷,下端同时也带上了负电荷,现把这种岩浆旋涡称为“A型黑子”。而有的岩浆旋涡向西运动,并切割着地球磁场的磁力线,其中自由电子便向上端运动,使旋涡转轴的下端带正电性,上端带负电性,现称这种岩浆旋涡为“B型黑子”。当岩浆旋涡既不向东运动,也不向西运动,即不切割地球磁场磁力线时,它内部自由电子运动的方向同旋涡旋转方向以及内外层角速度有关,并表现出微弱的电极性。把地球黑子分为“A型”或“B型”的唯一意义在于区分它们上端的正负极性,正极在上者为“A型黑子”,负极在上者为“B型黑子”。
大陆地壳平均厚度约33公里,地球黑子上部的静电场能透过地壳感应到地表。但如batsbird小鸟可站在高压线上一样,人不会有触电的感觉,甚至无法觉察地表电位的突然变化,可地球黑子“导演”的许多地表现象至今仍被人们称之为“自然之谜”。
三 飞碟
飞碟,又叫不明飞行物、“UFO”等,它是现人们最感兴趣的话题之一,很多议论都把它与“天外来客”、“外星文明”联系在一起。出人意料的是,飞碟竟是地球底部的来客,是地球黑子导演的一种假象。
在讨论球状雷的成因时,已经提到地壳缝隙内存在大量镁、铝、钾、钙等带正电的金属粉尘,这些粉尘除来自地壳错动摩擦外,还大量来自于金属岩浆液的蒸发。同大海温度未到沸点却有蒸汽浮到云层一样,岩浆液中也有大量轻金属蒸汽向上浮升。因以上金属元素最容易失去外层1~3个电子,漏进地壳后冷却未带正电的金属粉尘,被吸附在0电位的地缝壁上。因地缝内通常充满着二氧化碳气体,这些金属粉尘与地面氧气隔绝,故未被氧化,一直保持着明亮的金属光泽。
如镁,它最易失去最外层的2个电子,变成正镁离子Mg+,它是一种银白色的金属,在粉末状态下也保持着金属光泽。在常温下,与空气里的氧缓慢氧化,在地面空气中放久后,慢慢发暗并失去原有的金属光泽。铝在表面氧化后,产生一层氧化膜,仍能保持一定的金属光泽,钾和钠也具有银白色的金属光泽,在阳光照射下会银光闪闪,但在空气中稍久一点,便氧化成为一种淡黄色的粉末。
当A型黑子移近地底的时候,地壳电位由0变正,因同性相斥,带正电荷的金属粉尘被斥出地缝。有的散落在大气层中,慢慢氧化为尘埃,有的一团团粉尘被斥向地表,在旋转着的黑子电场的作用下,粉尘在空中成团地旋转,在风的影响下,时而旋成草帽形、碟形、圆锥形、圆柱形,椭盘形等,见者便给它一个形象的名字——“飞碟”。
这些粉尘团的直径大小不等,小的几米,大的几十公里,远看有形,近看无形。飞行员在远处发现了飞碟,追到近处甚至穿过它的中心,也见不到实物,同远看一朵云,进去一片雾一样。
刚被斥向空中的金属粉尘还没有完全氧化,具有金属光泽,在阳光和自然光作用下,银光闪闪,盘旋于空中,酷似一种人造金属飞行器。在旋转飞行时,向见者反射当时的阳光、月光或远处城市的灯光,好似飞碟上有某种灯光设备发射脉冲光亮。在夜间,因金属粉尘团带正电荷,与大气中分子发生中和,有辉光放电现象,见者以为是旋转飞行的光盘,或以为飞碟开着灯飞行。
在白天,逆光而见者必说飞碟是黑色的,顺光而见者必说这个飞碟是银白色或淡黄色(已氧化)的等;如遇明火或雷电而在空中燃烧起来,就会有边旋转、边冒火星、边冒烟雾、边消失的现象;在晚上燃烧,就是一个火团向外溅火星;火团变成一个火点,最后消失,它给人一种飞行器点火升向远空的假象;如果象球状雷一样,在低空燃烧,或在空中边燃烧边落地,人们便说是“飞碟失事”。据说,法国人对飞碟落下的细小“金属片”进行了化验,它们正是含镁的金属。
飞碟一旦在空中形成,它一方面服从A型黑子的操纵,另一方面要服从大气环境的制约。当自身重力大于黑子正电场斥力时,向地面降落,当降到一定高度时,黑子电场斥力又把它托向高空。它使人以为飞碟能自动导航,能升能降,有人驾驶......其实,这些都可以人为地实验模拟。
四 异常事件
在地球黑子操纵飞碟表演的同时,强大的黑子静电场会使局部地壳的电位猛升猛降,造成另外一些异常现象,这又使“飞碟”的神秘色彩更加浓厚。
A型黑子旋来,地壳突然由0电位变为正电位,与平流层底部负电位的电势差拉大,中间的大气介质更易被击穿放电。若大气湿度低,会象极光那样,形成从天而降的光柱或光幕。若大气湿度大,会有晴空霹雳和白日闪电。在冬季雨天放电,叫冬雷,在平时淡云天气放电,叫打干雷。这样意外的雷击难免击中飞行中的飞机,飞机为空中的金属导体,强大的空间电流会使它的油箱或可燃货品瞬间点燃爆炸,不可能有向地面报告失事原因的时间,造成所谓的飞机“失踪”。
飞碟出现时,经常伴随有城市停电、汽车熄火、仪表失灵、时针停转,无线电通讯中断等等。飞走后,一切又自动恢复正常,什么原因呢?原来现代城市供电系统全是以平时大地电位为零线的,大地电位“零线不零”,由原设定的0值变正或变负后,原正弦波交流电变为直流脉冲,使部分保护电路工作,局部地区停电,或发电机转子上的自激磁场减弱或消失,发电机无电流输出,导致整个城市停电。
汽车发动机的点火电路、无线电发送和接收设备中的电磁振荡电路、仪表(含电子钟表)中的振荡电路等,都是靠感应线圈与电容器组成的自激振荡电路的谐振频率来工作的,一旦外部突然出现一个附加的静电场,必使振荡频率改变,偏离原谐振点,故汽车熄火、仪表失灵、通讯中断。
因地球黑子出现的区域在纬度±10°至±50°之间,故现有统计学资料表明,赤道两侧与±50°以上的高纬地区没有飞碟和以上异常事件的记录,海上也是如此;±30°纬区左右,就是地底旋涡生成、活动频繁的区域。
A型黑子的静电场把海底地壳缝隙的带电金属粉尘向上排斥,金属粉尘团随气泡从海底冒出,并同飞碟一样在空中盘旋。因海上飞碟从水中钻出,又落入海中,造成钻天入海的假象。有的炽热正离子金属蒸汽直接被斥入海中,形成水中火球并有大量气泡上浮,有的金属粉尘气团在浮升的过程中向周围的水辉光放电,形成海中光轮。
有的金属粉尘团在水中离散,但未氧化,保持着金属光泽,因悬浮在一定区域,远处的潜水人员看去,犹如银光闪闪的金属潜水器,一旦接近,如飞机钻进云团一样,什么都没发现。这种未氧化而有光泽的金属粉尘还常漂浮在海洋上部,远处的船员也能见到它的反光,远处飞机的雷达也能发现这一海下目标,因金属粉尘反射雷达波。但当你临近目标,它又从雷达屏上消失了,似乎这个水下目标有飞机都追不上的神奇速度。
船只因高出海面,成为黑子局部静电场正电荷的富集点,有的船只出现强大的爱尔摩火(辉光放电),人有触电麻击的感觉,可能会因惊恐而弃船跳海。有的船只直接遭到强大空间电流的袭击(异常雷击),燃料与货品起火爆炸,造成船毁人亡。
有时,海底地壳气仓中的大团气泡从船只的四周排水冒出,然后水浪又从四周回涌,覆舟于一瞬之间。有的黑子中旋有铁质岩浆,因而带有磁性,一旦铁船靠近,一瞬间被吸入海底,潜艇也会因突然超深,不能及时加压而爆裂。
地球黑子在陆地与海上导演的一幕幕悲剧恐怖而又诡秘,尽管许多异常事件在新闻和文学的笔下已经面目全非,但这些故事的“底本”完全可以在实验室里把它复制出来。
五 海市蜃楼
在今天的中学物理教科书上,海市蜃楼现象已有定论,它是由冷暖锋面上的水汽雾粒反射地面景物造成的。试问,解释者们是否曾用实验验证过这种解释的真实性呢?据说,现日本人能用人工造成人工蜃楼,可谁真正见过呢?
其实,上面的解释根本不能成立,你在镜前所见到的形象是镜底无数反光银粒对你形象的反射。如把镜底的反光银粒换成水汽雾粒,你的形象就会消失在镜底的“云雾”之中。天空成为一面大镜,反射地面的景物,并不是因为含有水汽雾粒,而是因为也有无数的反光银粒,这些反光银粒就是弥漫在大气中的反光金属粉尘(钠、钾、镁、铝、钙等)。一旦这些金属粉尘在空气中缓慢氧化,失去金属光泽,海市蜃楼景观也就随之消失。在并无雷雨的天气条件下,大气中弥漫的金属粉尘是从哪里来的呢?显然还是由地球黑子的静电斥力所为,海市蜃楼是由地球黑子、阳光和地面景物共同导演的幻象,其道具就是地底的反光金属粉尘,它与飞碟的成因是同一种原理。
A型黑子把带正电的金属粉尘斥出地缝后,是呈飞碟状成团地旋转,还是弥漫在空中组成海市蜃楼景观,主要取决于黑子静电场强和地面风力等因素。如现用飞机在空中撒播同样的反光金属粉尘,就可以真正看到海市蜃楼、湖市蜃楼、沙市蜃楼、天空倒悬的景物,而现在做到这一点并不难。
avatar
坏鸟315
31楼
宇宙到底有多大?(ZT)
把世界上最伟大的数学家请到世界上最先进的计算机前,请他用人类所已知的最大数来表述宇宙的尺度,让全人类都来做他的助手,不停地帮他在这个大数后面添“0”,演算的最后结果会是多少呢?结果将是“毫无结果”,人类永远无法算出这道题,因为这道题本身不是数学题。
“其大无外”,“宇宙是无限的”,古今哲学家们不厌其烦地重复着这一答案,认为这才是对宇宙尺度问题的准确表述。其实,哲学家们并不比数学家高明多少,数学家们算不出来的时候,就已经使用了一个哲学符号——∞,即表示宇宙无穷大。哲学家们讲的“无外”、“无限”本身就意味着:人类的思维已无法思维这道题,或者说它在哲学上无解,故它也不是一道哲学题。
“上帝是至高无上的”,当把上帝同宇宙相比时,谁比谁大呢?如上帝在宇宙之中存在,那么“上帝是至高无上的”则为谎言。如上帝不在宇宙之中,那么宇宙之内没有上帝存在。无论神学家们如何想象宇宙和上帝,他们永远想象不出宇宙与上帝的确切边界,故“宇宙有多大”这道题在神学上无解,它不是一道神学题。
正因为物理学家、数学家、哲学家、神学家都弄不清宇宙的大小,说明这一问题本身就有问题。《庄子/庚桑楚》中曰:”有实而无乎处者,宇也。有长而无本(开始)剽(末梢)者,宙也。”《淮南子/齐俗》曰:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”可见宇宙本身就指的是空间和时间,问宇宙的大小,就同问纯空间的大小、纯时间的长短、纯质量的质量、纯温度的温度一样,这些问句都不完整,缺少主词。
任何空间都是指某物的空间大小,任何时间都是提某物的时间长短,故宇宙是指某物所占据的空间与时间。撇开“某物”这一主词,而去问一种抽象的时空尺度是没有意义的。如同问一个抽象“生物”的身高与年龄一样,无法回答。
其实,人们在讨论“宇宙”问题的时候,往往站在完全不同的角度,物理学家们所说的宇宙完全不同于哲学家们所说的宇宙,哲学家们所说的宇宙又完全不同于神学家们所说的宇宙。这倒不是因为宇宙中的空间、时间有什么不同,而在于人们研究时空的方法与途径完全不同。
宇宙的物理学解显然只能通过观测的途径去获得,而且还要通过观测来验证,任何视觉观测不到的宇宙解均不会被物理学家们所接受。因此,物理学宇宙是已观测到的和可被观测的宇宙,它的解存在于人们视界范围之中,它的尺度等同于人类的视界。
宇宙的哲学解必然以已有的物理学宇宙解为内核,并根据已经观测证实的结论定理去进行归纳、演绎、推理,用思维逻辑去拓展哲学宇宙的时空,直到这种思维走到尽头,到无法继续进行思维的界段为止,这种哲学宇宙的尺度等同于人类的思维宇宙。
宇宙的神学解并不排斥物理学与哲学的宇宙解,但神学家们力图用一种无法被观测与被思维的“神”来解释宇宙,这种“神”的真实性显然依赖于人类的想象能力,故神学宇宙的尺度等同于人类的想象极限。
avatar
坏鸟315
32楼
⊙歪斜的日核与水星进动(ZT)
冰雹核、月核、地核都没处在球体的几何中心,日核也不可能绝对处在太阳的几何中心,而会有一定程度上的偏离。而且,日核的转轴与日海的转轴也不在一条直线上。根据什么作出这样的判断呢?
目前,我们已经测出太阳具有整体磁场,日核无疑是太阳整体磁场的磁芯。如果磁性日核的转轴与日海圈(光球)转轴同心同轴,即磁轴与自转轴重合,那么我们就会看到磁S极与太阳北极重合,磁N极也会在太阳南极点上,整个太阳的磁场都均匀对称,地球始终处于太阳磁赤道线上。而实际情形如何呢?
就1968年和1969年两年连续观测的资料来看,当太阳S极对着地球时,N极总是处在太阳的背面,反之亦然。连续两个S极出现的时间间隔平均值为27.6天,而连续两个N极出现的时间间隔为26.8天。根据紫金山天文台叶式辉教授的解释,这是由于N极N更接近光球赤道造成的,S极估计处在光球20`纬度左右。磁轴与自转轴的偏角有没有这么大还有待进一步证实,而磁性日核偏离了光球的几何中心则已是无须置疑的事实。
在太阳静电引力作用下,每颗行星都遵循开普勒三定律而有着一条相对稳定的椭圆轨道,太阳就是该椭圆上的一个焦点,由于各行星引力之间的相互影响,椭圆长轴上的另一个焦点会缓慢地向前移动,这被称为行星公转的“进动”。
在各大行星中,离太阳最近的水星进动得最为明显,其进动值约为每年5.6秒。19世纪的科学家把各种已知的各种因素都计算了进来,能够用牛顿万有引力(实为静电引力)理论说明其中的5.557秒,剩下的0.043秒得不到解释。
爱因斯坦把太阳周围看成是一个弯曲的空间,在排除其他行星对水星的引力摄动因素后,水星也会因为运行在一个弯曲的空间而产生0.043秒/年的额外进动,这样就使长期被悬置的水星进动问题得到了完整的理论说明。
其实,在爱因斯坦考虑太阳引力场时,就已经把太阳看成是四周角动量绝对均匀的理想球体,即它光球外部的引力场强时完全均匀对称的,这就已经忽略了高密度的日核偏离太阳几何中心的因素。因日核更重一些,且具有磁性,当它偏在赤道区的某一边时,这一边的引力场强和磁场强度都要大一些,而另一边则相对弱一些。在日核随日壳每25.14天自转一周时,这个场强的强弱周期便在太阳附近的空间表现出来,故太阳四周的角动量(mvr)并不均匀,它实际上相当于一个理想太阳球体的外围(水星轨道内部)多出了一颗以25.14天为公转周期的行星。
将以上因素计算进来之后,用牛顿的引力理论就可以说明这每年0.043秒的水星额外进动现象,根本没有必要引进“空间弯曲”假说,更谈不上“水星进动现象时广义相对论的天文学证据”。地球上空的卫星轨道也有一定程度的进动,它也是因为地核偏位、地球外部引力场强不绝对均匀造成的,这完全可用实验作进一步说明。难道卫星进动也要怪我们头顶上的天空没有匡正吗?
avatar
坏鸟315
33楼
库仑力的传播与场 (ZT)
自牛顿万有引力理论提出之后,人们就开始探索引力的传递问题,即地球的引力是通过什么途径拉住月球的。现我们已经知道,宇宙中并不存在抽象的万有引力,牛顿所说的万有引力只是对天体静电引力的一种表述。静电引力问题已经在库仑定律中得到了完满的解释,但静电电荷之间的作用力又是如何传递的呢?太阳这个点电荷是通过什么机理拉住行星与彗星的呢?
静电电荷作用力的传递问题已被几代人探索研究,早期的科学家提出过“超距原理”,认为两个点电荷间相互作用力的传递,不须经过任何中间物质作媒介,这种力可以超越时空,在两个带电体之间直接产生吸引或排斥的瞬间作用。
由于近代电磁力学的发展,科学家们逐渐抛弃“超距原理”,提出了“近距离原理”的假说:认为两个点电荷间的作用力是通过中间媒介物质来传递的,而且是以光的速度由此向彼传递。传播电磁引力与斥力的中间媒介空间被称为“场”或“电磁场”,故“近距原理”又被叫做“场论”。
传播电磁力的中间媒体物质又是什么呢?它们是如何传播电磁引力与斥力的呢?现代科学还无法回答这些问题。然而,若借鉴上古时代的太极理论(⊙),却能圆满地解释电磁场的物理现象。
在物理宇宙中,我们找不到一处绝对的真空,在宇宙的最外圈层,仍然充满着从宇宙核蒸发出来的夸克或原子核云雾。绝对真空环境也无法在实验室里人为地制造,世界上最好的抽气机也无法把玻璃瓶中的每一颗气体原子抽干净。如果我们把夸克态物质、原子核态物质与原子态物质统称为“新以太”的话,那么宇宙中到处都充满着这种“新以太”。而无论是夸克态物质或原子核态物质,它们都具有同宇宙繁星一样的天地结构,即天包地与地包天的物质形态。当新以太中出现一个带电体时,附近每一颗原子核或夸克都会受这个带电体的吸引或排斥,其内部的“天、地”发生位移并改变外部形态。
由于新以太这种介质有各种不同的形态,且物理宇宙已到处都被新以太占据,故“场”现象无处不在,无时不有,具有“弥漫性”。如果介质周围有更多的引力与斥力相互传递,其天地结构会作更多的形态变化,这表明了场所具有的“叠加性”。
avatar
坏鸟315
34楼
卡文迪许引力实验与物体表面电子密度(ZT)
众所周知,牛顿的“万有引力”假说是经过英国人卡文迪许(Henry Cavendish,1731~1810)的扭称实验证明过的,并由此确定了引力常数和地球的平均密度。如果要用静电引力理论来取代“万有引力”假说,就必须对卡文迪许的扭称实验结果重新做出解释。
1798年,卡文迪许仿照库仑测量静电引力的方法,用库仑扭称来测量荷质物体之间的万有引力。实验用了四个铅球,其中小铅球的直径是5.08厘米,重0.68公斤;大铅球的直径是30.48厘米,重158.7公斤。当悬着的两只小铅球自然垂定之后,扭动下面的扭杆,让大铅球缓慢地靠近小铅球,当靠到很近时,小铅球被大铅球吸引,主动向大铅球靠拢,导致悬丝上的反光镜逆时针转动一个角度,原在扭称刻度尺上的照射点发生位移,从而计算出四铅球之间的引力大小。
在卡文迪许的思路中,大小铅球都包含有质量m,质量m就能“分泌”出“万有引力”,有“万有引力”就会产生相互吸引,相互吸引就会导致扭称扭动,扭称扭动多大角度就知悬丝上有多大扭力,有多大扭力就能推知万有引力常数,并间接计算出地球的重量。从设计思路上看,这个实验结果没有任何问题,物体之间的的确确是存在“万有引力”,而且这个“万有引力”同所用四只铅球的质量m成正比。
然而这个实验并没有做完,卡文迪许应该再准备四只铅球,用以相互替换。比如把两只大铅球挂在扭称上,再让底下的两只大铅球去接近它们,看看悬丝扭动的角度是更大还是更小。如果是更大,则能说明“万有引力”在随着质量的增加而增大;如果是更小,说明万有“引力”随着质量的增加而减小,质量“分泌”万有引力的设计前提便不再成立。
另外,如果把扭称上的两只小铅球取下来,换上两颗比绿豆还小的带电胶木珠,再让下面扭称上的大铅球去接触它,看看这悬丝扭动的角度会不会更小。如果这比尘埃略大的胶木珠能更加有力地被大铅球吸引,则“万有引力”与质量m的大小无关,铅球吸引胶木珠的原因可能与轨道空间站吸附宇宙尘埃的原理一样,并不是因为宇宙尘埃具有什么更大的质量m,或许它们本来就有轻重相吸的嗜好?
在卡文迪许没拿出后面这些实验数据之前,就没法让人相信“万有引力”与物体的质量m有关,大铅球吸引小铅球的现象,可能存在另外的原因。因此,“万有引力已获得实验证明”的说法是不妥的,它只是英国人在科学上的又一次自我吹嘘。
大家知道,氢原子的1个电子分布在氢原子的外表面,金原子的79个电子也分布在金原子的外表面,因同物态的原子体积基本一致,那么,金原子的表面电子就比氢原子多了79倍,其表面电荷所形成的电场强度也就比氢原子大了79倍。当氢原子与金原子接触时,就会使原来的氢原子带上更多的阴(负)电荷,而金原子则相对地带上了更多的阳(正)电荷。一个个原子的电性特征如此,由一个个原子构成的金珠与氢冰粒也是如此,金珠比氢冰粒外表面带有更强的阴(负)电荷,也比铝、铜等金属珠带有更多的阴电荷。正因为不同密度的物体表面带有不同性质与强度的电荷,才使它们具有接触带电的能力。铜原子表面的电子密度比锌可能大一些,所以伏打电池中铜片一侧带负电,锌片一面带正电。卡文迪许如果用桶球去替代悬丝上的小铅球,那么扭称扭动的角度一定会更大,因为小铜球相对下面的大铅球带阴电荷,而铅相对于铜带阳电荷,当这两种金属球相互靠近时,不仅会出现原卡文迪许所设想的“万有引力”,而且会出现不同荷电体之间的“静电引力”。
现让我们再来分析一下卡文迪许的原实验。如果把那个小铅球看成是一个铅原子,那么这个铅原子的表面必分布着82个电子。由于大铅球的直径是小铅球直径的6倍,其体积必是小铅球的216倍。因大铅球的电子也分布在它的外表面,那么这个大铅原子的表面电子将达到17712个。同时,大铅球的表面积仅是小铅球的6倍,每个面积单位分布的电子数高达492个,是小铅球表面电子密度的6倍。因而大铅球表面的电子厚度比小铅球厚了6倍,对外表现的电场强度也大了6倍,显示了更强的负电性。
当带更强负电荷的大铅球接近带少量负电荷的小铅球时,小铅球与大铅球之间出现了一个电势差,这个电势差必然使两球产生静电引力,小铅球在静电引力作用下向大铅球位移,并引起扭称扭动。如果卡文迪许当年用相同大小的四个铅球做实验,球表面的电子密度相同,电场强度一致,彼此之间就不会产生电势差,从而不会产生静电引力,没有静电引力,两球之间就不会相互吸引,扭称也不会扭动,也就测不出它们之间的任何引力。
avatar
坏鸟315
35楼
是微波辐射还是微波反射? (ZT)
“宇宙微波背景辐射”是“大爆炸”宇宙学的决定性证据之一。极具想象力的盖莫夫,他的学生曾在1948年就“预言”了5(OK)宇宙辐射。20世纪60年代,普林斯顿大学的迪克教授想到了一种证明该预言正确与否的途径,但其计划一直未能付诸实施。1964年7月~1965年4月间,彭齐亚斯与威尔逊这两个美国贝尔电话实验室的无线电通讯工程师发现在7.35厘米波长段有一个恒定的噪声源,而且它具有各向同性、非偏振、与季度变化无关的特点,很难避开或消除。迪克得知后欣喜若狂地告诉彭齐亚斯:你所讨厌的噪声,正是我一直想倾听的宇宙大爆炸的余音。“大爆炸宇宙学家的预言被证实了”!《天体物理学》杂志迅速公布了这一喜讯。西方宇宙学界由此便发生了媒体“大爆炸”。
上面就是这场宇宙闹剧的基本剧情。问题是,这出戏该从哪里收场。无线电爱好者们都有这样的常识:离地球表面约50~60公里高空有一电离D层,它往上依次分为E层、F1层、F2层等。正是这些电离层,反射着地面的各种短波,使地球上的无线电短波通讯成为可能。
而对于波长更短的光波来说,地球的大气层挡不住它的去路,就象筛网格那样,日光、月光与星光可以长驱直入,一直射到地球表面。微波波长介入短波与光波之间,对于地面大气层来说,就如同日光与海水,既可以穿过海水射入海底,也可被海面部分地反射。从地面射向外太空的微波也是如此,既能射出一部分,也会被大气层反射回来一部分。但如果是在毫米波段上向外发射微波,则会被大气全部吸收;相应地,地面上也接收不到大气圈外部的毫米波信号。
我们知道,太阳是一个全频率射电发射“装置”,在无数亿次核裂变和核聚变反应过程中,它不仅向外发射各种波长的微波,也可发射可见光、x射线、咖玛射线甚至更短波长的宇宙射线。
在离太阳1~2光年半径圈上,那里有更厚的电离层。当然,这些电离气体同地球上空的电离气体有些不同,它并不反射短波信号,而是反射微波信号。如果在地球上发射一组微波信号,我们就可与海王星上的人类进行微波通讯,就同中国人与欧洲人进行短波通讯一样。
众所周知,太阳是太阳系里最大的天然噪声源。虽然它发射的短波已被太阳低空大气层部分地反射和吸收,但它的微波却会通过它自身的电离层向太阳系里反射一部分,彭齐亚斯与威尔逊所接受到的微波信号正是反射回来的太阳微波信号,而非迪克教授所说的是什么“宇宙微波背景辐射”。一字之差,天壤之别。差之毫厘,谬以千里。
如果太阳现在熄火,没有微波向外发射,地球人就接收不到这种微波噪声了。同理,炽热的银心也在向外辐射微波,我们地球人就能接收到来自人马座方向的银心厘米波,但它的波长要短一些。宇宙核也在向外辐射微波,只是我们现在还没有侦收到罢了。如果我们白天把微波天线对准太阳,我们就会接收到更强一些的微波信号。当然,夜间所收听到的7.35厘米波也不会很弱,因为它是一大片反射天区聚焦而来的噪声信号。这同地面的人收听短波广播一样,其方向性不会很明显。
实验是无辜的,但对对于实验的解释却应进行“有罪推定”。温伯格等人已把迪克的“宇宙微波背景辐射理论”,看成是“大爆炸”宇宙学的最直接证据,如果这一证据没有问题,“大爆炸”理论就没有问题。反过来说,如果这一证据是不真实的,那么盖莫夫的“大爆炸”就还应去另寻其他物证。
“太阳微波反射”理论的证据,在于实验:一是在太空中直接实验,检验有没有一个相同的微波信号被反射回来;二是在地面模拟实验,看7.35厘米的微波是被什么物理条件下的物质反射的,进而同两光年远处的太空物质进行对比。唯物主义和不矛盾律,是自然科学研究和批判学习所应始终不一地坚持的。
如果“大爆炸”理论的捍卫者不能用实验来推翻“太阳微波反射”现象的存在,那么就请把迪克的“微波背景辐射”也暂时放在“存疑”的位置上等实验做出后再说,别忙着一知道半解释一知半解地瞎起哄。
avatar
坏鸟315
36楼
潮起潮落太极波——光:看在眼里的不解之谜(ZT)
现物理学家们面对光的本质这个问题上的两难选择时,多采用折中的态度,既承认光的波动性,又承认光的粒子性,俗称光的“波粒二象性”。可这种看似“辩证”的逻辑,却很难被真正的物理学家们所接受,因为波只表现出频率、波长与波速,而粒子所表现的是力学质量与运动速度,两者的量纲不同,很难把它们统一在一个方程式中。
如果改用“太极(⊙)波”来阐释光的本质,光本质问题上的“波粒”之争就很容易得到解决。由于“太极”外部电子膜的厚薄不同,振荡的频率也会不同。那些电子膜较薄的“太极”才能传播可见光与紫外光。“太极”外部的电子膜同波涛汹涌的海面一样,有大浪有长涛,有细浪也有涟漪,一面电子膜的波动必然会引起另一面的同时波动,就如月圆时的中午潮与午夜潮同时上涨一样。由于“太极”中的原子核始终要维护内部的静电引力平衡,当东面的电子膜被压扁时,西面的电子膜也会同时靠近其原子核,而南北两个方向的电子膜便同时鼓起,相当于“涨潮”。如果东面的电子膜被吸起,西面的电子膜也会鼓起,南北两方的电子膜便会“落潮”,光波或电磁波正是通过“太极”表面电子膜的周期涨落来传递的。
微粒振荡产生光。如果点光源内的原子核慢慢地停止了振动,不再来回激烈地位移,那么其表面的电子狂涛也会慢慢平静下来,内部达到新的静电平衡,该点光源也就最后熄灭了,不再对外发光。但是,它原先发出的光还在以30万公里/秒的高速向外传播,站在传播途中的人们仍然可以看到太极点所发出的光。只有当它原先的光波传到某一半径的球形波阵面时,其电子膜波的波幅衰减为零,这一点光源才在宇宙中最后消失。
当其自身不发光后,它又会充当其他光源的传播介质,与相邻的太极点共同把远处光源的光向更远处传播。由于太极内的原子核只占据了极小一点空间,电子膜所占空间极大,膜上每一阵波涛的浪距(波长)都可能比原子核(阳实)的直径更长,故电子膜可以传播比它直径小的各种长波、短波、微波、红外波、光波、紫外光波、宇宙射线波。当然,如果电子膜的厚度象牛皮那样,就只能传播较沉长的鼓声波,如果象蛇皮,就可以传播二胡声波,若象竹腔膜那样薄,自然可以传播较清脆的笛声波。能否传播紫外线以上的光波,就看其媒质外部电子膜的厚度。臭氧离子O3+外部的电子云膜较厚,就能阻挡太阳的紫外光射入地面。而银、铜、铝、铁、铅等元素外部的电子云膜更厚,当然无法传播光波,故可起遮光的作用。但对于波长更长的声波来说,它们就无法屏蔽了,因为声波是分子的直接振动。
其实,无线电波也是通过电子膜的振动来传播的,无线电发射天线就是一个电磁波的振荡源,电磁振荡直接结果就是导致附近空气原子核外电子膜的振荡,并通过多米诺骨牌效应方式向外传播,如果这种低频波遇到了那些电子膜较厚的原子,它就会被吸收或部分地反射与折射,这同光的传播原理是一致的。因此,麦克斯韦所假想的“电磁以太”是多余的,无线电波与光波的传播不需要引入任何“以太”,所有介质和所有物体,本身都是“太极”构成的,“太极”外部的电子膜就是电磁波的直接传递者。如果我们发射频率较低一些的声波(如声纳)或无线电波,它就可以向海水与地层深部传播,并可通过调制反射波的时间与波幅,来设计勘探深海与地壳的雷达。
avatar
坏鸟315
37楼
“白马非马”与骑驴找驴(ZT)
物理宇宙是从力学角度来讲的空间范围,物理宇宙的中心应该是质量巨大的宇宙核,虽然这个宇宙核在地球人的观测范围之外,但它从力学上讲是可观测宇宙中一切天体的引力中心。由于观测器与引力都是一种具体的存在,故可观测宇宙与物理宇宙都在有限空间范围之内,它们是有边界的,其边界是这种特定宇宙罐的“罐壁”。显然,这个“罐壁”是地球人最大的视界,是宇宙核引力半径远点所划成的球面,它本身是无形的壁界。之所以我们能够描述这个有限的宇宙壁界,是因为,人的观念要求把有限空间从无限空间中“剥离”出来,这种观念的“剥离”不等于要否定客观、无限空间的存在。而恰恰相反,只有承认客观、绝对、无限空间的存在,这种有限空间才得以“分兼”,得以从“壁界”之外独立出来,成为人类观察与认识的客体。地球人也正是通过观察与研究这个独立的、唯一的、最大的有限宇宙,来了解更大、无限、无边宇宙空间的。
人所占据的空间是天空的部分,天空是太空的部分,太空是银空的部分,银空是宇空的部分,宇空是更大宇空的一部分。这个“更大宇空”是没有名称的,人们只好强名之为“无限宇空”,在做出“强名”的选择时,我们已经放弃了对它的边界位置的追寻,用“无边”来做它的“边”,也就是不谈它的“边界”。
而我们之所以要找出这个更大的、无边的、无限空间,正是为了包容部分空间的需要,把有限的“最大”空间——物理宇宙包容进来,空间就已经实现了它广延性的全部价值,再去找广延性的最后边界就如同去找延续性的最后时刻、数量的最大集合一样不可思议。因此,有限空间是我们所要认识的空间,“无限空间”只是人们思维的一种设定,是为了认识有限空间的需要而强为的一种设定。
现在让我们再来看微观宇宙空间的边界,即把空间箭头从无穷大转向无穷小,看看空间有没有一个最小的“部分”。细胞是人体的部分,分子是细胞的部分,原子是分子的部分,夸克是原子的部分,而什么是夸克的部分呢?整体有部分组成,把夸克作为一个空间整体,就必然有它更微小的部分,把这个最小的“部分”找出来,就等于找到了空间的“内容”或“占有者”,就明白了空间里装的是什么东西。
受人的理性能力的限制,要寻找最小的空间占有者是不可能的,空间作为一种广延性,它向无限小方向延伸时,同样碰不到最小的边界,最小边界、最小部分、最小空间也是一种思维的设定,是为了认识可观测的有限空间而强为的设定。
就物理学发展的现有水平来看,因为我们无法去设想一种不占据空间的夸克,所以必须去设定夸克内部的空间,这种微小空间仍然是向其内部无限广延的。我们只有强行甩掉这种负的无限广延之后,才能对占据有限空间的夸克进行认识和研究。因此,要问空间里装的是什么,就是在找空间的最小边界,在找占据这种最小空间的“物质”。
我们说“太平洋”一词时,既是指太平洋的空间结构(形式),也是指“太平洋”中的占有者——水。而在东西方某些先哲的空间观念中,太平洋的水是可以被舀干的,但太平洋的空间结构是永恒存在的,无水之后的太平洋依然是地球天空、太空、银空、宇空的一部分。也就是说,结构形式可以脱离内容而存在,空间可以脱离物质而存在,整体可以脱离部分而存在。
显然,这样的空间观是不可思议的,这样的“绝对空间”不仅用物理的方法无法实现,而且人的思维也无法设想这种纯无的虚空。即使是在夸克内部,你无法设想那种空间是绝对均匀的“纯无”与“空白”,一旦设想夸克内部也藏有某种更小的“占有者”时,你是在用某种“实在”去填充一种“虚空”。这种“填充”显然是思维的需要,因为思维没有办法去思维一种纯无的真空,如同数学无法去计算“0”的量值一样。
现代物理学上经常出现“真空”的概念,什么“真空条件下”、“真空中的光速”等等。其实这里说的“真空”不是物理学术语,而是玄学术语,物理学上不可能有所谓“真空条件”,光更不可能在“真空”中传播。目前,物理学上还时常提到“场”的概念,似乎“场”是另一种物质,是空间的另一种填充物或占有者。其实,“场”根本就不是什么“物质”,“引力场”、“电磁场”等,只是物质所表现出来的一种力学特性,这种特性是“物质”的实体在空间中表现出来的,“场”本身不可能具有独立的实体性。由于人们对“场”的多种误解,又引申出了各种莫名其妙的分“场”,什么“生物场”、“气场”、“道场”等,似乎这些场都能独自占据空间似的。空间里,装的是物质,而不是物质的力学特性——场。马厩里装的是白马,而不是马的毛色——白。
世界是物质的,也是精神的。说“世界是物质的”,仅仅是说世界是由空间的占有者——物质所组成的。讲世界是精神的,是要补充说明空间占有者——物质,要在时间的程序中运动变化。程序、逻辑、精神不是空间的占有者,但它们是时间的占有者。因此,我们在强调空间中物质实在性的同时,没有理由贬低时间中的逻辑规律性。既应重视空间的占有者——物质,也要重视时间的占有者——规律。
久度,是对一维时间的表达。在我们的思维观念中,时间是单向一维的,它不断地从过去走向将来,这一维时间的延续被中国先哲称之为“久”。
“久”也是有“长”度的,即时间的“长度”。这个“长度”实际上是“久度”对空间长度的借喻。我们无法真正用笔墨图案来表达实际延续的时间久度,便只好借用一维空间线条来比喻时间的“久度”。如果不先明确“时间长度”与“空间长度”的概念区别,就会出现“尺与昼孰长”(《墨子》)的悖论。
“时间长度”本质上是“久度”,用线条代表的“久度”仅是借喻一种空间概念。目前,我们所用的“久度”单位是“秒”。“秒”最初来源于地球的自转周期。由于地球自转的速度受太阳风、大气环流、洋流以及地质变迁的影响,地转速度时快时慢,测定误差值较大,精度极不理想,故于1967年第13届国际计量大会上改由铯原子钟作为“秒”的基准。
以“秒”为时间单位的最大“久度”是所谓“宇宙”的年龄。Z0粒子的寿命和可观测宇宙的“年龄”相比,其时间跨度为10的-24次幂到10的18次幂,相差42个数量级。宇宙的年龄和可观测宇宙的半径还只是一种人为的推测,“秒”这种久度单位和“米”这种长度单位也都是人定的。这两个“42”数量级的出现,纯属人为取值造成的“偶然”,无任何“数字神秘”可言。
时间的“久度”范围被划定出来之后,就可以在此范围内使用这条时间标尺,我们可以把10的-24次幂秒看成是时间线段的端点,是最小的时间单位,是不可再分的时间间隔,同时把10的18次幂秒看成是最大的时间线段,把9倍的10的18次幂秒看成是我们的物理时间区间,凡超过这个最大时间区间之前或之后的事,可以不进行讨论,把它推给哲学家去沉思,凡是短于10的-24次幂秒的时间间隔,我们也不再做物理与数学的分割,把这种更小的时间间隔交给哲学去剖辨。这样处理过后的时间久度就是一个有限久的可度量的时间线段,物理学和数学只在这一时间线段内存在与发展。虽然这是一种貌似武断的人为规定,但为划清哲学与科学的界限,避免科学滚进哲学争辩的漩涡,这种规定是必要的。
在时间的长河中,最使人琢磨不透的不是过去,也不是未来,而恰恰是“现在”。一条几何线段的原点是有长度的,而时间的久度通常与一维空间的长度相比喻。既然空间单元(原点)的长度取决于人们所选用的分割工具,那么时间单元(现在)的长度同样应取决于我们所选定的分割工具。如果要考察宇宙或恒星的年龄,选用“亿年”作为“现在”的久度是合适的,如果要去分割人的寿命,自然把“今岁”(年)作为“现在”的长度。同理,要去考察Z0粒子的寿命,除选择所谓“时子”,就没有其他办法来表示“现在”了。
由此可知,要测量“现在”,就必须先明确所测对象及其相适应的分割工具,因为每一个被测物(者)本身具有有限的时间长度,这种长度必是由有限的“现在”延续而成的。如果我们用此秒、此刻、此时、今日、本月、今年、本世纪、本千年可以合成被测事物的久度,那么此时此刻,今生今日都是我们要找的“现在”。如同点就是有长度的线段一样,“现在”就是有长度的时间;反过来,有巨大直径的天体是宇空中的一个亮点,有有限长度的“亿年”也只是宙轮中的一个“现在”。
看来,找不到“现在”的原因在于,人们自身就在“现在”之中。如同天安门广场上的游客问北京在哪里一样,谁也说不出来哪块地砖代表北京的准确位置,但北京就在他的脚下。人之所以在时间问题上犯骑着毛驴找毛驴的错误,是因为没有找到这个“现在”要去分割的对象,不知选用多大分割工具合适。一旦我们选定了后者,“现在”就在人们眼前。
avatar
坏鸟315
38楼
方周率(ZT)
圆周率是指圆的周长同其直径的比率,我国南北朝时期的祖冲之(公元429~500)用分数把它表达为355/113,换算成小数则是3.141593......。直到16世纪中叶,德国人奥托(Otto)与荷兰人安托尼兹(Anthonisz)才发现了这一pai值,比祖冲之晚了1100多年。
1593年,法国的韦达(F-Viete,1540~1603)把pai算到了小数点后17位,为3.14159265358979323......。1615年德国的鲁道夫(V-C-Ludolf)算到了小数点后35位。1717年,英国的夏普(A-Sharp)算到了小数点后第72位。1761年,德国的兰伯特(JHLanbert)证明pai是无理数,小数点后可以无穷地拖长下去。即使今天的计算机已把pai值算到了2035位,其尾数也毫无收敛的迹象。pai的无理性,也就是圆的无理性。
其实,在几何世界里,圆无理,方也无理。圆有周长、直径,方有边长、对角线,圆有“圆周率”,方也有方周率。早在古希腊时期,欧几里德就在其《几何原本》中研究过方周率,并得出过根号2无法算尽的结论。
如果知道了一个圆直径的长度,我们可以用S=1/4pai*D的平方的公式求出它的面积。同理,如果我们知道了一个方形对角线D的长度,也可根据S=1/2*D的平方的公式求出它的面积。显然,方周率中的根号2是一个非常重要的算量,它所带有的无理性值得进一步探索。
大约公元前1100年,西周的商高就提出过“勾广三,股修四,径隅五”(《周髀算经》)的“商高定理”,又叫勾股定理,毕达哥拉斯在公元前550年知道这个定理后,杀了100头牛以示庆祝。今天的洋人,一直把它叫做毕达哥拉斯定理。
在这个矩形中,对角线长为5,四边的边长为14,“矩周率”为41/5=2.8,是一个有理数;我们现在让这个矩形向方形逼近,使其宽为20,长为21,对角线长必为29,其“矩周率”为82/29=2.827586207,也是一个有理数。只有当矩形的宽与长相等,即彻底转化成正方形时,其“矩周率”才达到2倍的根号2,才形成为一个无理数。
因此,方周率由矩周率演化而来,无理数由有理数演化而来,是有理数的某种极限,是有理数向0方向的无规则延伸。他们延伸时所构成的数形是固定的,但其数波是没有规律的,因而也叫无穷不循环小数。
无理数被数学家使用了几千年,但无理数的起源问题至今是谜。中国数学家不应仅仅满足于知道无理数现象,应该努力去找这种现象出现的原因。
avatar
坏鸟315
39楼
面积不分阴阳正负?兼及虚数的本质 (ZT)
通常,我们并未把+x2与x2进行相互区别,而直接把+x2写成了x2。这就给人以“面积不分阴阳正负”的假象,似乎自然界中的面积只能是中性的。可事实上,面积,还有体积,同样应该分为阴阳、虚实、正负。例如,就古代印书的印版来说,阴版的字凹进,阳版的字凸出,其字面的面积就明显地分为阴阳正负。
若把两块仅版性相反、其他皆同的印版合在一起,凹版与凸版、阴版与阳版贴合无缝,则负面积与正面积中和为0,原来的矢量面积也就不存在了。当我们说+x2=1时,我们是说正面积的大小为+1个面积单位;当说-x2=1,即+x2=1时,我们是说负面积的大小也为1个面积单位,或者说这x2代表1个单位的负面积。
量分矢量和标量。四种数学标量,八种几何矢量。其四种标量为x0、x1、x2、x3,他们分别代表世界万物中的点、线、面、体。八种矢量,是这四种标量所分的阴阳正负,它们为+x0、-x0、+x1、-x1、+x2、-x2、+x3、-x3,分别代表世界万物中正点元、负点元、正线段、负线段、正面积、负面积、正体积、负体积。这“四标”“八矢”是自然界的基本数态。一切几何、代数都必须以它为基础,才不会引起数学的混乱。
当我们从源头上研究清楚了v--1(虚数i)的本质之后,就应考虑甩掉复数的概念,把“虚数”还原成为“负面积”的因子,把面积的负矢量体现出来,对其直接进行运算。
虚数自意大利人卡尔丹发明时起,到现在已经400多年了。400年来,不仅没有人真正认真地研究过虚数的本质,反倒是一些故卖高深者经常误解和误用之,将这个发明视为发现。更有甚者,基于其误解和误用推演什么“虚数世界”,“虚数宇宙”——
如此玄虚,岂能久乎!
avatar
坏鸟315
40楼
气之象曰气象 (ZTA)
一 大气成分与气温梯度
根据近几十年火箭、卫星探测的结果,已确知的大气成分及气温梯度如下:
地表0~5公里高度内,年平均气温约10℃,氮气分子与氧气分子以4:1的比例混合在一起,因氧气的重量(分子量)比氮气略大,故在海拔5公里以上的高山地区,氧气开始稀薄,氮气比例增大。
5~10公里高度内,年平均气温约-10℃,大气主要成分是氮气和水蒸气,即云层。
10~20公里高度内,属对流层顶与平流层底,其中赤道低纬地区的对流层顶部在17公里高空,平均气温-70℃,南北极圈的对流层顶部在8公里高空,平均气温约-55℃,该层仍以氮气为主,含有少量水蒸气。
24公里左右是臭氧层,确切地说是吸足太阳紫外线的臭氧正离子O3+层,平均气温-45℃。
50公里处是平流层顶部,气温-10℃,估计为氮气正离子N2+层。
88公里左右是电离层D层,主要成分是钠正离子Na+,钠离子层底部约80公里高处,这里才是地球的寒极,气温约-90℃。
100公里左右是电离层E层,主要成分是氧原子O,气温约27℃。
150公里左右是电离层F1层,主要成分是氮原子N,气温约40℃。
200公里左右是电离层F2层,气温为727℃,大气成分不详。
280公里左右是所谓的“热层”,气温为1000℃,大气成分不详。
320~1000公里间可能含有氦原子,1000公里以上的大气成分基本上都是原子核,即等离子气层,整个等离子气层的温度在6000℃~10000℃左右。
2万公里高度以上,主要是地球磁层所俘获的太阳风粒子流,温度高达3~60万摄氏度。
以上是通过实测和对大气辉光放电的光谱进行分析得出得几种主要成分,实际大气中还含有锂、甲烷等圈层,但这些圈层的高度、温度、物态等还有待观测证实。
由大气温度曲线可以看出,气温总趋势与高度成正比;但气温并不随高度的增加成直线上升,而是热一层冷一层地增温。这与大气物态的变化有直接关系。
二 阿佛加德罗定律的延伸
阿佛加德罗定律是:同温同压下,同体积的任何气体,都含有相同数目的分子。随着分子量的不同,其比重也不相同,在对流层以下,氧、氮和水蒸汽的层次完全遵守这一定律,水分子在液态时的比重虽然比氮氧大,但蒸发成气态后,体积要扩大1700倍,故上浮到氮氧分子之上,聚为云层。
物质的比重(密度)与物态有直接的关系,如气态水液态水的比重小一个数量级,正离子态又会比气态的比重小一个数量级。就比重与密度而言,原子比分子级正离子态小,原子核比原子态小。这是由于物质失去的电子越多,电子的束缚力越小,体积膨胀得越大,物态级数越高,比重就越小。无论何种物态,阿佛加德罗定律都能适用。即同温同压下,同体积的任何物态,都含有相同数目的正离子、原子、原子核......
三 地面热量失踪了吗
太阳每天都在把大地晒热,给海水加温,几亿年如此,可是大地和海洋为何没有将这些热积累起来呢?地面所接收德辐射热跑到哪里去了呢?它不可能传到地底,因为地底是一千多度德炽热岩浆,它也不可能传到高空,因为等离子层的温度比岩浆更高。按热力学第二定律,只要地面没有散热的途径,它应永远保持太阳辐射进来的热量,难道地面的热量失踪了吗?
热平衡问题是地球物理学无法回避的,地球表面的几笔热量收支帐目还算清楚,因为水在不断蒸发,把地面的热量带到了对流层顶部,并在那里丢掉热量,还原为水(雨)后回到地面。这表明太阳辐射到地面的热量没钻到地底,而是回到了空中。
问题在于,水既然把地面的热量带到了对流层顶部,那么云层顶部的气温应比地面更高。而实测结果反而更低,赤道上空17公里处的日照最强,而云层顶部气温却低于高纬,约-70℃左右,难道云层会象人一样“打摆子”,太阳会把云层越晒越冷?水从地面带上来的热量会在这里消失?现代气象学至今没有回答这个问题,在解释夏天为什么多雨和冰雹时,总是说“上升暖湿气流遇到高空冷风锋面......”等,而高空为什么会有冷风而不是热风的问题,则被回避或绕开了。
其实,云顶层的气态水分子所受到的太阳辐射比地面更强,8~17公里高空,太阳紫外线、伦琴射线更直接地作用于水汽分子,云顶一部分水分子进行着“第二次蒸发”。
所谓“第二次蒸发”,就是水分子在高空更强烈的辐射环境下电离,电离的化学方程式为:
4H2O——>4OH-+4H+
这个反应过程同实验室电解水的过程完全一致,即4个水分子在强光辐射作用下分解为4个负氢氧根离子和4个氢原子核。所不同的是,空气稀薄的高空,被分解出来的4个氢原子核不可能象在地面实验室里那样,很容易从周围物质中抢夺4个电子并结合为氢气分子;4个负氢氧根离子所带的4个电子也不可能象在地面那样很快向邻居转“嫁”,因为高空“人口”密度太低。在氮气分子的海洋中,氢原子核一从水分子中分解出来,体积膨胀,疯快地向等离子层浮升,负氢氧根离子也缓慢地向平流层底部浮升。
由于4个体积的水变成了4个体积的负氢氧根离子核4个体积的氢原子核,共由4个体积变成了8个体积,这里显然是吸热反应。反应发生区域的热量被氢原子核H+或氢原子与氢离子H2+带到了更高天层,被负氢氧根离子带到了平流层底部,这就造成了对流层顶部-55℃~-70℃的低温环境。
4个氢氧根负离子在向平流层底部浮升的过程中,也在缓慢地进行着还原反应,反应式为:
4OH- ——>2H2O+O2+4e
即4个负氢氧根离子还原成2个水分子、1个氧分子并放出4个电子。这里由4个体积变成了3个体积,属放热反应。正因放出了1个体积的热量,从而使平流层底部气温回升到-45℃。
从整个双向反应的结果来看,仍有3个体积(假定氢原子核与氢分子体积相同)的热量被氢核带到了外空,地球又会象彗星甩掉慧发那样,把带着热量的多余氢原子核(质子)丢到太空,以维持整个地球的热平衡。这里,水的两次蒸发是地球热平衡过程的基本途径。可见,从地面把热带到高空的水蒸汽并没有全部转化为雨而回到地面,其中以部分物质与热量一起逃离了地球,溶进了太空。
四 雨与雪的成因
当你飞行在1万米高空,看到更高处仍有少量雾障与淡云时,往往会有这样的疑问,为什么大多数云粒都在云海海面以下,这些高云有什么特殊,能比其它云飘得更高呢?
实际上,20公里高空都还有极稀薄的水分子存在,如前所述,这个高度的水分子不是从地面直接蒸腾上来的,而是“第二次蒸发”后,负氢氧根离子还原出来的水分子。因为氢氧根(OH-)的分子量是17,比水分子量小1,故比水气浮得更高。当它们在平流层还原成水(H2O)后,在-45℃的气温环境下,立即凝结成固态的霰粒,其直径在1微米以下,反射阳光,就象是雾障,特别浓密时,便犹如淡云。
由于大量霰粒向云海掉落,云层的水雾向霰粒聚集,冻成较大的霰粒。当聚到1毫米左右直径时,原霰粒熔解为水,成为雨滴下落到地面。在冬季,原霰粒未被熔解,形成雪花或大霰粒下落到地面,这便是雨和雪的成因。
在晴天,高空霰粒在穿过没有云的云层时,因气温增高而在半空熔解,化为薄雾,或降落地面成为露、霜,或在降落途中又被第二天的阳光和风再次蒸发。这些高空霰粒体积太小,容易熔解,不易现场“抓获”,故它的存在和作用常被气象学家们忽略。
现气象学一讲雨雪的成因,就说是暖湿气流遇到了冷气流,或湿热空气上升后冷却凝结云云。问题是,在夏秋雨季里,这些冷气团是从哪里来的呢?难道是从南北极圈专门跑来下雨不成?既然湿热空气把地面的水汽与热能带到了高空,高空应该更热,为何又会冷却凝结为雨雪的呢?不首先弄清对流层顶部出现低温的原因,这种雨雪成因理论就根本不能自圆其说。
如前所述,第二次蒸发是高空寒冷的主因,大量霰粒落入云海并吸热熔解,会使云海“雪上加霜”,当云汽在这种寒冷条件下凝结为雨滴和雪粒后,比重增大,浮力消失,当然会向下飘落,形成雨雪。现在所说的“对流雨”、“地形雨”、“锋面雨”、“台风雨”、“人工降雨”等都只使在说明降雨过程所伴随的现象,并没有说清降雨的原因。
1801年,发现天王星的威廉-赫歇尔(英国)指出,太阳耀斑、黑子少时,地面雨量减少,他揭示了太阳辐射强度与降水量的正比关系。其实太阳辐射强度最直接地与“第二次蒸发”量成正比,辐射越强,第二次蒸发量越大,霰粒越多,造成的雨量越大,大气湿度相对降低,使海洋和湿地的第一次蒸发更快,......全年降雨次数增多,降水总量增大,这便是太阳辐射与降水的因果链条。
以上正比关系是就全球降水总量而言的,就局部地区而言,它往往表现为反比关系。受季风影响,西风风筒的赤道(即大气圈旋转的赤道线)时而倾向北半球,时而偏在南半球。若多数耀斑在上半年爆发,猛增的太阳风风力会使地球的西西南风加速,从而使西风风筒赤道向北旋进得更远,带往北半球的云量更多,降水增多,洪涝灾害也增多;与此同时,南半球云量减少,降水减少,干旱加剧,人们现非常狭义地把它称为厄尔尼诺现象。
如1959年前后,北半球普遍干旱,而南半球却降水充沛。1972年前后,非洲严重干旱,而美国、菲律宾洪水成灾。1991年前后,非洲南部仍严重干旱,而中国南部洪水泛滥。这些表明,南北两半球的降水量往往不平衡,但全球降水总量与太阳辐射强度仍是成正比的。
五 钠之谜与酸雨的成因
1928年,美国天文学家斯来佛在探测高空气辉现象时,光谱仪记录到钠的黄色谱线,钠这种金属元素怎么会跑到高空大气中去呢?近代火箭实地探测,已经确证88公里左右确实存在一层Na气,这些钠是从哪里来的呢?为什么会到这里来呢?目前仍然是个谜。
地球表面70%是海洋,海水中含量最大的是盐(氯化钠),在海水第一次蒸发时,必有部分的氯化钠NaCl,包含在上升的海水蒸汽之中。当含盐蒸汽的云层顶部被第二次蒸发时,有的氯化钠分子也被强紫外线分解;与水分子分解同理。
酸雨的成因也在于氯化钠的第二次蒸发,与负氢氧根离子的还原同理,且因之而谐和。盐酸溶滴(HCl)渗入到少量低空雨滴中,使雨滴带有酸性,形成酸雨。但若渗入到大量低空雨滴中后,酸性便不明显,或与低空碱性尘埃相中和,而失去酸性。
这种途径形成的酸雨叫“盐酸雨”,它占地球上酸雨总量的90%以上。此外,火山爆发把大量硫化氢气体喷入云层,会形成“硫酸雨”。
现代环境科学家把酸雨现象单纯地归因于工业烟尘是没有根据的,金星没有人类居住,而降落于金星表面的探测器已探测到大量硫酸雾和酸雨滴的存在。
六 冰雹的成因
通常的冰雹大如黄豆、花生米,也有的如乒乓球,有些特大冰雹外圈还裹这许多透明或半透明的冰层,冰层中还夹有大小不等的气泡,大多数冰核都偏离雹球的几何中心。
寒冷的冬季没有冰雹,它偏偏出现在炎热的夏季,为什么会是这样?现代气象学没有交出答案。其实,冰雹是太阳“晒”出来的,它的形成依赖于以下三个条件:
1.太阳直射。夏秋季节,北半球中纬地区处于太阳直射暴晒的位置,气温高,第二次蒸发效率高,氢原子核H+与正钠离子Na+带往高处的热量更多。
2.风速平缓。某几天内云顶层风速很小,第二次蒸发造成的低温区比较集中,形成区域性“低温积累”。
3.耀斑爆发。耀斑使太阳辐射比平时骤然增大几百倍,第二次蒸发突然加剧,云顶层骤然降温,有时降至-80℃以下,云顶部霰粒速冻为冰粒,相互碰撞聚合为冰雹。
因太阳耀斑有11年半的周期,冰雹也有相应的高峰期,在太阳活动高峰期的年份,冰雹最大最猛,造成的灾害也最严重,而在平时,冰雹的产生主要依赖前两个条件。
有一句医学成语可比喻冰雹的成因,就是“热极生寒”。热极生寒的现象在地面上也能见到,如中国河南林县石板岩乡的“冰冰背”,湖北五峰县白溢寨主峰北侧的“天然冰洞”,辽宁桓仁县“地温异常带”等地,冬季热气蒸腾,夏季冰冻三尺。原因就在于,地底冒出的热汽在酷暑烈日的照射下,达到了第二次蒸发(电解)的温度,由水分解出来的氢原子核吸走了地面的热量,使原地热带转化为冰冻带。南极的企鹅能在赤道线上的费南迪纳岛火山附近群居,也是出于这同一种原因。
雨都停了,还要撑伞吗?现代版杞人忧天 (ZTB)
23公里高空根本没有什么臭氧分子O3层。意大利的阿伏伽德罗(Avogadro,1776~1856)早在1811年就测定了不同气体的比重。日常生活经验也说明,臭氧O3不可能无缘无故往23公里处聚集,这里面必然有还未弄清的原因。
23公里高空的臭氧,与实验室里的臭氧物态大不相同。低空臭氧O3是分子物态,高空臭氧O3+却是离子物态。虽然两种臭氧都由3个氧原子组成,有共同的光谱特征,但高空臭氧离子外层却少了几个电子,其体积也比低空臭氧分子大,密度比氮气N2还小,故能浮升到氮气分子层之上,形成一层5公里厚的臭氧O3+离子气层。
失去外层电子后的臭氧O3+体积应该更小,密度应该更大,更应沉降到地缝和矿井里,怎么回浮升到氮气N2之上去的呢?要理解这个问题,还必须了解“气体分子间隙”这一基本物理概念。在一个大气压强、气温为0摄氏度的标准状况下,气体分子的总体积只占气体体积的4/10000,即1公升臭氧O3气体中,臭氧O3分子的实际刚性体积之和只有0.4立方厘米,另999.6立方厘米都是分子自由活动的间隙(注意:不要把这种间隙理解为“真空”,对间隙的性质姑且不论)。打个比方,在1“公升”宇空范围内,每个臭氧分子O3有如每颗星星,把全部星星集中到一处,星星的总体积只占这宇空的万分之四,但质量是这宇空物质的全部。
当这些臭氧分子O3在太阳紫外线的作用下失去若干个外层电子之后,其质量没有明显的变化,因为分子的质量主要集中在原子核上。然而,失去几个外层电子之后,臭氧离子O3+同分子O3有了明显不同的间隙要求:O3+要求占有比O3更大的空间间隙。一般来说,被电离或光解得越厉害,失去的自由电子越多,要求占有的空间就越大,相同容器里所装的离子数目就越少,密度就越低。
金星和火星的臭氧O3+与地球的具有相同的形成机理,即,臭氧离子O3+是太阳的紫外线晒出来的。地球两极臭氧空洞的大小,是随太阳紫外线辐射强弱周期而变化的。南极臭氧空洞扩大,正说明太阳紫外线辐射处于减弱期。紫外线辐射减弱了,还要那么厚大的臭氧层干什么呢?雨都停了,还要撑伞吗?臭氧空洞不正好可以让企鹅多晒点宇空的太阳暖暖身子吗!事实上,南北极圈的空洞面积这几年又减少了,因为太阳正在步入下一个活动高峰期——但请注意,这决不是环保老姨妈们辛勤劳动的结果。
存在的就是合理的。
臭氧层会消失吗?(ZTC)
在24公里高度密集着一层臭氧,因它吸收了来自太阳的大部分紫外线,使地面生物免受紫外线的伤害,人们自然把它看成是生命的保护伞。臭氧(O3)呈淡蓝色,是氧(O2)的同素异形体,比氧重,且更容易溶解于水,在实验室里对氧气放电,就可获得臭氧。
现我们带上一瓶臭氧O3,乘热气球向20公里高空浮升,然后将这瓶臭氧倒出。倒出的臭氧O3是向24公里高空浮升呢,还是向地面下沉呢?由于臭氧O3比氧O2重,它肯定向地面沉降。如此说来,24公里高空根本就没有臭氧O3分子层存在。
平流层中间的臭氧是从哪里来的呢?水“第二次蒸发”后,负氢氧根离子(OH-)浮到平流层底部还原为水(H2O)和氧气(O2)并放出电子,在20公里高空强烈的太阳辐射条件下,一部分氧气便结合为臭氧。
由于臭氧(O3)有专门吸收太阳紫外辐射的性格,从紫外线中“吸入”足够的能量之后,最外层的部分电子剥离,转化为正臭氧离子(O+3),同时体积膨胀,比重降低,向上浮升,在24公里高处聚集起来,构成阻挡紫外辐射的臭氧正离子圈层。
臭氧的成因说明,臭氧层的厚度与太阳紫外辐射的强度成正比。当太阳紫外辐射强时,更多的高空氧分子会被紫外线转化为臭氧正离子,上浮到原臭氧层,使之加厚。当紫外辐射减弱时,更多的臭氧正离子会寻找电子,还原为臭氧分子,或还原为氧气分子并向低空降落,使原臭氧层变薄。这种自然的化学平衡与实验室里的化学平衡是同一个道理,人们完全可以实验模拟。
由上可知,赤道上空的臭氧层会比两极厚,夏季会比冬季厚,白天会比夜间厚,太阳活动高峰期比低谷期厚。除非某时耀斑突然爆发,紫外辐射骤然加剧,臭氧层来不及及时补厚,才会有一部分紫外线射入低空,对生物产生危害。?现代环境科学关于人类使用氟里昂制冷设备,会破坏臭氧层的推论是没有根据的,因为氟、氯化合分子根本浮升不到24公里高空。现南、北极臭氧空洞被发现,并非人类使用氯、氟后才出现,那里从来就是空洞。一是因为两极紫外辐射弱,臭氧层本来就薄;二是两极处在西风风筒的中心,如同水面漂浮着油层,一旦水和油面被卷进旋涡中心,你就无法看到油面,因为油和水在旋涡中心混在一起了。试问,既然太阳紫外线射不到南北极圈,那里出现臭氧空洞对地面生物有什么危害呢?南极的企鹅不照样健康地生存吗?
相关阅读
logo
联系我们隐私协议©2024 redian.news
Redian新闻
Redian.news刊载任何文章,不代表同意其说法或描述,仅为提供更多信息,也不构成任何建议。文章信息的合法性及真实性由其作者负责,与Redian.news及其运营公司无关。欢迎投稿,如发现稿件侵权,或作者不愿在本网发表文章,请版权拥有者通知本网处理。