万有引力范文10篇

时间:2023-03-17 18:56:57

万有引力范文篇1

美国科学家质疑“万有引力定律”,中国科学家的反映是“基本定律”不容质疑。问题是“引力定律”是否是基本定律?基本定律又是什么涵义?基本定律就一定精确吗?

北京青年报2001年5月18日有一篇名为《万有引力失灵了吗?》的报道(见网站《当代物理——物理论文集》的“国外新闻”栏目),我看了此报道之后,有感而发此篇议论。我认为从表面意义上的角度,美国的科学家与中国的科学家的提法都对。实际上美国与中国的科学家都把引力定律当作了“基本定律”,如果不把它当作“基本定律”,美国科学家也就不质疑它了;既然是确定的“基本定律”,中国科学家当然认为不容质疑了,而要寻找其他的解释。[人的思维有一个缺点,一旦在现象事实方面有与原来理论有冲突(反常)的地方,为了保护原来的理论——也就是被科学哲学称为“范式或科学研究纲领”,就必然要寻找其它的理由来解释。]问题在于引力定律是不是基本定律,如果不是,那我们为什么把它当作基本定律来运用。

基本定律就是理论体系的“公理”定律,是思考的出发点,是逻辑的原始出发点——原始大前提,不是由其他定律推导出来的定律。而我认为引力定律不是基本定律,理由有二:

其一,牛顿力学理论体系的基本定律是其三定律。而其三定律没有包含“重力”方面的内容,作为“重力”方面内容的补充,不得不把引力定律当作基本定律来运用了。实际上,引力定律是牛顿三定律的(概念上的)“导出”定律,因为由于自由落体是加速运动,从其第一第二定律为出发点(牛顿力学理论真正的“范式或科学研究纲领”。一定要注意,牛顿第二定律是其第一定律的数学表达式。),从而认为自由落体运动的原因也是由于外力造成的,于是,就“发现”了万有引力。所以,引力定律不是基本定律。

其二,仅从引力定律公式产生的过程角度来看,在牛顿时代以前及同时代,其他许多人已经得出了“太阳系”(仅仅在此范围)行星公转的向心加速度依距离太阳平方反比分布规律(真正的经验公式,不是基本定律)。由于牛顿发现了地面上的重力(重力加速度)与“太阳系”中的卫星及行星公转的“向心力”(还是牛顿三定律的“范式”)是同一性质(是伟大的发现),(然而把此同一性质当作同一种“力”——错误的转化开始了。)再下一步,又依重力大小还与表现重力的物体(地面上的)的质量有关系,同时又把“平方反比律”人为“加”上了质量(中心质量,实际上是太阳的质量。),引力定律产生了。然后,问题又转化了,抛开了“中心质量”与地面上的“质量”的区别后,引力开始“万有”了。于是,在我吃饭的时候,我饭桌上的“烧鸡”与我也就有了“引力”(可不是因为我饿了,烧鸡对我有吸引力的“力”)。引力定律中的“平方反比律”本来是“宇宙”(太阳系)中的现象范围,就无形地被人为地扩大到了“一切”的范围,这是人的思维的错误。仅从此角度,就说明了“引力定律”仍是经验公式,不是基本定律。把一定范围的经验规律人为地无限扩大,有时可以产生“伟大”的发现,但是,同时又是风险极大的“发现”,非常容易造成极大的认识错误。这也就是科学哲学家波普尔“证伪主义”能够可以成立且有“用武”的地方。因为,我们人的思维的归纳(经验)语言(不仅仅是语言,也是认识。)一般都用“所有格”。

美国科学家说在宇宙尺度水平上,牛顿的“万有引力定律”就不再有效,也就是说“万有引力定律”存在局限性,只在一定条件下成立。实际上是说反了,“万有引力定律”恰恰是在宇宙尺度(太阳系尺度)上有效。在我们与我们饭桌上的“烧鸡”之间,恰恰没有一点“效”。有效不等于精确,因为“引力定律”是经验公式。引力定律仅在“九大行星”范围内“精确”(也不是绝对的),因为“平方反比律”就是由此得出的。在“冥王星”轨道之外,或在“水星”轨道之内,就不一定绝对按平方反比律。所以,“先驱者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探测器偏离按照“万有引力定律”计算的轨道,是很正常的。如果把此“偏离”现象当作另外的什么莫名其妙的“力”在起作用,则是不正常的,这是我们思维的“不正常”。

经验公式不一定精确,是不是理论的基本定律就一定精确了?这要从什么角度来看了。基本定律是“人为”规定的,当然在理论内部是精确的了。但是,基本定律如果要运用到实践中去,一般的来说,必须经过“经验命题”这个中间环节,才能与现象世界建立“联系”,所以,同样不会是“精确”的。牛顿惯性定律是基本定律,产生它的“经验命题”是“同一质量同一初速度的物体阻力大则运动的距离短,阻力小则运动的距离长。”所以,我们把牛顿惯性定律运用到实践中去,就得通过此“经验命题”来与现象层次建立联系。因为我们不可能看到“物体在没有外力的作用下,永远地做匀速直线运动”。

说一千道一万,产生这些纠缠不清的问题的根源,还是由于牛顿力学体系本身的缺陷所造成的。在没有重力场的前提下,牛顿力学体系(牛顿第一第二定律;注:牛顿第三定律是力学体系定律,不受有没有重力场条件的限制。)才成立。在重力场的前提下,牛顿力学体系不成立。引力是对“重力”本质的错误认识。爱因斯坦认识到了“重力”的本质,但是又在“空间”的方面走了弯路,“就像他的光线在引力场中走弯路一样”,把物体本身的“惯性与重性”同一的认识,转化为抛开物体的“参考系变换”的问题了。我们必须把没有重力场空间与有重力场空间作为认识的前提,才可以捋清我们的思维。而有重力场空间的参考系是确定的,因为在重力场的中心都有一个“特殊质量(可不是什么引力质量)的”天体,这个“天体”就是确定的参考系。如果没有此前提的认识,我们的思维永远是在“逻辑循环”的怪圈中打转。比如:没有“特殊物体”(整体天体)与一般物体区别的认识,就会产生引力场是由于其中心“质量”,质量又是产生引力场的根源,于是,质量又是产生“引力”的根源,引力还是“力作用”,而“场”的存在又没有意义了。目前在此方面的许多争论与探讨的问题,都是毫无意义的,是在引导一些人消耗一生的精力或消耗许许多多人的精力。相对论把人们“相对”得晕头转向。当我们问一位幼儿园里的儿童,你数一数屋子里有多少人时,这个儿童就说有六个,实际上是七个,你就会笑话他,因为他没有把自己算进去。然而,我们在“相对论”的问题上,是在犯同样的错误。狭义相对论的光速不变(与光源的运动无关)的假设本身就是意味着有绝对参考系背景,否则,光速本身又是怎么判定的呢。当你在描述“相对”的时候,你别忘了你自己本身就是参考系,你自己本身就是一个物体。在这方面,可不像判断那位儿童的错误那么简单了,因为我们每个人在看别人的描述时,自己又不是“旁观者”了,也身临其境了。不要为没有绝对参考系而发愁,因为我们在客观世界里总可以找到我们需要的参考系。

我们为什么把“万有引力定律”当作了基本定律,就是因为牛顿力学体系(三定律)没有对“重力”有正确的认识,不得不把“引力定律”硬塞进来充数,自欺欺人地当作基本定律。我们目前缺乏的正是对牛顿力学与“重力”的统一的认识,否则,今天就没有那么多的人在书上及在因特网上看到那么多的人在讨论“引力与空间”的问题了。牛顿呀牛顿,你有了伟大的发现,为人类做出了巨大的贡献,同时你的“引力”又给你身后的多少人带来了多少的麻烦,到如今已经三百年了,为你的“引力”怎样变为直接作用消耗了多少人的精力,至今还有人在探讨“引力的屏蔽”(把引力当作独立存在的“东西”了)问题,真是罪过。自由落体的下落原因本不是由于外力作用的结果,也不是力作用的结果,难道“作用”就一定是“力”吗!在这个世界上,难道没有“力”,就没有自己运动的东西了吗。脱氧核糖核酸不是自己在复制自己吗!我们人类对世界的认识主要是由于我们是在改造世界的过程中来认识世界的,于是,就把我们人类对世界的作用也客观化了,当作了客观世界的作用了。“力”来源于我们人类肢体对世界的作用,于是,就把“肢体”的作用外化了。我们今天的人类已经在改变着我们对客观世界认识的角度,我们已经把我们人类自身当作了客观世界的一分子。那我们在“引力”的问题上为什么还以“自我”为中心呢。

当我写到此处时,我自我感觉良好,因为我经过了二三十年的艰苦探索,历经了多少的人间苦难,终于“发明”出了新的力学“公理化”的三定律。我自我觉得我自己的思维顺畅多了。用我的“惯性力学三定律”来教我的上重点高中的孩子(她不喜欢物理),我的孩子也说:按你的定律来理解力学,来解力学习题简单多了。我(我孩子)在考虑力学习题的时候,就总是用手拿着另一端栓着石头的弹簧的角度来理解,原来石头通过弹簧本身作用在我的手上的力都是石头本身的“惯性力”(包括重力)。我的孩子又说:用你的定律来解力学习题,老师不给分数怎么办?我回答道:按我的理解来解习题,再按老师的步骤写出来,不就得了,因为你已经了解了力学教科书知识的缺陷了。世界上的许多事都很怪,中学的学生都能理解的事,研究生就不一定理解。我可理解为什么,因为人类的思维有一个缺陷,年龄越大,学问越高,其思维定势越不容易改变。教科书中(大学)的“惯性力”往往是在非惯性系(非惯性系与惯性系的提法本身就是一个错误,因为还是牛顿力学的“范式”。)中出现的“虚构力”,之所以教科书中回避“惯性力”就是物体本身对真正“合外力”的反作用力,是因为“就合”造成自由落体加速运动的外力重力(引力)没有反作用力的事实(是失重状态,这恰恰就是不应该把重力当作“牛顿”外力的症结所在)。问题就在于自由落体的加速运动原因不是由于外力。如果读者感兴趣,我将在下一篇文章中,专门就怎样用我的“惯性力学三定律”来解中学及大学的“动力学”习题方面说一说。大中学生都觉得物理学中的力学部分最难,尤其是动力学的部分。究其原因不是学生的脑子笨,而是由于其“知识”的本身就有问题。不知者不怪,如果已经知道了其“知识”的缺陷,还要用有缺陷的知识去教学生,那可是真的“误人子弟”了(浪费别人的精力等于浪费别人的生命)。当我有一次看“智力快车”电视栏目的时候,主持人在问一位中学生:空间实验室中的人处于失重状态,是没有引力正在作用?此中学生回答“是”,结果被认为是错误的回答,没有给分。我看到此,我真为该学生鸣不平。如此僵化的“知识”!知识的僵化!怎么提高“智力”,重要的是让我们的学生怎样去思考,而不是知道多少。知识的发展是“淘汰制”,不是“积累制”,否则一千年后的研究生毕业的年龄该是一百岁了。今天的“知识大爆炸了”,这说明了什么?是进步还是后退?今天的“知识”该“凝缩”了。大学生毕业的年龄应该是身体发育成熟的年龄(应该是中学毕业的年龄)。(说多了,有?憷胩饬恕:迷谑窃谝蛱赝戏⒈砦业囊饧#┯械娜怂滴以谖恼轮兴荡蠡埃馑际撬滴也磺椤N沂翟谑悄擅疲胁簧偃嗽谄洹爸鳌钡那把曰蚪嵛仓校苁怯姓庋摹疤谆啊薄倚吹牟灰欢ǘ浴!安灰欢ǘ浴蹦慊剐闯鏊陕铮狗⒈硭陕铮饶阊芯俊岸浴绷耍俜⒈淼昧恕N以诖恕俺『稀蔽薹ā扒椤薄N以谖业纳弦黄恼轮芯凸弧靶槲薄钡牧耍蛭野盐曳⒚鞯摹肮咝粤ρ伞背莆俺⑹浴保导噬衔胰衔乙丫旧贤瓿闪税蛩固沟哪勘辍N壹热徽业搅恕罢胬怼保揖陀Ω糜性鹑稳バθト萌嗣侨ダ斫馑H绻晃宦粢┑娜耍刹皇锹艏僖┕室馄说娜耍┧邓囊┎灰欢ㄖ尾。孤蛩囊空獠皇悄敲椿厥隆?nbsp;

总的来说,“万有引力失灵”的说法本身就是错误。我们应该把“万有引力”与“万有引力定律”分开来认识。其定律本身是对的,而对其定律的物理意义的理解则是另一码事,不要混在一起。美国科学家与中国科学家对“先驱者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探测器偏离“万有引力定律”计算的轨道事实的看法都是基于“引力定律”是基本定律的认识。问题是,引力定律在我的“三定律”里是导出“定律”,已不是基本定律,是经验公式。严格地说来,引力定律不应该再叫了,引力定律不存在了。真正的经验公式是“平方反比律”(就是重力场的强度公式,就是重力场空间),其“中心质量”仅具有重力场初始量的物理意义,不是真正的中心天体的质

量。而“非中心质量”(原来叫引力质量)也还是“惯性质量”。

参考文献

[1]马英卓:引力是产生出来的,〈科学〉(科学美国人中文版)杂志,1998年第五期。

[2]马英卓:引力与广义力学、整体天体,〈科学〉(科学美国人中文版)杂志,1999年第三期。

万有引力范文篇2

美国科学家质疑“万有引力定律”,中国科学家的反映是“基本定律”不容质疑。问题是“引力定律”是否是基本定律?基本定律又是什么涵义?基本定律就一定精确吗?

北京青年报2001年5月18日有一篇名为《万有引力失灵了吗?》的报道(见网站《当代物理——物理论文集》的“国外新闻”栏目),我看了此报道之后,有感而发此篇议论。我认为从表面意义上的角度,美国的科学家与中国的科学家的提法都对。实际上美国与中国的科学家都把引力定律当作了“基本定律”,如果不把它当作“基本定律”,美国科学家也就不质疑它了;既然是确定的“基本定律”,中国科学家当然认为不容质疑了,而要寻找其他的解释。[人的思维有一个缺点,一旦在现象事实方面有与原来理论有冲突(反常)的地方,为了保护原来的理论——也就是被科学哲学称为“范式或科学研究纲领”,就必然要寻找其它的理由来解释。]问题在于引力定律是不是基本定律,如果不是,那我们为什么把它当作基本定律来运用。

基本定律就是理论体系的“公理”定律,是思考的出发点,是逻辑的原始出发点——原始大前提,不是由其他定律推导出来的定律。而我认为引力定律不是基本定律,理由有二:

其一,牛顿力学理论体系的基本定律是其三定律。而其三定律没有包含“重力”方面的内容,作为“重力”方面内容的补充,不得不把引力定律当作基本定律来运用了。实际上,引力定律是牛顿三定律的(概念上的)“导出”定律,因为由于自由落体是加速运动,从其第一第二定律为出发点(牛顿力学理论真正的“范式或科学研究纲领”。一定要注意,牛顿第二定律是其第一定律的数学表达式。),从而认为自由落体运动的原因也是由于外力造成的,于是,就“发现”了万有引力。所以,引力定律不是基本定律。

其二,仅从引力定律公式产生的过程角度来看,在牛顿时代以前及同时代,其他许多人已经得出了“太阳系”(仅仅在此范围)行星公转的向心加速度依距离太阳平方反比分布规律(真正的经验公式,不是基本定律)。由于牛顿发现了地面上的重力(重力加速度)与“太阳系”中的卫星及行星公转的“向心力”(还是牛顿三定律的“范式”)是同一性质(是伟大的发现),(然而把此同一性质当作同一种“力”——错误的转化开始了。)再下一步,又依重力大小还与表现重力的物体(地面上的)的质量有关系,同时又把“平方反比律”人为“加”上了质量(中心质量,实际上是太阳的质量。),引力定律产生了。然后,问题又转化了,抛开了“中心质量”与地面上的“质量”的区别后,引力开始“万有”了。于是,在我吃饭的时候,我饭桌上的“烧鸡”与我也就有了“引力”(可不是因为我饿了,烧鸡对我有吸引力的“力”)。引力定律中的“平方反比律”本来是“宇宙”(太阳系)中的现象范围,就无形地被人为地扩大到了“一切”的范围,这是人的思维的错误。仅从此角度,就说明了“引力定律”仍是经验公式,不是基本定律。把一定范围的经验规律人为地无限扩大,有时可以产生“伟大”的发现,但是,同时又是风险极大的“发现”,非常容易造成极大的认识错误。这也就是科学哲学家波普尔“证伪主义”能够可以成立且有“用武”的地方。因为,我们人的思维的归纳(经验)语言(不仅仅是语言,也是认识。)一般都用“所有格”。

美国科学家说在宇宙尺度水平上,牛顿的“万有引力定律”就不再有效,也就是说“万有引力定律”存在局限性,只在一定条件下成立。实际上是说反了,“万有引力定律”恰恰是在宇宙尺度(太阳系尺度)上有效。在我们与我们饭桌上的“烧鸡”之间,恰恰没有一点“效”。有效不等于精确,因为“引力定律”是经验公式。引力定律仅在“九大行星”范围内“精确”(也不是绝对的),因为“平方反比律”就是由此得出的。在“冥王星”轨道之外,或在“水星”轨道之内,就不一定绝对按平方反比律。所以,“先驱者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探测器偏离按照“万有引力定律”计算的轨道,是很正常的。如果把此“偏离”现象当作另外的什么莫名其妙的“力”在起作用,则是不正常的,这是我们思维的“不正常”。

经验公式不一定精确,是不是理论的基本定律就一定精确了?这要从什么角度来看了。基本定律是“人为”规定的,当然在理论内部是精确的了。但是,基本定律如果要运用到实践中去,一般的来说,必须经过“经验命题”这个中间环节,才能与现象世界建立“联系”,所以,同样不会是“精确”的。牛顿惯性定律是基本定律,产生它的“经验命题”是“同一质量同一初速度的物体阻力大则运动的距离短,阻力小则运动的距离长。”所以,我们把牛顿惯性定律运用到实践中去,就得通过此“经验命题”来与现象层次建立联系。因为我们不可能看到“物体在没有外力的作用下,永远地做匀速直线运动”。

万有引力范文篇3

美国科学家质疑“万有引力定律”,中国科学家的反映是“基本定律”不容质疑。问题是“引力定律”是否是基本定律?基本定律又是什么涵义?基本定律就一定精确吗?

北京青年报2001年5月18日有一篇名为《万有引力失灵了吗?》的报道(见网站《当代物理——物理论文集》的“国外新闻”栏目),我看了此报道之后,有感而发此篇议论。我认为从表面意义上的角度,美国的科学家与中国的科学家的提法都对。实际上美国与中国的科学家都把引力定律当作了“基本定律”,如果不把它当作“基本定律”,美国科学家也就不质疑它了;既然是确定的“基本定律”,中国科学家当然认为不容质疑了,而要寻找其他的解释。[人的思维有一个缺点,一旦在现象事实方面有与原来理论有冲突(反常)的地方,为了保护原来的理论——也就是被科学哲学称为“范式或科学研究纲领”,就必然要寻找其它的理由来解释。]问题在于引力定律是不是基本定律,如果不是,那我们为什么把它当作基本定律来运用。

基本定律就是理论体系的“公理”定律,是思考的出发点,是逻辑的原始出发点——原始大前提,不是由其他定律推导出来的定律。而我认为引力定律不是基本定律,理由有二:

其一,牛顿力学理论体系的基本定律是其三定律。而其三定律没有包含“重力”方面的内容,作为“重力”方面内容的补充,不得不把引力定律当作基本定律来运用了。实际上,引力定律是牛顿三定律的(概念上的)“导出”定律,因为由于自由落体是加速运动,从其第一第二定律为出发点(牛顿力学理论真正的“范式或科学研究纲领”。一定要注意,牛顿第二定律是其第一定律的数学表达式。),从而认为自由落体运动的原因也是由于外力造成的,于是,就“发现”了万有引力。所以,引力定律不是基本定律。

其二,仅从引力定律公式产生的过程角度来看,在牛顿时代以前及同时代,其他许多人已经得出了“太阳系”(仅仅在此范围)行星公转的向心加速度依距离太阳平方反比分布规律(真正的经验公式,不是基本定律)。由于牛顿发现了地面上的重力(重力加速度)与“太阳系”中的卫星及行星公转的“向心力”(还是牛顿三定律的“范式”)是同一性质(是伟大的发现),(然而把此同一性质当作同一种“力”——错误的转化开始了。)再下一步,又依重力大小还与表现重力的物体(地面上的)的质量有关系,同时又把“平方反比律”人为“加”上了质量(中心质量,实际上是太阳的质量。),引力定律产生了。然后,问题又转化了,抛开了“中心质量”与地面上的“质量”的区别后,引力开始“万有”了。于是,在我吃饭的时候,我饭桌上的“烧鸡”与我也就有了“引力”(可不是因为我饿了,烧鸡对我有吸引力的“力”)。引力定律中的“平方反比律”本来是“宇宙”(太阳系)中的现象范围,就无形地被人为地扩大到了“一切”的范围,这是人的思维的错误。仅从此角度,就说明了“引力定律”仍是经验公式,不是基本定律。把一定范围的经验规律人为地无限扩大,有时可以产生“伟大”的发现,但是,同时又是风险极大的“发现”,非常容易造成极大的认识错误。这也就是科学哲学家波普尔“证伪主义”能够可以成立且有“用武”的地方。因为,我们人的思维的归纳(经验)语言(不仅仅是语言,也是认识。)一般都用“所有格”。

美国科学家说在宇宙尺度水平上,牛顿的“万有引力定律”就不再有效,也就是说“万有引力定律”存在局限性,只在一定条件下成立。实际上是说反了,“万有引力定律”恰恰是在宇宙尺度(太阳系尺度)上有效。在我们与我们饭桌上的“烧鸡”之间,恰恰没有一点“效”。有效不等于精确,因为“引力定律”是经验公式。引力定律仅在“九大行星”范围内“精确”(也不是绝对的),因为“平方反比律”就是由此得出的。在“冥王星”轨道之外,或在“水星”轨道之内,就不一定绝对按平方反比律。所以,“先驱者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探测器偏离按照“万有引力定律”计算的轨道,是很正常的。如果把此“偏离”现象当作另外的什么莫名其妙的“力”在起作用,则是不正常的,这是我们思维的“不正常”。

经验公式不一定精确,是不是理论的基本定律就一定精确了?这要从什么角度来看了。基本定律是“人为”规定的,当然在理论内部是精确的了。但是,基本定律如果要运用到实践中去,一般的来说,必须经过“经验命题”这个中间环节,才能与现象世界建立“联系”,所以,同样不会是“精确”的。牛顿惯性定律是基本定律,产生它的“经验命题”是“同一质量同一初速度的物体阻力大则运动的距离短,阻力小则运动的距离长。”所以,我们把牛顿惯性定律运用到实践中去,就得通过此“经验命题”来与现象层次建立联系。因为我们不可能看到“物体在没有外力的作用下,永远地做匀速直线运动”。

说一千道一万,产生这些纠缠不清的问题的根源,还是由于牛顿力学体系本身的缺陷所造成的。在没有重力场的前提下,牛顿力学体系(牛顿第一第二定律;注:牛顿第三定律是力学体系定律,不受有没有重力场条件的限制。)才成立。在重力场的前提下,牛顿力学体系不成立。引力是对“重力”本质的错误认识。爱因斯坦认识到了“重力”的本质,但是又在“空间”的方面走了弯路,“就像他的光线在引力场中走弯路一样”,把物体本身的“惯性与重性”同一的认识,转化为抛开物体的“参考系变换”的问题了。我们必须把没有重力场空间与有重力场空间作为认识的前提,才可以捋清我们的思维。而有重力场空间的参考系是确定的,因为在重力场的中心都有一个“特殊质量(可不是什么引力质量)的”天体,这个“天体”就是确定的参考系。如果没有此前提的认识,我们的思维永远是在“逻辑循环”的怪圈中打转。比如:没有“特殊物体”(整体天体)与一般物体区别的认识,就会产生引力场是由于其中心“质量”,质量又是产生引力场的根源,于是,质量又是产生“引力”的根源,引力还是“力作用”,而“场”的存在又没有意义了。目前在此方面的许多争论与探讨的问题,都是毫无意义的,是在引导一些人消耗一生的精力或消耗许许多多人的精力。相对论把人们“相对”得晕头转向。当我们问一位幼儿园里的儿童,你数一数屋子里有多少人时,这个儿童就说有六个,实际上是七个,你就会笑话他,因为他没有把自己算进去。然而,我们在“相对论”的问题上,是在犯同样的错误。狭义相对论的光速不变(与光源的运动无关)的假设本身就是意味着有绝对参考系背景,否则,光速本身又是怎么判定的呢。当你在描述“相对”的时候,你别忘了你自己本身就是参考系,你自己本身就是一个物体。在这方面,可不像判断那位儿童的错误那么简单了,因为我们每个人在看别人的描述时,自己又不是“旁观者”了,也身临其境了。不要为没有绝对参考系而发愁,因为我们在客观世界里总可以找到我们需要的参考系。

我们为什么把“万有引力定律”当作了基本定律,就是因为牛顿力学体系(三定律)没有对“重力”有正确的认识,不得不把“引力定律”硬塞进来充数,自欺欺人地当作基本定律。我们目前缺乏的正是对牛顿力学与“重力”的统一的认识,否则,今天就没有那么多的人在书上及在因特网上看到那么多的人在讨论“引力与空间”的问题了。牛顿呀牛顿,你有了伟大的发现,为人类做出了巨大的贡献,同时你的“引力”又给你身后的多少人带来了多少的麻烦,到如今已经三百年了,为你的“引力”怎样变为直接作用消耗了多少人的精力,至今还有人在探讨“引力的屏蔽”(把引力当作独立存在的“东西”了)问题,真是罪过。自由落体的下落原因本不是由于外力作用的结果,也不是力作用的结果,难道“作用”就一定是“力”吗!在这个世界上,难道没有“力”,就没有自己运动的东西了吗。脱氧核糖核酸不是自己在复制自己吗!我们人类对世界的认识主要是由于我们是在改造世界的过程中来认识世界的,于是,就把我们人类对世界的作用也客观化了,当作了客观世界的作用了。“力”来源于我们人类肢体对世界的作用,于是,就把“肢体”的作用外化了。我们今天的人类已经在改变着我们对客观世界认识的角度,我们已经把我们人类自身当作了客观世界的一分子。那我们在“引力”的问题上为什么还以“自我”为中心呢。

当我写到此处时,我自我感觉良好,因为我经过了二三十年的艰苦探索,历经了多少的人间苦难,终于“发明”出了新的力学“公理化”的三定律。我自我觉得我自己的思维顺畅多了。用我的“惯性力学三定律”来教我的上重点高中的孩子(她不喜欢物理),我的孩子也说:按你的定律来理解力学,来解力学习题简单多了。我(我孩子)在考虑力学习题的时候,就总是用手拿着另一端栓着石头的弹簧的角度来理解,原来石头通过弹簧本身作用在我的手上的力都是石头本身的“惯性力”(包括重力)。我的孩子又说:用你的定律来解力学习题,老师不给分数怎么办?我回答道:按我的理解来解习题,再按老师的步骤写出来,不就得了,因为你已经了解了力学教科书知识的缺陷了。世界上的许多事都很怪,中学的学生都能理解的事,研究生就不一定理解。我可理解为什么,因为人类的思维有一个缺陷,年龄越大,学问越高,其思维定势越不容易改变。教科书中(大学)的“惯性力”往往是在非惯性系(非惯性系与惯性系的提法本身就是一个错误,因为还是牛顿力学的“范式”。)中出现的“虚构力”,之所以教科书中回避“惯性力”就是物体本身对真正“合外力”的反作用力,是因为“就合”造成自由落体加速运动的外力重力(引力)没有反作用力的事实(是失重状态,这恰恰就是不应该把重力当作“牛顿”外力的症结所在)。问题就在于自由落体的加速运动原因不是由于外力。如果读者感兴趣,我将在下一篇文章中,专门就怎样用我的“惯性力学三定律”来解中学及大学的“动力学”习题方面说一说。大中学生都觉得物理学中的力学部分最难,尤其是动力学的部分。究其原因不是学生的脑子笨,而是由于其“知识”的本身就有问题。不知者不怪,如果已经知道了其“知识”的缺陷,还要用有缺陷的知识去教学生,那可是真的“误人子弟”了(浪费别人的精力等于浪费别人的生命)。当我有一次看“智力快车”电视栏目的时候,主持人在问一位中学生:空间实验室中的人处于失重状态,是没有引力正在作用?此中学生回答“是”,结果被认为是错误的回答,没有给分。我看到此,我真为该学生鸣不平。如此僵化的“知识”!知识的僵化!怎么提高“智力”,重要的是让我们的学生怎样去思考,而不是知道多少。知识的发展是“淘汰制”,不是“积累制”,否则一千年后的研究生毕业的年龄该是一百岁了。今天的“知识大爆炸了”,这说明了什么?是进步还是后退?今天的“知识”该“凝缩”了。大学生毕业的年龄应该是身体发育成熟的年龄(应该是中学毕业的年龄)。(说多了,有点离题了。好在是在因特网上发表我的意见。)有的人说我在文章中说大话,意思是说我不谦虚。我实在是纳闷,有不少人在其“著作”的前言或结尾中,总是有这样的“套话”——我写的不一定对……。“不一定对”你还写出它干嘛,还发表它干嘛,等你研究“对”了,再发表得了。我在此“场合”无法“谦虚”。我在我的上一篇文章中就够“虚伪”的了,因为我把我发明的“惯性力学三定律”称为“尝试”,实际上我认为我已经基本上完成了爱因斯坦的目标。我既然找到了“真理”,我就应该有责任去宣传它,努力去让人们去理解它。如果一位卖药的人(可不是卖假药故意骗人的人)说他的药不一定治病,谁还买他的药?这不是那么回事。

总的来说,“万有引力失灵”的说法本身就是错误。我们应该把“万有引力”与“万有引力定律”分开来认识。其定律本身是对的,而对其定律的物理意义的理解则是另一码事,不要混在一起。美国科学家与中国科学家对“先驱者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探测器偏离“万有引力定律”计算的轨道事实的看法都是基于“引力定律”是基本定律的认识。问题是,引力定律在我的“三定律”里是导出“定律”,已不是基本定律,是经验公式。严格地说来,引力定律不应该再叫了,引力定律不存在了。真正的经验公式是“平方反比律”(就是重力场的强度公式,就是重力场空间),其“中心质量”仅具有重力场初始量的物理意义,不是真正的中心天体的质

量。而“非中心质量”(原来叫引力质量)也还是“惯性质量”。

参考文献

[1]马英卓:引力是产生出来的,〈科学〉(科学美国人中文版)杂志,1998年第五期。

[2]马英卓:引力与广义力学、整体天体,〈科学〉(科学美国人中文版)杂志,1999年第三期。

[3]马英卓:惯性力学与整体科学体系,《科学》(科学美国人中文版)杂志,2000年第七期。

万有引力范文篇4

美国科学家质疑“万有引力定律”,中国科学家的反映是“基本定律”不容质疑。问题是“引力定律”是否是基本定律?基本定律又是什么涵义?基本定律就一定精确吗?

北京青年报2001年5月18日有一篇名为《万有引力失灵了吗?》的报道(见网站《当代物理——物理论文集》的“国外新闻”栏目),我看了此报道之后,有感而发此篇议论。我认为从表面意义上的角度,美国的科学家与中国的科学家的提法都对。实际上美国与中国的科学家都把引力定律当作了“基本定律”,如果不把它当作“基本定律”,美国科学家也就不质疑它了;既然是确定的“基本定律”,中国科学家当然认为不容质疑了,而要寻找其他的解释。[人的思维有一个缺点,一旦在现象事实方面有与原来理论有冲突(反常)的地方,为了保护原来的理论——也就是被科学哲学称为“范式或科学研究纲领”,就必然要寻找其它的理由来解释。]问题在于引力定律是不是基本定律,如果不是,那我们为什么把它当作基本定律来运用。

基本定律就是理论体系的“公理”定律,是思考的出发点,是逻辑的原始出发点——原始大前提,不是由其他定律推导出来的定律。而我认为引力定律不是基本定律,理由有二:

其一,牛顿力学理论体系的基本定律是其三定律。而其三定律没有包含“重力”方面的内容,作为“重力”方面内容的补充,不得不把引力定律当作基本定律来运用了。实际上,引力定律是牛顿三定律的(概念上的)“导出”定律,因为由于自由落体是加速运动,从其第一第二定律为出发点(牛顿力学理论真正的“范式或科学研究纲领”。一定要注意,牛顿第二定律是其第一定律的数学表达式。),从而认为自由落体运动的原因也是由于外力造成的,于是,就“发现”了万有引力。所以,引力定律不是基本定律。

其二,仅从引力定律公式产生的过程角度来看,在牛顿时代以前及同时代,其他许多人已经得出了“太阳系”(仅仅在此范围)行星公转的向心加速度依距离太阳平方反比分布规律(真正的经验公式,不是基本定律)。由于牛顿发现了地面上的重力(重力加速度)与“太阳系”中的卫星及行星公转的“向心力”(还是牛顿三定律的“范式”)是同一性质(是伟大的发现),(然而把此同一性质当作同一种“力”——错误的转化开始了。)再下一步,又依重力大小还与表现重力的物体(地面上的)的质量有关系,同时又把“平方反比律”人为“加”上了质量(中心质量,实际上是太阳的质量。),引力定律产生了。然后,问题又转化了,抛开了“中心质量”与地面上的“质量”的区别后,引力开始“万有”了。于是,在我吃饭的时候,我饭桌上的“烧鸡”与我也就有了“引力”(可不是因为我饿了,烧鸡对我有吸引力的“力”)。引力定律中的“平方反比律”本来是“宇宙”(太阳系)中的现象范围,就无形地被人为地扩大到了“一切”的范围,这是人的思维的错误。仅从此角度,就说明了“引力定律”仍是经验公式,不是基本定律。把一定范围的经验规律人为地无限扩大,有时可以产生“伟大”的发现,但是,同时又是风险极大的“发现”,非常容易造成极大的认识错误。这也就是科学哲学家波普尔“证伪主义”能够可以成立且有“用武”的地方。因为,我们人的思维的归纳(经验)语言(不仅仅是语言,也是认识。)一般都用“所有格”。

美国科学家说在宇宙尺度水平上,牛顿的“万有引力定律”就不再有效,也就是说“万有引力定律”存在局限性,只在一定条件下成立。实际上是说反了,“万有引力定律”恰恰是在宇宙尺度(太阳系尺度)上有效。在我们与我们饭桌上的“烧鸡”之间,恰恰没有一点“效”。有效不等于精确,因为“引力定律”是经验公式。引力定律仅在“九大行星”范围内“精确”(也不是绝对的),因为“平方反比律”就是由此得出的。在“冥王星”轨道之外,或在“水星”轨道之内,就不一定绝对按平方反比律。所以,“先驱者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探测器偏离按照“万有引力定律”计算的轨道,是很正常的。如果把此“偏离”现象当作另外的什么莫名其妙的“力”在起作用,则是不正常的,这是我们思维的“不正常”。

经验公式不一定精确,是不是理论的基本定律就一定精确了?这要从什么角度来看了。基本定律是“人为”规定的,当然在理论内部是精确的了。但是,基本定律如果要运用到实践中去,一般的来说,必须经过“经验命题”这个中间环节,才能与现象世界建立“联系”,所以,同样不会是“精确”的。牛顿惯性定律是基本定律,产生它的“经验命题”是“同一质量同一初速度的物体阻力大则运动的距离短,阻力小则运动的距离长。”所以,我们把牛顿惯性定律运用到实践中去,就得通过此“经验命题”来与现象层次建立联系。因为我们不可能看到“物体在没有外力的作用下,永远地做匀速直线运动”。

说一千道一万,产生这些纠缠不清的问题的根源,还是由于牛顿力学体系本身的缺陷所造成的。在没有重力场的前提下,牛顿力学体系(牛顿第一第二定律;注:牛顿第三定律是力学体系定律,不受有没有重力场条件的限制。)才成立。在重力场的前提下,牛顿力学体系不成立。引力是对“重力”本质的错误认识。爱因斯坦认识到了“重力”的本质,但是又在“空间”的方面走了弯路,“就像他的光线在引力场中走弯路一样”,把物体本身的“惯性与重性”同一的认识,转化为抛开物体的“参考系变换”的问题了。我们必须把没有重力场空间与有重力场空间作为认识的前提,才可以捋清我们的思维。而有重力场空间的参考系是确定的,因为在重力场的中心都有一个“特殊质量(可不是什么引力质量)的”天体,这个“天体”就是确定的参考系。如果没有此前提的认识,我们的思维永远是在“逻辑循环”的怪圈中打转。比如:没有“特殊物体”(整体天体)与一般物体区别的认识,就会产生引力场是由于其中心“质量”,质量又是产生引力场的根源,于是,质量又是产生“引力”的根源,引力还是“力作用”,而“场”的存在又没有意义了。目前在此方面的许多争论与探讨的问题,都是毫无意义的,是在引导一些人消耗一生的精力或消耗许许多多人的精力。相对论把人们“相对”得晕头转向。当我们问一位幼儿园里的儿童,你数一数屋子里有多少人时,这个儿童就说有六个,实际上是七个,你就会笑话他,因为他没有把自己算进去。然而,我们在“相对论”的问题上,是在犯同样的错误。狭义相对论的光速不变(与光源的运动无关)的假设本身就是意味着有绝对参考系背景,否则,光速本身又是怎么判定的呢。当你在描述“相对”的时候,你别忘了你自己本身就是参考系,你自己本身就是一个物体。在这方面,可不像判断那位儿童的错误那么简单了,因为我们每个人在看别人的描述时,自己又不是“旁观者”了,也身临其境了。不要为没有绝对参考系而发愁,因为我们在客观世界里总可以找到我们需要的参考系。

我们为什么把“万有引力定律”当作了基本定律,就是因为牛顿力学体系(三定律)没有对“重力”有正确的认识,不得不把“引力定律”硬塞进来充数,自欺欺人地当作基本定律。我们目前缺乏的正是对牛顿力学与“重力”的统一的认识,否则,今天就没有那么多的人在书上及在因特网上看到那么多的人在讨论“引力与空间”的问题了。牛顿呀牛顿,你有了伟大的发现,为人类做出了巨大的贡献,同时你的“引力”又给你身后的多少人带来了多少的麻烦,到如今已经三百年了,为你的“引力”怎样变为直接作用消耗了多少人的精力,至今还有人在探讨“引力的屏蔽”(把引力当作独立存在的“东西”了)问题,真是罪过。自由落体的下落原因本不是由于外力作用的结果,也不是力作用的结果,难道“作用”就一定是“力”吗!在这个世界上,难道没有“力”,就没有自己运动的东西了吗。脱氧核糖核酸不是自己在复制自己吗!我们人类对世界的认识主要是由于我们是在改造世界的过程中来认识世界的,于是,就把我们人类对世界的作用也客观化了,当作了客观世界的作用了。“力”来源于我们人类肢体对世界的作用,于是,就把“肢体”的作用外化了。我们今天的人类已经在改变着我们对客观世界认识的角度,我们已经把我们人类自身当作了客观世界的一分子。那我们在“引力”的问题上为什么还以“自我”为中心呢。

当我写到此处时,我自我感觉良好,因为我经过了二三十年的艰苦探索,历经了多少的人间苦难,终于“发明”出了新的力学“公理化”的三定律。我自我觉得我自己的思维顺畅多了。用我的“惯性力学三定律”来教我的上重点高中的孩子(她不喜欢物理),我的孩子也说:按你的定律来理解力学,来解力学习题简单多了。我(我孩子)在考虑力学习题的时候,就总是用手拿着另一端栓着石头的弹簧的角度来理解,原来石头通过弹簧本身作用在我的手上的力都是石头本身的“惯性力”(包括重力)。我的孩子又说:用你的定律来解力学习题,老师不给分数怎么办?我回答道:按我的理解来解习题,再按老师的步骤写出来,不就得了,因为你已经了解了力学教科书知识的缺陷了。世界上的许多事都很怪,中学的学生都能理解的事,研究生就不一定理解。我可理解为什么,因为人类的思维有一个缺陷,年龄越大,学问越高,其思维定势越不容易改变。教科书中(大学)的“惯性力”往往是在非惯性系(非惯性系与惯性系的提法本身就是一个错误,因为还是牛顿力学的“范式”。)中出现的“虚构力”,之所以教科书中回避“惯性力”就是物体本身对真正“合外力”的反作用力,是因为“就合”造成自由落体加速运动的外力重力(引力)没有反作用力的事实(是失重状态,这恰恰就是不应该把重力当作“牛顿”外力的症结所在)。问题就在于自由落体的加速运动原因不是由于外力。如果读者感兴趣,我将在下一篇文章中,专门就怎样用我的“惯性力学三定律”来解中学及大学的“动力学”习题方面说一说。大中学生都觉得物理学中的力学部分最难,尤其是动力学的部分。究其原因不是学生的脑子笨,而是由于其“知识”的本身就有问题。不知者不怪,如果已经知道了其“知识”的缺陷,还要用有缺陷的知识去教学生,那可是真的“误人子弟”了(浪费别人的精力等于浪费别人的生命)。当我有一次看“智力快车”电视栏目的时候,主持人在问一位中学生:空间实验室中的人处于失重状态,是没有引力正在作用?此中学生回答“是”,结果被认为是错误的回答,没有给分。我看到此,我真为该学生鸣不平。如此僵化的“知识”!知识的僵化!怎么提高“智力”,重要的是让我们的学生怎样去思考,而不是知道多少。知识的发展是“淘汰制”,不是“积累制”,否则一千年后的研究生毕业的年龄该是一百岁了。今天的“知识大爆炸了”,这说明了什么?是进步还是后退?今天的“知识”该“凝缩”了。大学生毕业的年龄应该是身体发育成熟的年龄(应该是中学毕业的年龄)。(说多了,有点离题了。好在是在因特网上发表我的意见。)有的人说我在文章中说大话,意思是说我不谦虚。我实在是纳闷,有不少人在其“著作”的前言或结尾中,总是有这样的“套话”——我写的不一定对……。“不一定对”你还写出它干嘛,还发表它干嘛,等你研究“对”了,再发表得了。我在此“场合”无法“谦虚”。我在我的上一篇文章中就够“虚伪”的了,因为我把我发明的“惯性力学三定律”称为“尝试”,实际上我认为我已经基本上完成了爱因斯坦的目标。我既然找到了“真理”,我就应该有责任去宣传它,努力去让人们去理解它。如果一位卖药的人(可不是卖假药故意骗人的人)说他的药不一定治病,谁还买他的药?这不是那么回事。

总的来说,“万有引力失灵”的说法本身就是错误。我们应该把“万有引力”与“万有引力定律”分开来认识。其定律本身是对的,而对其定律的物理意义的理解则是另一码事,不要混在一起。美国科学家与中国科学家对“先驱者11”、“伽利略”以及“尤利西斯”等探测器偏离“万有引力定律”计算的轨道事实的看法都是基于“引力定律”是基本定律的认识。问题是,引力定律在我的“三定律”里是导出“定律”,已不是基本定律,是经验公式。严格地说来,引力定律不应该再叫了,引力定律不存在了。真正的经验公式是“平方反比律”(就是重力场的强度公式,就是重力场空间),其“中心质量”仅具有重力场初始量的物理意义,不是真正的中心天体的质

量。而“非中心质量”(原来叫引力质量)也还是“惯性质量”。

参考文献

[1]马英卓:引力是产生出来的,〈科学〉(科学美国人中文版)杂志,1998年第五期。

[2]马英卓:引力与广义力学、整体天体,〈科学〉(科学美国人中文版)杂志,1999年第三期。

万有引力范文篇5

1.万有引力和万有斥力

弹簧振子作往复振动,压缩时,弹簧产生一个向外伸展的弹力;拉长时,产生一个向内拉伸的弹力;平衡位置时,弹簧不产生弹力。如同弹簧振子,对于宇宙,也具有类似的特性。现代天文学发现,当今宇宙正好处在“拉伸”的状态,正在向着要收缩的趋势发展.既使宇宙今天仍在膨胀,总有一天,整个宇宙将会膨胀到终极点后再向内收缩.这就是为什么现在存在万有引力的原因。

根据对称性原理,宇宙在特定的条件下会产生万有斥力,当宇宙收缩且通过其平衡位置(即万有引力和万有斥力的临界点)时,宇宙中的所有物体就开始相互排斥.但由于宇宙的巨大惯性,仍将在其惯性的作用下克服物质间的万有斥力继续收缩,直到所有宏观宇宙动能转换为物质间的万有斥力为止.这时宇宙成了原始宇宙蛋,这时宇宙的体积最小。

在这宇宙的整个宏观运动过程中,宇宙的运动动能和势能(引力势和斥力势)相互转换.当宇宙收缩到极点时,宇宙的引力势能释放殆尽,这时宇宙的万有斥力势能积蓄到最大值,物质间的万有排斥力达到顶峰,宇宙瞬时静止.紧接着宇宙又开始反方向将宇宙万有斥力势能逐步释放转变为宇宙动能,当达到平衡位置时,其斥力势能释放完毕,引力势能开始诞生并发挥作用.在引力势和斥力势的临界点(即平衡位置)的一瞬间,宇宙中的物质不受斥力和引力的作用,这时宇宙的膨胀速度达到最大值,通过平衡位置后,宇宙引力势能的逐渐积累,导致宇宙的膨胀速度缓慢降低.由于宇宙巨大的惯性作用,将继续膨胀,宇宙动能慢慢转变为宇宙引力势能,当宇宙动能完全转变为引力势能时,宇宙将停止膨胀,这时宇宙膨胀体积达到最大,其引力势能的积累也达到最大,宇宙将有一个瞬间的静止.紧接着,宇宙又在强大的引力势能的作用下开始收缩,又将其积累的引力势能转变为宇宙动能.如此往复,以至无穷.

在宇宙膨胀(或收缩)的不同时期,万有引力(或斥力)的大小是不相同的,且呈周期性变化.宇宙的膨胀(或收缩)的周期对人类来说大得惊人.人类历史与宇宙运动周期相比,仅相当于其中的一个极小极小极小的点.所以人类无法用实验或观察的方法进行验证。

2.宇宙膨胀(或收缩)过程中的时间和时间矢

对于一个假想的处于宇宙外的观察者看来,在宇宙运动过程中,时间的流失也是不均匀的,在引力或斥力较大的空间,时间过得较快,反之亦然。对处于宇宙中的假想观察者,其自然生理周期也将随引力或斥力的大小而发生变化,当其生理周期发生了变化时,用来测量时间的时钟的运行速度也将发生同样的变化,所以,对观察者来说,他并不能发现其生理周期发生了变化.对宇宙外的观察者来说,这种变化是十分明显的。

无论宇宙是处于膨胀阶段还是处于收缩阶段,在其阶段内生存的所有物体都不会出现“破镜重圆”的时间倒流现象,宇宙中的时间矢永远是不可逆的,对于生存在其间的生物,始终是由诞生-发育-衰老-死亡进行的,永远不可能逆过来进行,这就是宇宙的时间矢和宇宙中的万物一样,永远不可逆。

宇宙运动的周期是多少?宇宙膨胀后的最大体积和收缩后的最小体是多少?宇宙的平衡位置在哪里?在平衡位置时宇宙运动的最大速度是多少?宇宙的总的引力势能和斥力势能是多少?等等一切宇宙学方面的问题有待探讨

如果人们能计算出现今宇宙的总的势能和宇宙的膨胀速度,就可以计算出宇宙的总的机械能。宇宙中的物质从宇宙中心到宇宙边缘.处于宇宙中不同位置的物质具有不同的动能和势能,另外,人类现在所能探测到的宇宙空间仅是宇宙总的空间的很小的一部分,所以,人类在现代科学技术水平下,还很难进行这样的计算。既使计算出了宇宙的机械能,宇宙还具有宇宙内能和场能。

3.原子核的放射性与宇宙的周期性运动

原子核的放射性也可以由宇宙的周期性运动得到圆满的解释.

现今宇宙中,到处都存在原子核的放射性,从原子核的内部不断发射出各种粒子和能量.宇宙在其膨胀的最初时期,宇宙中的所有物质都聚集在一个相当小的球形体积内,成为一个巨大的唯一的原始原子核,也是宇宙中最大的原子核.

由于能量的高度集中,在聚集在核内的强大的万有斥力作用下,巨大的原子核难以保持稳定.在极其短的时间内,发生了宇宙大爆炸,这时原子核一分为二,二分为四,……,就这样一直分裂下去,在刚开始裂变的极短的时间内,核子的链式裂变极其迅速,随着原子核的不断裂变而变小,宇宙的体积也不断增大,极其强大的斥力势能不断得到释放,裂变的剧烈程度也随之慢慢的降低,逐渐演变成形各种不同的原子核。在发生核裂变一个较短的时期内,所有受斥力能作用而破裂的原子核,其核内蕴含的斥力能远大于核子的结合能,都能自发分裂成小的原子核。

由于核的变小,宇宙的体积不断增大,斥力势能的进一步降低,在这个较短的时间过去后,有少部分破裂后体积较小的原子核,其斥力势能与其核子的结合能大小相比拟或更小时,核停止了自发分裂,暂时处于相对稳定时期,但是,大部分原子核内的斥力势仍十分巨大,原子核的结合能抵挡不了斥力能的作用而自发裂变。再过一段较长的时间,随着原子核的体积的进一步变小,斥力能的进一步释放,越来越多原子核的斥力能小于核的结合能而进入核的稳定时期,暂时不再分裂.因而就失去了放射性。但有这些核仍具有多次分裂的潜在能力,有潜在的放射性。

随着时间的推移,放射性逐渐减弱,能继续分裂的核越来越少,当宇宙膨胀到最大时,仍有极少数核具有放射性.这就是为什么现在宇宙中仍有数量可观的核具有放射性的原因。

原子核的放射性是相对的,核在不同的时期具有不同的放射性,随着宇宙的不断膨胀,宇宙中物质密度的减小,温度的降低,以往某一时期失去了放射性的原子核,这时又会进入一个新的不稳定时期,核子又重新活跃起来产生新的放射性.这是因为,在不同的时期,核子的温度和核周围物质的密度下降,核子外部“抗放射性的背景压力”(简称:抗放射背压)的降低,使得核子又能克服抗放射背压重新具有放射性.随着宇宙的进一步膨胀,宇宙的密度和宇宙背景辐射压力的降低,在某阶段没有放射性的核子,过一段时间后,核子内部的结合力抵抗不住外界背景压力的降低而产生放射性.经过一次或多次放射后,核子又进入一个新的相对稳定期,须再经一段时间的相对稳定期,待外界放射背景压力再一次下降后,又重新活跃起来产生新的放射性。随着宇宙的不断膨胀,抗放射背压的不断降低,核的裂变也将不断的进行下去。

在同一时刻和宇宙中的不同位置,对于具有相同结构的核,其放射性能也会大不一样.在宇宙中的某一区域具有放射性的核子,在宇宙中的另一区域不一定也具有放射性.但具有放射性的潜力,待抵抗放射性的背景压力下降到一定程度后,才能表现出其放射性.也就是说,物质是否具有放射性,要由它所处的宇宙中的位置的抗放射背景压力的高低来定.

在宇宙的整个膨胀过程中,宇宙中的核子相对地越变越小,直到宇宙膨胀到最大且开始收缩时,一些核子仍具有放射性,只有等到宇宙收缩到一定程度,待抗放射背景压力上升到核子不能放射出粒子为止。

由对称性原理,既然核子在一定时期具有放射性,在其相对应的另一时期核子必定具有结合性。

当宇宙膨胀到极限,宇宙的引力势也积蓄到极限,这时,在引力势的作用下宇宙开始收缩,核外的抗放射性背压开始增加,随着抗放射背压的增加,部分较小的核开始具有结合性,慢慢地,随着宇宙的进一步收缩,核子的不断收缩,宇宙中的核子数会逐渐减少,核子的单个体积增大,最后形成一个巨大的原子核.这时宇宙的所有动能全都转换为宇宙势能,宇宙的斥力势能达到最大,一个新的宇宙大爆炸的条件又已具备,并又进入新的一轮宇宙膨。.

值得一提的是,在宇宙的同一区域内,在同一个放射背景压力的情况下,核子放射性和结合性是矛盾的统一体。部分较大的核具有放射性,即此时的背压低于该核放射性终止的背压,不足以阻止该核停止放射.而部分较小的核,由于其背压高得足以使其发生核的结合,所以在当今世界上核的裂变和聚变反应同时存在.一般核的裂变都是大的核子,核的聚变都是小的核子,对于中等质量的核,由于外界的抗放射背景压力正好能阻止核的裂变和聚变,暂时没有核的裂变和聚变.所以,通过测量原子核的裂变和聚变能力,以及核子体积的大小,就可以计算出我们所在宇宙空间的抗放射性背景压力的高低。

4.合成超大原子核的可能性

我们现在正生活在一个膨胀的宇宙中,总的趋势是,核的裂变占优势,聚变处于次要地位.要想合成大于元素周期表中的核子,在现今实验室就能做到,但是其寿命很短.如果能制造出一个高的抗放射背景压力的容器或环境,我们就可以将实验室制造出来的重核储存起来.但合成大的核子必须消耗相当多的能量,这个能力大于或等于在合成该核的环境下其自然裂变所释放出的能量,因为这个过程正好是核裂变的逆过程,核裂变后放出多少能量,则核结合时必须付给它相对应的能量.

对于核的放射性,正是一个由高的抗裂变背景压力环境过度到低的抗裂变背景压力环境的演变.因为,在原子核这个环境中,核的密度比核外物质的密度要高出许多倍。这是一个在一定温度的情况下,物质由高密度(即高抗核裂变背景压力环境)向低密度(低抗裂变背景压力环境)的节流裂变过程.

上面谈到的抗高放射背景压力的容器或环境,如果能制造出来,将会产生极其巨大的作用.我们可以将当今不能很好保存的具有放射性的核子以及人类新合成的重的具有放射性的核放入其中,这样这些具有放射性的核就不会再进行放射演变.就相当于储存了核能.由于没有核放射性,也就没有核污染,也没有大量高纯放射性核子储放在一起会产生核爆炸的危险。宇航员可以带上装有放射性核的容器作为宇宙航行的动力。同时,也是研究宇宙起源和演变最好的科学手段.如果这样的容器能抗很大的放射性背景压力,人们就有可能制造出质量很大的单个的原子核,或许这样的原子核重量能达到100kg以上.这种大的原子核通过某种特殊装置,将其节流后释放出来,将会放射出大量的核裂变能量.其裂变方式将会是一分为二,二分为四,……,直到正常核的大小为止.其释放出来的能量比起当今的仅一分为二的核裂变来说,不知要大多少倍.但是,这种容器被破坏,也将会发生巨大的核裂变反应.

同理,如果能制造出高的抗核裂变背景压力的容器,一定也能制造出高的抗聚变背景压力的容器.这样的容器能使具有聚变能力的核失去聚变能力,使没有放射性的物质产生放射性.那么,我们将中等质量且无放射性的核通过节流装置让其进入,则它就会发生裂变反应,放射出核能,但是,如果这样的容器被破坏,将会发生核聚变反应。

上面所说的两种容器,对具有较高抗裂变背景压力的容器,我们可以将小质量的元素(如氕、氘等)通过节流装置注入其中,这时小质量的元素就会源源不断地发生核聚变反应释放出结合能,这种设施叫低温核聚变装置.这样的容器可以储存大质量的核,储存放射性元素,也可以作为核聚变装置.同样,对具有较高抗结合背景压力的容器,可以储存具有核聚变性的轻核元素,也可以作为中等质量且无放射性的核的核裂变装置,或者作为较大质量同时又具有放射性元素发生核裂变(包括深层次裂变)放射出核能的装置.

5.制造储存放射性元素容器的设想.

自然界中的抗放射性背景压力的高低是与宇宙运动(膨胀或收缩)的不同时期、不同区域密切相关的.宇宙爆炸的初期,抗裂变背景压力极高,只有极大的核才具有放射性.随着宇宙的进一步膨胀,宇宙中的物质的平均密度与温度也进一步降低,斥力逐渐减小,抗裂变背景压力也会随之减小.当达到宇宙平衡位置时.斥力降到零,引力开始由零慢慢增加.此时抗裂变背景压力达到中值;由于宇宙巨大的惯性力作用,宇宙将克服引力的收缩而继续膨胀,但在引力的作用下,其膨胀速度将逐渐减弱,宇宙中物质的密度和温度将继续下降,这时,抗裂变背景压力仍在进一步下降;当宇宙膨胀达到极点时,物质的密度和温度降到最低,体积达到最大.抗裂变背景压力降到最低值.但并不意味着此时裂变就会终止,部分大核将继续分裂,仍具有放射性.但比以往要弱得多.此时宇宙的引力势能达到最大,但静止是相对的,紧接着宇宙又在强大的引力势能的作用下开始收缩,一旦收缩开始,宇宙中物质的密度和温度就会上升,抗裂变背景压力开始增加,具有放射性的元素和物质越来越少,具有结合能的物质越来越多.到达一定时期,物质的结合性占主要,放射性处于劣势,核的质量将会越来越大,数量越来越少.

从上面的分析得出,要想提高抗裂变背景压力,可从提高物质的密度和温度两方面着手.也就是提高物质的内能;要想降低抗裂变背景压力,必须降低物质的密度和温度.事实上我们在实验室就是从这两个方面进行的.例如要想物质发生核聚变,通过提高小核元素的密度和温度,来提高抗裂变背景压力,从而达到聚合的目的;在合成大核时,就用两核对撞提高结合时的温度和两核接近的可能性.但碰撞后温度慢慢降下来,抗裂变背景压力也降下来了,这时,刚刚合成的新的大核又将重新分裂为数个小核.但降低抗裂变背景压力的实验还没有人做过,如果尽量降低物质的密度和温度,一定会使某些暂时不具有放射性的中等质量以上的核产生放射性。

6.低温超导现象和原子的特性

从以上的分析不难得出,很有可能低温超导现象的幕后幽灵就是物质在低温时产生了某种特殊的放射性物质后,这些新的物质的电学性质发生了根本性的改变而使其导电性能发生了质的变化,因为在低温条件下,物质的抗裂变背景压力下降了,核子中的中子会克服外界的较低的背景压力衰变成质子和低能电子,并发出一定的热能.衰变出来的电子在低温约束时成为物质的自由电子.由于原子核外自由电子数的增加,原子半径也随之增大,从而增加了物质的导电能力.当物质温度恢复正常时,抗裂变背景压力也就增加了,这时低温条件下产生的自由电子在高的抗裂变背景压力的作用下回到原子核内与质子结合变成中子.吸收一定热量.原子的核外电子数和核半径也缩回到原来的值,这时物质的导电性能又降低而回复到原初态。中子衰变成质子和电子以及质子和中子结合成中子的过程中,伴随有能量的发射和吸收.温度升高,电子吸收能量后动能增加,从而提供了电子回到核内与质子结合所需的能量.

从低温核子放射出电子可知,由于温度极低,放射出来的电子的能量也极小,所以能够滞留在放射出电子的物质附近而成为自由电子.该电子具有遇冷就出、遇热就进的两重特性,人们很难摸清其运作的详细细节.因为在超低温条件下所做的一切实验都显得不方面.

如果我们能找到一种物质,能在较高的温度下发射出具有以上两重特性的电子,超导的广泛应用就可以在不久的将来变成现实了,这种物质必定是β放射性的.其放射出来的β粒子能量很小,能够约束在物质的原子尺寸范围内,在高温时又能回到原子核内.

根据以上分析我们还能得出,元素周期表中的原子序数是常温下的情况,当物质温度发生变化时,原子序数也将发生相应变化。物质密度不变时,温度升高,核外电子进入原子核内的可能性就越大,因为温度越高,抗裂变背景压力就上升了,核子的结合性增强了.当温度进一步增加,原子核外电子数就越少,核中的质子与电子结合生成中子的数目就会增加.原子序数随之降低,当温度升高到一定程度时,所有原子核外的电子都进到原子核内与质子结合成中子,这时核子就变成了一个裸核.随着温度的升高,核外电子数减少,物质的导电性能下降,当变为裸核时,原子核显中性,这时完全不导电.所以物质的导电性能随温度的升高而降低.但是,在整个升温过程中,原子核外部分电子也获得能量后离开原子核成为自由电子.

当温度升高到原子核成为全裸时,抗裂变背景压力也就会很高了,核子与核子之间的结合就更加容易了,由于裸核不显电性,核子又没有厚厚的电子云覆盖屏蔽,既使核子之间的对心碰撞速度很低,也容易结合成大核,当所需要的使原子核变为全裸核的高温条件在实验室达不到,核外仍有少部分电子存在的情况下,可以通过带电核子加速的办法,使核子之间发生高速对心非弹性碰撞,克服电子云的屏蔽使核子相互结合.此时核子所需速度必须比裸核时高出许多.

氢核的热核聚变,就是通过原子核裂变产生极高的抗裂变背景压力,来达到其聚变所需的极高温条件的.在极高温条件下,氢原子变成全裸核(核外电子进入核内或成为自由电子).两个小核结合生成氦原子核,同时放射出巨大的能量.待能量释放完后,氦原子核周围的温度开始下降,当降到一定温度时,氦原子核中的两个中子放射出电子,这两个电子就成为氦原子核的核外电子.

同样,我们也可以得出以下结论.要想使原子核稳定,在不同的温度和密度条件下,核内的质子数和中子数的比例也应发生变化.温度越高,核能的中子/质子比必须很高,才能保持核子的相对稳定.中子/质子比的改变是通过吸收核外电子使其与质子结合成中子而完成的.这时原子核外电子数目也会相应减少.温度越低,原子核内质子就会裂变成质子和电子,使核内中子、质子比降低来达到保持核子的相对稳定,这时核的质子数增加了,核外的电子数也就增加了。因此可以说,原子的核质子数、中子数、电子数是温度、核密度的函数。只有三者有机的配比结合才能保持整个原子的相对稳定性。温度升高,质子数减少,原子序数降低,中子数增加,核外电子数随质子数的变化而变化。

低温超导现象。不同的物质其低温超导的临界温度不同。这跟原子核中子数和质子数有关。有些原子核中的中子放射出电子后,原子的电离降低明显,这样的原子的超导临界温度就较高;有些原子核的中子放射出电子后,原子的电离能降低不多,这时超导临界温度就会较低,它有可能要等到原子核中的中子放射出第二个电子后才使得原子的电离能降低明显,自由电子的自由能力才加强。因此,要出现超导现象,必须使核外自由电子数目多且自由能力很强。也就是在小的电场作用下,就有极为活跃的自由电子和足够的自由电子数目。

7.电子和电磁力的产生

宇宙大爆炸开始前的一瞬间,整个宇宙为一个大的原子,核外没有电子,核内也没有质子,全由中子组成,宇宙的温度极其极其高。随着原子核的不断裂变演化,原子核越来越小,在其初期温度仍极其高,原子核仍处于剧烈的裂变过程中,核外仍然没有电子存在,整个原子核呈电中性;当温度降到一定程度时,原子核的纯中子的分裂减少,于是中子就开始分裂成质子和电子,诞生了电子和质子,同时也出现了电磁相互作用。电子在质子电场作用下绕核子运动,这时核外的电子数还是相当少,仅一、两个或四、五个;随着宇宙的进一步膨胀,温度密度进一步降低,核内中子分裂为质子和核外电子的数目增加,直到现在这种状况。现在,仍有许多核在裂变,核内的中子、质子比仍在进一步降低。从以上讨论得出,在电子诞生之前,质子和电子不存在,整个宇宙中没有电磁相互作用,直到核裂变到足以产生电子时,才出现电磁相互作用,电磁相互作用是核裂变到一定时期的产物。在电磁相互作用出现之前,只存在核力和斥力(或引力)相互作用,弱相互作用是电磁相互作用的前提和基础。有弱相互作用,核子就存在放射性。放射性是核裂变的一种特殊形式,是较为温和的核裂变,是产生电子束及带电粒子的根源。因此,超导现象又可以说是弱相互作用和电磁相互作用通力合作的典范。

8.恒星内部的大核裂变和外表的氢核聚变

现今宇宙中的恒星,均是宇宙大爆炸时遗留下来的大的正在裂变的碎片,是未能充分裂变的较大的原子核的集合体,其中正在发生作核的裂变和聚变,既有大质量的核子也有小质量的核子,大的原子核可能有几万公斤,甚至更大,小的核子就是氢核了。大质量的核聚集在恒星的中心区域,人类无法探测到大核的存在,因为大核裂变时产生的大量极小的碎片(如氢、氦等)浮在恒星的外部,包裹在大核的表面,在重力和浮力作用下,从恒星中心到表面,形成了由重到轻的核子梯级分布。对大质量的核子的裂变是一种链式裂变,其蕴含的能量比仅一分为二时大得多。

同样,在地球的中心位置,也存在较大的核子,比人类已发现的核子要大得多,仍在裂解释放出巨大的能量。形成地球内部的高温、地球表面的火山爆发。地球表面放射性元素的唯一来源就是地球核心大原子核的裂变产生的较大的原子核。距地表越深,温度越高,抗放射背背景压力就越高,核子的放射性受到抑制,所以核子的质量就越大,小质量的核子数就越少。

9.原子核的结构与原子核周期表

一般认为,原子由原子核和核外电子组成,原子核是由质子和中子组成的,中子和质子的组成比必须在一定的范围内才能保持核子的相对稳定,才不具有放射性。

如果认为原子是由质子和核外电子组成,核内不存在中子,核内的中子由质子和核内电子组成。则核内质子数即为核子数,核内电子数即为中子数。核内的所有电子不属于某些核子独有,核内电子好象核外电子一样围绕着所有质子运动,核内的电子属于每一个核子,就好象核外的电子属于整个原子核一样。

因为核子都是质子,都带正电,核内电子带负电,核内电子在电磁力作用下绕核子作环绕运动。由于核内电子更接近核子,所受到的电磁作用力更强烈,这就是为什么核外电子容易电离而核内电子难以电离、离核远的电子容易电离而离核近的电子难以电离的原因。

同核外电子的情况一样,核内电子也是分层运动的,离核较近的电子受到的约束较强,电离所需的能量就较大;不同的原子核,核内电子逃逸出来所需的能量大不一样,就象元素周期表中元素的排列顺序,金属原子核外电子的电离能低,而非金属原子核外电子的电离能高。所以金属原子具有自由电子,是电的良导体,而非金属原子核外电子束缚的很紧,没有自由电子,是绝缘体。对核内的电子同样也有相似的规律,不同的是原子核的排列顺序不同于化学元素周期表的顺序。需根据原子核的性质来重新排列,按原子核的性质周期性变化排列出来的表叫做原子核周期表。

原子核周期表是根据原子核内中子数(或核子数)的多少作为顺序来排列的,因为中子数(或核子数)的多少决定了核(或核外电子)的性质。

根据以上讨论,得出如下结论。

(1)质子是中子失去电子后的裸体。

(2)中子是由质子和电子组成,但要和氢区别开来。中子的电子的电离能比氢中的电子的电离能高得多,电子离核的远近也大不一样。中子中的电子一般不参与化学反应,只参与高能量级的核反应,而氢中的电子参与化学反应,电子容易电离成为自由电子。

(3)超导的产生与核内电子的运动和能级有关。核内电子逃逸能低的核,产生超导所需的温度就高,可以通过原子核周期表中不同的位置来寻找超导温度高的元素。对应有些核内电子在低温下极易发射出低能电子,使得该电子成为原子外的束缚电子。这样,原子半径增加了,核外电子束缚力下降了,自由电子更容易在电场作用下运动,因而出现超导现象。当温度升高,开始发射出的电子又回到核内,该原子又恢复原来性质。

(4)多中子原子核,核内电子层的结构较为复杂,根据以前的原子能级图可知,核外电子的跃迁,将以吸收或发射电磁波的形式表现出来,同样原子核的能级图也是通过原子核内电子的跃迁,同样也以吸收或发射高能电磁波的形式表现出来。当极高能量的电磁波照射原子核时,与之相同能级的原子核激发到高能级(亚稳态),处于亚稳态的核子极不稳定,又会跃迁发出高能电磁波。具有放射性的核都处于一种极不稳定的高能态。根据不同原子核的结构和不同的高能态,可产生α粒子、β射线、γ射线等等多种核放射反应。有些处于稳态的核,当受到外界中子辐射等作用后,可使其激发跃迁到亚稳态,核子受激发的能量必须与核能级的能量相吻合。能量太低只能使核外电子受激跃迁。不能使核内的电子受激跃迁。对于氢核,核内没有电子,则它的核就不存在能级。核内中子数越多的元素的核能级图就越复杂。能发射出来的电磁波的种类就越多。

(5)核内电子数与质子数的数量关系。一般情况下电子数少于质子数。核内电子数达到一定程度就会饱和,再增加电子,核的半径将增加,质子对核内外层电子的吸引力下降,甚至不足以保持电子在核内绕核运动而发生跃迁成为β射线。

α粒子(氦原子核)是基本粒子中最稳定的核子之一,稳定的原因是其中的4个基本粒子是类似金刚石的正四面体结构,它的“硬度”最高,在一般外力作用下难以分裂。类α粒子(核子数为4的倍数)都是类似金刚石的正四面体结构,因而是相对稳定的粒子

(6)化学元素周期表

一个原子的核内和核外电子的物理空间没有绝对界限。核内的电子和核外的电子一样,只是处于不同的运动轨道、离核远近不同、能级上有差别,所以很难说哪个能级是核内电子所具有的哪个能级是核外电子的。对核外有多个电子的原子,很难将最里层的核外电子电离出来。原子核内电子和核外电子没有绝对界限。原子由质子和绕质子着高速运动的电子组成,原子内部不存在中子。所谓中子,是最简单的原子。氕也是最简单的原子,它们的组成形式十分相似,是一种同一种物质处于两种不同能级状态。中子中的电子处于极低的能级状态,离核较近;而氕原子中的电子则处于较高的能级状态,离核较远,电离能较小,能参与化学反应。如果给中子以极高能量的电磁辐射,核外的电子也可以跃迁到氕的高能级状态。

10.同位素

同位素是具有相同质子数而中子数不同的一类元素的总称。根据以上结论,同位素应为,在化学元素周期表中处于同一位置而核内电子数(即核内中子数)不同的一类元素的总称。核子数减去核内电子数的差相同的一类元素。同位素是根据化学元素周期表来定义的。

对于原子核周期表,核内不存在中子,只有质子和电子。当核内质子周围电子处于不同能级时,有可能使原子核周期表中不同位置的核子具有相同的化学性质,但核的性质是炯然不同的,因为原子核周期表是按原子核的性质来排列的,在不同的位置核的性质不同。

同位素具有相同的化学性质。在化学元素周期表中是同位素,处于同一位置,但在原子核周期表中就不在同一位置了,虽说它们的化学性质相同,但它们的核性质不同。对于核子数不同而化学性质相同的一类元素,如果核子数每增加一个,相当于核外又增加了一个电子,此电子离核很近,完全不会影响到核外层电子的化学、电离等性质,这样的电子处于极低的能级轨道上,可以近似一个质子与一个电子结合在一起成了一个不带电的中子。所以化学元素周期表中的中子都可以看成是一些离核太近、能级太低、不能参与化学反应的电子,认为这些电子已和质子结合成为不带电的中子。这只是一种习惯看法,事实上它们并没有核质子结合,而只是在离核子很近的轨道上绕核运动罢了,它们对核外电子的性质还是有一定的影响。

11.电子与质子的关系

在宇宙大爆炸的初期,原子核外的电子处于离核较近的轨道上运动,电子的能级较低;宇宙继续膨胀,核子数越来越多,核外电子吸收大爆炸释放出来的能量跃迁到高能级,就这样,电子所获得的能量越来越高,慢慢成为自由电子,在脱离核之前,电子和核子的结合力相当大,以至人们都认为它们是中子,不显电性。随着电子逐步激活,慢慢摆脱核子的束缚,中子也就理顺地变成了质子。随着核的继续分裂,核能进一步释放,电子也就继续获得能量而远离核子,也就是说随着时间的流失,化学元素周期表中的元素,其原子核中的中子数就会越来越少,离核子较近轨道上运动的电子数也会越来越少,直到最后核子周围的电子都变成了自由电子,这时整个宇宙将会弥漫着无数的电子幽灵。如果将成为自由电子后的电子仍然看成是该原子的组成部分,这时原子的体积就会相当大。从某种程度来说,原子体积的变化规律,也在一定程度上反应了宇宙的膨胀规律。如同全息技术,一个原子也是一个小小的宇宙,可由局部变化的现象及规律推演到整个宇宙变化的现象及规律。

12.放射性的指数衰变规律

原子核的放射性衰变规律是,核的衰变数量呈指数规律递减。说明抗裂变背景压力也在呈某一种规律(可能也是呈指数规律)减少,显然这就是宇宙的膨胀速率正以指数规律递减的缘故。宇宙正在膨胀,但其膨胀的加速度是负数,体积仍在不断增加。

宇宙的膨胀导致抗裂变背景压力下降,也必然导致核的裂变将不断进行下去。随着时间的推移,物质的放射性规律是:放射期-稳定期-放射期-稳定期……,这样交替变更的,新的放射性物质会不断产生出来,而这些新的放射性物质正好是前一段时间内没有放射性的较重的元素。物质的放射性按此规律延续下去,直到宇宙膨胀到极点为止。

13.宇宙膨胀过程中光的传播速度

光是物质从高能态向低能态跃迁时的能量释放。光的传播速度随着宇宙的不断膨胀发生相应的变化。在宇宙膨胀的早期,由于抗裂变背景压力太高,光的传播速度也就较低;随着宇宙的继续膨胀,抗裂变背景压力的下降,光受到的约束减小,传播速度也就增加。

如同容器内的水从小孔喷出一样,水的压力越高,喷射的速度越快高,如果保持容器内部压力不变,改变容器外部环境压力,若内、外压差小,水从小孔喷出的速度就小;压差相等时,水也就不能从小孔喷出;若进一步改变内、外压差,并使得外部压力高于内部压力,外界环境中的水或其它物质将会受外界背景压力的作用进入容器内。光的传播速度也是这个道理,原子核的裂变和聚变同样也是这个道理。在宇宙膨胀的不同区域,抗核裂变的背景压力不同,有可能使得某些跃迁不能发生,甚至产生逆转,因而光的传播速度也不相同。

14.太阳系的起源

太阳系的起源理论必须能合理的回答下面所列的几个主要问题:太阳系物质的来源,行星的形成过程,行星轨道特性(共面性、同向性、近园性),提丢斯-波特(Titius-Bode)定则,太阳系的角动量分布,三类行星(类地、巨行、远日行星)的大小、质量、密度方面的差别,行星的自转特性,彗星的起源,地-月系统的起源。

太阳相对于它的公转银河中心运行时约带一点扭矩,所以太阳的自转赤道与黄道(星盘)面有7度多的夹角,所形成的行星自转轴,也不垂直于黄道面。(黄道面:地球绕太阳公转的轨道面。黄道带:黄道两旁各宽8度的范围,日、月、行星都在带内运行)

原初太阳系,不是由太阳和绕太阳运行的行星组成,而是仅为一个原初太阳球。绕银河高速旋转,同时自身也在高速自旋。

处于高速自旋的太阳球外表面的物体,由于受太阳自转的作用,与太阳外表面的太阳大气一同绕太阳高速转动,产生极大的离心力,同时,太阳外表的物体和太阳大气受太阳引力的作用,使物体和大气都束缚在太阳周围。当物体受到的引力和离心力相等时,物体悬浮在太阳大气中既不上升也不下降。

由于处于太阳中心的巨大的原子核在不断进行核裂变,放出巨大的核能。能量和射线穿透太阳大气火焰层进入茫茫宇宙,这时太阳质量慢慢减少,太阳对外表物体的吸引力也随之慢慢减小。从而使得悬浮在太阳大气中的物体慢慢远离太阳,形成在低轨道上绕太阳运行的行星。最早从太阳表面分离出来的行星就是现在离太阳最远的行星。随着时间的推移,太阳将继续演化,有可能还会从太阳表面形成新的行星。

太阳产生新的行星的条件主要有两点:

第一,太阳必须保持高速自转。在太阳外表的物体受到的离心力必须等于或大于太阳对它的引力。

第二,太阳内部必须继续发生核反应。反应产生的能量和射线能透过太阳大气进入茫茫宇宙。使太阳的质量逐渐减小,从而使太阳对其外表的物体的吸引力逐渐减小。

从原初太阳球转化成太阳系的过程,是一个极其漫长的天体演变的过程。太阳最初的产物是冥王星,其次是海王星、天王星、土星、木星、火星、地球、金星和水星,以后可能还有新的行星从太阳中诞生,加入到太阳系行星大家族。

随着宇宙体积不断膨胀,太阳系的体积也随之膨胀,太阳对其周围行星的吸引力将随着太阳的质量的减小和体积的膨胀而逐渐减弱,使得行星慢慢远离太阳,但这个过程极为缓慢。随着太阳与行星的距离增大,行星受到的太阳辐射减弱,行星表面的温度将会下降,下降到一定程度将会破坏行星表面生物的生存环境,也会影响到人类的生存。由于太阳系轻微的天体演变,将会在很大程度上改变人类赖以生存行星环境,使得整个人类社会消亡。

刚刚从太阳表面分离出来的行星,是由太阳内部剧烈的核爆炸喷发出来的带有大量的较重的原子核的集合体组成的,和太阳一样也发生着剧烈的核裂变和核聚变,但行星中心的原子核的质量要比太阳中心的小得多。由于上面所说的原因,随着时间的推移,行星离太阳距离逐渐增大,行星受到的抗核裂变的背景压力下降,有助于行星中心核的裂变,同时行星受到的太阳的辐射热也大大减少。所以,相对太阳中心的原子核来说,行星中心的核裂变很快减弱,行星表面的温度很快下降。从以上的分析容易得出,太阳和行星中心的温度肯定要比其表面温度高。

刚从太阳表面诞生的行星,在绕太阳运转的同时,受到太阳表面强烈的太阳风的扰动,使行星产生一定程度的自转。由于产生的行星大小、时间,以及受到太阳风扰动情况不同,行星自转频率不同。

绕行星运转的卫星的产生与绕太阳运转的行星的产生的情形和条件一样,也就是行星具有自转和行星中心发生着核裂变这两个条件。由此类推,卫星也可以有围绕其运转的更小的卫星。所以,可以推断,质量越大、自转频率越快、核裂变越剧烈的太阳、行星和卫星,产生其子星的可能性就越大、数量也越多,我们从现代天文观测数据可以得到很好的证明。

产生行星条件的计算。设太阳表面的重力加速度为g1,离心加速度为g2,所以有

式中G=6.67*10-11

M=1.989*1030kg

R=6.98*108m

w=2.865*10-61/s

现将太阳系行星及卫星的数据列表如下

表-1太阳系行星参数表

从以上计算和表-1知,g1/g2越小的天体,所具有的行星或卫星数就多,从某一个方面说明了行星或卫星是天体高速自转产生出来的。太阳表面引力远大于离心力,说明在近一段时间内太阳将不会产生行星。在保持太阳半径不变的情况下,太阳质量必须减少到一定程度时,太阳才有可能产生新行星。但是,随太阳质量的减少,将会伴随太阳半径和自转角频率发生变化,所以,可以通过计算,得出太阳再次产生行星的时间,以及产生行星时的角速度、质量和半径。

计算得出,只有在太阳赤道附近的物质所获得的离心力最大,所以行星总是在太阳直道附近诞生,在太阳的两极不可能诞生行星。

刚刚诞生的行星由于受太阳风的剧烈扰动,行星的公转轨道面与太阳赤道面有一定的夹角。

我们所在的银河系属旋涡星系,漩涡星系的诞生与与太阳系类似。原初银河系没有旋臂,仅为银河核球。由于核球高速自转和发生剧烈的核裂变,核球逐渐分裂和质量减轻。处于赤道附近的原初恒星开始形成。随着银河核球的质量减少,原初恒星慢慢远离银河核球,在远离过程中,恒星公转周期增加、速度减慢。由于恒星的诞生的先后顺序,从而形成离银核近的比离银核远的公转周期快,形成按先后顺序排列的角频率逐渐变慢的渐开式恒星排布。

设银核质量为M,原初恒星质量为m,银核表面半径为Ro银核自转角速度为Wo。

当原初恒星所受的引力和离心力平衡时,

上式为原初恒星绕银核的公转角频率。

由于核反应,银核质量减少了M1,因引力的减小而使原初恒星逐渐离开银核,重新寻找新的平衡轨道,设新的平衡轨道半径为r,公转角频率为W,这时有

显然,恒星绕银核的角频率随着它离开银核的距离的增大而减小。由于银核产生了数以千万计的恒星群,形成有连续的按一定规律排开的渐开式旋涡星系。

万有引力范文篇6

物理学中已经引入了重力中心(重心)、质量中心(质心)、动量中心等概念,我们在这里引入电荷中心(荷心)的概念,定义如下:

①、物体中所有正电荷可认为集中于一点,这一点叫做物体的正电荷中心,简称正荷心。

②、物体中所有负电荷可认为集中于一点,这一点叫做物体的负电荷中心,简称负荷心。

这两个中心的位置,在平均意义上分别代表着物体中正负电荷的分布中心。

二、电荷中心论的三点基本假设:

①对任意一个物体来说,正负荷心在任意时刻不可能绝对重合,这两个中心总存在一定的距离,它们的平均距离用r0表示.

②通常情况下,物体中的负荷心以r0为半径,绕正荷心高速旋转,转速约为6.6×1015r/s,在平均意义上物体中的正荷心与质心重合。

③对任意一个净电荷为零的物体来说,其单位质量内正负荷心所含电荷量的数值均为Q0=9.648534147×107c/kg≈9.6×107c/kg,质量为m千克的任何物体内其正负荷心所含电荷量的数值均可表示为Q=Q0×m。

三、正电荷中心的受力情况

既然正荷心与质心重合,所以,我们研究正荷心的受力情况就等于研究质心的受力情况。当两物体发生相互作用时,两负荷心绕各自正荷心旋转时的平面和相位差是随时间而改变的,服从概率论统计规律。

图中的四个图分别表示质量相等的两个物体a和b发生相互作用时,两负荷心在某四个时刻的位置,这四个位置出现的概率相等,其中R表示两质心的距离。由图可知:r1<r2<r0<r3≈r4<<R,隔离正荷心(质心)b并对其进行受力分析(本文均以向右为力的正方向),当两电荷心出现在图中四个位置时质心b受到的合力分别为:

两负荷心在图中四个位置时质心b所受到的合力的平均值为:

如果两负荷心旋转时的转轴始终与两质心连线垂直,那么在任意一个周期内质心b受到的合力的平均值为:

设某一时刻两负荷心旋转时的转轴与质心连线的夹角分别为β1和β2,那么质心b所受合力在两质心连线上的分量的瞬时值为:

而平均值为:

得出质心b受到的引力为:

四、万有引力的电本质

根据以上分析我们给出任意两质点间的万有引力为:

例如对于太阳来说地球中的B为:

则地球中的正荷心所受引力为:f地=5.4×1024B地M地2=5.4×1024×1.8×10-52×(5.976×1024)2=3.5×1022(N)太阳对地球的万有引力为:

根据万有引力的电本质可推出万有引力应当与介质有关。

五、关于地磁场

地球中负荷心绕正荷心旋转时的转轴,在地轴上(且与地轴不完全重合的轴上)占有极微小的优势,从而使地球具有全球性的磁场(且地磁北极和南极与地理南极与北极不完全重合),这就是地磁场产生的原因。

六、关于重力加速度和物质波

由①式可以看出,负荷心在绕正荷心旋转时,在任意一个周内质心分别要受到一次引力和斥力作用,而引力总大于斥力,所以质心表现为引力,引力场中重力加速度的方向在每一个周期内都要变化一次,即重力加速度的频率约为6.6×1015HZ,正因为如此,物质在引力场中运动时的具有波动性,这就是物质波和光波的本质。

由③式可以看出,当β1=0(或β2=0)时,质心所受合力为零,也即在负电荷心转轴上质心所受合力为零。由于地球中的负荷心旋转时的转轴在地轴上占有微小优势,可预言在地球的两极附近重力加速度,而在赤道附近重力加速度。

七、真空中光速率不变及光线在引力场中的偏转的原因

可以预言光子并非真正的中性粒子(由于它的磁矩极小,现代技术无法预测出),在光子中负荷心绕正荷心(质心)旋转时,其转轴始终在运动方向上,即质心在运动方向上所受万有引力始终为零,所以光子的速率不受引力场影响。这就是真空中光速率不变的真正原因。而质心在垂直于运动方向上的万有引力不为零,所以光子在引力场中运动时,光线要偏向引力场,这就是光线在引力场中偏转的真正原因,并非空间弯曲。

光波的频率与负荷心绕正荷心旋转时的转速相等。

八、结束语

本文应用电荷中心论述了万有引力的电本质,并应用万有引力的电本质解释了地磁场,物质波、光波产生的原因,以及光的速率不受引力场影响和光线在引力场中偏转等现象。

本文提出的以下三点预言有待于实验支持:①万有引力与介质有关。②重力加速度的频率约为6.6×1015HZ。③地球两极附近重力加速度,而赤道附近重力加速度。

万有引力范文篇7

知识目标

1、在开普勒第三定律的基础上,推导得到万有引力定律,使学生对此定律有初步理解;

2、使学生了解并掌握万有引力定律;

3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其它作用力).

能力目标

1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题;

2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题.

情感目标

1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力,甚至付出了生命,最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的.让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考.

教学建议

万有引力定律的内容固然重要,让学生了解发现万有引力定律的过程更重要.建议教师在授课时,应提倡学生自学和查阅资料.教师应准备的资料应更广更全面.通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”,让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关.教师在授课时可以让学生自学,也可由教师提出问题让学生讨论,也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论.

万有引力定律的教学设计方案

教学目的:

1、了解万有引力定律得出的思路和过程;

2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律;

3、掌握万有引力定律,能解决简单的万有引力问题;

教学难点:万有引力定律的应用

教学重点:万有引力定律

教具:

展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人图片.

教学过程

(一)新课教学(20分钟)

1、引言

展示第谷、哥白尼,伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史:

十七世纪中叶以前的漫长时间中,许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼,伽利略和开普勒等人),通过了长期的观察、研究,已为人类揭示了行星的运动规律.但是,长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么.却缺乏了解,更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究.

伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上,进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中,研究、确立了《万有引力定律》.从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因,为天体动力学的发展奠定了基础.那么:

(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢?

(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的?

以上两个问题就是这节课要研究的重点.

2、通过举例分析,引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法.

苹果在地面上加速下落:(由于受重力的原因):

月亮绕地球作圆周运动:(由于受地球引力的原因);

行星绕太阳作圆周运动:(由于受太阳引力的原因),

(牛顿认为)

牛顿将上述各运动联系起来研究后提出:这些力是属于同种性质的力,应遵循同一规律;并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间.

3、引入课题.

板书:第二节、万有引力定律

(1)万有引力:宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用.(板书)

(2)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是相互吸引的.两个物体间的引力大小,跟他们之间质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.(板书)

式中:为万有引力恒量;为两物体的中心距离.引力是相互的(遵循牛顿第三定律).

(二)应用(例题及课堂练习)

学生中存在这样的问题:既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的,哪为什么物体没有被吸引到一起?(请学生带着这个疑问解题)

例题1、两物体质量都是1kg,两物体相距1m,则两物体间的万有引力是多少?

解:由万有引力定律得:

代入数据得:

通过计算这个力太小,在许多问题的计算中可忽略

例题2.已知地球质量大约是,地球半径为km,地球表面的重力加速度.

求:

(1)地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力?

(2)地球表面一质量为10kg物体受到的重力?

(3)比较万有引力和重力?

解:(1)由万有引力定律得:

代入数据得:

(2)

(3)比较结果万有引力比重力大.原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力.

(三)课堂练习:

教师请学生作课本中的练习,教师引导学生审题,并提示使用万有引力定律公式解题时,应注意因单位制不同,值也不同,强调用国际单位制解题.请学生同时到前面,在黑板上分别作1、2、3题.其它学生在座位上逐题解答.此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况.

(四)小结:

1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间).天体间万有引力很大,为什么?留学生去想(它是支配天体运动的原因).地面物体间,微观粒子间:万有引力很小,为什么?它不足以影响物体的运动,故常常可忽略不计.

2、应用万有引力定律公式解题,值选,式中所涉其它各量必须取国际单位制.

(五)布置作业(3分钟):教师可根据学生的情况布置作业.

探究活动

组织学生编写相关小论文,通过对资料的收集,了解万有引力定律的发现过程,了解科学家们对知识的探究精神,下面就是相关的题目.

万有引力范文篇8

在定律中“物体”的概念,物体是由原子、分子、质子、中子、电子、夸克等基本粒子构成的,构成物体的基本粒子就有基本粒子的数量及排列方式、位置共同存在的事实。还有绝对化的“任何物体”这几个字,可以认为,任何物体就是基本粒子的任何数量及任何排列方式、位置。在定律中所讲到的“质量”,对于“质量”来说,也有基本粒子的数量及排列方式、位置共同存在的事实。还有与距离的平方成反比。总结:两个质点之间万有引力的大小:与基本粒子的数量及排列方式、位置有联系。而且与距离的平方成反比。

库仑定律:“两个磁极间的引力或斥力的方向在两个磁极的连线上,大小跟它们的磁极强度的乘积成正比,跟它们之间距离的平方成反比。”在定律中“磁极”的概念,磁极是由原子、分子、质子、中子、电子、夸克等基本粒子构成的,构成磁极的基本粒子就有基本粒子的数量及排列方式、位置共同存在的事实。

在定律中所讲到的“磁极强度”,对“磁极强度”来说,也有基本粒子的的数量及排列方式、位置共同存在的事实。还有与距离的平方成反比。

万有引力范文篇9

知识目标:

1、使学生掌握万有引力定律并应用万有引力定律解决简单问题.

2、使学生能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题.

3、了解我国航天事业的发展情况并用所学知识解释(我国近几年在航天事业上有了长足的进步,如:长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等).

能力目标

通过图片或自制教具展示卡文迪许扭秤的设计方法,渗透科学发现与科学实验的方法论教育.

情感目标

通过了解卡文迪许扭秤的设计过程,使学生了解卡文迪许这位伟大的科学家是如何攻克难关、战胜困难的.

教学设计方案

一、教学过程设计:本节是关于万有引力定律的应用,主要通过例题的讲解加深学生对该部分知识的理解以及运用。

二、教学过程:

(一)讲解例题

例题1:已知地球的半径为,地球的自转角速度为,地球表面的重力加速度为。在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是多少?

解:关于同步卫星的知识请学生回答:

1、同步卫星的周期是24h;

2、同步卫星的角速度与地球的自转角速度相等;

3、同步卫星必须在赤道上空;(追问学生为什么?)

由万有引力定律得:

解得:

在解决此题时应让学生充分讨论和充分理解,让学生建立一个清晰的卫星绕地球的轨道。

例题2:已知地球的质量为,地球的半径为,地球表面的重力加速度为。求万有引力恒量是多少?

解:由万有引力定律得:

解得:

学生在解决此题后,教师提出问题:

1、万有引力恒量是谁首先测量的?

学生回答后,教师可以补充说明:卡文迪许是最富有的学者,最有学问的富翁,并对卡文迪许加以较详细的介绍。

亨利·卡文迪许是英国杰出的物理学家和化学家,他的一生为科学的发展作出了重要的贡献。也许这位科学家在生活中不是一个出色者,但在科学研究中不愧为一颗闪亮的明星。1731年10月10日,卡文迪许生于法国尼斯的一个贵族家庭。他的父亲是英国公爵的后裔,因为他的母亲喜欢法国的气候,才搬到法国居住。当卡文迪许两岁的时候,他的母亲就去世了。由于早年丧母,他形成一种过于孤独而羞怯的习性。

2、万有引力恒量是用什么方法测量的?

教师可用展示扭秤实验的图片并详细解释有关物理问题。(教学建议中有资料)

需要注意两个地方:

(1)两个1千克的物体间的万有引力很小,他是如何解决的?

(2)力很小读数如何解决的?

3、测量的万有引力恒量的数值和单位?

4、在现实生活中,两物体间的万有引力我们无法观察到呢?为什么?请学生讨论并举例说明。

探究活动

组织学生收集相关资料,完成以下的探究活动.同时在完成题目1的基础上分组自行设计一种测量万有引力常量的方法.

万有引力范文篇10

摘要:从简单的自然规律出发,推导出了宇宙的诞生、万有引力、万有斥力的、物质的结构形式、原子核的放射性、低温超导现象、同位素等之间有着内在的必然的联系。合理的解释了时间的不可逆性、电磁力的产生、太阳系的起源、原子结构、原子核放射性规律、重核元素结构等。其中有许多的新观点和新思维,对拓宽视野,推进物理学的发展很有好处。

关键词:万有引力万有斥力宇宙低温超导原子结构同位素放射性太阳系的起源

1.万有引力和万有斥力弹簧振子作往复振动,压缩时,弹簧产生一个向外伸展的弹力;拉长时,产生一个向内拉伸的弹力;平衡位置时,弹簧不产生弹力。如同弹簧振子,对于宇宙,也具有类似的特性。现代天文学发现,当今宇宙正好处在“拉伸”的状态,正在向着要收缩的趋势发展。既使宇宙今天仍在膨胀,总有一天,整个宇宙将会膨胀到终极点后再向内收缩。这就是为什么现在存在万有引力的原因。根据对称性原理,宇宙在特定的条件下会产生万有斥力,当宇宙收缩且通过其平衡位置(即万有引力和万有斥力的临界点)时,宇宙中的所有物体就开始相互排斥。但由于宇宙的巨大惯性,仍将在其惯性的作用下克服物质间的万有斥力继续收缩,直到所有宏观宇宙动能转换为物质间的万有斥力为止。这时宇宙成了原始宇宙蛋,这时宇宙的体积最小。在这宇宙的整个宏观运动过程中,宇宙的运动动能和势能(引力势和斥力势)相互转换。当宇宙收缩到极点时,宇宙的引力势能释放殆尽,这时宇宙的万有斥力势能积蓄到最大值,物质间的万有排斥力达到顶峰,宇宙瞬时静止。紧接着宇宙又开始反方向将宇宙万有斥力势能逐步释放转变为宇宙动能,当达到平衡位置时,其斥力势能释放完毕,引力势能开始诞生并发挥作用。在引力势和斥力势的临界点(即平衡位置)的一瞬间,宇宙中的物质不受斥力和引力的作用,这时宇宙的膨胀速度达到最大值,通过平衡位置后,宇宙引力势能的逐渐积累,导致宇宙的膨胀速度缓慢降低。由于宇宙巨大的惯性作用,将继续膨胀,宇宙动能慢慢转变为宇宙引力势能,当宇宙动能完全转变为引力势能时,宇宙将停止膨胀,这时宇宙膨胀体积达到最大,其引力势能的积累也达到最大,宇宙将有一个瞬间的静止。紧接着,宇宙又在强大的引力势能的作用下开始收缩,又将其积累的引力势能转变为宇宙动能。如此往复,以至无穷。在宇宙膨胀(或收缩)的不同时期,万有引力(或斥力)的大小是不相同的,且呈周期性变化。宇宙的膨胀(或收缩)的周期对人类来说大得惊人。人类历史与宇宙运动周期相比,仅相当于其中的一个极小极小极小的点。所以人类无法用实验或观察的方法进行验证。

2.宇宙膨胀(或收缩)过程中的时间和时间矢对于一个假想的处于宇宙外的观察者看来,在宇宙运动过程中,时间的流失也是不均匀的,在引力或斥力较大的空间,时间过得较快,反之亦然。对处于宇宙中的假想观察者,其自然生理周期也将随引力或斥力的大小而发生变化,当其生理周期发生了变化时,用来测量时间的时钟的运行速度也将发生同样的变化,所以,对观察者来说,他并不能发现其生理周期发生了变化。对宇宙外的观察者来说,这种变化是十分明显的。无论宇宙是处于膨胀阶段还是处于收缩阶段,在其阶段内生存的所有物体都不会出现“破镜重圆”的时间倒流现象,宇宙中的时间矢永远是不可逆的,对于生存在其间的生物,始终是由诞生-发育-衰老-死亡进行的,永远不可能逆过来进行,这就是宇宙的时间矢和宇宙中的万物一样,永远不可逆。宇宙运动的周期是多少?宇宙膨胀后的最大体积和收缩后的最小体是多少?宇宙的平衡位置在哪里?在平衡位置时宇宙运动的最大速度是多少?宇宙的总的引力势能和斥力势能是多少?等等一切宇宙学方面的问题有待探讨如果人们能计算出现今宇宙的总的势能和宇宙的膨胀速度,就可以计算出宇宙的总的机械能。宇宙中的物质从宇宙中心到宇宙边缘。处于宇宙中不同位置的物质具有不同的动能和势能,另外,人类现在所能探测到的宇宙空间仅是宇宙总的空间的很小的一部分,所以,人类在现代科学技术水平下,还很难进行这样的计算。既使计算出了宇宙的机械能,宇宙还具有宇宙内能和场能。

3.原子核的放射性与宇宙的周期性运动。