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2006-11-12 15:30:47

重力是未解之谜
中国有一个美丽的神话故事,相传远古时候,大力士后弈的妻子嫦娥,长得美艳绝伦,因为偷吃了“不老仙药”而飞上了天,变成了月宫仙子。
嫦娥竟然摆脱了重力的束缚而离开了地球,这正是故事的引人入胜之处,这种神奇本领是千百年来人类一直梦寐以求的。
然而,要摆脱重力的束缚何其艰难!飞机、火箭、热气球,这些现代飞行工具无不依靠大量的能源提供推力——我们时时刻刻都在重力的吸引之中,想挣脱它的温柔拥抱真的不容易。
古代人认为“天圆地方”,大地是平的,重力的方向总是向下,这是天经地义的。直到近代,人们认识到地球是圆的以后,才弄明白重力的方向是指向地心的:站在地球另一面的人们也受到同样的力,大家受到的引力都是来自地球深处。因此,重力就被许多人称为“地心引力”。
对所有的动物来说,这个来自地内的引力真是太亲切了!假如没有它,那真的无法想象:空气不会弥漫在我们的周围,大气压不会存在,水会飘散到太空里,地球不会是一个整体——生命当然不会存在。
然而,对于重力的本来面目,又是太陌生了!它究竟是怎样产生的呢?
一个坠落的苹果砸到了年轻的牛顿先生头上,引发了伟大的万有引力理论的诞生,于是,重力就被说成是万有引力的一种表现形式。
但是,万有引力理论并没有指出这种力究竟从哪里来的,只是含糊其词地指出这种引力是从“质量”里生出来的。而且,这个理论用来解释宇宙中星体间的作用时,显得如此软弱无力,甚至于把星体的运动说成是“上帝的第一次推动”,这显然是不尽如人意的:宇宙的运动、变化和发展都遵循着一定的自然的规律,没有必要去劳累“上帝”他老人家,想把这种苦役交给“上帝”去做,所有的信徒都不会答应。
科学不必要烦请“神”的参与!
正如德国的自然科学家康德所批评的那样,“不去钻研而满足于直接提出上帝的意志来,是一个苦恼的决断”。他还特别指出,“牛顿对于斥力没有像对引力说得那么清楚”①。他委婉地指出了牛顿引力理论的缺陷。
辩证唯物论的伟大导师恩格斯却没有半点客气,他批评牛顿的理论时说:“吸引和排斥就像正和负一样是不可分离的”,“只以吸引为基础的物质理论是错误的、不充分的、片面的。”②
牛顿的万有引力理论完全忽视了斥力的存在,他认为引力不仅存在于物体与物体之间,而且普遍存在于宇宙各星体之间——他认为吸引是绝对的。
但是,问题很快就出来了,宇宙观测结果并没有证实恒星间普遍具有引力,却有“光谱红移”即所谓彼此远离的迹象,这给人的感觉是许许多多的恒星之间并不存在引力。
这个现象曾经让许多科学家迷惑不解:按照万有引力理论,宇宙中所有的星体都应该因为受到彼此之间的引力而不断向一起收缩,怎么会彼此远离呢?难道有反引力(斥力)存在吗?
伟大的物理学家阿尔伯特?爱因斯坦晚年就曾经提出过宇宙中存在“反引力”的观点,他的思想对后来的科学界有极大的影响,这种影响一直激励着许多人为此做出不懈的探索。
但是,由于后来有人提出了一个大胆的假设——宇宙大爆炸假说的发表,使人们放弃了对“反引力”的研究,就像一剂止痛药掩盖了病人的病情一样,“反引力”被掩盖了,万有引力理论就这样长期占据了人类的思维。
在言之凿凿的“大爆炸”理论面前,爱因斯坦动摇了自己“宇宙中存在反引力”的思想,他甚至认为,这是他“一生中最大的错误”。
可是,这位伟大的科学巨人在这个问题上真的错了吗?没有,是他的观点太超前了,这个伟大的科学家过早地预言了“反引力”的存在。
2003年2月11日,美国太空总署公告当时探测到的宇宙学参数,证明宇宙中确实存在“反引力”,因为观测结果表明许许多多的星系正在“加速远离”,而不是在引力作用下减速。美国著名的《科学》杂志也把“宇宙反重力”的发现列为二十世纪几项重大科学发现之一。
“宇宙反重力”就是斥力。
有许多人认为“宇宙反重力”是“暗能量”引起的。
正如日本人所说的,“暗能量”是“什么的干活”?是“幽灵能量”吗?
人们之所以把这种“反重力”与暗能量扯到一起,是因为“引起这种作用的既不是常见的微观粒子,也不是反物质”,而是以某种能量形式存在的“能”。这种能量的特性现在还没有办法观测到,因此也就无法断定它是如何产生的。
这个“宇宙反重力”是现代科学的又一个未解之谜,许多人试图解开谜底,但是,一无所获,因为所有的星系都是如此遥远——人类就连自己的“母星系”还没有离开过呢!给遥远星系轻易下结论未免太草率。
颇为可笑的是,实际上人们根本就没意识到重力本身也同样是一个未解之谜。
无论“宇宙反重力”的本质能否解开,引力都无可辩驳地成为宇宙中星体间作用力的一部分,“斥力”的广泛存在是无法改变的事实,引力不是宇宙的唯一主宰。
万有引力理论真的是片面的、不充分的。如果我们伟大的物理学导师牛顿先生仍活在人世,那么,我一定用“三寸不烂之舌”去说服他修改万有引力理论——因为它不具备“普适性”,不是“放之四海而皆准”的真理。
为什么说物体总是相互吸引呢?事实上,大多数的恒星与恒星之间是相排斥的呀!
许多年以来,在自然界呈现的许多异常的现象,都使万有引力理论的“绝对化”地位不断受到动摇。
水星轨道近日点的进动、光线在引力场中的弯曲等许多现象与万有引力理论无缘吻合。
特别是二十世纪五十年代以来,中国、印度等几个国家的科研部门分别在四次日全食期间观测到了“重力异常”现象,这使许多人不得不用怀疑的目光重新对待万有引力理论。
在宇航领域,科学家也发现,卫星并不规规矩矩地按照用万有引力定律计算出的轨道运行,有的甚至受到来历不明的空间作用力,这是很奇怪的。
比如:美国先驱者10号和先驱者11号探测器,都因出现过“神秘的加速度”而让科学家百思不解,这些都使人们不得不把怀疑的目光投到基础理论上:万有引力理论可能真的存在问题。
1986年,中国重庆的刘武青先生在对两块磁铁的重量进行换位测量时发现,万有引力定律存在必须更改的缺陷,他用实验证明:“引力常数”不是常数。
万有引力定律使人不能验证的原因在于:地球质量是无法测量的,也就是说,没有人能把地球放到天平上称量一下看看它到底是多少千克。所以,以“地球质量”为基准的计算结果总是无法验证。模拟的运算总是得出比较可信的结果,这就没法让人通过数学化的方法去反驳这个定律。
用万有引力定律计算出的地球质量是5.976×1024千克,谁敢说不是呢?正如阿基米德先生的说法,给他一根足够长的杠杆,他能把地球撬起来。这话没错,但别忘了,这个论断的前提是给他弄一根足够长的杠杆,谁能真正弄来一根这样的杠杆呢?
尽管万有引力理论没有告诉我们引力的本质是什么,但却在间接地暗示:是物体因为存在质量而产生了引力。
“质量”真的会产生引力吗?一些人说,当然,有“扭秤实验”为证的。
于是,我们就必须提到另一个物理学的伟大导师卡文迪许先生,他巧妙地制作了一个扭秤,并用这个扭秤装置测出了两个中性的球之间存在着的极弱引力,他认为这是“万有引力”的一种表现,并用这个装置测量出了所谓的“引力常数”。
但是,这真的是牛顿先生所说的万有引力吗?
如果你今天仍然坚持这种说法,那我只能笑你“一叶障目,不见森林”——当初人们忽略了一个最简单的物理常识,那就是相互接近的物体之间存在着分子力。如果卡文迪许先生的扭秤装置测量的是一个水球和一个脂球的相互作用,那么,他就会惊讶地发现,他测出了“斥力常数”,因为这两种物体之间不但没有他所说的“引力”,而且存在相反的同样微弱的“斥力”。
无可辩驳的是,分子力是产生这种现象的根本原因。
在两个石块之间,在两块金属之间,分子引力普遍存在。
物理学对分子力的研究已经很透彻了,分子力属于电磁力的范畴,尽管它的作用距离很短(有人测量其作用距离为10-9米以内),给人的感觉它好像是“短程力”,但是,它归根结底还是一种电磁力,电磁力是长程力这人所共知。也就是说,电磁力的叠加使它本身不会在10-9米处突然终止,它将以渐弱的方式向空间延伸。两个球相互接近时,彼此间必有分子力的弱作用。
“长程”和“短程”并不能区分力的本质。
因此,可以完全排除两个中性的球之间这种“弱引力”就是“万有引力”的说法。
我们日常所见的物体,都是靠分子引力保持了一定的形状,要想把这些分子分开需要用较大的力才行。比如玻璃,尽管破碎后我们难以再对接到原来的状态,但分裂后的两块玻璃在互相接近时,还是存在一定的引力,与分裂前相比,这种分子引力虽然微弱得“几乎可以忽略不计”,但它还是可以驱动扭秤灵敏的指针的。
分子引力怎么会是“万有引力”呢?把分子引力与重力相提并论实在是有欠推敲。
此外,不同温度的物体之间、不同的金属之间都存在微弱的电势差(温差电势和接触电势),电势差也同样会产生微弱的吸引现象。
因此,卡文迪许的扭秤实验不能证明物体间的“引力”与重力是一回事儿,他没有弄清自己用扭秤装置在测量什么力,就稀里糊涂地为“万有引力”理论“出庭作证”了。我只能对长眠地下的卡文迪许先生告罪说:“请尊敬的老师原谅,弟子这厢有礼了!”
“万有引力”理论的另一个有力支持是海王星和冥王星的发现,一些人认为,这两颗行星的发现,是应用万有引力定律取得的重大成就。
1781年,人们发现天王星的运行轨道总是偏离根据万有引力计算出来的轨道,有人推测在天王星外可能还有一颗未被发现的行星,由于它的吸引,引起了天王星轨道的偏离。英国的亚当斯和法国的勒维列两位先生各自利用万有引力定律计算出了这颗行星的轨道,德国的加勒按照勒维列的指点发现了海王星。
用同样的方法1930年发现了冥王星。
“万有引力定律”真的为天文学的进步立下了汗马功劳。
但是,天王星和海王星轨道的偏离真的是它们轨外的行星吸引的吗?如果真是这样,那么,水星、金星、地球、火星、木星、土星等无一例外都会存在轨道向外偏离现象。
然而,遗憾的是,这又不是事实。
按照万有引力定律的计算,水星与金星之间的引力是海王星与冥王星之间引力的801倍,为什么水星就没有这种轨道偏离呢?相反,天文界早已注意到,水星轨道近日点每世纪进动43弧秒,万有引力理论的追随者对此“哑口无言”。
不仅如此,我们世代居住的地球,其轨道也在时刻进动着:科学界早已探明,地球的公转轨道每年减少20分钟的路程,约合3.6万公里,这种现象一直被科学界称为地球的“周年岁差”。
万有引力理论对行星轨道进动问题无能为力,所以后来又一个伟大的物理学导师爱因斯坦的理论占了上风,他的广义相对论因为解释了水星轨道的进动和光线在引力场中的弯曲而举世闻名。于是,很多人开始彬彬有礼地向“广义相对论”致敬,很多人甚至认为“广义相对论”中的引力理论比万有引力理论更优秀、更有说服力。
真是“才离波涛,又入漩涡”!人们根本就没有脱离观念的束缚。
“引力”只是“万有作用力”中的一种现象,其另一种作用力即斥力也是普遍存在的,它不仅在物质中普遍存在,在宇宙中也普遍存在。
这可以从宇航部门的“太阳帆”实验中得到启发:在宇航器上装备大面积的铝板,太阳风就会吹动整个宇航器远离太阳而去。这种实验的本质就是在太阳和宇航器之间建立了一种自然的“斥力”,而且这种“斥力”就是因为大于“引力”才推动宇航器远离的。
这种力不也同样存在于恒星与行星、恒星与恒星之间吗?当然,这只是一个产生斥力的例证,而不能代表真正的斥力作用。
在地球物质中,斥力与引力是共存的,斥力被重力所掩盖,没有被科学界重视而已。事实上,当我们压缩物体时斥力就会表现出来。对物体施加的压力越大,斥力也就越大。因此,在物质中“斥力”和“引力”是紧密结合在一起的。
引力和斥力的矛盾统一是物质结合的基本原理,宇宙中的星体也是物质构成的,所以星体之间同样应该是引力和斥力的矛盾统一。
现代科学把“万有引力”列为自然界四种基本力之一,这犯有“以偏概全”的错误,这个错误引导着许多人走向科学的误区。
牛顿的伟大之处是他给了我们一个“类电性”的引力方程式,这个理论在以地球为参照系的环境中具有很好的通用性,但它没有把斥力放在重要的位置上。
牛顿只知其“引”,而不知其所以“引”,这丝毫不影响他作为伟大科学家的光辉——牛顿所处的年代,物理学仅仅是启蒙阶段,许多自然科学知识还没有被人们认识到。比如:电学的有关知识几乎为零。如果他的生命再延续二百年,可以十分肯定地说,以他的卓越思维能力,一定会自己修改万有引力定律,并把它称为“万有作用力”。
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给主人留下些什么吧!~~

chinaunix网友2010-01-03 11:08:22

首先请回答太阳风是什么?宇航飞船被太阳风吹动离太阳而去,如何得出“太阳和宇航器之间建立了一种自然的斥力?”如果果真存在这样的斥力,那么请再回答这几个问题: 1.将这个铝板去掉,这种斥力是不是也就消失了?斥力的大小和什么有关? 2.把这个铝板面向地球,会不会也有地球风把它吹离地面吹向太空? 3.这个铝板面向太阳,可另一面面向宇宙中哪个恒星?事实上,不管它面积多大,另一面面对的恒星数量和总质量肯定会大于太阳,那些恒星的风为什么没有把飞船吹向太阳呢?