物性论与相对论

chenshuxuan · 发表于 10.1.2006 07:27:22

答网友某些问题 陈叔瑄 “北京相对论研究联谊会网站”的思考者与其他网友提出不少问题，笔者很高兴，这至少说明您们读到这些文章，并引起了注意。笔者很愿意回答这些问题。笔者十年前，即1994年就已经出版了《物性论-自然学科间交叉理论基础》和《思维工程-人脑智能活动和思维模型》著作，接着就准备退休，深深体会到出学术之类图书的艰难，发行更难。退休后不甘心研究工作半途而废或就此埋没下去，从而继续努力结合实际，特别工程技术应用研究，希望这些理论体系发扬光大，并形成新的技术理论。同时考虑到发表和读者选择方便，写作比较机动灵活，采取以短篇论文方式，甚至对话体来写。短篇的缺点是较难对理论体系进行系统地阐述清楚，每篇论文对要用到的某些新概念、新原理重新解释，至少重提一下，才好进入主题，免不了重复和互含一些内容。 《物性理论及其工程技术应用》就是《物性论》和《思维工程》应用研究，并以短篇论文方式表达的成果。它的大部分论文都在杂志或论文集中发表了。今年初学校宽带网在白城教职工区开通后，笔者电脑才接上宽带校园网，才有机会读到众多网友文章，并发表本人论著中的论文和最近研究的新论文，真是在人们面前打开一片全新天地，感叹新科技-电脑网络给我们带来全新的生活和思想表达方式。网络论坛既快又广地将创新学术思想传播到世界各地，让更多人受益，免去某些杂志的编辑、专家不同审阅观点的限制、排斥和出学术书籍的艰难。因此喜欢创新论文先在网络论坛上发表，听听网友们意见与见解。 笔者三部的著作：《物性论》、《思维工程》和《物性理论及其工程技术应用》各自成理论体系。而网上发表论文主要跟《物性论》与《物性理论及其工程技术应用》，尤其后者关系密切。前者属于纯理论体系，后者属于应用理论体系，实际上是《物性论》和《思维工程》应用开拓的结果。这里借答复思考者等网友所提问题之际，介绍《物性论-自然学科间交叉理论基础》理论体系。不少评奖者更喜欢用副名给予奖励，可能因为副名更名副其实缘故吧，也是《物性论》精髓所在，但笔者还是喜欢原来的全名，“物性论”称呼就是有别于现有的“物理学”。作为自然学科间交叉，包括以物理为主之外的天体、地球、化学、生命等学科，涉及面宽，建立其理论基础真是“冰冻三尺非一日之寒”。 现代科学和自然辩证法影响，总觉得自然学科间必有内在联系，绝不是隔行如隔山各不相干的，隐隐约约地感到物理学甚至自然科学理论将面临一场变革，可能先是一场思维的变革，从而逐渐对物理和自然科学某些方面进行思索，渐渐进入了自然学科间交叉领域的研究。但不断政治运动的环境，研究工作只能停停打打，拖延到退休前夕才完成。产生了新观念和新理论，如三条基本原理或规律：（１）、物质是连续可入的、运动变化的和物质不灭的。物质量的量度称为质量，运动量的量度称为能量，两者在数值上成正比的。（２）、任一物质运动具有趋于均匀、平衡、对称的趋势，并保持此趋势直至外部作用迫使其改变为止。（３）、任何矛盾量度、趋势、关系必转化统一，其结果应与实验事实归纳的规律一致的、等价的、等效的。下面答复网友所提的某些问题： 网友：从你的众多帖子看，许多文章和著作问世之间有联系，内容可能互含一些。你的理论体系与众不同点在哪里？整个体系基本点或主要观点，或公理体系是什么？劳驾简单论述一下。 陈：《物性论》三条基本原理：质能关系原理、趋匀平衡原理和矛盾等价原理实际上相当于公理，其它原理相当于定理或定律。不过它们不是通过几何数学演绎逻辑那样证明，而是通过矛盾统一逻辑方式，即不断解决矛盾、克服矛盾、协调矛盾中引出一系列具体原理的。这是《思维工程》的三类理性思维方式之一在科研中具体应用，也是跟其它理论多半采用数理方法演绎逻辑或归纳方法因果逻辑根本不同的地方，这类思维方式尚未被科学界广泛认可，有的甚至作为“悖论”加以否定，但是正是这类思维方式和矛盾等价原理获取难得的成果。 在《三论矛盾思维新探》曾指出：矛盾统一逻辑是悖论，还是解决悖论锁匙（或根本途径）？因为自然界本来就充满矛盾，可以说物质没有矛盾就没有运动、转化、演变。人的思维是在不断适应自然、社会中认识和研究世界的，不断改善思维方式和方法中发展的，辩证分析方法的矛盾统一逻辑就是在这种背景下引入科学研究中，与数学物理方法的演绎逻辑、归纳实验方法的因果逻辑一起成为现代科研三大思维方式，并且成为今后理性推理和实性决断重要思维方式。 网友：陈叔瑄先生，你对运动的认识非常深入，有独到的见解，令人耳目一新。我很感兴趣。但是有几个小问题，不明白？比较得意的地方是什么? 陈：几个小问题下面逐一答复，现先谈《思维工程》、《物性论》等三部著作比较得意的地方。《思维工程》主要发现了思维三阶段或三层次，即感性、理性、实性思维方式和方法，特别是实性思维方式。又发现理性思维中数理方法的演绎逻辑、归纳实验方法的因果逻辑与辩证分析方法的矛盾统一逻辑，尤其是矛盾统一逻辑引用，在科学技术研究中重大意义，可以说是计算机智能与思维研究中比较得意的地方。 《物性论》是在自然学科间交叉研究中发现了质能关系原理、趋匀平衡原理、矛盾等价原理三条公理性原理和涡旋（浓缩）运动、周期变换运动、交换（递换、递传）作用等基本观念，并成为自然学科间交发叉理论的出发点，在几十年研究过程中反反复复对这些基本观念和原理验证，至少自感到基础坚实，解决问题广泛，交叉理论可以成立。这是《物性论》比较得意的地方。 网友：陈先生，你好！通过你的解释，希望对你的理论了解的更多。提出三条基本原理：质能关系原理、趋匀平衡原理和矛盾等价原理，依据是什么？ 陈：这是在长期学习、教学、科研中受到近代、现代物理有代表性的系统理论，如牛顿力学、统计力学、电磁场论、相对论、量子论或量子力学等，尤其是相对论、量子论等现代科学思想与辩证法等的影响。它们都建立在牛顿的质点观念和力学观念基础上，把物体或粒子看成没有结构几何点，即质点，而且这些质点具有惯性，即保持静止或匀速直线运动状态，直至外力迫使其改变为止。实际上物质世界任何天体、物体或粒子、量子都不是质点，而是有结构的，甚至变化状态的实体。基本运动也绝不仅仅是静止或匀速直线运动，如自旋运动从天体到粒子处处存在，甚至周期性变换或交换运动状态也是处处存在，也是基本运动状态。因此《物性论》把自旋、周期性变换或交换运动看成跟平动运动一样的基本运动，而静止或匀速直线运动看成宏观物体基本运动状态的特例，质点看成特殊情况下的近似描述。 质能关系原理来自于相对论质能关系和物理能量守恒定律、能量线性叠加和化学物质不灭律等的概括推广基础上提出的，又在一系列推论中得到证实的。趋匀平衡原理受到热力学第二定律启发和大量自然平衡、对称事实，如化学反应平衡过程，动物总是面对称生长，植物总是线对称生长，并在研究涡旋运动中发现趋匀而浓缩质量等等概括出来的，又在一系列推论中得到证实的。矛盾等价原理受到辩证法启发，尤其上世纪6、7年代日本粒子物理家用此法研究粒子，取得相当成功推动下，并亲自在物理、电磁学教学中引用，觉得效果不错，想到何不用此法研究科学理论和技术实践？在科学研究思维中发现了矛盾等价原理，多次推论、解释非常有效。 网友：“物质是连续可入的、运动变化的和物质不灭的。物质量的量度称为质量，运动量的量度称为能量，两者在数值上成正比的。”中的“可入”是什么意思？运动“变化”指的是自己变化，还是受力变化？物质“不灭”与哲学上定义有什么区别？ 陈：关于质能关系原理及其推论在《质能论-非相对论前提的质能理论》与《质能再论》两文比较详细论述了，这里不再重述。“可入”即是物质及其运动可重叠的，在同一空间里可重叠上相同或不同物质运动状态，如一个空间区域里可以存在空气和同时通过光、声、电磁波、磁、电等物质。不能把已高度浓缩的实物碰撞互相弹开的表面不可入现象说明物质不可入的。即使碰撞能量仍然可以交换传递，证明物质及其运动可入的。 运动“变化”主要是指自身变化，但不排除外力作用引起的变化。如单摆或弹簧位能与动能自身周期变换，若无摩擦作用可以一直维持下去。电流在电感的磁能与电容的电能可自身周期变换，若无电阻或辐射，这类周期变换可维持下去。光量子本身就是电性与磁性自行周期性变换的粒子。可见运动变化不一定都是外力作用引起的。物质“不灭”与哲学上意义差别不是太大，但正是物质不灭性，在物理上物质是可以比较量度的，其量度的量称为质量。 网友：希望能够下这样定义的人拿出实际有意义的证据来，本人为什么要否定能量是力的本质呢？ 其一：能量并不是物质所固有的量，而是人们根据物质运动后的结果而测算出来的，用来表达物质运动的量。能量的实质是物质运动的量度。其二：能量是物质所具有的，它可以是两物质之间的，也可以是一物质自身的。这与力一定存在两物质之间有本质差别。其三：能量一定是物质运动之后的产物，而力存在于运动的整个过程中。（当然人们可以将势能作为能，但势能是一个未知数，它在一定的情况下进行转换，势能不能够当成能量的理由是它并不一定会释放出你所想象的能量，或者计算的能量。势能不一定做功，而且做功的大小也未可知，而物质运动中的力的大小和方向是明确的。） 陈：解答力的本质问题，要明确的是能量与能量趋势和交换是不同的概念，笔者赞成能量是物质运动的量度，笔者所有著作都是这样定义能量的。笔者也赞成能量是物质所具有的和能量是物质自身的观念，不过笔者认为运动是物质存在形式，物质与运动不可分割联系的，而物质量的量度为质量，从而质量与能量成正比，如《质能论》一文所述。力是两具体物质或物体之间的能量交换或趋势的过程。实际上该网友与笔者的观念并没有什么本质分歧。 网友：任一物质运动具有趋于均匀、平衡、对称的趋势，并保持此趋势直至外部作用迫使其改变为止。请解释一下。 陈：这条原理及其推论在《涡旋论-未来物质结构设想》和《涡旋再论》两文已做了较详细论述了。再多说就显得又再重复。这条原理比较完整叙述是：物质系统存在分布不均匀、不平衡、不对称的任一运动、状态、结构总是自动地趋于（或转化）均匀的、平衡的、对称的运动、状态、结构，且具有保持均匀的、平衡的、对称的运动、状态、结构的特性，直到外部条件迫使其改变为止。这里需要解释的状态和结构，它们都是运动复杂形式，如热运动是大量分子不规则运动，分子动能有一定统计分布，动能统计平均值对应于温度，这样用状态描述更合理些。又如以原子实际上是壳粒绕核运动，是更复杂运动，用结构描述更为合理些。 网友：任何矛盾量度、趋势、关系必转化统一，其结果应与实验事实归纳的规律一致的、等价的、等效的。 陈：这条矛盾等价原理及其推论已在《矛盾等价原理》一文和其它矛盾统一思维有关论文阐述了。较完整的矛盾等价原理叙述是：系统的趋势、量度、关系的矛盾必统一（包含同一、协调、渗透等意义）、转化、异化，其所定义的、所建立的、所推出的新特性、新关系、新规律与其它方法得到相应特性、关系、规律是一致的、等价的、等效的。矛盾统一逻辑根本点在于遇到矛盾、发现矛盾、分析矛盾就是要解决矛盾、克服矛盾、协调矛盾中推出结论。但所推出的结论与原来相应的特性、关系、规律通过等价原理，可以赋予更深刻、更本质的解释。 网友：“把作用力看成能量变换、交换、趋势一种方式，同样地统计热力学、电磁场论、相对论、量子论等的特殊场合下的等价特例。”这样看待有新意。 陈：要更深入了解笔者这方面论述可参阅《广义力-力的趋势和交换》与《力的本质是能量交换和趋势》两文。 网友：“用平动能变化率推出平动能梯度与速度乘积，平动能梯度来描述作用力大小和方向。它等价于牛顿力学所定义的力，这只是众多能量变化率中的特例。力的趋势、变换、交换下动能发生变化，这时物体作用力Ｆ的量度是以动能改变量对位移之比或动能梯度来量度的。”用梯度来定义力也很适合。 陈：《物性论》质量、质量密度、能量、能量密度、时间、空间是最基本参量，作用力只是导出参量。《物性论》是以能量等作为基本参量，其它参量应由此得出。关于力的新定义所引出一系列推论可参阅《质能论-非狭义相对论前提的质能理论》一文。 网友：另外，天体自转长期减慢，行星沿着太阳自转方向做公转运动，你的理论能否解释？ 陈：在《涡旋论-未来物质结构设想》和《天体周期演变论》两文指出：宇宙成形物质起源于涡旋运动，涡旋运动趋匀中浓缩质量，而浓缩质量过程，涡旋角速度和速度都会减慢，直到完全平衡或爆发膨胀为止，因此在涡旋论看来天体自旋和公转是涡旋运动自然过程，甚至自转也随质量浓缩过程长期减慢也是自然过程，因为质量或质量密度与速度、角速度在涡旋运动趋匀平衡中成反比的，从而随天体质量浓缩自转长期减慢是必然结果。 按照涡旋理论，如果涡旋体的涡旋运动过程中，外沿与核心（如太阳）部分角速度不一致就会分离出若干个环，各个环外、里边缘与中心轨迹多一个正、反向速度而引起涡旋运动，并使环物质逐渐浓缩成新涡旋体，这个涡旋体若又分离核心（行星）与周围的环，同理环又逐渐涡旋运动中构成新涡旋体（卫星）。这样行星公转自然沿着太阳自转方向运动。 网友：陈先生，你好！通过你的解释，希望对你的理论了解的更多。“三条基本原理：质能关系原理、趋匀平衡原理和矛盾等价原理实际上相当于公理，其它原理相当于定理或定律”依据是什么？ 陈：首先三条基本原理是假说的基本原理或假设，相当于公理地位；其次公理通常是自明的，如平面几何几条公理，牛顿力学三定律都是通过推出结果，证明其正确性，实际上也是假设，至少牛顿刚创立时是如此，相对论光速不变性假设，玻尔量子论三条假设何况不是如此；质能关系原理、趋匀平衡原理、矛盾等价原理实际上相当于公理，在于它们与一些基本概念是《物性论》出发点，其它原理可以由此引出。再次一定要提出根据，三言两语说不清的，《物性论》一书谈的比较多。 扼要地说，质能关系原理建立在物理能量守恒定律，化学物质不灭律和相对论质能关系基础上。趋匀平衡原理受热力学第二定律启发和涡旋运动、周期变换运动、交换作用等发现基础上提出的。矛盾等价原理也是在辩证法研究，以及《物性论》与具体学科规律间联系中形成的。只不过不是由数学的演绎逻辑推出，而多半是矛盾统一逻辑引出的，如《再论矛盾统一思维新探》一文所述。 网友：“宇宙成形物质起源于涡旋运动，涡旋运动趋匀中浓缩质量，而浓缩质量过程，涡旋角速度和速度都会减慢，直到完全平衡或爆发膨胀为止，因此在涡旋论看来天体自旋和公转是涡旋运动自然过程，甚至自转也随质量浓缩过程长期减慢也是自然过程，因为质量或质量密度与速度、角速度在涡旋运动趋匀平衡中成反比的，从而随天体质量浓缩自转长期减慢是必然结果。”与目前的理论解释有矛盾，质量浓缩，向中心移动，转动角速度应该加快，而不是减慢？你的理论是如何处理的？或者说，你对地球自转长期减慢的解释不能令人心服？ 陈：问题就出在“质量浓缩，向中心移动，转动角速度应该加快，而不是减慢？”的想象上。《涡旋论》有个涡旋运动趋匀平衡原理公式 ρr²ω²=k 涡旋运动稳定时k为常数，rω为速度或忽略半径角速度平方与质量密度ρ与反比，于是质量密度愈大，角速度愈小。因此地球每天从宇宙不断落入宇宙尘之类物质，质量和内部密度长期增加，相应地使地球自转长期减慢。 网友：陈先生:你好!通过你的解释,希望对你的理论了解的更多。“按照涡旋理论，如果涡旋体的涡旋运动过程中，外沿与核心（如太阳）部分角速度不一致就会分离出若干个环，各个环外、里边缘与中心轨迹多一个正、反向速度而引起涡旋运动，并使环物质逐渐浓缩成新涡旋体，这个涡旋体若又分离核心（行星）与周围的环，同理环又逐渐涡旋运动中构成新涡旋体（卫星）。这样行星公转自然沿着太阳自转方向运动。”可以解释同向性运动的卫星或行星。但是逆向卫星可否能解释，火卫一正在向下落这个现象能否解释? 陈：提出三个问题中前两个已在前面提出过，并做了扼要解答，仍然不尽满意，那只好参阅全著《物性论》。由于卫星形成外围环受到地球与太阳双重作用，与太阳倾斜角度各不相同，因此生成涡旋运动情况比较复杂。有个别卫星涡旋运动形成前环可能不是里外侧，而是上下侧或一定角度出现速度差，甚至出现反向速度差，前者使卫星近垂直运动轨道运动，后者卫星构成逆向涡旋运动，这类逆向涡旋外侧与其中心速度同向弥漫，里侧反向浓缩，才具有向心趋势，使其形成卫星过程，沿着逆向运动。火卫一正在向下落是其还处在涡旋运动尚未处于平衡稳定过程前的一种现象，土星周围环正是在向涡旋运动过程中演变成卫星，不过这个演变过程不是人类生存历史范围所能见到的。 网友：陈先生，你好！对你的理论进行挑刺，你不会有意见吧?你的回答“《涡旋论》有个涡旋运动趋匀平衡原理公式：ρr²ω²=k。涡旋运动稳定时k为常数，rω为速度或忽略半径角速度平方与质量密度ρ与反比，于是质量密度愈大，角速度愈小。因此地球每天从宇宙不断落入宇宙尘之类物质，质量和内部密度长期增加，相应地使地球自转长期减慢。”感到有问题： 1、《涡旋论》有个涡旋运动趋匀平衡原理公式：ρr²ω²=k是对质点，还是对体系，或者连续分布的物体，如果连续分布的物体，应该用积分。 2、如何证明地球每天从宇宙不断落入宇宙尘之类物质，质量和内部密度长期增加，相应地使地球自转长期减慢。 3、许多资料表明“地球质量在长期内保持不变”，长期变慢归结为地外之物的落入，有些不妥？如一杯热水要散热，不能归结杯外之水的加入吧？地面上运动物体变慢，不能归结为有物体加入吧？当然，也不能排除外面物体的加入，但是加入物体的量有多少？作用有多大？值得讨论。如火星的一号天然卫星，公转正在加速,也就是向下落。你的理论如何解释？ 陈：其1、涡旋运动趋匀平衡原理公式是指涡旋体内离中心r点的能密度趋于均匀时为k，而该点质量密度ρ在角速度一定下与其距离r平方成反比的。 2、地球绕太阳，并跟太阳一起在宇宙中运动，所经历过程都在吸收宇宙尘，否则地层如何产生的，且地层年代愈久远愈压在下层。火山爆发流出岩浆虽然也是新的把旧的压在下面，但只能解释局部现象。宇宙尘每天落入地面才是根本现象。即使船只开到远离大陆的海洋中，每天仍然有灰尘落在船上。 3、许多资料表明“地球质量在长期内保持不变”，这在人类生存几千年里质量变化与地球本身质量相比，几乎觉察不到的，可以近似地看成不变。一个人只活几十年，谁也无法测量到地球质量的变化。何况地球质量测量，还不是根据引力定律计算获得的。 4、火星的一号天然卫星属于涡旋运动中尚未处于平衡稳定状态的卫星涡旋体，在平衡趋势中轨道还在缩小，即向下落趋势，直到与火星交换平衡为止。相信总有一天，该卫星会处于稳定平衡状态。不过不是人寿命范围能测量到的。火卫二与其它卫星属于已处在稳定平衡状态，因此没有下落等问题。 网友：拜读陈叔瑄《力的本质是能量交换和趋势》后的问题请教： 1、“宇宙物体几乎没有孤立存在，总是跟周围物体不可分割地联系在一起，并一起作整体运动”，此判断有一定的道理。请教：此判断是前人的结论，还是您的创新思想？事实根据是什么？ 2、“当所施作用力与摩擦力平衡或所消耗内能足以抵消摩擦能量，而保持直线匀速平动”。牛顿第一定律的内容是物体不受外力或和外力为零时保持静止或匀速直线运动。请问：若一物体未受外力作用，它究竟是相对周围物体总保持静止呢？还是也可以保持匀速直线运动？ 3、“第三、当F等于零时，速度等于零或常数，即保持静止或匀速直线的惯性运动，为牛顿第一定律”与1之间是否自洽？ 4、“进动”和“章动”是什么概念？ 5、“运动的自旋体的核心速度与其自旋两侧速度叠加必存在同向侧和反向侧”这句话怎样具体、形象地进行解释？ 6、“这就是圈体或弦存在的根据，也是三旋运动存在的根源”。圈体、弦、三旋运动在文章指的是什么？暂提出这些问题，希望陈先生能够不吝赐教？ 陈；其中许多问题已在作者的其它文论中阐述了，这里对某些问题作扼要解答： 1、可以说是哲学上经常谈到的，也是自然现象归纳出来的，并在《物性论》研究中发展的判断。实物与周围场不可分割关系，即没有孤立的物体，是自然界本来如此。因此物体相互作用难以避免，只有处于交换平衡或作用平衡而处于相对静止的。如物体碰撞仍然存在能量交换，即动能交换联系，才会使碰撞后沿相反方向运动。 2、在地面上物体虽然跟地球一起运动，但物体之间通常处于相对静止的。只有通过消耗内能如蒸汽机、内燃机消耗内能及其热量推动机械运动而做功或其它力作用下才产生运动。因此内能是一种跟温度有关的能量形式，不一定是势能，其变化才推动机械运动。 3、力本质是能量趋势与交换，可以用动能对位移比值来定义的。对于地面宏观物体或机械才有保持静止和匀速直线运动。是有条件的，与1之间是自洽的。至于能量就是物质运动量的量度，具体内容如《质能论》和《质能再论》两文所述。 4、进动和章动概念来自于理论力学刚体运动描述，但理论力学没有指出它们如何产生？作者在此文则指出进动与章动产生根源或它的产生动力。 5、自旋体是绕轴旋转，而轴心通常是移动的，如地球轴绕太阳运动类似，有一个移动速度O，而地球平行此速度O外边缘的线速度与其同向，而内边缘线速度与其反向。即外同向侧趋于内反向侧的趋势。 6、圆周、圈体、弦、环、三旋等曲线运动都跟5条所述原理有关。即一定速度的公转运动的涡旋体总是存在自旋速度和公转速度同向侧与反向侧，同向侧速度重叠增大，质量密度减少，即弥漫趋势，而反向侧速度减少，质量密度增大，即浓缩趋势，弥漫趋向浓缩的侧面趋势，使其沿着圆周、圈体、弦、环等曲线运动。 网友：看了这句话觉得挺受启发。 光子速度是稳定物质运动的极限速度，但不是物质的极限速度 光的速度为什么这么稳定呢？光的速度怎么产生的呢？产生光的速度要有一个过程吗？还是没有过程？产生光的过程是不需要时间的吗？有没有这方面的实验说明？ 陈：首先经过长期考察研究得出质能关系结论。由于能量与质量成正比，从而包含了能量不灭性，即能量转化守恒性。相对运动参考系可依据物质不灭性原则来实现度量的，即同一系统物质的量或总能量相对于任何参考系都是不变的，所不同的只是某几种能量形式。如果系统总能全部为动能，则得出速度为光速的1.41倍，称为物质极限速度。这里只可能两种解释：一种极限速度就是光速值，那么质能比例系数是光速平方的二分之一，这样无形中总能量比相对论能量减少一半，不太合理。另一种ｃ仍为光速，质能比例系数是光速的平方，这样物质极限速度是光速1.41倍。关于超光速自然现象已为许多科学家所论述或证实了。本人坚信将有更多实验证实这一点。 实际稳定系统总能至少存在两种以上的多种能量形式，单一能量形式是极不稳定系统，如平动运动趋匀意味着各向机会均等，即正反平动同时存在，并转化为涡旋运动。涡旋运动趋于平衡则构成交换（或变换）和微旋化，光子是仅有平动和变换运动构成的稳定物质系统，光速是稳定物质系统的极限速度。光子产生速度是由原子壳粒子能级或轨道跃迁时形成的，有一个过程，当然也需要时间，即产生光谱过程。光谱分析就建立在此基础上。 网友：光在媒介中的传播速度会下降，是值得怀疑的。因为进去的光和出来的光根本就不是同一个光子。能不能说是光子交换和产生的速度在媒介中变慢了？类比光在媒介中的传播，是不是可以认为光根本就是跑不了多远的。光子的传播就是通过激发邻近的媒介粒子产生另一个光子的连续过程。光的速度就是光子产生的速度。爱氏说光可以真空中传播，就象一个人可以拉着自已的头发上月球一样，令人不可信。一种比较可以理解的模式就是真空是某种媒介，可以通过光子激发而产生另一个光子。 陈：如果量子或光子平动能恒定地占总能的一半，即相对匀速直线运动参考系所量度的不仅总能不变性，而且平动能也是不变性，即光速不变性。若以光源场描述的坐标系统为甲参考系，场质速度为光子速度，场的传播速度等于场质速度，而其它惯性坐标系，如乙参考系相对光源以某一速度运动，所量度同一光子系统平动能一致的，而传播速度对应的动能和光源相对观察者以ｖ速度运动的动能之和等于光子系统平动能，并推出在同一时间间隔标准下光传播距离缩短了。表明光源相对观察者以ｖ速度运动，光传播时间延长而变慢或光传播位移缩短，这类现象称为场时空效应，它等效于相对论时空效应。决不是科幻想象的时间机器那样可将人送回到古代。 从而光子在真空或宇宙中运动，并没有递换，只要光子本来就存在速度，为何不能持续运动？即使不同参考系量度也是如此。根本不必假设“以太”之类媒介来解释光子的运动。这正是麦克尔逊光干涉仪实验出现干涉条纹不移动根源，跟所谓以太风毫无关系。更没有象一个人拉着自己的头发上月球的问题。至于说光子通过物体媒介情况则不同，物体内存在分子、原子的壳粒子与场物质交换，这类交换必然对光子运动产生交换的影响。不同物体产生不同的影响，而出现各种光学现象。 网友：从静止光源产生的光子到光子具有光的速度，光子是否有加速度？ 陈：从静止光源原子、分子能级跃迁产生的光子，并以光速向外辐射运动，产生过程是能量变换，并非宏观物体那样外力作用下所产生加速运动。光子流与场物质一样也是一种物质形态，而且是高速低密度的物质形态，如《场质论》一文所述 网友：一个新理论的诞生，展现作者辛勤劳作及劳作的结晶，祝贺你的成功。

chenshuxuan · 发表于 10.1.2006 07:31:24

二答网友某些问题 陈叔瑄 在答“北京相对论研究联谊会网站”网友某些问题后，又想起“探索者科学论坛”许多网友所提的问题还没有全面回答，因而借此在这里做统一解答。问题比较多，笔者分两部分来谈，这里先谈《思维工程》有关的问题。 网友：能否亮相一点你的《思维工程》提纲？ 陈：《思维工程》指出，人的智能活动大体可分为感性认识现象、理性认识本质、实性认识现实等三阶段（或三层次）过程，在此基础上引入感性、理性、实性思维三阶段（或三层次）的思维模型，包括它们各自职能、形式、法则、方法等。随着社会发展，实性思维阶段愈来愈显得重要，到了科学技术和管理高度发展的今天，实性思维的方法已经成为必不可少的思维方式方法。有必要加以总结，并提高到应有的高度，使它成为自觉的认识手段和思考方法，以指导人们的实践行动。实际上感性、理性、实性三阶段思维是在不断认识世界中循环前进的。如图1所示。 感性理性 实性 图1 思维三阶段循环前进示意图 实性思维是一种变革客观事物的主动的、新的思维形式和方法，它比感性思维、理性思维更高一筹，实性思维形式和方法跟专业知识和技术技能等掌握情况密切相关的。没有一定类型专业理论及技术技能就很难使用该类型的思维形式和方法。例如一个对桥梁建筑一无所知的人就无法“设计”一个像样的桥梁。对于高精尖的科技项目，如原子能、宇宙火箭等，没有理论指导下的实性思维则寸步难行。可见实性思维比感性思维、理性思维更高级，是思维三阶段（或三层次）中较高的阶段，是感性、理性思维之后的一个思维阶段或层次。 实性思维与感性思维或理性思维不仅在认识的职能上不同，而且在思维形式、法则和方法上也根本不同的。如果感性思维形式包含感觉、印象、表象，而理性思维形式包含概念、判断、推理，那么实性思维则包含设想、决断、执行等的思维形式。它针对着变革实践对象所进行的想象性思维基础上做出合理能动的设想和可能可行的决断，根本不同于映象性的感性思维或观念性的理性思维形式，更不用说执行的实性思维形式，完全不同于其它思维形式的另一类思维形式。人的实践行动通常是在提出目标任务后想象，经合理的设想和可行的决断基础上执行，而执行是大脑指挥、跟踪、反馈、控制、操作等的思维形式，以实现目标和完成任务。 感性思维是映象性的思维，通过选择、反映、约定法则指导感觉、印象、表象的思维方式，理性思维是观念性思维，通过同一、必然、理由法则指导概念、判断、推理的思维方式，而实性思维则通过合理、可行、实效法则指导实践行动并取得设想、决断、执行思维方式的结果。而实性思维方法又是变革实践行动的所有方法，数也数不清的，但从实性执行思维角度来看，方法可分为技巧方法、智谋方法、管理方法等三种类型，其中还可细分成众多方法。技巧方法主要针对自然物为对象，智谋方法主要针对人或人群，尤其敌对人群间为对象，管理方法主要针对社会并以社会为对象等的追求实效执行思维过程的方法。这些方法都不是感性思维方法和理性思维方法所能包缆的。 网友：有创意！此作很有创意。看来已将哲学认识论，心理学，逻辑学，系统工程，和工程技术设计原理融为一体，估计你主要强调实性思维。 陈：现代或信息时代的思维不仅是哲学问题、逻辑学问题或数学问题、心理学问题，而且跟信息、系统、控制等问题有关，特别跟计算机科学、人工智能、知识工程等有关。如果过去把思维方法称为工具，那么现代思维方法必需打破纯哲学、纯逻辑学研究思维框框，从全面的、系统的、发展的角度和结合现代科学技术研究思维，才有可能有所突破，提出新的思维方法，如思维三阶段或三层次论的思维模型和智能活动方式就是在此基础上提出的。这样的思维方式方法称为思维工程。 现代或信息时代包含科学和技术、管理方面的思维方式，尤其是电脑和网络技术发展，信息量大且迅速，促使思维方式极大改变。以往各自专业学科零散的知识完全不能适应人类需要和要求。促成建立自然科学较统一的系统理论和系统的技术科学，需要更高层的思维方式方法，以便获得更系统理论与更有效地发挥人的能动性，创造出更多人类需要的产品。技术和管理需要新的思维方式和方法，促使信息时代思维方式和方法的改变，尤其是实性思维方式、方法的产生和发展。而且促使理性思维方式、方法也要有重大改变，才能使科学统一成为可能的，辩证矛盾思维方式无不是较佳选择。 笔者在文革下放农村期间，为所在生产大队设计了小型水电站并指挥施工中应用了实性的思维方式并取得成功。又如文革后回厦门大学任教期间，为工厂研制《ＭＭ－１０００摩擦试验机微型计算机系统》也是应用了实性思维的方式取得成功的例子。也许有人认为没有《思维工程》指导也能取得这些成功。可以这么说，但是设计和研制思维过程已不自觉地采用了设想、决断、执行等思维方式，但本人上述思维过程是自觉的应用。在此思维方式和方法指导下取的前人和他人所没有得到的理论和实践创造效果。充分证明这种思维方式的威力。 网友：如果根据教学需要，再编排一下，就可以作为大学的教材或参考书，具此初步介绍，其“思维模型”，尚不能达到人工智能研究可籍以模拟的地步。可否介绍科研理性有那些发展？ 陈：曾经在厦大计算机系提出开《思维工程》选修课，可惜没什么学生报名，只好算了！实际上《思维工程》不仅在自然学科间交叉理论中研究推动下逐渐形成的，而且在计算机教学与应用项目研制思索中，对感性、理性、实性等方面问题得到充实和发展的。曾希望“思维模型”能跟计算机认知科学与人工智能研究结合起来，推动人工智能技术研制进步。不过笔者更兴趣的是自然学科间交叉理论研究，把精力集中在除教学外，主要是《物性论》和《思维工程》整理写作上。 科学研究中发现理性思维的概念和判断必需重新定义为本质属性、本质关系和规律认识的思维形式，从而把非本质属性和关系语句作为表象。推理则是从本质认识的概念、判断过渡到现象认识的印象、表象思维形式，即本质解释现象的思维形式。正如感性侧重于感觉方法和手段，实性侧重于执行方法和手段，理性方法侧重于判断方法和手段，因为判断是本质认识最基本思维形式。这样说来数理法演绎逻辑、归纳法因果逻辑和辩证法矛盾统一逻辑实际上属于理性思维方式方法，因此《思维工程》一书将其作为理性思维形式来处理，即演绎推理、因果推理、矛盾统一推理等三种可相容的互相补充且后者比前者深入的推理思维方式。 判断方法上指出总结、搜获、解析三类方法，把类比、归纳、分类作为总结方法一部分，把论证、统计（数理）、历史作为搜获方法一部分，把假说、原理、矛盾作为解析方法一部分，其中辩证分析判断方法和矛盾统一推理已在《物性论》广泛应用。这样归结的判断方法具有代表性，实质是寻找自然或社会规律的理性方法，随社会进步和思维丰富作适当调整也是正常的。 网友：因为古今一切有关认识论方面的著述，都尚未解决人的思维是怎样理解环境，是怎样理解语言的。依我看，智能的核心问题是理解，要能建立起一个理解数学模型。就极其有价值了。你在这方面认真思考过吗？如果你有此倾向的话，你就跟着发贴，我会给你提些参考意见的。 陈：感性思维形式比以往说法更加明确，如感觉、印象、表象三类思维形式，这样语言、文字、图形、符号不再是理性思维专有的。根本而言，语言文字是表象，是表示事物及其行为状态的符号，是思维的外壳。不同民族就有不同语言文字，可以用来表达同一思想，同一思维过程可以用不同语言文字进行的。因此古希腊从议论出发研究思维，所构成的形式（演绎）逻辑就存在严重片面性，以至科学研究过程几乎没用它，指导实践行动更少使用它。大部分语言、文字属于现象的表象或描述，语词和语句主要描述事物现象，实质上属于感性思维职能。 只有当语言、文字用来表达本质属性或本质关系或规律时才成为理性思维的概念和判断。如平时所谓的用力的“力”与力学上的“力”意义是不同的。前者带随意性，它可以是力量的“力”，能力的“力”，动力的“力”等，而且儿童表象的“力”与成年人表象的“力”含义就有差别。科学上或理性上的“力”是有大小有方向的相互作用，表明理性思维是本质认识思维方式。而且理性通过推理形式和方法来解释现象的，即通过本质认识来解释现象的。演绎推理、因果推理、矛盾推理是不同深度的解释思维方式。 演绎法更确切提法应是演绎推理，归纳法是一种总结方法，并非推理形式，可以作为推理形式之一的因果推理，这样才符合推理的含义。从推理含义来看辩证法可以分为推理和方法两方面，从推理含义来看辩证法更确切意义是矛盾统一推理，而辩证判断法更确切地说是辩证分析判断方法，《思维工程》一书采用后一个名称。演绎、因果、辩证（矛盾统一）是深度不同的可相容推理形式，它们都遵守真实理由法则，而演绎遵守的是充足必要理由，因果推理遵守的是因果相关理由，矛盾推理遵守的是矛盾转化理由，后者比前者有更深入本质的理由。 网友：简答，一，矛盾思维问题。凡推理皆属逻辑思维，逻辑思维不过是人为创造的一种使用符号、语言工具的方法。最初的形象，无非是分解，组合。“理性思维”少不了符号，符号创造的关键无非是从视听形象之中抽象出其间的信息，并约定为符号；二，矛盾思维方法的应用。具体的应用举不胜举，应用的原理不外比较求差之后的整合。其最常见的表现形式则是对各样具体问题分析和综合；中华学术界，多是一些无能之辈在盘踞着，科学技术之如此后进，是腐败无能。 陈：矛盾推理与演绎推理、因果推理不同地方在于一定条件下揭示矛盾、发现矛盾、分析矛盾的一分为二和解决矛盾、克服矛盾、协调矛盾、统一矛盾的合二而一的反复思维过程，或否定之否定的矛盾转化的思维过程。矛盾往往是事物变化的深刻原因，矛盾统一是本质的因果关系，一般、普遍、本质往往是个别、具体、现象的深刻原因，因此三种推理思维形式实际上是事物认识深度不同的反映，是相容的。 理性思维职能在于对事物的本质认识，而判断思维形式职能在于本质关系、本质过程和规律的认识。尤其《物性论》和《物性理论及其工程技术应用》引入的几种矛盾判断思维方法是很有效的，指出康德四条的二律背反实质是主导与基础矛盾统一关系的反映。提出量度、趋匀、关系矛盾必统一或转化的普遍矛盾判断，如平动运动趋势矛盾统一引出了涡旋运动，并由此推出一系列有意义的结论。在《矛盾等价原理》、《再论矛盾统一思维新探》、《三论矛盾统一思维新探》等又进一步论述。 网友：可叹的是，象我等这样的民间小人物，却找不到一个够得上与我展开学术论战的-------“棋逢对手”！看来，你不是等闲之辈。如果你我有缘，就请帮助转告联合国教科文组织，委派几名清华、北大的教授来这里交峰！因为思维科学是当代最最重大的研究课题。 陈：笔者不过是普通教书匠，无权无势，没有多大能耐，连一个学生都无法调度，不见得比你更有办法，一定使你大失所望。不过科技、尤其电脑网络高度发达的今天，何必去找名校名人和名机构交锋。网络论坛的信息可以很快传递到世界各地。一个新观念、新理论出来总有人赞成或反对的，有价值的有疑问的自然有人出来说说话，甚至交锋。不见得比出书、杂志发表、开会讨论等更没效果。出书、杂志、开会、开课、网络等这几种方式各有利弊，从传递又快又广角度来看，网络还是较佳的。“小人物”有小人物好处，至少没有“大人物”那样顾虑重重的包袱，顾忌既得利益或名誉等受损。“小人物”没什么包袱，比较能放得开，畅所欲言。 网友：我的主要研究探索的是东西方哲学，宗教学和思惟学。 我的主要攻关目标是多元世界观、多元文化的共融，没有它就不能走向世界和平。 陈：人类思维发展大体可从古希腊自然哲学论起，经历伦理神学、自然科学、社会科学、技术工程（科学）、管理工程（科学）等几个思维时代，每个时代都有其代表思维内容和方法。中世纪欧洲伦理神学主要是以亚里士多德“工具论”为代表的形式逻辑方法。近代自然科学则主要以培根实验方法为基础的“新工具论”及其因果、分析的思维方法。现代社会科学则主要以辩证思维方法。人类进入技术工程和管理工程所构成的信息科技时代，必然提出新的思维方法。系统论、信息论、控制论及系统工程等已经接触到这个问题，《思维工程》就是在这种背景下探索信息科技时代思维方法的尝试。 亚里士多德逻辑学是从语言角度研究思维形式的，它跟语言结构十分相似，并非知识产生的真正思维方式。所构成的形而上学成为中世纪经院哲学的主要思维方式。正如弗兰西斯•培根所批判那样，经院哲学“能够读说，但它不能生产；因为它只富于争辩，而没有实际效果”，犹如“不能生育的修女”。因此使用语言到语言的形而上学难以成为有成效的科学研究的思维方式，可以说科学家研究很少采取这种思维方式取得成果的。它只能结合现代数学物理方法才有生机。 弗兰西斯•培根认为：感觉是一切知识的源泉，自然界、物质是研究的对象。人只有“服从自然”，即遵从自然规律，才能认识自然，支配自然，以便征服自然。提出：“知识就是力量”名言。培根认为一切知识和观念都是来自于感觉，感觉是完全可靠的，但也肯定理性作用，主张用理性方法去整理、消化感性材料，而归纳、分析、比较、观察和实验则是理性方法的主要条件，并把实验基础上制定的归纳法称为“新工具”。并写成《新工具》一书，以示有别于亚里士多德《工具论》，并详尽地批判经院哲学。穆勒于1843年在培根归纳法基础上发表《逻辑体系：推理与归纳》一书，提出用于判定事物或现象间因果关系的五种方法，包括契合法、差异法、契合差异并用法、共变法和剩余法。 培根“新工具”和穆勒“逻辑体系”思维方式，抛弃纯语言研究思维，而从自然对象感觉入手研究知识来源，为近代自然科学思维发展创造了基本条件，推动了近代和现代的科学技术发展。但从感觉或实验入手的知识只是个别的或范围较窄的知识，而且各学科间各自独立，互不相通，隔行如隔山。正如恩格斯在自然辩证法中所指出那样：“……，这只有用当时自然科学已形成的占统治地位的分工来说明，它使每个人或多或少局限在自己的特殊部门，只有少数人没有被夺去全面观察能力”。打破这类“只见树木，不见森林”的方法势在必行。矛盾统一逻辑应用于科学技术上无不是一个有效选择。这样经过发展的现代逻辑，数理演绎（形式）逻辑、归纳因果逻辑、辩证矛盾逻辑成为三个层次的理性推理思维形式，以不同深度认识世界，是可以融洽兼容的思维方式。 网友：这些文章作者是楼主本人吧！ 另网友：大哥，我是说“楼主”，楼主指的是这个帖子的发起者。论坛里的帖子根据它们的位置关系可以很形象地看为楼层关系。第一篇发表的帖子处在楼层的最上面，叫做“顶楼”，它的作者叫做“楼主”。从“顶楼”往下，依次序分别叫为“第二楼”，“第三楼”，“底楼”。因为你的帖子在我的帖子之上，所以如果我要称呼你，我会说“楼上”。 网友：陈先生的参考文献都是自己的作品，你是在做广告吗？谁信你的观点呢？ 陈：是的，笔者发表文章的参考文献多数是自己的作品，这是因为这些文章基本观念、基本原理、基本方法来自于自己作品，可以说笔者所发表文章是这些作品进一步深入研究与充分发挥的结果，不是东抄西拼，而是真正原创的文章。至于信不信这些论文的理论，那就要看它是否科学真理，是否经得起事实与应用的考验。只要是科学真理，迟早要被承认的，众多论文获奖就证明这一点。对自己出版过的资料引用，是不是做广告由网友去评说吧！就算广而告知也没什么过分。 网友(郑凤荣)：陈叔瑄先生，您好！西方科学即现成自然科学，是把自然界划分为不同的领域和侧面，分门别类地加以研究。于是，这个自然科学的出发点，就是一个物质分别存在的科学前提预设而决定的矛盾对立的基础；人们这方面的科学思维，也因此都是一种矛盾对立的逻辑基础特征。然而，我曾经不经意地从事一个现实问题的求真求实研究，并最终产生形成一个新自然观的思想理论体系--自然统一论。而由于我的这个自然统一论是把自然界作为整体加以考察，包容万象的自然界整体性存在是我们问题独立研究的出发点，因此客观世界物质统一性的客观存在的科学前提预设，决定了我们这里的一个新的科学方式就是一个矛盾统一的基础；与此同时，我们自然统一论的科学思维，也就是一种矛盾统一的逻辑基础特征。这样地，我曾经概括出我们自然统一论的思维逻辑的哲学，是矛盾统一的最高形式。 陈：郑风荣网友，您好！8月中旬读到您的电子邮件，笔者借此机会一起答复。笔者产生这类思想是在上世纪六、七十年代，当时政治环境没法专心研究，文革后又忙于教学和具体技术项目研制工作，只能断断续续抽空挤时间进行研究，到了九十年代初才挤出较多时间整理完成《思维工程-人脑智能活动和思维模型》和《物性论-自然学科间交叉理论基础》这两部的著作，于1994年出版。前者的理性思维方式中提到矛盾统一或辩证推理逻辑，又在《物性论》一书中较系统地引用。现在又在网络论坛上几篇论文中较充分发挥和深入开展。 您与某些人在科研中也产生此类思想，证实矛盾统一逻辑必然成为现代与未来重要思维方式。矛盾统一逻辑比数理演绎逻辑与归纳因果逻辑更胜一筹，是较高层次的思维方式。《物性论》一书相当于您所说的自然统一论，是整体的、系统的、历史的考察自然的结果，全书分成涡旋物性论、粒波物性论、递传物性论三大篇，分别对天地、物理、生化创新性解释。 网友：我们这个矛盾统一的思维方式，现在只是一个萌芽状态的生命伊始，我还不能把它上升为一门逻辑系统完善的思维科学；特别是，我这个矛盾统一的思维方式，与现成自然科学的传统的思维方式是矛盾的，所以，就这样地，我们现在的自然统一论的科学性及其一个矛盾统一的思维方式，现在还处于走投无路的困境中。昨天，我有幸在网上看到您的“再论矛盾统一思维新探”文章，惊叹您其中也有“矛盾统一”的概念，而且，您揭示的趋势矛盾逻辑和矛盾等价逻辑，与我的一个矛盾统一的思维逻辑，基本上是趋于一致。由此，我从您这里看到一线希望，并产生一个求助于您或与您合作的念头。 陈：笔者把矛盾统一逻辑与数理演绎逻辑、归纳因果逻辑看成现代科学技术研究的三大思维方式和层次，矛盾统一思维逻辑是最高层次的思维方式，是现代和未来的重要思维方式。笔者写了《矛盾统一思维方法新探》、《再论矛盾统一思维新探》、《三论矛盾统一思维新探》、《论理性思维三层次》、《矛盾等价原理》、《数学逻辑问题》等，都是围绕着矛盾统一逻辑问题，从不同角度加以论述。这些文章分别在不同网络论坛上发表了。加上《物性论》论述部分，甚至整理扩充，能不能成为矛盾统一逻辑系统还很难说，但笔者至少做了些基础性工作。 网友：但是，这些目前毕竟是我的一相情愿，不知尊意如何？倘得认可，我才可进一步表述具体事宜。由于不敢造次，故先此Email拜会和联系与您。请相信没有自己的一点东西或实力我是不会这样做的。至于我的思想理论内容，可参见“中国物理教育网”本站动态中我的文章；我的一些通俗易懂的思想看法，可参见“爱智论坛”的『哲学爱好者论坛』中我的“一个思想者的真情诉说”的主帖和跟帖。书不尽言，幸赐不弃是盼！ 陈：笔者先后出版几部著作，除上述《思维工程》和《物性论》两书外，1990年出版了《IBM微机系统及其汇编语言程序设计》教材与2002年出版了《物性理论及其工程技术应用》，深深体会到出版学术图书艰难，发行更难。手头还有一部书稿还无法出版，这迫使笔者决定不再写长篇著作，包括矛盾统一思维系统著作。甚至《物性理论及其其工程技术应用》临出版前，修改成短篇论文集方式出版，便于刊物、文集和网络上发表采用，也便于读者按兴趣选择阅读内容。手头书稿还不知道命运如何？还无法预测。笔者目前主要任务是《物性论》的应用研究，虽已退休，但体力和精力不允许笔者再做其它的事了。也就没办法参与您的合作。很抱歉！

chenshuxuan · 发表于 10.1.2006 07:36:48

三答网友某些问题 陈叔瑄 “探索者科学论坛”及其它论坛的网友对笔者《物性论》或《物性理论及其工程技术应用》有关的论文提出不少问题，现借此做统一解答。 网友：你这篇文章(指天体周期演变论)就存在大量的漏洞，我就不一一指出了，希望你以后改正。另外，对于目前科学界尚未定论的东西，如果你是引用某种假说，请注明；如果是你自己的想法，请写明“我个人认为”。今天之所以要这样指出，是因为看到后面有很多朋友跟贴对你的文章表示赞同，我不想你误导他们。 另网友：上网是一个讨论的好空间。他的漏洞，你指出来，好让大家增长点见识，对于楼主，也许他会从迷途中明白，会感谢你。不过，你不要像他哪样”长篇阔论“。 网友：楼主，我看了你写的好几篇文章，都很长，很辛苦，我不知道你是做什么的，但有一点，你爱好科学，也富于联想和想象。但光会想不行，要在理论和实践中证明它。你似乎对物理学有一定的了解，但这还不足以使得你从事理论物理研究的工作。 陈：笔者不过是一个普通教师，常年搞教学与科研工作，尤其喜欢理论研究。不知这位网友是做什么的，断言“这还不足以使你从事理论物理研究的工作”，你做了那些理论物理有价值的研究工作？不妨摆出来，让大家了解学习。至于笔者所写文章对不对你的胃口，你兴趣不兴趣，那是你的事。但不要以你自己不同的观点或做过一些理论物理研究工作就盛气凌人，自以为是，把别人或网友看成扶不起阿斗，没有辨别能力，会受到误导。笔者倒是赞成另一网友说得“他的漏洞，你指出来，让大家增长点见识”，也让笔者长点见识。你能拿出点什么像样“东西”，在那里指指点点，还说得过去。笔者在网上没有读到你像样的文章，也不知你肚子里有多少“东西”，却在那儿指手划脚，实在让人难以忍受。 网友：问题：1、请问有没有研究χ射线，γ射线，就是研究光学的基础资料？这样有便于理解这篇文章。2、Ｚ＝Ｈｒ既然H是常数，那么这个常数值是什么？怎么得出来的？3、这个关系是光子运行过程中因周期性地跟周围场质变换或交换而转化为场物质...其周期变换能逐渐转化为平动能而使变换频率降低，关键字的理解：光子，场质，平动能。4、有什么现象（证据）可以证明，光子的转换过程。5、宇宙中的漩涡体是指什么？6、３Ｃ１２０星系,这个星系的命名很怪哦，能解释一下吗？或者给些天体命名的一些资料吧（虽然和本文无关）。7、声学多普勒效应是什么？怎么证明出来那些星系的速度（这个速度是什么速度，根据下文应该是指分离速度）超过光速？先问这些，嘻嘻！ 陈：1、χ射线、γ射线，甚至红外线、紫外线等与可见光一起研究，才会对光的性质更深刻理解，更加确立光的粒子性根本观念，波动现象不过是粒子周期性变换运动在一定条件下重叠产生的现象。2、Z=Hr是美国天文学家哈勃长期天文观察，提出的红移规律，指出天体红移量与天体距离地球成正比。哈勃系数H用不同距离计算不完全相同，尚未最后确定，参考数据55公里/秒•兆秒差距。3、但光是粒子，笔者则认为红移是光子远距离运行中状态逐渐演变引起的现象，是光子运行过程中因周期性地跟周围场质变换或交换而转化为场物质，其周期变换能逐渐转化为平动能而使变换频率降低，速度增大，即往纯场质方面变化。4、红移本身就是证明光子转换过程。实物辐射光子是实物周围场质转化光子产生过程，正负电子湮没，即转化为光子过程等都是证明实物与光子转换过程。5、宇宙中涡旋体就是指天体，包括太阳系、恒星、星云、星系等。6、现代天文学上星名，主要采用德国天文学家巴耶所编制的星表，即把星座内主要恒星以亮度为顺序，在星座名后附加上希腊字母，作星名。后来出现射电源就用射电源表代号和编号命名，如上述3C120。7、多普勒效应是来自声音频率随声源离开或接近改变，如火车离站或进站气笛声变化。光波动说将其引用到光学上，红移解释为光源退行速度，才有宇宙膨胀说和爆炸说出现。不少天文学家把声学多普勒效应套上波动光学，认为红移与天体退离运动速度有关，从而得出宇宙膨胀，甚至宇宙爆炸结论。如果光是粒子说结论就不一样，宇宙不是大爆炸产物，而是宇宙物质涡旋运动为主的产物。 网友：物理学中的许多迷都集中在统一场之中，揭晓统一场及其数学关系式的时间已经为时不远了，我们可以作好一个思想准备，在概念上，我们要反复思索，学会能够将三个基本概念相区分：即“物质”，“能量”，“信息”。信息，具有对于能量的控制性，规定性！未来的统一场式——-信息一经揭晓，整个物理学理论都将引发一场巨大的变动。 陈：笔者著的《物性论-自然学科间交叉理论基础》一书对“物质”、“能量”者做了较详细论述，又在《质能论-非狭义相对论前提的质能理论》和《质能再论》两文中进一步深入研究和发挥。从《物性论》第一条基本的质能关系原理出发，即物质是连续的、可入的（可线性叠加的）、不灭的和运动变化的。而质量与能量分别是物质量与运动量的量度，两者在量值上成正比。其数学表达式：E=mc²，其中E表示某物质系统的能量，m为该系统质量，c²是质能正比例系数。代表笔者对物质、质量、运动、能量的本质看法。 至于“信息”，笔者将其与场或场物质联系起来研究。物质形态主要是实物和场物质两大类，分别为中高密度低速的实物和低密度高速场物质，场物质通常又以实物为源和归宿，两者可以互相转化变换或交换。周期性变换的稳定高速运动场质或场，按其辐射源可分为天体级的电磁波、物体级的无线电波（长波、短波、微波）、分子级的红外线、原子级的可见光（包含紫外线、χ射线）、原子核级的γ射线等的电磁场质或电磁场。语言、声音、文字、图像、符号等信息传输可以通过电磁波的载波进行传输的，广泛应用于广播、通讯和电脑网络行业中，成为广播、通讯和网络行业主要手段。它的特点是传输电磁波频率比较高，减少实物吸收，便于无线通讯传输，加上通讯卫星帮助，通讯行业更上一层楼。 网友：比如说楼主（指《天体周期演变论》一文）的第一句话就是错误的，他说“天体的知识和原子的知识主要来自光谱及光的现象”，天体的知识是来源于光所反映的天体的运动，这里着重反映的是光的运动，而不是它的性质，要知道，在近代天文学成立的17世纪，不可能从事光的性质的研究；原子的知识来自于光谱及光的现象也是不正确的，原子学的成立依赖于对放射性的研究，而放射性不是普通意义上的光，如果说放射性中的GAMA射线是一种电磁波，可以近似地看成光的话，那么ALPHA，BETA射线是两种物质流，怎么算是光呢。 陈：首先这些论文是假说，解释了许多基本现象，甚至解释了其它理论难以解释的现象，但仍有些论点还需要进一步证实，包括一些目前科学界尚未定论的东西。其次说天体的知识和原子的知识主要来自光谱及光的现象，这里‘主要’可以理解为一半以上知识来自光通过望远镜和显微镜及其相关设备观测到的，原子并非指原子核，χ射线主要来自内壳层和γ射线主要来自原子核放射的，原子核和基本粒子属于另一学科研究对象。第三、天体辐射的光谱普遍存在哈勃所发现的规律，即天体辐射光谱红移Z与天体距太阳系或地形距离r成正比Z=Hr，其中H哈勃比例系数。这个系数因遥远天体距离测量困难，尚未最后确定，参考数据55公里/秒•兆秒差距。目前反而利用此式来测量远距离天体的距离。 网友：本质在“势”。诚然，笔者对力，对各种相互作用是有相当深厚的研究功底的，究竟“广义力论－力的趋势和交换本质”的本质何在？似乎尚未画龙点睛，我也从幻想的角度“思考”过“广义力论”，我认为它当归结于统一场问题。 陈：笔者考虑过大统一场问题，甚至比此更广，如自然学科间交叉理论问题研究，并以此产生《物性论-自然学科间交叉理论基础》这本著作，它包含了大统一场方面的问题。各种同场质重叠所产生的平衡趋势作用，如引力、磁性、电性、电磁性、强作用、弱作用等。实际上天体、原子、原子核的涡旋浓缩趋势是建交在前者基础上进步浓缩，因此后者质量密度要比前者高得多。浓缩使同类的邻近时，外侧同向重叠趋向邻侧反向重叠的相当于吸引力作用，如万有引力、电磁作用、强作用（附带弱作用）为不同层次、级别的浓缩重叠作用。 涡旋体浓缩趋势垂直自旋轴，并用右手四指向涡旋运动的趋势，大姆指的指向，表示为涡旋的运动方向。当其中心速度与涡旋方向平行时，而处于螺线式运动状态，具有磁性。涡旋体平衡趋势使其又处于交换状态，甚至交换平衡状态。可见交换是建立在涡旋浓缩重叠作用基础上平衡趋势中形成的。涡旋体运动必存在自旋速度与中心速度的正反向，使其沿着圆周或环或弦或圈态等曲线运动。如果涡旋体曲线运动刚好是其与核心体浓缩重叠趋势等零，即交换平衡状态时，则处于允许的稳定轨道上运动，并构成稳定的元素原子运动结构状态，即受交换同步及整数倍原理支配。 网友：不知笔者是否对大统一场问题很好地深思过。我认为客观的场本来是统一的，只是人们的认识能力和角度，深度不同把它分立了。统一场为一切可能性的力，力的趋势和交换都准备了“势！”科学研究有待对广义的“势”给出一个定义。一旦“势”给弄清楚了，在不同的条件下，就会必然地呈现为五花八门的力。 陈：微观粒子不同于量子只有平动和周期性变换运动，它比量子至少又多了自旋运动和交换作用，而且不同类型的粒子具有不同方式的运动与交换。ΔE包含能量差或交换频率差或质量乘以速度平方差，那么粒子愈轻，即质量愈小，交换强度愈弱。正如强（交换）作用、电磁（交换）作用、弱（交换）作用间的关系。强作用产生于重粒子之间交换，质量大交换作用强。弱作用产生于轻粒子之间交换，质量小交换作用弱。电磁作用产生于重轻粒子之间交换作用，质量介于两者之间。这样可将三种作用，甚至万有引力等统一于以浓缩为主的交换观念之中，强作用强度设为1，电磁作用则为1/137，弱作用则为10&sup-14。 形成上述强、弱、电磁三类作用统一表达。强度比值是由强作用公式2πf²/hc≈1和弱作用公式2πg²/hc，以及电磁作用公式μce²/2h=1/137等计算得到的，f、g‘荷’或“势”实际上是强、弱交换场质总量，称为强、弱交换荷或“势”，相当于电荷是电场质总量类似，可以用交换场散度描述。电磁交换是重轻粒子间的交换，又与电场与磁场联系起来的公式，比较特殊，但仍跟电荷平方有关，如强、弱场质交换描述参量。如果电磁交换改写成相应关系式，则 2πě²/hc=μce²/2h ě²=μc²e²/4π 其中ě可以看成电磁交换荷或称电磁交换荷。“荷”或“势”为交换总量，其交换强度总量除以球面积，即单位面积交换总量。 网友：精品！！！我对您对力的理解（或者说定义）表示赞同，力的本质就是物体能量的交换或趋势，这就是对经典力学的正确理解和发展。同时我认为所有力现象都是物体运动引起的，其中包括势能也是动能的造成的结果，质量和运动是一切物理现象之根本。 网友：厉害！请问你的那些书籍有地方下载吗？请问电流是由负极往正极走，那么，由有否由正极往负极的回流？ 陈：所问的是引用参考资料中三本专著，《思维工程-人脑智能活动和思维模型》由福建教育出版社1994年出版，共423页，原价10.5元。《物性论-自然学科间交叉理论基础》由厦门大学出版社1994年出版共702页，原价18元。《物性理论及其工程技术应用》由香港天马图书有限公司2002年出版，共550页，原价28元。在厦门大学图书馆一楼华文书店五折以下可以买到，比下载所用纸张还便宜。而且这些图书尚未电子化，暂无处下载。 至于电流是由负极往正极走，这是旧习惯上规定的方向，实际上流动的是反向的壳粒子或电子。有的导体热运动的壳粒子脱离原子核就出现交换不平衡，即带负电性，在电场（或磁场）平衡趋势作用下，往正极递补移动，并构成电流。壳粒虽然只向邻位递补，粒子移动速度不快，但场质相当于整体递补速度，速度极快。如很长队伍一个口令下去，在口令时间里每个人只移一位，相当于壳粒移动，而这个时间里口令传遍整体，相当于场质高速移动状态。即电流相当于壳粒运动，电流周围的场或场质则是高速运动。电源与线路电流构成回路时，电源相当于反向流动。 网友：陈先生的文章（指修改前《质能再论》一文）实在太难看下去了，太没有条理，格式乱糟糟的！请陈先生将论文做成网页格式，然后压缩传到我的信箱，我给你发表如何？（不压缩也行，但一次不要传得太多。要网页格式的，我现在太忙，没有时间做word与ftp格式转换，我的论文还只完成了一小半。） 陈：这是《质能再论》跟贴中提出的意见，现已将《质能再论》段落分开，并在各段落加上小标题，读起来也许会好些。 网友：我原来还认为陈先生的文章有一些道理，现在看起来，也是一本糊涂帐，文章的漏洞很多，我就不一一讲了。比如质量不灭定律的表述方程就有问题，既然是不灭，怎么就等于零了呢？此外能量的分类也有问题。既然将能量分为矢量能，平动和涡旋能是有区别的，最起码平动是对系统整体能量的描述，而涡旋只能定义在局部上。你将这两类能量定义为矢量能，而实际你却将他们看成是标量能。 陈：这是《质能再论》一文跟贴提到的问题。由于此文开头几个公式概括《质能论-非狭义相对论前提的质能理论》一文的主要公式，未加以说明列出，引起了误解。如物质不灭律Δm=ΔΣmi=0中的Δm是指系统总质量改变量等零，即质量不变，根本就不是质量等于零。各种能量，如动能、自转能、位能、内能等是跟某些参量有关的，甚至由这些有关的参量定义的。而参量通常有标量（纯粹数量值）与矢量（包含数量值和方向两者）两大类，由矢量定义的能量称为矢能，由标量定义的能量称为标能。 位能由相对距离定义的，内能由温度定义的，而距离、温度是标量，因此位能与内能属于标能。平动能由速度定义的能量，自旋（涡旋）能由角速度定义的能量，而速度、角速度是矢量，因此动能与自旋能属于矢能。矢能不是说其能量是矢量，而是其所包含的参量是矢量，矢量的平方也是标量，因此矢能实际上矢参量的平方有关的。如平动能与速度平方，自旋能与角速度平方有关的。 网友：不知你说的“楼主”是指谁，可惜我的文章又不长。我很喜欢别人指出我的错误之处。我喜欢猎奇，什么都想介入，又什么都不精。诚望在物理学上多多指教！请指点我所猜想的四种“光子”？ 陈：物性理论把实物（包括天体、物体、粒子等）与场内物质，简称场质（包括光、热、电、磁、引力场、强作用场、弱作用场等）都是物质，是不同的物质形态而已。光子是高速运动的周期性变换粒子，实物对光的吸收和辐射就是光子转换过程，光子在簇射中生成正反电子与正反电子湮没成光子过程也是光子转换过程的例证。这已在其它论文中专门论述了，这里不再重复。把光子分成四种是否多此一举呢？笔者认为没有必要。 网友：我对光子的理解是：光子有正，反，虚，实四种。光子大量存在于原子及核内，电磁波中只有极其稀少的实光子，基本都是虚光子（能量的波），它们并非就是光子。不过，我对电磁波的基础知识知之甚少，有谁能介绍一些要领？引导大家深入讨论。佛家有句话：”所知障”，知识多有多的好处，少有少的好处，知识多了，往往要维护既有的阵地。 陈：笔者认为假设光子正、反、虚、实四种是多此一举，光子是原子壳层粒子跃迁时才形成的高速运动粒子，并非事先已存在于原子中。电磁波也是如此，只有电容与电感等器件组成振动线路，通电后形成周期性电场与磁场变换，这种电磁周期性变换可通过导线辐射高速运动电磁波。一旦停电，电磁波辐射也随着停止。电磁波不是事先存在于线路中，而是通电后形成的。 网友：将光子的能量进行分解更是离奇，在你的理论中光子似乎有质量了，不然你为什么要这样定义。既然等于零，何来不灭？ 陈：笔者根据质能关系原理，有能量就有质量，认为光子有质量。而且认为光子能量不是单一种，而光子总能量是包含平动能与周期变换能两种能量之和。光子与其它场物质都是物质，具有质量的，从来不认为它们质量等零，也就跟物质不灭一致的。这里顺便说一下的，不要把质量改变等零，当成质量等零，质量改变量等零，恰恰是质量不变的意义。 网友：至于你将光子的能量定义为：HV+E，这是不妥的，要么是两者之一，你的定义有多此一举的嫌疑。没有必要。 陈：光子总能本来就是由平动能与周期变换能两种能量组成的，不能削脚适履方式来定义的。这不是多此一举，完全是有必要的，否则无法真正反映光子属性与解释光子所产生现象，因为平动能与周期变换能是性质不同的两种能量，是所体现的粒子性与相干（波动）性现象根本所在。 网友：如果你一定要分平动能量和涡旋的能量的话，你可以将两者与惯性质量与电磁质量对应起来。但是否有电磁质量还是一个问题。在微观情形下我们考虑粒子的质量，我们是不区分这良种质量的，而是用一个总的质量来替代他。 陈：笔者的理论就是光子存在部分平动与涡旋周期性变换运动所具有能量称谓周期变换能，它与另部分平动能合起来为其总能。光子周期性变换能中，涡旋运动变化对应于磁性变化，而另一部分平动运动变化对应电性变化，从而部分平动与涡旋周期性变换实际上就是电性与磁性周期性变换。光子有能量，也就有质量，从而电性场质与磁性场质同样具有质量。电与磁都是高速运动物质形态，而质量是物质量的量度。 网友：你应该从物质不灭定律推导出Ｅ＝ｍｃ²才对！ 另网友：这你就不懂了，做上述的考虑是对的，但是陈先生似乎对质量的概念并没有完整的把握。 网友：chenshuxuan：你好！我认为Ｅ。＝ｍｃ²＝ｍυ²／２这个等式存在问题。首先ｍｃ²中ｍ是运动的惯性质量，而ｍυ²／２中的ｍ则是静止质量，是不能直接画等号的。其二前者是静止能量或者说是质量ｍ所具有的最大能量，后者是说质量为ｍ的物体以速度υ运动时，需要从环境获得的能量。因此你的结论：物质极限速度是光速的１.４１倍”是可疑的。 另网友：WN的发言我同意 陈：这里涉及对质量的定义与理解。笔者理论对质量定义非常明确，即物质量的量度，而物质不灭性就是物质可比较量度的坚实基础。因此不管mc²式中质量m，还是mυ²/2式中质量m都是物质量的量度。惯性质量与静止质量概念都来自相对论，为了使其时空也适用牛顿力学公式，而得出 m¹=m/√(1-υ²/c²) 为了避免光速惯性质量出现无穷大，而假定此时静止质量等零。实际上笔者在许多论文中已经论证了这个问题。相对论这个质量系数是因为没有考虑极限速度，加速度等零，引起的问题。 网友：chenshuxuan你好：关于“光子系统的平动能只恒定地为总能一半，另一半跟其内部变换频率有关的标能ｈν／２”不知有何理论根据？ 陈：这涉及到对动能和量子周期变换能定义的问题，请参阅《质能再论》一文。光子周期变换频率为ν，周期为τ，真空中速度为c，光子磁性（涡旋）相邻峰值间距为λ=cτ=c/ν，根据德玻罗意波动式，动量关系为p=mc=h/λ，可推得 mc²/2=pc/2=(h/λ)(λν)/2=hν/2 因此光子平动能等于周期变换能，各占总能一半。光了总能为 mc²=mc²/2+hν/2=hν/2+hν/2=hν 表明相对论光子能量表达式与量子论光子能量表达式统一的两面。 网友：先把“光子”概念搞清楚。“这个关系是光子运行过程中因周期性地跟周围场质变换或交换而转化为场物质...其周期变换能逐渐转化为平动能而使变换频率降低”。照此说来，光子就成了核心问题。我想听听笔者，或网友们给“光子”给出一个解释。 陈：通过上述对光子论述，应该说“光子”概念相当清楚了。光子是磁场质（涡旋）与电场质（平动）周期性变换，在其空间行程中就有磁场质（涡旋）周期变化，不同位置上磁场质（涡旋）的量是不同的。光子从光源出来后在愈来愈宽广空间运行，不但光子数密度愈来愈小，而且运行中涡旋运动愈来愈弱，往平动运动愈来愈强方向变化。这是天体光源远距离运行产生红移根本原因。 网友：我估计你在物理学上是有考究的。你可否简要介绍点电磁波知识？ 陈：有兴趣的话，可参阅近作《场质论-场物质运动本质》与《电磁体的运动与控制应用》两文。 网友：请问：元素与原子之间有什么不同？ 陈：原子通常是指单个有一定化学结构的粒子，而元素是指化学结构相同粒子的一类集合。如氢原子是外壳层分布一个壳粒的单一粒子。氢元素是外壳层具有稳定地分布在一个壳粒的同类原子的集合。 网友：chenshuxuan你好：何处寻找《质能再论》原文？陈老师发的这篇贴子（指《电磁体的运动与控制应用》一文）比以前的容易理解多了，公式少，说明多，有人给免费上物理课，占个第2排座先对眼睛有好处。 网友：点头同意中不过我觉得更重要的一点是因为以前有学过电磁，接受起来比较容易，这个是我看到现在，最容易理解的一篇.总算还有点明白阿！ 网友：不懂其实你跟我也差不多，因为两条永不相交的直线是平行线，写得不错，谁来解释一下啊？看得懂的，好像都在潜水！除了公式，也只能理解一小部分。好长哪！你在写报告呀？不过经典，先存下来。大部分我认同。我相信唯物观点：物体、空间、运动三要素。 陈：几位网友比较喜欢较通俗易理解的论文，这可以理解的。但作为科学探索往往很难采取纯语言表达，通常一个公式要用一大堆话描述，仍然不清楚、不精确，这就是数学应用有时是必需的道理。物质（质量）、运动（能量）、时间、空间确实是基本要素。

chenshuxuan · 发表于 10.1.2006 07:47:30

四答网友某些问题 陈叔瑄 “北京相对论研究联谊会网站”是个颇有学术探讨深度的活跃网站，许多网友提出不少很有意义问题。 网友：火星的一号天然卫星，公转正在加速，也就是向下落。你的理论如何解释？ 陈：此问题已在“答网友某些问题”作了解答，这里不再重复。 网友：陈先生:你好!感谢你的回答。“火星的一号天然卫星属于涡旋运动中尚未处于平衡稳定状态的卫星涡旋体，在平衡趋势中轨道还在缩小，即向下落趋势，直到与火星交换平衡为止。相信总有一天，该卫星会处于稳定平衡状态。不过不是人寿命范围能测量到的。火卫二与其它卫星属于已处在稳定平衡状态，因此没有下落等问题”也算无奈之下的一种解释。 网友：机械式的认识空间和物质，请问什么是能量，没有空间也有能量，那物质的惯性那里来? 陈：能量是物质运动的量度，但物质运动是多种方式，不同运动方式构成不同能量，可用不同参量定义的。而参量有矢量的与标量的，所定义的能量分别为矢量性能量与标量性能量。矢量具有明显空间属性，如平动能、自转能等，而标量通常没有明显空间属性，如温度定义的内能。物质的惯性是指维持运动的属性，在机械运动中，外力等零或外力平衡时，机械维持静止或匀速直线运动，谓之机械惯性或狭义惯性。这类惯性不能随意替代所有其它运动状态，如温度所定义内能的运动。 网友：在自然界力的作用形式是多种多样的，很难归纳甚至也许不能归纳。 陈：是的，在自然力的作用形式是多种多样的。从力本质是能量趋势与交换观念就是自然力的作用的归纳结果。其详细内容在《质能再论》、《力的本质是能量交换和趋势》等文都有所阐述。 网友：物理学的最基本方程不应该是写成力的表述形式。而应该写成“能”的形式。 陈：笔者赞成这个观点。笔者的著作与论文的基本公式或方程均以能量表达，力用动能的梯度来定义描述的。 网友：从整个物理学体系总体来看，场的地位与力的地位等同，他们都不是描述物理学体系最基本的东西，而是一个派生的物理量。物体之间的作用发生在空间，只要该空间有能量差，就必然存在有作用。作用的目的是使得该空间达到一个平衡的状态。 陈：笔者同意这个观点，场与力都不是描述物理体系最基本状态或物理量，而是一个派生的物质运动状态或物理量。运动量的量度的能量与物质量的量度才是最基本物理量，加上空间与时间最基本物理量构成物理学体系最基本参量。力可定义为动能改变量对相应空间位移比值或梯度来量度的。场与场物质是对高速物质运动参量空间描述相当于流体力学欧拉描述法与朗格拉日描述法所表示的运动状态。 网友：我看了陈先生的文章，有很多观点是正确的，但是少了一个很关键的东西，就是系统的对称与破缺的观念。不了解上述观点，你很难完整地去理解关于能量交换的实质。 陈：确实存在缺少破缺观念的问题，不过笔者把对称趋势观念跟物质运动的均匀、平衡趋势一起作为《物性论》基本原理提出来的，涡旋体平衡产生变换、交换、递换，物质系统的交换或递换对称趋势产生生长。对称趋势又受到外部条件各向不完全对称或一致，而出现系统不对称或破缺状态。如果系统缺破用以描述系统不均匀、不平衡、不对称状态的观念的话，那么我们看法基本一致的。 网友：物理学的许多作用形式也不能完整的把握。大统一场的追求，还是很有市场的，也是很有可能实现的。“能”的表述简单些，但不可能是根本的。 陈：前半段话笔者大体同意，而后者不见的。“能”的确实在较统一理论表述简单些，也是根本的，因为物质就是以运动（变化）形式而存在的，能量是物质运动量的量度。因此“能”是很根本的物理量。 网友：“能”的本质是什么？能频关系中，“频”从何而来？“频”只有数学上的意义，没有物理意义。问“频从何来”就好比在问时间从那里来？没有什么意义吧！ 陈：已经说过了，“能”是物质运动量的量度。能频关系是来自于量子论，普朗克黑体热辐射公式引出的，后来爱因斯坦光电效应进一步明确的关系。以及后来在此基础发展起来的量子力学使用的能频关系，都没有“频”从何而来答案。《物性论》则提出量子是周期性变换粒子，因此就存在周期及其倒数频率，而且变换能用其频率来定义的。可见“频”来自于物质粒子周期性变换或交换运动，并且变换能与交换能都跟频率有关，这跟动能与速度关系，转动能与角速度关系类似。而跟时间不同所在。 网友：宇宙就是一个连续介质。除此之外，还能有什么更好的模型？ 陈：宇宙是一个怎么样连续介质？是静止连续介质，还是运动的连续介质？在《物性论》看来宇宙没有绝对静止物质，万物都在运动。如果介质在运动，那么介质流向何处，又来自何处，《物性论》认为运动趋匀而使宇宙介质各向机会，即同时存在正反向运动，其连续性必转化为涡旋运动，涡旋运动趋匀又使其浓缩成体。涡旋体平衡趋势，又使其跟周围形成交换，即涡旋体与周围运动介质交换而存在的。这样宇宙是运动介质与大量涡旋体不断交换演变中而存在的。这才是宇宙基本模型。 网友：陈先生好！看到您上面的观点很受启发，希望能与您讨论下列这个问题： 1、设质点在外力作用下，从速度V加速到V'，根据动能定理： ΔEk=(1/2)MV'V'-(1/2)MVV (假定质点的内能及势能不变) 又设在该过程中,质点与环境交换的能量为ΔE. 问: ΔEk=?=ΔE 式中ΔE满足日常语言中所说的能量一词的定义，它是指物质的多少或物质的数量一类东西的体现，质-能当量方程进一步告诉我们，它与日常语言中所说的“质量”的意义相当，是不随参考系变化的客观物理量，而且，它可以用仪器直接测量，因此ΔE在物理学有它相应的位置。 2、而质点的动能增量ΔEk除了动能定理所赋予它的意义外不再有别的意思，即动能是物体机械能运动的一种度量，它不仅表示机械运动的强弱，而且可用以研究机械运动与其他形式的运动之间的转化。由于动能定理服从力学相对性原理，因此动能的定义规定了他们的计算在不同参考系中有不同的结果，即动能增量ΔEk的计算依赖于参考系的选择。 由此可见，ΔE和ΔEk分别由不同的定义得出，属于不同的概念，而且它们都是可测的。现代物理学却认为二者仅是对同一件事的不同描述，以便认为它们的相同性却是不说自明的。 3、我曾做过这样的游戏：随意指定ΔEk=ΔE在某惯性系中成立，而在一般惯性系中不成立，同样能正确求解牛顿力学的习题。（这是因为在相互作用问题中，动能的不足恰好由动量补上，从而达到动能动量“双守恒”）。然而，在相对论中，只有优先假定“ΔEk=ΔE各系成立”才保证质速公式在参考系置换后不变。 陈：1、上述问题主要是指动能改变量与总能（或质量）改变量是否相等问题，外力作用实质是能量交换，交换结果受力物体动能改变ΔΕk，这跟总能量或质量改变量ΔΕ=Δmc²，其它条件一样，那么《物性论》认为它们是相等的。 2、同一物体动能量值与所选择参考系有关，但动能增量对位移增量之比所定义的作用力等零，即一样的，而动能增量ΔΕk不一定一样的。ΔΕ是总能增量，只要条件一样，两者测量结果是一样的，正如你所述，它们相同性却是不说自明的。 3、ΔΕ=ΔΕk成立是在物体受力作用条件一样时，在此条件下惯性参考系量度应仍然成立。作用力等零，动量守恒，动能也守恒。 网友：地球速度减慢和潮汐的作用也有关系,潮汐运动使一部分动能转化为热能。暂提出这些问题，希望陈先生能够不吝赐教？能量又是什么，概念不清，可能是浪费心血啊，朋友！ 陈：地球速度减慢与潮汐作用或能量转化有关，但不是唯一的。 网友：CHENG的主要思路是对的，但是他对场论了解不多，根本就没有对称与破缺的概念。对于电荷、质量等基本的概念没有一个整体思路，对光子能量的描述离谱，对强和弱相互作用的解释费解。 陈：笔者把对称作为趋匀平衡的基本原理中提出的，即把均匀、平衡、对称趋势作为《物性论》基本原理提出的，质量作为质能关系基本原理中提出的，是整体思路重要组成部分。电荷、光子、强作用、弱作用等本质认识都是由此引伸出来的。破缺倒是没有在笔者论文或著作中提到，不过笔者论文或著作中作为粒子破裂而出现交换不平衡概念提出。但不一定这位网友所认定破缺概念。 网友：chenshuxuan 你好：你说“当所施作用力与摩擦力平衡或所消耗内能足以抵消摩擦能量，而保持直线匀速平动。”我不太理解。我认为内能应该势能是一个性质。它本身是不能做功或释放的，只有当环境发生变化时，势能才能发生改变（以适应新的环境），而释放出能量，只有这释放出的能量才具有做功的本领，而这释放出的能量是不能再称之为势能了。内能也是如此。所以不知你所说的消耗内能是一个什么概念。 陈：这里的内能意义不是仅指位能，它包含所有标量所定义的能量，称为标能。如温度所定义内能是标能之一，靠消耗热量，使水温度升高汽化可以推动活塞做功。 网友：另外“牛顿力学第三定律的作用与反作用实际上是受力物体与施力物体间能量交换，是受力物体得到动能，并以其它能量交换给施物体的表达式。”牛顿第三定律中，如果是完全弹性碰撞两个物体之间是不存在能量交换的。交换的应该说是矢量（能量是个标量没有方向）。对于两个物体在碰撞前后能量没有发生变化，我们怎么得知能量交换？ 陈：是的，能量是标量，但它可以是标参量定义的，也可以是矢量参量定义的能量，不过矢量平方也是标量。两弹性球碰撞若不存在能量交换，球如何碰撞后改变运动方向呢？碰撞中两球交换能量才迫使两球改变运动方向。 网友：将光子的能量进行分解更是离奇，在你的理论中光子似乎有质量了，不然你为什么要这样定义。 陈：此作质量不灭性，并不认为光子质量等零，平动与涡旋运动都是用矢量定义的物质系统局部能量，只有总能才是系统整体能量。光子质量等零概念来自于相对论（电磁场）时空下也能满足牛顿力学公式，所引出惯性质量。相对论为了避免光速时惯性质量无穷大，假设静止质量等零的。参阅《矛盾等价原理》一文。既然等于零，何来不灭？至于你将光子的能量定义为：HV+E，这是不妥的，要么是两者之一，你的定义有多此一举之嫌。没有必要。 网友：如果你一定要分平动能量和涡旋能量的话，你可以将两者与惯性质量与电磁质量对应起来。但是否有电磁质量还是一个问题。在微观情形下我们考虑粒子的质量，我们是不区分这种质量的，而是用一个总的质量来替代他。 陈：在《物性论》看来，运动是物质存在方式，运动量与物质量的量度分别为能量与质量。只要有能量的所在就有质量存在，即满足新意义下质能关系。物质平动与涡旋运动量度分别为平动能与涡旋能，具有质量的。场是物质高速运动状态一种描述，电磁场也是物质高速运动形态之一，同样具有质量或质量密度或能量密度。 网友：WN ，你应该看一看这篇文章，他对能量的理解正是我们这些天争论的问题。当然他仍然有量子力学的痕迹。另外对测不准原理的解释也不是很准确。 陈：笔者不知你们争论什么？但《物性论》把量子力学基本关系看成其特例，解释有所不同，是自然的。 网友：天体的转动是冷量压力推动的，惯性匀速运动的说法是错的，是不存在的。 陈：在《物性论》看来，天体旋转不是什么‘冷量压力推动的’，而是正反平动矛盾引起的涡旋运动，而且把平动、涡旋、周期变换看成宇宙最基本运动状态，都具有惯性。匀速直线运动只是宏观物体外力平衡时的运动状态。 网友：自然界间第一力，是冷能量流向热能量区形成的冷量压力和热能量流向冷能量区形成的热量压力。冷热能量产生了“压力”力是有方向的，力的方向是压力推力不是引力拉力，自然界间不存在引力。请随便的，使劲的反对我吧。（曹俊丰） 陈：这种独特见解在某种意义上与笔者场物质叠加产生作用观念有些类似，引力实质是叠加场物质‘压力’。不过‘冷能量流’通常来自于涡旋运动能密度趋匀过程中形成的。‘热能量流’通常来自于高温物体自动流向低温体的热量。 网友：你应该从物质不灭定律推导出Ｅ＝ｍｃ² 才对！ 网友：YANG这你就不懂了，做上述的考虑是对的，但是陈先生似乎对质量的概念并没有完整的把握。 陈：你俩提法笔者在研究《物性论》时已遇到过，因此质能关系原理的前半段加上物质不灭性等基本属性，而且质量定义为物质量的量度，能量定义为物质运动量的量度的意义上使用质能关系式的。这样才把物质不灭性、能量转化守恒、质量或能量可线性叠加等作为此原理推出的子原理。 网友：chenshuxuan：你好我认为Ｅ。＝ｍｃ²＝ｍυ²／２这个等式存在问题。首先ｍｃ²中的ｍ是运动的惯性质量，而ｍυ²／２中的ｍ则是静止质量，是不能直接画等号的。其二前者是静止能量或者说是质量ｍ所具有的最大能量，后者是说质量为ｍ的物体以速度υ运动时，需要从环境获得的能量。因此你的结论：物质极限速度是光速的１.４１倍”是可疑的。 网友：WN的发言我同意 陈：你们提的是现有物理的观念，在《物性论》看来，‘惯性质量’与‘静止质量’都是物质量的量度，都是相当于宏观物体用天平比较量度的质量，太大的天体或太小的原子等可通过质能关系式换算得到的。如果质量问题解决了，得出物质极限速度是光速的1．41ｃ倍便可成立。 网友：chenshuxuan你好：关于 “光子系统的平动能只恒定地为总能一半，另一半跟其内部变换频率有关的标能ｈν／２”不知有何理论根据？ 陈：它的根据是从是从质能关系原理Ｅ。＝ｍｃ²与光子是周期性变换的粒子，其变换能定义为ｈν/2，且λ=cτ=c/ν，p=mc=ｈ/λ，得出 ｈν/2=ｈc/2λ=mc²/2 Ｅ。=ｍｃ²= mc²/2+ｈν/2 网友：chenshuxuan 你好：何处寻找《质能再论》原文？ 陈：在光明网、中国教育网、BBS、北京相对论联谊会网等都可查到。 网友：能推导出时钟走慢规律吗，能解决双星进动问题吗，能够推导出 Maxwell 方程组吗？ 陈：《物性论》一书与笔者一些论文有在新意义基础上提到这方面问题。 网友：旋涡体外测速度慢，内测中心区最快。这是事实，看我的冷量压力论就知到了。论坛里有（曹俊丰） 陈：不要把地面已经处于交换平衡分子所结成的，并在地面处于相对静止的物体或液体，在外加力矩下所做的实验，来代替宇宙物质自然运动状态。 网友：元素与原子之间有什么不同？ 陈：原子通常是指单个有一定化学结构的粒子，而元素是指化学结构相同粒子的一类集合。如氢原子是外壳层分布一个壳粒的单一粒子。氢元素是外壳层具有稳定地分布在一个壳粒的同类原子的集合。 网友：从静止光源产生的光子到光子具有光的速度，光子是否有加速度？光的速度为什么这么稳定呢？光的速度怎么产生的呢？产生光的速度要有一个过程吗？还是没有过程？产生光的过程是不需要时间的吗？有没有这方面的实验说明？ 陈：从静止光源产生光子过程是原子壳粒从高能级跃迁到低能级时辐射的量子，这其中的机理，物理学从来没有回答。与其说加速，不如说是能量变换，或者说壳粒子跃迁时其周围场物质生成微涡旋运动，并以周期性变换辐射出去。这期间变换中含有加速过程或产生过程的，产生光子过程不是没有时间，因为从其在光滑作用下相位与方位调整得到证明，否则光子就不会出现干涉与衍射现象。具体解释在《物性论》与笔者从多论文中提到。 网友：如一杯热水要散热，不能归结杯外之水的加入吧？地面上运动物体变慢，不能归结为有物体加入吧？当然，也不能排除外面物体的加入，但是加入物体的量有多少？作用有多大？值得讨论。 陈：一杯热水散热是热力学第二定律，即《物性论》趋匀平衡原理热力学特例自然现象，并非一定要杯外之水加入的现象。地面运动物体变慢是周围其它物体对其摩擦生热，即趋于相对地面静止平衡引起的现象。说明能量趋匀平衡过程是能量流动或转化的过程。摩擦力的大小可以有动能对位移微商来量度的。

chenshuxuan · 发表于 10.1.2006 07:56:04

五答网友某些问题 陈叔瑄 网友：拜读陈叔瑄《力的本质是能量交换和趋势》后的问题请教：1、“宇宙物体几乎没有孤立存在，总是跟周围物体不可分割地联系在一起，并一起作整体运动”，此判断有一定的道理。请教：此判断是前人的结论，还是您的创新思想？事实根据是什么？ 陈：此判断是《物性论》与此文根据其理论体系产生的判断，没有直接引用其它著作。但在其它论著中也有类似提法，如一些辩证法著作从哲学角度阐述过类似问题。 网友：2、“当所施作用力与摩擦力平衡或所消耗内能足以抵消摩擦能量，而保持直线匀速平动”。牛顿第一定律的内容是物体不受外力或和外力为零时保持静止或匀速直线运动。请问：若一物体未受外力作用，它究竟是相对周围物体总保持静止呢？还是也可以保持匀速直线运动？ 陈：这句话指的是地面物体，而地球表面物体处于交换平衡状态，是相对静止，但它跟地球一起作自转与公转运动的。因为没有绝对孤立而没有相互联系的物体，也就没有未受作用的物体，只有作用平衡或交换平衡的状态，在此作用下物体作惯性运动，包括静止、匀速直线运动。 网友：3、“第三、当F等于零时，速度等于零或常数，即保持静止或匀速直线的惯性运动，为牛顿第一定律”与1之间是否自洽？ 陈：是能够自洽的，因为它是在牛顿第二、三定律一定条件成立的。 网友：4、“进动”和“章动”是什么概念？ 陈：在旧理论力学中定点转动引起进动与章动概念，但没有进动与章动产生原因，即没有其动力的阐述。这篇论文指出了定点转动中的进动与章动产生原因及动力，如《力的本质是能量交换与趋势》所述。 网友：5、“运动的自旋体的核心速度与其自旋两侧速度叠加必存在同向侧和反向侧”这句话怎样具体、形象地进行解释？ 陈：中心运动的自旋体的边缘转速来看，如旋转的圆圈上线速度，其中心以某一速度运动，此速度的两侧圆圈上线速度，必有一侧线速度与中心速度相同方向，另一侧线速度与中心速度方向相反。两侧线速度叠加上中心速度运动的。 网友：6、“这就是圈体或弦存在的根据，也是三旋运动存在的根源”。圈体、弦、三旋运动在文章指的是什么？暂提出这些问题，希望陈先生能够不吝赐教？ 陈：三旋运动指的是王德奎著的《三旋理论初探》中面旋、线旋、体旋运动，圈体与弦也是三旋运动引伸出来的概念，类似圆周运动概念。 网友：尊敬的教授：您好！我是一位教师，在教学过程中遇到了一些理论物理学中的基础问题。17年来，我先后查阅了大量的书籍和文献并请教了600多位专家,他们对此不熟悉，因此始终没有得到圆满的解答.您在理论物理方面有很深的造诣,因此特冒昧写信向您请教,殷切地希望您能给予解答，解答其中几个或某个问题亦可。 陈：本人许久没有到网站信箱查信了，前几天偶然到信箱看到此信。谢谢你的信任，我们用所建立的《物性论》作解答，不知能否达到你所希望那样，只能试试看。 网友：(1) 经典电动力学认为加速运动的电荷能够辐射电磁波,而量子力学指出电子在同一能级内做加速运动不能辐射电磁波,能否把它们统一起来?如何解释下面的理想实验：假设真空中有两个物体，一个不带电荷，另一个带有电荷，它们的引力质量相等，分别位于A、B两点，同时由静止出发相向运动，它们所受的力相等。按照狭义相对论，它们的引力质量在任何时刻都相等，引力能量相等，可是由质子组成的物体将不断地辐射电磁波，那么能量从何而来？如果能量守恒把物体辐射的电磁波考虑在内，由于电磁力满足宇称守恒, 电磁波向空间各个方向辐射是等可能，因此辐射电磁波的动量应当为0，由质子组成的物体速度应当大，能量仍然不守恒。现代物理学认为光子不带有电量，可是电荷之间的作用力通过交换光子实现，如何理解这一关系呢？洛伦兹变换变换中的奇点如何解释，笔者认为光子应该带有电量，只是太小，实验中可能观察不到，这样便可圆满解释洛伦兹变换中的奇点问题。现代物理学认为中微子具有引力质量,但运动速度等于光速，如何利用洛伦兹变换解释这个问题，如果是亚光速粒子，宇称守恒与宇称不守恒矛盾，如何解释？引力场与电磁场的传播速度相等，在此背后是否有更本质的内涵？ 陈：经典电动力学与量子力学分别跟相对论与量子论密切相关的。它们从各自假设出发引出各自理论体系，本来就没有什么联系。并出现你所述的不调和矛盾，正是这个矛盾推动着20世纪末与21世纪初物理学前沿理论的研究。《物性论-自然学科间交叉理论基础》就是在此背景下出现的理论尝试。此论认为作用力本质是物体间能量趋势与交换，原子核与周围壳层粒子交换量子而连结成体的，而且交换就有交换频率，只有核与壳粒交换频率整数倍的那些稳定轨道运动，如《原子结构新论》和《原子结构新论应用》两文所指出那样。而电实际上是原子或原子核破裂后出现破裂粒子各自交换不平衡的一种现象，即破裂粒子周围出现不同的交换不平衡暂态的加速运动场物质，只有此类粒子在导线中周期性往返运动时才辐射电磁波，如《场质论-场物质运动本质》所述。《物性论》证明了圆周运动实际上是动能守恒的一种运动方式。你所述问题跟经典的电、磁、光观念缺陷密切相关的，电是什么？如果电是物质一种运动状态，那么电是物质怎么样运动状态？经典电动力学或普通电学从来没有明确的解释，也就无法解答你所提的问题。。 网友：（2）在狭义相对论中，根据洛伦兹变换运动物体的长度在运动方向上收缩，是观察效应，还是本质规律，是否具有累积效应？假设一个物体在运动方向上的长度为l，开始由静止做加速运动，当速度达到0.99c时开始加速直到静止，那么开始与最后的长度是否相等？如果相等说明不具有累积效应，可是时间变换也符合洛沦兹变换，为什么现代物理学的实验证明（譬如μ子绕地运行）具有累积效应？时间与长度的变换符合洛沦兹变换如果仅仅是观测效应，显然不符和爱因斯坦的哲学观——“有一个独立于知觉之外的客观世界是一切自然科学的基础”，您如何理解这个关系？您如何理解双生子佯谬和潜水艇悖论？笔者重新分析了洛伦兹变换，说明了其真实含义，使狭义相对论时钟收缩效应与广义相对论的时钟收缩效应统一在一起，圆满地解释了双生子佯谬和潜水艇悖论，说明了相对性原理正确的原因,不知是否正确？ 陈：在《物性论》理论中相对论时空实质是场描述的时空，如《质能再论》一段所述，引入这段说明之。对于参照系设在光源上光量子（场质）与场速度一致，但相对光源以速度υ运动的参照系，光量子（场质）运动速度或平动能，甚至变换能不变的。而参照系或场平动能量的量度少了一项坐标相对运动引起的动能mυ²/2，如果变换能hν/2=mc²/2=m(dι/dt)²/2也不变，那么 m(dιˊ/dtˊ)²/2=mc²-hν/2-mυ²/2=mc²-mc²/2-mυ²/2 =mc²/2-mυ²/2=mc²(1-υ²/c²)/2=m(dι/dt)²(1-υ²/c²)/2 dιˊ/dtˊ=(dι/dt)√(1-υ²/c²) 当dtˊ=dt， dιˊ=dι√(1-υ²/c²) 当dιˊ=dι dtˊ=dt/√(1-υ²/c²) 此关系等效于相对论的时空关系或罗洛兹变换。表明相对论的时空是场的时空，因此所谓物体的长度在运动方向上收缩，是场描述属性引起的特性。 网友：（3）根据相对论空间与时间是密不可分的，笔者认为空间与时间是等价的，并假设1s=3.0×10^8m,这样可以把国际基本物理量减少1个，并在此基础上根据量纲得到了质能方程，不知是否正确？ 陈：如果相对论时空是场描述的时空，尤其电磁场时空虽然密不可分，这也是场描述属性的决定的。如速度与质量、能量、时间一样是指空间上一点某时刻的参量，其值跟相对光源运动参考系有关，并随参考系速度变大而变小，若时间不变，位移则缩短。不管从什么角度来看，空间位移与时间不能等价的，其属性完全不同。时间是标量，单一方向前进的，而空间位移是矢量，可以取任一方向或正反方向。 网友：（4）爱因斯坦一直把相对论称为场论，而人们总是把相对论称为研究时空的理论，那么场和时空到底时什么关系？笔者认为场的本质时时空，是相对时空，在此基础上分析了暗物质与暗能量的问题，从根本上否定了宇宙大爆炸理论； 陈：爱因斯坦把相对论称为场论是名符其实的。上面已阐述了相对论时空是场描述的时空。场本质是场物质运动状态的描述之一，所谓场物质就是指高速运动状态的物质，不同的场物质运动状态就具有不同性质的场。把相对论称为时空理论是不妥的，有被扩大化之嫌，因为时空不仅是场描述时空，还有牛顿力学描述时空与《物性论》描述时空。所谓暗物质与暗能量实际上涡旋运动的早期产物，天体就是由这些暗物质与暗能量长期演变而来的。 网友：（5）现在物理学的理论时根据对称产生的，可是我们周围的世界又是不对称的，李政道教授把分立对称性失效的原因列为21世纪科技界面临的四大难题之一,您如何理解这个问题呢？笔者根据相对绝对论和现代科技理论提出了对称的相对性与绝对性原理，不知是否正确？广义相对论认为一切参考系都等价，无法确定整个宇宙的运动状态，可是大爆炸理论却认为这个宇宙处于膨胀阶段，如何理解这一关系？ 陈：我们周围世界物质运动是不对称趋于对称，又由于环境各差异而处于不对称。如植物生长总是沿着垂直地面轴前年左右各向生长趋势，但由于地势、水流、阳光、磁场、肥料等不同，使其各向不完全对称。又如动物生长总是左右对称生长，实际上从对称到不对称，再到对称的生长过程，使鸟儿能平衡飞翔，鱼儿能平衡游泳，人能平衡行走。可见对称趋势与平衡、均匀趋势一样是物质运动变化的基本动力，但环境条件或趋势过程矛盾而出现不对称、不平衡、不均匀，但趋势又使其往对称、平衡、均匀变化。可以说平衡对称趋势是绝对的，不平衡对称是相对的。宇宙天体以涡旋浓缩为主，膨胀爆炸为辅的周期演变过程，如《天体周期演变论》所论证那样。 网友：（6）电子的电磁质量问题。现代物理学认为电磁质量是引力质量的一部分，笔者通过十七年的思考后认为电磁质量不可能是引力质量的一部分，原因有六个方面：第一，物体的静止质量是内禀的，是个常数，有人认为电磁质量是应该与静止质量有关的，电磁场的能量由电荷决定，电量与带电体的运动状态无关，引力质量与运动状态有关。当电子加速运动的时候，其电量是不会改变，所以其电磁质量不会发生改变，电磁质量不满足Lorentz transformation，因此把电磁质量作为引力质量的一部分存在着不协调性——只要维持电子电荷值不变的观念，这个问题不管怎么也解释不通。这中间，要么质速关系式错了，要么就是电子电荷值不变的信念错了，然而这与实验事实又高度一致。由于公式E＝mc²，物体的引力结合能具有(负)质量，因而系统总质量不等于各部分质量之和．而在麦克斯韦理论中，作为线性理论的直接结果，电荷(类比于质量)是严格可加的． 陈：你所提问题有道理的，这类矛盾更加深《物性论》所认为的电荷可变和暂态性观念，正是你所怀疑的电子电荷值不变的信念错了。质量是物质量的量度，可用天平比较量度的，而且它又与能量成正比的，即公式E＝mc²所表达。这样有能量或能量改变所在就有质量或质量改变，引力是场物质一种运动状态具有能量，也就具有质量，运动状态改变相应能量与质量作相应改变。同样电磁是场物质另一种运动状态，具有另一类能量与相应质量，其运动改变，相应地能量与质量也作相应改变。两者是不同状态运动的质量，都会随能量变化而变化的，电荷不变性观念可以休也。实际上电荷不变性只是一种假设，谁也没有真正验证过。 网友：第二，电磁力存在吸引与排斥两种状态，只有物体带电时才有，而引力是永远存在的；电子、质子等带电粒子之间的电磁力远大于万有引力，电磁质量远大于引力质量，电磁质量不可能是引力质量的一部分；电子激发的电磁场的能量小于电子的电磁质量，正如物体激发的引力场能量小于引力质量的能量一样。根据质速关系引力质量可以连续变化，而电荷和电磁场呈量子化分布，现代物理学未让量子力学进入的唯一领域是引力和宇宙的大尺度结构，将引力场量子化遇到无穷大的困难。重整化可以消除无限大的问题，但是由于重整化意味着引力质量的作用力的强度的实际值不能从理论上得到预言，必须被选择以去适合观测，因此重整化有一严重缺陷。目前要取得进展，能够建议采用的最有力的方法，就是在企图完成和推广组成理论物理现有基础的数学形式时，利用纯数学的所有源泉，并在这个方面取得每次成功之后，试着用物理的实体来解释新的数学特色。 陈：上面已提出引力与电磁是不同场物质运动状态，其质量是各自独立的，不是谁包含谁的问题。《物性论》认为原子壳层结构的电磁交换是原子核与壳粒子交换频率整数倍的那些轨道，即一定能级上运动才是稳定的。对于宏观物体交换频率大且杂，它们之间作用失去交换周期性与轨道能级性。因此对宏观物体周围引力场量子化没有意义，重整化完全是多此一举。 网友：第三，电磁质量具有正负，电磁质量应当相反，而物体的引力质量无此区别。电荷分为正负，但电场的能量密度却总是正的，所以积分得到的电磁能量总是正的，因而电磁质量也总是一个正值。根据牛顿第二定律，惯性质量是表征当物体受到外力作用的时候，物体运动状态改变的难易程度，即物体保持原来运动状态的本领大小的物理量。这个和电荷的正负无关，所以正负电子可以具有相同的惯性质量。当正负电荷中和的时候，电磁质量增加，引力质量没增加，但正负电荷中和会释放原来具有的电势能，即原来的电磁质量会转化为别的能量，如正负电荷中和释放两个光子，则原来的电磁质量就转化到了光子中。那么转化的机制是什么？同种电荷的电磁力相互排斥，异种电荷的电磁力相互吸引，电荷之间的作用力依靠电磁场来传递，为什么电磁场的能量都是正值？一个中性原子的电磁场的能量为0，说明正负电荷激发的电磁场的能量相反。 陈：《物性论》粒子带电性是原子或原子核破裂后粒子周围场物质处于不同的运动状态。基本是粒子周围场物质向心运动与背心运动状态，即质量递增与递减的正、负状态，这两种状态是正、负电存在的根源。这里要注意的能量虽然只有正值，但能量的改变量则有正负值。由于带电体周围是向心与背心加速场物质运动，其重叠作用如《论电的可变性与暂态性》一文所描述。而引力场物质总是向心运动状态，它通常与辐射量子处于交换状态。 网友：第四，Einstein的广义相对论是引力理论，把引力场量子化给出引力场的量子成为引力子，它应具有自旋为2，和lectriec field 的量子——光子性质很不相同。近年来理论上对超对称性的探讨提供了新的可能性，超对称性在自旋不同的粒子间建立了联系，因此就有可能把引力相互作用和其它相互作用联系起来，通过超对称性建立的四种相互作用的统一理论称为超大统一理论。但是根据对称的相对性与绝对性原理，超对称的工作是没有止境的。超对称要求除引力子外，还应当有自旋3/2的引力微子存在，但是实验上并没有发现它的存在。另外量子化的引力理论遇到了难以克服的无穷大困难； 陈：上面已提到引力场量子化是多此一举。对超大统一理论没有深究过，不太了解。不过四种相互作用统一在于力的本质是能量交换和趋势，如《质能再论》或《力的本质是能量交换和趋势》两文所描述。 网友：第五，引力质量都占有一定的空间，也就是具有体积，而电磁质量没有体积，因此量子电动力学的点模型观点是正确的。 陈：电磁质量没有体积根据何在？量子电动力学点模型观点为何是正确的？有实验根据吗？在我们看来，不管电荷还是电磁场也都占有空间的。 网友：第六，电磁质量和引力质量可以分离，存在Maxwell理论中脱离物体携带能量的场。最近，法国里昂的科学家发现了有四个中子组成的粒子，又称为“零号元素”。最新的实验表明，中微子具有引力质量，大约为电子引力质量的50000分之一。中微子具有引力质量但是不带有 electric charge——电磁质量。现代物理学认为除了带电介子外，还存在中性介子，其（引力）质量恰好等于或者近似等于（其实相等）带电介子的（引力）质量，性质相似。Einstein指出了波函数坍缩过程与相对论之间的不相容性，Einstein的这一分析是关于量子力学与相对论的不相容性的最早认识。Einstein当时已经认识到 electric charge没有引力质量的问题，指明引力场和lectriec field是逻辑上毫无联系的部分。 陈：粒子带电不带电是根据其周围存在交换不平衡的向心或背心加速场物质否？中性粒子，包括中微子、中性介子等周围场物质处于交换平衡状态，也就不带电，电磁质量为零。但中性粒子不论大小都是浓缩成体的，即使交换平衡，浓缩趋势仍然存在，具有引力或引力质量。 网友：文章首先回顾了惯性质量和引力质量之间的关系的认识，然后分析了经典电动力学和量子电动力学对于电磁质量计算结果的差异，从六个方面分析了电磁质量不是引力质量的一部分，通过把引力质量与电磁质量区分开来，说明了希格斯机制的引入是多余的，希格斯粒子根本不存在,把电量的度量单位库仑与质量的度量单位千克统一起来，从而把国际基本物理量减少为5个，从根本上解决了升降机中静止电荷的辐射问题和狭义相对论中的奇点问题——光子的静止质量问题，提出了Lorentz transformation变换不适用于电磁质量，量子力学的统计观点不适用于引力质量，从根本上解决了“薛定谔猫徉谬”的问题，把质能方程从引力质量推广到电磁质量，预言了新的能量来源，定性地解释了类星体的爆炸，通过电磁质量的量子化解决了夸克禁闭问题，解释了光速不变性原理、光速为物体运动的极限速度的原因与广义相对论的红移危机，说明了引力与电磁力的传播速度相等的原因，预言了光子带有极其微弱的电量、质子与电子辐射的光子的能量相反以及引力波为横波，否定了“超光速问题”，分析了中微子问题、量子力学的基础，根据引力场的space-time本质的观点从根本上解决了Einstein与哥本哈根学派之间关系量子力学基础之间的争论，不知是否正确？ 陈：是的，电磁质量不是引力质量一部分。上述大部分观点我们表示赞同，有些观点，如超光速是否存在，光子是否带电等问题看法则不太一致。 网友：(7) 超导体为何成电阻，目前超导体研究现状如何？现代科学如何认识地磁场形成的原因的，以及磁偏角？波的衍射条件背后是否存在更本质的规律？全反射的本质是什么？能否从光子的角度解释？——波粒二象性，其它波是否也具有全反射，如何应用？全反射现象说明了光在同一种介质中并非一定沿直线传播。能量最低原理认为物体只有处于最低状态才稳定，在这些现象背后是否存在着更本质的规律？ 陈：这些问题涉及理论体系问题，旧理论无法统一解答，正因为如此，推动着新理论产生。《物性论》正是在此背景下，就是企图解决这些或更多问题而诞生的。扼要地说，超导体是某些物质在极低温时粒子近乎不动，粒子周围场物质不是只跟相邻粒子进行交换，而是可以跟整个材料几乎所有粒实现交换，这样电的微细变化立即传递到整个材料，即出现超导体的现象。地磁成因跟其它涡旋成形的天体一样，一类高速微旋化沿轴运动所形成的磁现象，涡旋体运动而使地轴与地磁轴偏离。光量子实际上是周期变换的高速运动粒子，这是光子波动的根源。同步运动光量子束入射到光滑介面产生反射与折射现象，若光量子束从光密介质入射到光疏介质，折射角大于入射角，入射角大到一定程度，折射光量子束的折射角大于介面与其垂直轴间90度，而全部反射，称全反射。 网友：<img src='style_emoticons/<#EMO_DIR#>/musical_note.gif' border='0' style='vertical-align:middle' alt='musical_note.gif' />现代物理学认为弱相互作用和强相互作用只适用于微观世界，可是微观与宏观没有截然的界限，这显然存在着不协调性，而且与宇宙全息统一论的思想不一致。笔者指明了四种相互作用力之间的关系，万有引力与弱相互作用、电磁力与强相互作用是互为反作用力，否定了Big Bang Cosmology理论和黑洞的存在，定性地解释了“DI海格立斯双星进动”问题，对统一场论的研究可能会有所帮助，不知是否正确？ 陈：在我们看来，四种或更多种相互作用力是不同类型粒子或物体间的交换，强作用是重粒子间的交换，弱作用是轻粒子间交换，电磁作用是轻重粒子间交换。引力是涡旋体及其组合的物体间相互作用，实际上电力作用、磁作用与原子内电磁作用又不完全相同，此外还有弹性机械作用、摩擦作用等，它们是宏观物体间不同方式的作用。你将引力与弱作用，电磁作用与强作用列成互为反作用力很不妥，没有任何根据。 网友：顺祝，工作如意，家庭幸福！一位慕名求教者：李学生。

chenshuxuan · 发表于 10.1.2006 08:01:48

试答格罗斯问题 陈叔瑄 本文利用《物性论-自然学科间交叉理论基础》与《物性理论及其工程技术应用》原理试图对格罗斯演讲的25个问题试行解答。这类解答可能很肤浅，但作为抛砖引玉尝试应该还能胜任的。 1.宇宙起源：宇宙学观测表明宇宙是膨胀着的。通过对微波背景辐射和宇宙大尺度结构等的观测，宇宙的历史可以追溯到极早期发生的大爆炸。我们所知的基本物理，比如广义相对论和粒子物理标准模型，在那里都不适用。为理解宇宙起源，需要了解大爆炸时期的基本物理。 答：“宇宙学观测表明宇宙是膨胀的”这句话来自于天体光红移现象或哈勃定律得出的结论。但问题是光红移本质是什么？如果光红移本质不是天体退行速度引起的，而是光量子运行在愈来愈远且愈宽广空间而逐步变换成平动运动，最后转化为纯平动场物质状态的话，那么就得不到宇宙纯粹膨胀或大爆炸的结论。再说人类生存的历史只不过是宇宙演变的一瞬间，即使现在是宇宙膨胀，也不能肯定人类史前或史后也一定继续膨胀或爆炸。更妥当提法应该是宇宙是在周期性浓缩（收缩）与膨胀（爆炸）演变的，人类生存期间处于宇宙膨胀时期的。这可以从变星周期变化现象，哈勃星云形状规则与不规则分布统计得到引证。 2.暗物质的本质：现代宇宙学观测表明宇宙中存在暗物质和暗能量。但是它们的起源仍然是个谜。3.暗能量的本质。 答：暗物质是物质涡旋运动成形之前的物质形态，即尚未浓缩到高度集中物质，而处于气体与场物质状态。平衡趋势仍以浓缩为主，弥漫为辅的交换状态，所形成的微涡旋是极低频率的电磁波为主，并辐射出去。按《物性论》观念，有物质就有运动，即有质量就有能量，因此暗物质自然具有能量，只不过所可辐射的只是低频率的电磁波，即所谓的暗能量。 4.恒星、行星的形成：天体的形成是天体物理学中的重要问题。适合生物存在的行星，在银河系中出现的几率到底是多少？ 答：《物性论》认为天体，包括恒星、行星形成都是以物质涡旋运动中逐渐浓缩形成的，如果恒星周围物质运动角速度不同步，则分离成核心恒星体与周围涡旋环所形成的涡旋体（相当于行星）与某些新环或更外层的涡旋体（相当于卫星或环），如太阳系。太阳系的土星周围的环就是未成新卫星前的状态。地球在太阳系中的特有位置、温度、重力与演变成特有的大气层与大面积海洋，生成与孕育生命体，与进化生物特有环境条件。银河系其它星球重复形成地球同样条件的几率非常之小，几乎近零。因此人类必需特别珍惜地球特有环境条件。 5.广义相对论：广义相对论在所有尺度上都是正确的吗？ 答：广义相对论建立在牛顿力学质量与引力质量等价假想实验基础上，采取张量数学工具进行表达与推导，引出一系列广义相对论结论，如空间弯曲结论。不可能在所有尺度上都是正确的。如果光与引力场质不相干的，空间弯曲本质是由于涡旋运动的中心速度与其两侧处于相反（同向与反向）状态，平衡趋势使其处曲线运动，即空间弯曲。 6.量子力学：量子力学取得了巨大成功，但它描述的是自然的最终理论吗？也许它会在很小的距离上和非常复杂的系统中失效，是否可用来描绘整个宇宙也还值得探讨。 答：量子力学在微观原子结构领域是取得了巨大成功，但不是描述自然的最终理论，也不是描绘整个宇宙的理论。量子力学在描述高速运动系统与宏观、复杂系统还困难重重。天体、生命、化学领域几乎难以解释应用。虽然有人企图用其描述分子轨道，但仍无法根本解决化学基本问题。即使微观领域中描述强作用、弱作用、电磁作用间关系仍然困难重重。这就给《物性论》提供了解决这些问题的机会，把量子力学看成解决原子结构的物性理论的特例。 7.标准模型：粒子物理标准模型无疑极为成功，但人们并没有理解夸克和轻子的质量混合的物理起源和中微子的质量等。 答：粒子物理的标准模型是否算成功？尚难定论，它只能解释粒子物理有限事实。至于夸克是否组成基本粒子的最基本粒子，从提出三种夸克，每解释遇到困难，就增添夸克种类来解决这些困难问题或矛盾。这样做有止境吗？而且至今尚未从实验中观察到夸克粒子。在《原子物性论》看来，原子核内存在重粒子间交换的强作用，边缘轻粒子间交换的弱作用，重轻粒子间交换的电磁作用。放射性元素原子核重粒子趋心挤压运动或被轰击，抛出重粒子并带出轻粒子与电磁交换量子，分别为α、β、γ等粒子或其它碎片粒子。中微子可能是轻粒子间交换的微粒子。 8.超对称：存在低能超对称吗？超对称伴子的质量谱是什么？ 答：超对称概念可能来自于对超导体的新解释，有没有必要引进？在《物性论》看来没有必要引进这个概念，因为超导体现象是某些物质，如氦之类物质在极低温时粒子近乎静止，而其周围场物质交换范围随动能降低而扩大，ΔΕ=mc²(1-υ²/c²) 。以至贯穿于整个材料，一出现电，立即传递到整个材料，电阻等零现象。 9.量子色动力学(QCD)：量子色动力学可以完全求解吗？ 答：量子色动力学可能来自于原‘夸克’解释基本粒子组成不能解决问题而引进的‘色夸克’粒子的理论。问题在于‘夸克’是否存在？如果不存在，其解还有意义吗？在《物性论》看来，基本粒子实际上是原子核破裂的碎片，由于原子核有一定的结构，碎片仍有一定的规律。 10.弦论：超弦理论是一个有望成功地统一自然相互作用的理论，但它到底是什么？ 答：《物性论》认为：涡旋中心运动，在其两侧叠加线速度相反，而产生同向侧趋向反向侧趋势的曲线运动，即形成圆周、环、圈态、弦等运动状态。超弦理论能否成功地统一自然相互作用力，是很可疑的。 11.时空的观念：时空是什么？超弦理论最终可能会放弃时间和空间这两个概念。 答：时空是物质运动的存在形式。它的描述与物质运动状态密切相关的。如牛顿力学时空是以描述低速机械运动状态的时空，在此情况下，加速度与作用力成正比。又如相对论时空是场的时空，它描述牛顿力学关系式在高速物质运动状态仍然适用情况下的空。实际上物质高速运动时，加速度随速度提高而减少，外加作用力愈不起加速运动作用，极限速度时加速度等零。这类时空描述正是《物性论》的时空观。超弦理论最终放弃时间和空间概念，能否更好描述物质运动状态是很可疑的。 12.物理理论是否与环境相关：物理的基本参数和规律都可以计算，还是仅由历史的或量子的偶然性决定，或者是由人择原理来确定？景观的图像是对的吗？ 答：物理理论与其应用两方面来看,从理论本身来看不应与主观人择原理有关,物理理论应反映自然本质与规律,只有将其应用于技术才具有巨大能动性，即由条件控制、组合协调、模型应用等的人为选择原理来确定的。景观图像只是感性的现象认识，没有达到事物本质的认识，因此需要通过理性思维进入本质的认识。 13.新物态：存在常规实验可探查的一般非费米流体行为吗? 答：费米粒子是指壳粒子、质子、中子之类粒子，非费米粒子指光量子之类粒子，其集体运动状态像液体行为，是一种场物质流态，应可以实验探测。 14.复杂性：对一般的复杂大系统而言，其内在的混沌特性决定了系统的不可预测性。如何运用计算手段来分析这类系统、鉴别哪些特征？ 答：一般复杂大系统是内在混沌特性决定的系统。通常可以用统计及其平均值来鉴别某些特征。如温度是分子动能平均值。元素原子量是相应原子质量的平均值。 15.量子计算机：如何防止量子计算中的“退相干”？如何实际制造量子计算机？ 答：格罗斯量子计算中的“退相干”指的是什么？不太清楚。但量子计算机迟早可以制成的，这主要决定量子数字器件及其传输协调什么时候试制成功与其如何制作。光盘有代替磁盘的趋势，已证明量子器件正在逐步取代电子数字器件，终有一天会出现量子计算机。 16.物理学的应用：如何得到室温甚至室温以上的超导材料？如何用电子材料(如半导体)制造室温铁磁体？ 答：微观粒子与周围场物质不可分割地联系在一起，运动愈剧烈或速度愈高，交换场物质愈往变换能转变，使其交换愈弱且范围愈窄小，反之亦然。超导体是从极低温氦原子几乎不动，变换转化为交换能，范围扩大到整个材料，以至材料一端出现电或交换不平衡立即无阻碍地通过交换场物质传递到材料的另一端，电阻等零的超导体的现象。但是否可以得到室温以上超导体材料？由于技术的能动性，相信可以制作室温下粒子周围场物质交换达到整个材料或电阻等零的材料。 17.理论生物学：生物学的理论是什么？理论物理学有助于生物学研究吗？需要新的数学吗？如何描述生物体这样呈现出多时间尺度动力学的体系？ 答：生物或生命理论的基本机理跟物理、化学一脉相承的。《物性论-自然学科间交叉理论基础》一书第三部分以《递传物性论》专门对化学、生命、生态分别阐述。以分子结构的原子壳粒交换传输与化学反应的元素原子递换传输引伸到生命体内一系列分子、原子递换传输，再到生态物种间食物链的物质递换传输过程。如果说物理是能量递换传输，那么生化是实物或粒子的质量递换传输。可见理论物理研究有助于生物研究。由于元素原子量是其原子质量统计平均值，从而分子量也是统计平均值，包括一物种寿命、身体高或重等都是统计平均来确定的。 18.基因组学：物理学家如何参与基因组的“解密”？可能拥有一个定量的、可预测的进化理论吗？甚至能否直接从基因组出发“计算”有机体的形状？ 答：种细胞是有机联系的分子系统，其各部分相当于器官的子系统，染色体可以说是种细胞的子系统，而基因是其中一段具有全息分子链。种细胞吸收水与营养料分子在递换传输中生长、复制、分化、繁殖、衰亡过程。不同物种具有不同的分子系统与一定结构的基因，基因分子结构可以用编码表示，尚未被认识的称为‘密码’，一旦被认识称为‘解密’。这类通过编码简化有助于量化与计算。 19.意识的研究：记忆和意识后面的自组织原则是什么？有可能在幼儿期测量到意识的发生吗？什么时候？如何发生？如何测量？能否制造一个具有“自由意志”的机器？ 答：《物性论》没有研究这个意识问题。 20.计算物理学：计算机能代替解析计算吗？如果是，那么将来物理学家所受的训练该如何相应改变？ 答：计算机是科学技术研究先进工具，是科学家得力的助手。随着计算机发展功能愈来愈强，包括计算能力愈来愈强，在某些方面，如计算速度比人脑更快。但计算机始终没法超过人脑的意识功能与认识事物本质能力，计算机毕竟是人脑数字器件与指令设计能动性产物，解析计算方法总有一天还是可被设计出来的。 21.物理学的分化：物理学自身发展日益分化，如何面对这种状况？ 答：物理学自身发展日益分化是必然的，尤其是技术发展更促使其分化趋势。技术上只能通过分工合作来实现的，因为一个人能够熟练掌握若干复杂技术很不容易，有的复杂技术花去大半辈子仍掌握不够好，一项复杂技术要由好多人分工合作或管理来实现。另外人们不满足零碎知识，坚信自然界必存在内在统一性，只不过尚未被认识而已。这是物理学另一方面必向更加统一方向发展动力，《物性论》就是这种背景下一种尝试。 22.还原论：是否应该怀疑这个物理学的根本逻辑？是否保持一个开放的态度？ 答：是的，自牛顿1687年集大成著作《自然哲学的数学原理》出版以来，已经好几百年了。但物理学界根本逻辑仍然停留在牛顿时代所建立的思维方法基础上，主要是数理方法的演绎逻辑和归纳方法的因果逻辑。现在到了技术高度发达的今天，需要改变这类思维方式了，有必要引进辩证方法的矛盾统一逻辑来研究物理学与自然科学，才能解决充满矛盾零散的理论。保持一个开放的态度。 23.“理论”应该扮演何种角色：“理论”是否应仅仅靠实验来判断正误，或者应该是由基本物理原理发展出来的对自然“更高”层次的理解，而可以不顾及是否能在实际中实现？在对复杂系统的细节描述中，如何估价物理学家一贯坚持的“简洁性”和数学“优美性”等原则？ 答：“理论”是认识事物本质与规律的表达方式，“理论”在一定程度上靠实验判断正误的，但到了远大或远小于人体所及的天体或微观世界的实验和计算式带有众多猜测成份，通过“理论”假设与逻辑推理得出可观察实验或应用成功，也可算验证，至少比没有实验或应用要令人信服。由基本物理原理发展出来的对自然“更高”层次理论，也应顾及在实际中或经若干层次推理到实际层次中实现。物理学家坚持“简洁性”和数学“优美性”等原则应以对事物本质与规律认识有益为准，否则会损害对事物本质与规律的认识。 24.物理学未来发展中潜在的危险：如何面对越来越大、越来越难以实现的物理学实验计划？在这种形式下，新的研究途径该是怎样的？理论在探索自然方面应该起什么作用？ 答：是的，物理学面对越来越大、越来越难以实现的物理学实验计划。在这种形势下，一方面向跨学科统一理论方向发展，这使理论在探索自然可以取得更广泛本质与规律的认识。另一方面向技术应用，即理工结合方向发展。因此我们主张实验尽可能与技术应用结合设计，使其既具有为人们服务的应用功能，又具有验证功能。 25.物理学是否仍将是最重要的科学？ 答：我们认为物理学仍然是自然科学的主导学科。

冷月无情 · 发表于 16.1.2006 17:13:27

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chenshuxuan · 发表于 10.2.2006 02:57:26

能量释放与动力技术应用 陈叔瑄 涡旋运动是物质浓缩基本方式，是质量或总能量集中的基本过程，是万有引力产生的根源，也是所有天体、实物粒子或元素原子及量子存在自旋运动本质。物质涡旋运动平衡趋势，必同时存在弥散或辐射能量子，并形成交换。物质交换过程是微旋化，即粒子化和量子化，并产生粒子热运动和量子辐射的过程。因此天体内部存在源源不断热运动和辐射能量子的本质所在。如太阳和地球内部之所以存在源源不断能量辐射，就在于涡旋运动浓缩质量能量过程及其内部物质交换所形成的微旋化和热运动，以及热辐射的能量释放的相反过程。 太阳和地球之外天体能量难以直接使用，太阳能、地热能、海洋能等直接利用和开发将是未来能源重要角色，是取之不尽的再生能源。按《物性论》及其应用的观念，物质浓缩集中所在就是能量集中的地方，能量高密度变换为低密度就是释放能量基本方式。而《质能论》一文提出三条基本原理是解释能量释放基础，如能量叠加原理，物质极限速度原理，物质形态矢能比原理。能量叠加原理和物质不灭，能量转化守恒原理都是更广泛的质能关系原理的推理或具体的体现，正因为能量叠加原理，才使物质和运动可浓缩、可弥散的，它成为能量可释放的基本根据。 人类利用木材燃烧的火来取暧、烹调和照明，火的利用是人类支配自然力，是人类从动物分离出来的开始，也是人的智慧产生的原动力。随着人类生产发展，对能源需求增长，自然动力资源不能满足人类需要，迫使人类寻找更多动力资源。这时煤炭、石油、天然气陆续被发现和利用，尤其蒸汽机、内燃机的发明，更推动煤炭、石油作为能源主角登上能量资源舞台，导致第一次产业革命。随后电磁能以其可传输性优势，被广泛应用于生产和生活各个领域，而成为第二次产业革命的先导。２０世纪三十年代末，人类发现放射性元素原子能这一新的能源，正逐步取代气化燃料趋势。但它们毕竟在地壳里储藏量有限，总有一天会枯褐。 一、能量资源动态问题 按《质能论》观念，有质量物体就有能量，而地面物体通常处于平衡状态，不易释放能量，少数易释放能量材料，其趋势程度不同而具有释放能量易难程度不同，根据质能关系原理只能得出有物质或物质愈集中地方就有能量或能量愈集中的地方。另外趋匀原理又指出能量释放的自动趋势基本依据，它表明质量愈集中且与周围差异愈大地方可能愈易释放能量。但涡旋运动趋匀则浓缩质量，实际上是能量集中的过程，而平动运动增大是能量弥散的过程。不同物质形态的能量释放易难程度跟趋势状态密切相关的，有效释放能量原理和方法是动力技术的基础。如手工畜力只靠人体或生畜体能量来移动或转变地面物体的，其动力太小，手工畜力的技术技能所能够解放的劳动力是非常有限的。采用热机动力释放出的能量可推动庞大的物体机械运动或大规模转变物体形态，实现大规模生产。 １、能源主角是矿物燃料 目前能量资源主要是煤炭，它是地球历史上生长的植物被地层长期淹埋，经过漫长地质的演变年代而形成的矿物燃料。地球煤炭存储量达十万亿吨以上，估计占矿物燃料资源约百分之九十，是人类化工原料、工业燃料、生活燃料重要部分。但煤炭燃烧效率较低，并对环境造成污染，开采难度大，运输不便等因素，为此提出许多技术方法来解决这些问题。为了强化燃烧，可采用沸腾床燃烧，即把煤炭磨成煤粉，用空气吹入炉膛直接燃烧，使单位重量的煤表面积大大增加，以便充分燃烧而达到较高的发热量。 还可利用煤燃烧的高温热气流，分子分离成带电粒子，令其通过垂直的磁场而发电，余热还可再利用。但比较根本办法是直接在地下将煤炭液化和气化，因为煤成分与石油接近，只是氢成分低于石油而碳成分又高于石油。这样在煤中加氢可变成“人造石油”成为可能。但煤炭燃烧热量本身不是实物的气化物态，必需通过水的吸收热量气化来推动机械运动。“人造石油”就可方便地直接气化推动机械运动。 二十世纪六十年代，由于油、气的开发利用，逐渐以煤炭为主转变为以石油、天然气为主，这是因为石油、天然气效率高，每公斤发热量近煤炭的一倍，使用量已超过煤炭，而且使用比例逐年递增。但地壳的石油、天然气储存量又远低于煤炭，估计１３００亿吨，只是煤炭储存量百分之一左右。天然气通常与石油伴生在一起，也可单独开采，其消费仅次于石油和煤炭而居第三位。据预测地壳天然气储存量接近或超过石油。天然气与石油相似，具有开采和运输方便，对环境污染较小，成本价格较低，使用方便，可作多种化工产品的原料。但作为动力燃料能源不如石油产品应用的那样普遍广泛。 ２、自然能量资源 人类很早就利用风力来推动帆船行驶，利用风车抽水、磨坊、围海造地等，在矿物燃料愈来愈枯褐的现代，风能利用又被重新提出来。主要利用大气流动时产生的风力，一般五级风的风速为１０米／秒，可形成１平方米面积上达１０公斤力。九级风的风速为２０米／秒，可形成１平方米面积上５０公斤力。估计整个地面大气圈一年可供开发风力能量达３５００亿千瓦，可供人类利用的潜力很大。风力利用装置主要是风车，目前世界各种风车有１００多万台，有的还用微机控制角度，以适应风向变化。风能利用的优点在于可再生，无污染，成本低，储存量大，但它的缺点是稳定性差，能量密度低，地区差别大等，影响其作为能源的地位。 经过漫长的岁月里，人类借助畜力、风力、水力等的动力来代替和帮助人力劳动。水能的利用是较早的、普遍的自然再生能源，江、河和小溪，尤其水量丰富稳定和坡度较大的水域，只要适当引水便可以作为动力，如古代水磨坊等。现代多建水库，不但可以储蓄淡水和灌溉，还可综合利用，形成生态群落和发电、交通、旅游等事业。水力的利用可以缓解地面淡水紧缺和灌溉问题。它是可再生、无污染、能量密度和稳定性都较风力好。 ３、新的能量资源 原子能是由原子核结合的变化而释放出的一种能量，通常由放射性重原子核裂变为两个或两个以上较轻的原子核所产生的能量，也可能从两种轻原子核聚变成较重原子核所释放出来的能量。放射性元素原子核裂变所释放的能量相当于石化燃料的３００多万倍，能量密度大。原子核聚变所产生能量更高，它是核裂变能量的４倍。原子能主要用来发电，利用核能发电的电站称核电站，进行核反应的装置称核反应堆。反应堆主要结构包括核燃料棒活性区、石墨反射层及金属套、水层、厚水泥保护墙等组成的，核裂变链式反应速度极快，瞬间释放的能量非常大，因此必需采用远距离的自动或智能控制，以保证操作者安全。 太阳是一个取之不尽能源宝库，太阳内部存在高温高压的火球，星质在趋心和交换中形成质块、微粒子、量子，而量子以高速运动而源源不断辐射出太阳表面，构成源源不断光和热量。直接到达地球表面能量约８１万亿千瓦，主要通过光热转换和光电转换来获得的，如平板型集热器、聚光型集热器、太阳能电池、太阳能电站等。人造天体的能源主要来自于太阳，通过光电转化来取得能源。与石化燃料相比是可再生的能源，就地可取，不导致污染的能源。但太阳能密度较低，光热量随季节、气候不稳定影响，太阳能不易存储等缺点。作为大能源还相当困难，有待技术进一步提高。 地热能是来自于地球内部的一种天然能源，地球内部蕴藏巨大能库，相当于地球全部煤炭储存量１．７亿倍之多，地热利用开发前景非常广阔，大有作为。但人类能够利用主要是地壳和地幔上层的地热发电，地壳有地热蒸汽发电和地热水发电与一般火力发电原理类似，利用地热能所产生的蒸汽来推动机械运动并转化为电能，如美国盖伊塞地热电厂设备可以发电一百万千瓦和中国西藏羊八井地热电站发电能力达７０００千瓦。地壳下层或上地幔或火山爆发等的干热岩石和热岩浆层所储藏巨大能量，其地热能远远超过地热蒸汽和地热水层，一般钻深达到３０００米到４０００米以下，在接近岩浆层进行爆破并形成洞穴，将水注入产生的蒸汽推动机械运动来发电的。由于该资源蕴藏较深和技术问题，尚处于试验阶段。 若能从水中氢分离出来作为新的能源加以利用，而地球表面海洋水之多是取之不尽能源。但传统制氢方法是电解水，所消耗能量大于产生的能量，那就没有利用价值。关键是寻求廉价制氢方法，如用太阳能发电来电解水或用聚焦太阳光到二、三千摄氏度把水直接分解出氢或利用半导体基础催化体系，让阳光直接分解出氢。但氢在常温下是气体，要将其液化或固化才便于使用，比较好的办法是利用某些金属与氢结合成金属氢化物，常温时保持原状，需要时稍加热，氢被释放出来，以供使用。制氢和储氢技术进步将推动氢能源应用。海洋水域表面积近陆地的两倍，也是取之不尽的。 二、能论与能量释放原理 天体、实物、原子是不同程度能量集中的所在，而场物质和气态实物是能量释放方式，因此能量是取之不尽的。人类能够利用的能量是身边易释放能量的物质资源，如煤炭、石油、天然气和放射性元素等，称为能量取之不尽，但易释放能量的有价值利用的资源只有少数易气化和场质化的材料，称材料能源条件控制技术原理。一个具有热机动力的有机联系的实物机械系统实际上是机械零件巧妙组合和能量释放、变换、交换、传递特定组合，并产生一定功能的热机动力和机械组合系统，热量和物态气化对外作功的动力是热力学第一定律体现，巧妙利用热量和气化能量性能，称为热机与机械能量性能组合技术原理。热量只能自动地从高温物态流到低温物态，与周围环境温差愈大热机效率愈高，是热力学第二定律体现，称热机能量的运动趋匀规律应用技术原理。 １、释放能量材料条件控制技术原理 有浓缩物质的所在就是能量集中的地方，能量虽然取之不尽，但有价值的可容易释放能量的材料，称为能源的材料并不多，如煤、石油、天然气等。能量释放程度可用质量密度来衡量的，高速运动场质质量密度较低，表示能量释放较彻底方式，但场质易被实物吸收，反而难直接推动实物作功或作动力使用。人的能动性可将简单的运动组合成复杂运动的系统，并通过能量交换传递，以实现能量的释放，如气体的体积膨胀或变换转化来推动机械运动。能量释放方式主要通过固、液体变换转化为气体和光、热等场质状态来实现的。光热等场质状态虽然是能量释放较彻底方式，但对实物机械推动远不如气体，因此通常用光热能量促使某些实物体气化来推动机械运动。 人类要使用的能量是那些比较容易得到的和比较容易释放能量的能源。有的物体形态要释放能量所要消耗的能量比释放的能量更大，那就没有作为能源来利用的价值。有的物体形态所消耗的能量小于或远小于要释放能量，这种情况下就有作能源利用的价值。也有的物体形态在自动趋势中释放能量，那就更有利用价值。人类技术上使用动力的能量形式主要是机械能、热力能（包括固、液体变换气体和热量）、电磁能等，而地面机械运动除风力、水力推动外，多半靠热能和电磁能变换转化来的。无机物或有机物的燃烧是一种取得能量动力很方便的方法，利用这种能量转化方法和技术。能量虽取之不尽，但易释放能量的能源材料非常有限的能源气化或场质化模型条件控制技术原理。 同一温度、压强下不同元素构成的材料处于不同物态，通常金属性愈强愈处于熔点高的固体状态，反之非金属性愈强愈易处于沸点低的气体状态。同一材料在不同温度、压强下处于不同物态，在常压下溶点、沸点是地面物态转变的温度。固体的粒子间靠壳粒交换而连结成体的，壳粒连结松懈的金属不仅具有导电性，而且具有延展性而较易制成各种容器和机械设备。液体的粒子间是靠场质交换连结成体的，从而粒子间易断开和具有流动性。气体的粒子重力作用下聚集成体的，而粒子之间处于不规则的热运动状态，温度愈高体积膨胀愈大。 地面有一大气压，气体是地面大气层在重力作用下聚集而成体的，大气在地球表面分子打击作用力，同时地面也对打击分子相同的反作用力，可见大气压力是跟分子密度和平均动能乘积决定的。海洋下一定深度的一表面压力是地面大气压加上水加在此面积上重量，从而愈深压力愈大。压强是单位面积所受的压力来量度的，同样压强可通过控制面积大小来产生人造高压，也可通过控制加热气体膨胀或燃烧爆发产生人造高压，以作机械动力。这些属性和原理应用于机械动力重组性技术上，可设计制造成许多种类器件和机器设备，这是物态技术应用之一。 气体粒子独立性和易流动性是显而易见的，其应用除古老的风车、船帆之外，还广泛地应用于其它方面。尤其利用水化成蒸汽的水分子热运动，所释放出能量和体积膨胀来推动蒸汽机汽缸活塞，再通过机械传动，带动纺织机械、火车等工作。水转化为蒸汽的应用技术为近代带来了产业革命。温度是气体分子的热运动或不规则运动程度的量度。热量可转化相应温度的内能或压力和体积变化乘积的功，以其来产生机械动力。水蒸气的体积膨胀来推动气缸活塞，并带动曲轴转动，再通过连杆、齿轮等带动轮子转动等机械技术。随着人类需要发展，必需开发可再生的新能源，包括太阳能、地热能、海洋能等的直接开发利用，以重复多次产生热量或气化条件，称为物态变换条件控制原理。 ２、热机动力与机械性能组合技术原理 热机性能组合原理实际上是热力学第一定律的应用体现。实物中壳粒交换为主的固态、场质交换为主的液态、引力作用下而聚集独立粒子的气态特有交换方式和在一定温度、压力可变换转化，可按热力学规律控制物态和热量跟其它能量变换转化，如加热可使固体变换为液体或液体变换为气体来达到各种物态的变换应用，气体变换引起体积膨胀，可推动机械运动。几个气体体积膨胀的机械构顺序合理组合，可以产生有效的动力，称气态变换产生动力组合原理。 液体往气体转变过程通常是能量释放过程，也是膨胀过程，是气体分子对气缸之类容器周围容壁不规则打击交换能量而构成压力，如果内外气体对容壁的压力不一致，内壁比外壁强，可以推动容壁往外运动而对外作功。地球表面通常有一个标准大气压，不管气体，还是液体或固体表面内外处于交换平衡或压强平衡时，才保持相对静止不动状态，只有当表面或容壁存在交换不平衡或压强差，才对外膨胀或对内压缩。液体或固体转化为气体实际是将其它能量形式转化为气体对容壁交换能量或压强，并构成内外交换不平衡或压强差，以推动活动活定时塞容壁运动。也可转化为内能，以提高物体的温度。 地面物态不管用什么方法或手段，如力学方法、热力学方法、化学方法、原子能方法等，把固体往液体再往气体，甚至场质转变过程，通常是使物体质量密度减少，即体积膨胀过程，也是能量释放过程。物体质量密度减少，意味着体积膨胀，而且质量密度改变愈大，体积膨胀愈大。若物体体积被容器所包围限制，则气体对容壁所产生的压力愈大，可对外作愈大的功。爆炸是物体气化急剧方式，如固体突然点火引起的化学反应而气化，对外产生巨大的压力，当容器或包围物体承受不了就发生爆炸。 蒸汽机就是把煤的燃烧热量被水吸收转化为水蒸汽能量来推动机械运动的一种方法和技术，如旧式火车通过水转化为蒸汽推动气缸活塞来带动火车移动。可见，液体转化为气体所消耗的能量化作扩大体积来推动机械运动。内燃机是直接利用汽油燃烧转化气体的突变体积或爆炸力来推动机械运动的，成为汽车、火车、轮船、飞机等的工具动力，也是火力发电主要动力的技术方法。 人们设计了蒸汽机、内燃机、喷汽机等的动力设备，如内燃机就是利用多个汽缸轮流点火，轮流将汽缸的汽油燃烧，气化爆发的力量推动汽缸活塞和曲轴运动，并可带动其它机械运动或转动。这些必需具备生产能力的生产工具设备，如铸造气缸熔铁炉的翻砂车间和加工零件、部件车间、装配调试整机车间的生产设备，其生产实践可由某些有技术专业厂家按图纸安排生产。热机与机械零件及其组合不同和能量递传重组和控制方式不同，构成了不同功能的机械能量传递系统，如轮船、飞机、汽车等动力设备。 动力技术关键是如何最有效气化并推动机械运动和机械运动形式变换转化的设计，如气缸活塞个数、联结机构、进料、点火顺序、排气和转轴运动等的原理方法和手段的设计，燃料的燃烧气化是最直接将液体或固体燃烧成气体和热量所产生体积膨胀来推动活塞运动，几个活塞先后顺序运动，通过按顺序曲轴带动转轴作均匀的转动。有的通过涡轮叶片接受气体或流体的冲力，来带动转轴的转动。这些机械转动可以通过各种机械联结推动各种各样机械运动而成为机械动力。动力设计与机械设计没有本质的不同，所不同的是气化方式、余热处理方法和手段的特殊设计，而且在不断改善试验和积累经验基础上尽可能完善的设计和制造。称为实物气化推动机械运动性能组合原理。 ３、热机热量趋匀本质应用技术原理 热量趋匀具体应用于热机上是热力学第二定律热机效率不可能百分之百的技术体现，是物质运动趋匀原理在热机上具体应用。地球表面有机物体的燃烧所释放能量利用各不相同的，燃烧虽是氧化反应过程，更主要的是气化并释放光热量子能量过程，用以照明和烹调，还可用作机械运动的动力。如汽油的燃烧化成气体和光热量子流来推动内燃机运动，并带动汽车、轮船、飞机等之类机械运动。机械结构和联结方式设计不同，便产生不同的机械移动方式。汽车则设计成内燃机推动轮子转动，并带动汽车克服地面摩擦作用来移动的机械结构方式。轮船则设计成内燃机旋转推进器，以便在水中旋转，克服水的摩擦来推动轮船前进。但环境周围温度不是绝对零度，加上容器不可能完全绝热的，必有热量往外辐射或为实物吸收，因此效率不可能百分之百。 物体形态转化是能量释放基本的技术方法。而实物体，尤其天体是质量较集中的地方，可转化为场物质形态，即释放能量。但释放能量需根据释放易难彻底程度和释放是否远大于启动消耗能量，即将内在能量转化为平动能形式，速度愈高则能量释放的愈彻底。可见通常场物质比气体，气体比液体，液体比固体的粒子或物质平均平动能大，能够释放的能量也大。现代动力技术主要是改善利用风力、水力、海洋潮汐力、蒸汽动力等物理动力和利用燃烧煤、石油等化学作用的蒸汽机或内燃机，并转化为电力，通过导线传输到各个角落，实现能量的传输，成为机械方便使用的动力。尽管效率不能百分之百，但提高效率的途径仍可开发。 对于地面条件下在元素周期表中铁的左右元素原子核结合能最大，质量小于或大于此值元素原子核结合能均较小，且往往离得愈远愈小，愈易释放能量。放射性元素原子核质量密度极高的所在，是能量集中的地方，可自动衰变，其能量释放可产生巨大动力。某些放射性元素原子核体积足够大或超过临界体积，就会产生连锁反应而爆炸，即某些放射性原子核通过消耗一些能量来产生更大原子能量或原子核实物转化为粒子和场物质的一种技术方法，不仅可以制造原子弹，还可利用原子反应堆技术建造核力发电站或用作大型轮船，如用作某些航空母舰的动力。核动力发电的核电站技术就是原子能利用技术和能源开发典型实例，但效率都不可能达百分百。天体辐射和地热有着巨大甚至取之不尽的能量，但过于遥远和庞大，人目前难以直接用作动力。高度浓缩质量的恒星等天体内部在平衡趋势中自动释放大量光热形态的能量，现有的人造天体电源采用来自于太阳能转化技术。太阳能利用技术主要采用光电池转化技术，光电池材料研制是提高效能基本步骤之一，可否在方法上根本改善，如选择妥当环境地点和实现多重反射的电池堆，以最大限度地高效吸收太阳能量。地球内部能量开发利用也是最具有潜力的，如地热、海洋利用技术，大有开发潜力。目前地热利用开发技术只停留在天然利用和钻探技术，有待于大力开发，如水送到地幔上层，再回到地面使用等，将来也许成为重要能源，包括把具有破坏力的火山喷发和地震能量的利用技术。 三、能量释放应用方法 太阳能量只转化为地壳上煤炭、石油等能源材料，才间接得到利用。实物材料也是集中能量地方，但关键取决于实物材料释放能量易难程度和释放消耗比例的关系。若消耗能量比释放能量还大那就没有作为能源利用价值，这类材料属于非能源材料。若消耗能量远比释放能量小，且易释放能量的材料才称得上能源材料。能源和矿物应用主要指能源矿物采掘工程和能源释放工程两方面。因此设计、决断、执行实性思维过程也是指采掘工程和能源释放工程技术两部分，但以后者为主。热机结构、铸造、加工是动力技术基础。 １、能量释放设计方法 能源、矿物采掘工程设计是在探明矿藏基础上，而探矿方法有很多技巧技术，以表面普查与钻探勘察为最基本方式。通过直接或间接的地质勘察资料，开展开矿设计，如入口井、运输道、通风口、出口、电路、堆场等的设想计划，也可能提出多个方案，并从中选择一个，吸收其它方案优点。不足之处作补充或进一步勘察，进一步具体设计和计划。如果是油田或天然气之类液体、气体矿物，主要进出口和管道、储油气罐和加工工程等的设计。 能量释放主要方式是将实物气化或场质化，作为机械动力更需要的是实物气化体积膨胀所产生的推动力。光热量子虽然高速，是能量释放彻底方式，但易被实物吸收而转化为内能或辐射出去，难以直接用来推动机械运动，只能通过间接地使实物气化来推动机械运动。如蒸汽机设计实际上是燃烧煤来使水汽化，并通过汽缸活塞推动机械运动。为了提高效率，直接燃烧气化来推动机械运动，如内燃机或喷气机。 能量释放主要目的在于设计制造机械动力设备，因此设计时根据上述原理与较有效地利用释放能量条件和组合，通过适当计算，绘制成动力设备的原理图纸和形成技术零件加工装配图纸。设备图纸设计方法与机械图纸设计方法大体类似，但更注重于能量释放方法方式的开发。热源动力是充分地有效地利用能源释放的能量，利用煤炭、石油、天然气等燃烧气化膨胀体积来推动机械运动就是动力重要来源，如蒸汽机、内燃机、喷气推进器等。 充分利用和开发各种能源释放能量方式来巧妙地性能组合动力设备，成为热机动力和其它动力设计指导思想和方法。热机和其它动力设备，只有根据需要跟其它机械各种形式的重新组合，以推动机械或发电机等运动才能成为机械动力，如热机与船只或车辆或飞行器等巧妙组合成轮船、汽车、飞机等交通工具，与发电机组合成热电站，与纺纱机、织布机、车床等组合成生产机械转动的动力，它是热机外形和结构设计依据，并可逐步精确绘制在机械图纸上，成为动力设计的基本方法。 物质分子吸收能量愈多而处于愈高速，愈处于能量释放状态，并趋于扩大体积或对外增大压力状态。利用汽油等燃烧、爆炸的化学反应来直接气化释放能量，构成平均动能较高的气态，所产生突变的气体巨大膨胀动力来推动机械运动，如内燃机、喷气机构等就是根据此原理设计制造的，包括气缸、活塞、曲轴、连杆、进油口、点火器等设计制造。这类热机动力技术已经广泛应用于设计制造为汽车、飞机、轮船等交通工具和其它产业生产的动力，其效率比蒸汽动力高得多。 整机图纸和零件加工图纸以及量度计算是动力机械设计基本工具和方法。如果连一个螺丝钉都要自己加工生产，不但影响质量，而且效率低下，成本高昂，为此提出零件生产标准化和商品化。机械零件标准化是提高设计制造质量、效率和降低成本有效的方法手段。许多工业发达的国家都设立专门机构或委托某个部门负责标准化工作，推动社会分工合作和产品商品化，以及生产调度管理，从而推动工业化进程。 ２、能源应用决断方法 矿物与能源采掘的决策建立在管理条件的基础上，如首先确定该项工程是否有开采的价值；其次开采的设备、运输、材料销售等条件：第三是否有适当数量工程技术人员和技术工人等，即天时、地利、人和或人力、物力、财力等条件是否具备。然后技术决断决策是建立在地质勘察的基础上，提出的方案和技术设计根据具体地质勘察进行可能性分析和可行性论证，才能实施。 能源工程技术应用的另一方面是热机设备设计制造。释放能量实质是星质态或实物态转化为实物气态和场质态（光、热、电、磁和其它释放能量形态等）的过程，以产生体积膨胀或热量（如火），来加热物体和推动机械作功运动。地面绝大部分物体处于内外平衡稳定状态，不易自行释放能量而不能作为能源。能量应用主要涉及能源材料开发和能源动力结构两方面。那些可作为能源材料需通过试验方法才能确定的，动力结构设想是否可行也要通过试验来验证的，因此试验是技术决断基本方法。 设计预言现象的验证性实验严重地受到社会的财力、物力和人力条件限制和制约，尤其是经济效益不大的又要庞大设备才能进行的实验，困难更大。有的花了巨大投资，所能做的实验又非常有限，且没有什么经济效益，如粒子加速器的实验。即使投资不大的验证实验，不同实验数量一多，也不是那么容易做到的，许多设备在他人手中，一两件借用或租用都不容易，何况多数实验何止一两件设备能做成的。花了很多时间向国家地方基金会申请经费和使用国家实验室谈何容易，不批或不让你进去做实验。占有实验设备的人员往往又没有什么新思想、新理论、新方法需要验证，放着又非常浪费。验证实验较佳办法是将设计的结果通过书刊方式向社会公布，让有实验条件和熟悉操作的单位或个人去做，实验中可能有成功的、失败的和经过修正。成果应由设计者和执行者共同享有。 实验（推理验证）或试验（应用决断依据）是能源或热机开发基本方法手段。物质能量彻底释放方式是转化为场物质状态，但难以直接推动机械实物，如太阳能、地热能、原子能都难以直接推动机械运动，需要通过气化物态来间接产生动力，还有海洋潮和水力、风力等可再生能源和动力，这些能源开发利用，尤其直接利用场物质作动力的开发，需要通过大量试验，以提供可能性、可行性决断依据。勘察、调查和试验是动力等决断思维形式的主要技术方法，许多动力想象的技术可能性、可行性是通过试验、检测、调试来证实的，并成为技术设计技术依据。 ３、能源应用执行方法 按方案设计和措施计划，制定的决策一步步地指挥执行，直到全部完成为止。如煤窑和煤矿的生产过程曾亲自参与，了解一些情况。通常大型煤矿建成大型矿井采用吊车升降机或矿车送到采矿工作附近，风钻或电钻拉到工作面钻孔，插入炸药雷管，引火爆破，一方面将爆破在地上煤炭铲到煤车上推走，另一方面加工木材等材料，支起支架和顶棚，必要时还要延伸车轨，形成新的一轮工作面，重复上述的操作。煤窑通常是以小型而零散的煤矿为基础，煤层薄，多半手工采掘和输送，工作环境条件更艰苦。 石油加工技术，主要是蒸馏和裂化，所谓蒸馏是通过石油加热，使不同沸点成分在不同温度下分离出来，如汽油、轻油、重油、煤油等，所加工的汽油通常只有１５－２０％。采用裂化炼制的技术，可以使比汽油、煤油、柴油等分子量大的有机分子分裂成小分子成分，以提高汽油的产量。利用分馏与裂化的联合装置可达到更有效更理想的效果。催化裂化工艺技术更促进石油加工技术的发展，其主要优点是所要求的温度和压力较低（温度为４５０∽５６０摄氏度，压力为１．５∽２．５大气压），产出的汽油质量好而数量又多，炼取率可达８５％。同时还可回收包括柴油和其它多种裂化副产品，是化工产品的重要原料，因而是一项具有能源材料开发意义的石油加工技术和执行方法。 能源材料气化或场质化的能量释放的机械动力设备，主要投入到具生产热机能力的工厂生产，其生产技术设备与一般机械厂大同小异。动力设备以推动相对地面静止的物体或机械按设计方式运动。控制能源材料蒸发、燃烧、爆炸等的大小、方向、推动机械方式的操作，成为能源应用执行的主要控制方法。因此能源动力的控制方法、执行步骤、操作技能等是能源应用执行过程三要素。 四、能量释放应用类型 人类最早光、热能量来自太阳外，就是通过干草、干柴的燃烧得到的，主要能量资源是干草、木材等材料，有的地方还使用水力、风力等作能量资源。后来采用煤炭、石油、天然气等作为主要能量资源，尤其蒸汽机、内燃机等出现更离不开煤炭、石油、天然气等的能量资源。电力发展离不开这些资源，但也广泛应用水力、原子能等资源来发电的。这些资源的能量较容易被释放出来，通常点火加热就可以燃烧释放出能量的，水力可通过适当手段推动水轮机来发电的。 １、天然能源应用类型 天体和地球是涡旋体，并在交换中形成微涡旋粒子、量子和大小不一的质块，质块趋心运动是产生天体或地球各种现象的基本动力。它不仅解释大量基本现象，而且解释了旧理论难以解释的地球表面的各种现象。地球内部质块运动冲击地壳是地壳板块破裂、造山运动、地震产生的基本动力，而质块运动必定引起地面磁性和电性变化，加上冲击力作用产生冲击波都应成为预报地震的理论应用。它有助于对地面气象、地震等动态预测。最原始最基本的天然能源是利用自然界气象变化的气流风力和高处往低处水流动力来推动机械运动。风力和水力是天然能源基本形态，是磨坊的动力。 地面水总是流向低洼处，以趋于平衡，水的流动具有动力，可推动物体或机械的运动。地面大气在随地球运动中，由于地球绕太阳运动状态的周期性或不规则变化，而产生大气产生周期性或不规则膨胀和收缩，即产生风力来推动机械运动。地面物体或机械通常处于力的作用相对平衡状态，并跟着地球运动。要使其运动，必需通过其它能量转化来迫物体或机械运动，除水力或风力外，可通过水汽化的体积膨胀来推动机械运动，构成蒸汽机动力。蒸汽机设计实际上是经过很多发明家革新设计经验积累的结果，功能愈来愈完善，它以加热水成水蒸汽来推动机械运动或转动，并作为火车、轮船等的动力。 地面物体是地球表面相对静止和稳定平衡的物质部分，它由原子或分子联结成体的，并分别处于固体、液体、气体状态，可以通过某些燃烧材料，如煤炭、石油等提供热量来改变物体状态。固体或液体变换转化为气体，体积或对外压力变大，推动周围物体材料作机械运动，即作机械功。人类正是利用该特性，将水加热成蒸汽来推动蒸汽机运动，甚至直接燃烧汽油化作气体和热量来推动内燃机运动。可见物体气化或场质化过程是释放能量过程，是动力基本来源。当然还有其它能推动机械运动和变换转化释放能量方式的能源，如原子能、地热能、太阳能等，这些天然能源开发将是未来能源基础。 ２、热机动力类型 某些液体或固体直接燃烧气化，如汽油燃烧化成气体的体积膨胀和热量所作的功来推动的动力，效率比蒸气更高。内燃机活塞直接由汽油点火燃烧气化的体积膨胀和热量来推动的，并带动气缸曲轴，再通过机械连杆传动，带动汽车、轮船、飞机之类交通工具推进器或其它设备的运动。由于它的效率高，许多热电站的发电机也用内燃机来带动的。甚至火车、轮船也大有用内燃机来代替蒸气机的趋势。这项能量应用技术或动力技术已经成为现代人类生活不可缺少的一部分。内燃机的设计外型、汽缸结构等不管如何新颖变化，但基本原理和设计方法是一致的，以适应各种场合下应用，如汽车、摩托车、飞机、船只等上应用。 实物固体或液体燃烧转化为气体另一项应用技术是喷气技术，它是一种将固体或液体化学燃烧能量转化为气体和热量，沿着背部喷射的反作用，来推动火箭、飞船之类工具向前运动。喷气技术是利用化学燃烧能量转化为分子动能和热量，如果是容器封闭系统分子动能打击容器四壁构成强大压力或使容器爆炸，但容器若一面开口的，不规则运动分子和热量子往此口喷射，喷射分子量和热量愈多愈快则使同一容器往前运动速度愈快。它也可从质能论所指出系统无外力作用时总动能空间梯度为零或动量守恒来解释，即 ＭＶ＋ｍｖ＝０或Ｖ＝－ｍｖ／Ｍ 负号表示Ｖ速度与ｖ速度相反，Ｍ为容器质量，ｍ为喷射气体的质量。应用于火箭、导弹、人造天体等的动力设计。 气体应用技术中有一种称为气垫技术，已开始应用于交通工具中，它使轮子交通工具有所失色。轮子发明设计已有千年，几乎用于所有交通工具和绝大部分机械设备中，离开轮子难以想象的。但现可打破这个习惯，如气垫船可驶过水域而无须接触水面，用此跨越过英吉利海峡和岛屿。近年美国等许多国家公司投入地面汽垫列车的研制，相信不久将来就会出现。如福特汽车公司已试验光滑的流线型“飘浮列车”，是在轨道上行驶，却不触及轨道，车体与轨道间距只有０．３２厘米空间上滑动，速度可达每小时三百多公里。现代更进一步研究交通工具的磁悬浮技术，如列车在磁悬浮轨道上不用轮子的磁垫高速运行已成可行的技术。 ３、核力等动力类型 原子核是高度浓缩质量和集中能量的旋涡体，尤其不稳定的放射性重原子核可释放出巨大能量，即原子能。磁、电、光、热等场物质是能量释放较彻底方式，如果实物能全部转化为场物质，且能利用场物质推动机械运动的话，那么就可获得高效率的能源。但《论“基本粒子”基础问题》一文指出外力作用物体所产生的加速度随速度提高而减弱，又影响其高效应用，即直接用光、热推动机械运动是很困难的。而电力磁浮采用的是将机械列车与轨道之间去掉轮子，换上磁场斥力使列车与轨道脱离开来，再用磁场间斥力推动列车运行。类似这种能量较彻底释放方式的技术开发和应用，有着巨大的潜力，也许成为未来能量释放的重要手段方法。 电力传输能量方便，用热力带动发电机的热电站相当普遍。为了使电力传输过程能量损耗减少，常采用高电压小电流传输而采用升压变压器，而到用户单位时降到正常电压和电流，供用户使用需采用降压变压器。有时为了特殊需要再变压到更小电压，如各种电器设备所需整流器的变压器。变压器通常是用一定形状的强磁铁磁材料片重叠（避免涡流热损耗）作为磁芯，在其周围绕有正付线圈，磁芯大小、导线粗细和线圈的匝数比例不同则构成各种各样变压器。但不管那种变压器只对交变电流和电压才能有效地变压。总之，磁性应用技术十分广泛，除机电设备中发电机、电动机、变压器、继电器、仪器仪表等应用外，还有如粒子加速器、核磁共振、热核聚变控制、磁悬浮交通工具等高新技术上的应用。 人类利用水能的历史较早，古代就利用水力推动轮机带动磨盘加工粮食，近代则利用河水落差带来的能量推动轮机转动，把机械动能转化为电能，是水能利用的主要途径。世界可供利用的水资源的一年发电量约１０万亿度，如果全部开发，可以解决七分之一的能源需要。中国地域广阔，江河纵横交叉，地势与地质较优越，具有丰富水力资源，可开发水力资源的年发电量达１．９万亿千瓦，居世界之首。如三峡水电工程建成后总装机容量可达１７６８万千瓦，年发电量达８４０亿度。水能在现代能源结构中居第四位，它与石油、煤炭、天然气等相比，具有再生性能源，运输成本低，不污染环境，兼顾蓄水、防洪、灌溉等综合利用和保护改善自然生态环境等许多优点。 海洋蕴藏着巨大的能源，除了海洋底石油、天然气和煤炭等重要矿藏外，海洋本身呈现的潮汐、海洋波浪、海水温差、海水盐度差等多种能量形态。估计海洋潮汐能为３０亿千瓦，海洋波浪能为７００千瓦，海水温差能为５００亿千瓦，海水盐度差能为３００亿千瓦。这类能量蕴藏量大，取之不尽且可再生，无污染。但不足之处是能量密度低，要到汪洋大海中取能，技术复杂，开发投资大，从而应用受到极大限制。潮汐能是利用太阳和月球对海洋引潮力，使海洋水周期性涨落，可用此涨落所产生的能量来发电。波浪能是利用海洋波浪起伏动能来作动力，即利用波浪上下垂直运动来推动一个类似倒立打气筒的活塞，活塞外是浮筒，当活塞处波谷时体积增大室内气压低于外界而产生向里的气流推动涡轮机来发电的。 参考文献: 1,<物性理论及其工程技术应用> 陈叔瑄著香港天马图书有限公司2000年出版 2,<物性论-自然学科间交叉理论基础> 陈叔瑄著厦门大学出版社1994年出版 3,<思维工程-人脑智能活动和思维模型> 陈叔瑄著福建教育出版社1994年出版

chenshuxuan · 发表于 10.2.2006 02:59:17

力能组合与机械技术应用 陈叔瑄 地面机械运动和力的作用早就为人们所注意，但真正科学化研究，可以说从伽利略１５９０年写的《论重心》和后来《论重力》开始，他对亚里斯多德的落体观念提出质疑，并在比萨斜塔当众作自由落体实验来证实。１６８３年伽利略在《两门科学的对话》提出惯性的观念。刻卜勒在哥白尼日心说和弟谷大量观测资料基础上引出行星运动三定律，为牛顿创立引力定律打下基础。１６８７年牛顿出版《自然哲学的数学原理》著作，他论述了科学研究方法，木星、木卫、月亮、慧星等天体的运动，海水的涨潮，振动和声波等现象，提出力学三定律和万有引力定律。创立了机械力学。 牛顿力学之所以局限于机械运动和作用，由于十八、九世纪的电磁学、光学、热力学、原子物理、核物理、化学等学科出现，完全不同于机械运动和作用原理，不是牛顿力学所能推出的。二十世纪前夕又发现了Ｘ射线、放射性元素等和后来一系列科学技术发现，理论上出现相对论和量子力学，其基本观念完全独立于甚至违背牛顿力学观念，面临着科学技术思想的变革。《物性论》就是在这个背景下产生新科学理论的一种尝试。这个理论从物质连续、可入性和运动矛盾转化以及质能原理、趋匀原理、等价原理出发，引出一系列推理和本质解释。引出实物是低速物质浓缩形态，而场（或场物质）是高速物质弥散形态的基本观念。 一、作用力应用 物质运动总是自动地趋向均匀、平衡、对称过程，趋势矛盾中转化或变换能量形式，如平动趋匀矛盾则转化为涡旋运动。涡旋运动必浓缩质量，是构成天体、粒子、量子的基础。但涡旋中心不可能无限浓缩质量，中心必定平动。因此天体、粒子、量子必定存在自旋和平动运动。涡旋趋于平衡则转化为周期变换和交换运动，并在交换中微旋化而构成更深层粒子或量子。涡旋趋匀则浓缩质量，使有质量的物体靠拢。涡旋体质量浓缩基础上因交换作用而微旋化，微旋化所形成的粒子及其周围场质是在原有基础上浓缩的，因此密度更高。在此基础上再微旋化的更深层粒子及其周围场质密度更高，趋势更强。因此内层次愈多密度愈高，原子比分子或实物密度高，原子核又比原子密度更高等。 物质基本运动状态是平动、自旋、周期性变换运动和相互作用的本质是运动趋势、交换、递传。物质在空间平动（弥散状态）和自旋（浓缩状态）处处存在，几乎所有天体和粒子都在公转移动和作自旋运动，相应处于浓缩物质或集中能量状态本身就是证明。量子只存在直线平动和周期性变换运动外，几乎所有微观粒子都存在平动、自旋和周期性变换运动，也是对上述三种基本运动的证实。天体或宏观物体是由大量各种运动粒子组成的，粒子周期性变换或交换叠加结果，根本体现不了周期性变换和交换，这决不意味着不存在周期性变换运动和交换作用。物体内原子或分子间交换方式不同则处于不同的物态，通过适当技术可将固、液态变换转化为释放能量方式的气体状态，以推动机械运动而作功。 １、趋势作用及重力应用 粒子周围场物质密度愈大通常趋势作用愈强，如核粒子间强作用比原子间电磁作用要强得多。这是相对静止而言的，因为运动速度愈大，密度愈小，高速场物质比实物密度低得多，达到极限速度平动物质的密度最低，如引力场物质。天体或粒子周围向心连续高速物质称为场物质，它作高速平动运动。在天体或粒子浓缩趋势中可分解为径向分量和圆切向分量，愈近涡旋体切向分量愈大和径向分量愈小，从而愈近天体引力场质密度愈大。天体或粒子相邻时，相邻一侧反向的叠加，速度变小而具有浓缩趋势，其外侧同向叠加，速度变大而具有弥散趋势，场质具有外侧趋向邻侧作用。这种作用是“引力”存在根源，天体间的“引力”称为万有引力。外部场质是两者叠加。愈近地面切向分量愈大，而径向分量近常量，故 Ｆ＝ｍｇ 它是地面重力或重量存在的基础。 重力或重量是物体落向地面的基本作用力。重力作用最经常体现在自由落体现象，稍有重量静止物体总是落向地面或低洼处，位能变换为动能。利用水流落差重力作用，把位能变换或转化成动能，来推动涡轮机旋转，以带动机械或水电站电机转动。又如打桩机就是将重物拉高，然后让其落下，前者将能量变换转化为位能，后者由重力作用变换转化为动能，并冲击桩，使桩插入土地，以加固地基。可见、重力是位能变换动能，即标能变换为矢能的作用。地球因涡旋运动愈近中心质量密度愈大，愈往表面质量密度愈小。从而地面物体密度愈大愈处在底层，密度愈小愈易浮在上层。物体密度若比液体密度低就会上浮，静止时，可看成向上浮力与重力平衡的结果，实际上是交换平衡趋势的结果。大气在重力作用下愈近地面愈大，相应地大气密度也愈大。 一个物体浸在液体中，重量减少部分就是物体排开液体重量，即物体体积乘以液体密度为质量，乘以重力加速度为这部分重量。值得讨论一个问题是李泰来提出浸入水的物体比重（跟密度有关）小于水，水对物体才具有压力，实际上是构成此压力（或浮力）是水对物体压力大于物体重量的合力差。物体比重比水大是物体对水压力，实际上是物体重量大于水对物体压力的合力差作用，使其下沉。由于水愈深压强愈大，一定深度此物体重量与水对物体压力相等时，水对物体压力与物体重力差等零而处于平衡状态。因此李泰来所提出压力实际上是牛顿力学的合力差概念。大气或水对物体的压强化作压力时，跟物体形状密切相关，尤其对运动的一定形状物体产生重大的影响，这种浮力技术常应用于船体和飞机外型设计。 ２、机械摩擦作用应用 重力作用实质是能量集中作用和摩擦作用是能量弥散的作用，两者均起地面物体阻碍破坏平衡状态或促使平衡趋势的基本作用，可以说这两种作用是地面无处不在的作用，只要相对静止平衡状态受到破坏或改变都需要外力作用。重力作用可以使位能变换转化为动能或矢能，摩擦作用可以使动能变换转化为内能、热量和其它能量（如生电）等的标能，矢能变换为标能的作用。摩擦作用在某些场合是必需的，否则无法运动，如汽车轮子与地面无摩擦，则汽车无法前进。同样地轮船螺旋桨与水没有摩擦，轮船无法前进。但这些摩擦又使汽车、轮船动力一旦停止供应能量，其运动随之停止。 地面物体移动和保持运动，必需源源不断提供矢能，以克服摩擦作用变换转化为标能所消耗的动能，因此火车、汽车、轮船行走都需要源源不断提供能量。这些能量由蒸汽机、内燃机、电机和其它能量形式变换转化动能提供的。这就是地面物体运动需要动力，是动力设备发展的基本原因。可见，地面物体的机械运动或作用力无不是能量变换、交换、递换的过程或能量转化过程。机械与能量变换动力灵巧组合可以产生各种各样交通工具和机械设备产品技术。要使汽车、火车加快停止或控制速度则需要利用摩擦及其刹车备，不同材料及其表面结构就有不同的摩擦。 ３、实物体弹性作用解释应用 天体或地球内各部分或物体间处于交换平衡，通常处于相对静止状态，固体处于相对静止，液体总是流向低洼处后而处于相对静止状态，气体在重力作用下也处于相对静止状态或动态平衡状态。这些相对静止物体又跟着天体或地球一起自旋和平动，以太阳作为参考系观察地面上物体实际上是复杂的曲线运动，那来的匀速直线运动？相对地面静止的物体任何移动都要破坏平衡状态，即需要用力，如推、拉、举、压、碰撞等弹性接触作用。这些作用实际上是能量递换，如推物体运动所用的力是被推物体接受动能而运动的，但由于反作用，又把另一能量递换给施力物体，构成能量交换的。这类低速的外力作用关系，完全可以用牛顿力学来描述。 地面物体运动必影响相邻物体运动状态而相互作用，即一物体对另一物体的碰撞和推、拉、压、举等的接触作用，它们之间也是能量交换、递换过程。皮球落地由于其橡皮分子壳粒交换伸缩性，使其接触地面时，地面对皮球压力而橡皮分子壳粒交换间距缩小变形，橡皮分子又很快恢复，使皮球反弹开来，即把皮球内部位能变换为外部位能。橡皮弹性愈好，愈能变换为外部位能。可见物体材料不同，弹性接触作用能量变换方式和结果不同。接触作用通常是将某些能量变换、交换、递换为动能，以引起物体移动，即从相对静止到运动并保持持续运动过程。表现在动能改变量或合力作用。弹性作用实质是原来内部粒子间已处于交换平衡状态，因外力拉开或压缩而变形，外力方向上交换出现不平衡，外力解除后有恢复交换平衡趋势而在该方向上恢复形状趋势，即能量的变换。 物体外加作用抵消摩擦力后的合力可使物体作加速度运动，当合力等零，即所提供的动能改变量抵消摩擦变换内能或热量时，物体作匀速直线运动。但地面摩擦无处不在，只要外加作用解除，一段时间后便停止下来而保持静止状态。这是针对宏观机械运动外力作用而言的，它可以解释包括平动、转动、振动等各种机械运动。宏观物体内各粒子间处于交换平衡状态，外加力矩便可机械转动，它没有往里挤的现象，因为若往里挤，立刻破坏物体内分子间原有平衡状态。同样地相对交换平衡液体，外力矩迫使它旋转，液体维持原状态而散开来。可见，低速宏观物体转动、振动运动不能代替物质的涡旋和周期性变换、交换运动，因为宏观物体内部粒子之间已处于交换平衡状态。任何外力作用都只能破坏其内外平衡状态。 二、机械作用应用原理 地面实物相对静止状态和机械基本运动主要形式是平动、转动、振动等，实际上是大量分子周期性运动叠加的结果。地面物体通常处于相对静止，即作用力的平衡状态，要移动就需要外加机械作用力，称为处于交换平衡机械惯性运动模型应用技术原理。力的本是能量趋势、变换、交换、递换传输，通常可分为主动力（如重力）和被动力（如摩擦力、弹性力等机械作用），而牛顿作用力或机械作用是狭义力或狭义能量递传方式，称为作用力条件控制技术原理。各种各样机械零件有机地巧妙地组合成机械部件或机器，通过各种连杆、齿轮、滑轮等零件间传递变换能量，即作用与反作用来达到机械运动方式组合或能量的组合，称为机械器件运动性能组合技术原理。 １、实物静止与机械基本运动模型应用技术原理 物质涡旋运动是物质成形和引力根源，涡旋中心速度愈低，愈有向无穷大浓缩趋势，对应质量（和体积）愈大，相应引力也愈强，即引力强度与涡旋体质量成正比。涡旋角速度减少实际跟涡旋内层次交换而引起的微旋化增多有关，使物质密度增大，因此物质涡旋运动是能量集中的过程。由于物质存在极限运动状态，即存在极限速度及其密度极浠薄的连续场物质状态，因此实体涡旋边缘速度不可能超过一定范围，速度和角速度愈小，其范围愈大且形状愈扁。如天体愈大相应愈扁，如包括银河系的大量涡旋状星系、星团。涡旋中心速度和角速度愈小，即愈近绝对速度为零，银河系中心比太阳系中心，更比地球中心速度更近绝对零。愈近绝对速度零的涡旋体内部大大小小微涡旋或微涡旋层次愈多，高速微涡旋则成量子辐射出去，构成稳定时能量浓缩与弥散的平衡。 实际上物质基本运动方式主要是平动、转动、周期变换运动和交换、递换、递传作用，大量周期性变换运动和交换作用平衡的结果就成为宏观物体的惯性运动状态，即静止和匀速直线运动状态。天体内物体之间处于相对静止平衡状态，它是大量内部分子周期性变换或交换叠加的结果，也是外力平衡的结果。要使其相对运动必需外加作用力，产生如平动、转动、振动运动，物体或机械内粒子周期性变换运动和交换作用以一定方式叠加的，并有保持该运动性能，直到受摩擦作用而迫使其逐渐相对静止，相对平衡为止。这个惯性较牛顿力学广些，即具有广义惯性含义。称为物体或机械相对静止及其基本运动模型应用技术原理。 稳定的天体或地球内各部分或物体内外通常处于交换平衡状态，内部交换平衡而处于恒温（包括微旋粒子不规则平动、转动、振动等）热平衡运动和粒子间场质交换平衡状态。对于已经交换平衡的整体中各部分之间，实际上是处于相对静止状态，即引力与部分间接触作用平衡或能量交换平衡状态。外部交换平衡而处于相对静止或处于引力浓缩趋势与电磁量子辐射平衡状态。静止和匀速直线的惯性运动是地面物体处于平衡状态的特例，可称狭义惯性，如物体相对地面静止是其各向交换作用平衡结果。匀速直线运动可以看成物体内各粒子平动和周期变换运动的叠加结果，并处于外部各向交换作用平衡状态，包括重力与相反接触（弹性）力平衡。惯性是继续保持原运动的特性，牛顿力学或机械力学的惯性是宏观多粒子系统物体的惯性，是狭义惯性。 没加入周期性变换运动的平动运动或自旋运动，仍然保持原有运动属性，即作用力是动能改变量对作用位移比值极限来量度，并推出动量改变量对作用时间间隔比值极限为作用力，它是矢量。因此非周期性运动改变不管来自趋势（主动力）引起的，还是外加作用（被动力）引起的，都会引起能量或动能改变，即能量变换、交换等。物体受外力作用时，整个物体与施力物体交换能量，被迫从外部改变动能。也是属于非周期性能量变换、交换、递换的作用中引起动能改变，其参量不仅量值改变，而且方向也改变，因此单用动能改变量不足以描述作用性质。宏观物体作用力的量度与非周期性变换、交换、递换中的动能对时间或位移或角移微分等参量密切相关的，动能对时间的微分定义为功率，动能对位移微分定义为作用力，动能对角移微分定义为力矩。 机械的动力以热膨胀产生动力为主的能量变换或转化结果，才能迫使地面相对静止和交换平衡状态的机械改变为相对运动状态，以抵消几乎无处不在的摩擦作用（只有远离地球、天体等实物体在宇宙空间才处于几乎无摩擦作用持续运动），只要处于力平衡的机械静止或匀速直线运动仍能保持状态的谓之狭义惯性，其量度称为惯性质量。平动能表达式为 Ｅυ＝（１／２）ｍυ２ 以转动而言，质量为ｍ质点绕轴距离为ｒ的转动惯量Ｊ＝ｍｒ２。穿过球心转轴的均匀分布质量的球转动惯量Ｊ＝（３／５）ｍｒ２穿过圆环的中心上转动惯量Ｊ＝ｍ（（３／４）ｒ２＋Ｒ２）。穿过重心圆柱转轴转动惯量Ｊ＝（１／２）ｍｒ２。一句话所有穿过重心转轴的球、圆柱、饼形、环形等形状的转动惯量都与其总质量成正比和半径平方成正比，即Ｊ＝ｋ”ｍｒ２。比例系数决定于形状和质量分布情况，包括椭球、圆锥、圆台等都是如此。自旋的涡旋体的中心质量分布较集中，通常是由里往外质量密度逐渐减少的分布，其转动惯量是上式，只是ｋ”的比例系数存在差别而已。 　　自旋体转动动能可由下式定义得之 Ｅω＝（１／２）Ｊω２ 其中ω为角速度，是转过角度θ的时间微商。转动能对角移的微商是力矩Ｍ的量度 Ｍ＝ｄＥω／ｄθ＝ｄ（１／２）Ｊω２／ｄθ＝ｄＪω／ｄｔ 其中Ｊ转动惯量为恒量时所推导公式，同样适用固体机械转动时各点之间相对距离的质量分布不变，即刚体情况下成立的。转过角位移元ｄθ相同情况下转动能改变愈大则力矩愈大。Ｊω称为角动量，也可说角动量改变率愈大力矩愈大。力矩Ｍ是迫使转动状态，转动能或角动量改变的外部作用力。 机械运动中常把固体看成质点、刚体，这样理想化后可抓住较本质的机械运动的动力等各种关系。但有些固体在外力作用下产生形变，作用力解除后又恢复原状或作机械振动，如弹簧机械振动、摆的周期运动等。在上端固定的轻弹簧的下端悬一重物，将物体略为移动后，物体就在弹簧力的作用下作上下来回运动。这种振动系统称为弹簧振子。设物体在平衡位置时，弹簧上物体的合力为零并使弹簧处于原来长度。为了简单起见把弹簧振子穿在光滑的水平玻璃棒上作在平衡位置的左右运动，其能量 Ｅｘ＝∫Ｆｄｘ＝∫－ｋ’ｘｄｘ＝－（１／２）ｋ’ｘ２ 在弹簧上力解除后具有位能为Ｅｘ。 若振动中摩擦消耗的能量略去，位能在其恢复原状时转化为动能，动能又使其继续运动，再转化为位能。但任一位置上动能和位能之和为一个不变的常数，即 Ｅ＝Ｅυ＋Ｅｘ＝（１／２）ｍυ２＋（１／２）ｋ’ｘ２ 其中在振动时Ｅυ是周期性变化，Ｅｘ也是作相反的周期性变化。速度以υ＝υ。Ｓｉｎωｔ，位移以ｘ＝ｘ。Ｃｏｓωｔ变化，在动能和位能相等情况下才能保持谐振动。从而推得 ω＝２πν＝（ｋ’／ｍ）１／２ 表明弹簧谐振动时，其周期τ＝１／ν或频率ν完全决定于系统本身性质的质量ｍ和弹簧的倔强系数ｋ’。 　　又如物体的摆动也是一种谐振动。为简化起见，在不会伸长的轻线上端固定而另一端系一不大重物，略为移动后放掉则在平衡位置（即垂直悬地面位置）左右摆动。这个摆称为单摆。当单摆偏离平衡位置时位能为 ｍｇＬ（１－Ｃｏｓθ）＝２ｍｇＬ（θ／２）２ 在Ｘ位置上放掉则往返摆动 ｘ＝ｘ。Ｓｉｎωｔ则υ＝ｘ。ωＣｏｓωｔ 在摆动过程略去摩擦不计，每一位置上动能和位能之和不变，则 Ｅ＝Ｅｘ＋Ｅυ 只有当ｇ／Ｌ＝ω２时，动能和位能转化才保持不变，则 ω＝２πν＝（ｇ／Ｌ）１／２ 表明单摆谐振频率大小决定细线长度Ｌ≈ｘ／θ。 　　实际上不管弹簧振动或且单摆运动振动幅度会逐渐减少，最后停止下来。这是因为机械振动不可避免地要受到摩擦阻力，每个部分能量转化为内能或热量，经历时间一长，这些机械能就会转化内能或热辐射出去，这种振动称为阻尼运动。要使其持续振动，必需每周期给予补充能量，若低于摩擦消耗能量，振幅仍然继续减少，最后停止。如果每周期给予高于摩擦消耗能量，振幅就会逐渐增大至振幅允许的范围，否则就失去恢复原状的机能。外力提供能量周期刚好等于其谐振动周期的，振幅可以达到最大值，这种现象称为共振。共振可能使系统逐渐增大振幅而遭致破坏。各式各样的宏观物体或机械振动是产生各种各样声音的源泉，利用不同宏观物体或机械振动组合所构成的声色不同属性，可巧妙组合制作乐器声源。２、弹性和摩擦等作用力条件控制技术原理 作用力条件控制原理实际上是力学第二定律技术上应用的原理，能量趋势转化可以自动实现，也可以被动实现，分别称主动力（或内力）和被动力（或外力），牛顿力是后者特殊部分。《物性论》揭示力本质是能量趋势与变换、交换、递传过程，正因为如此，作用与反作用才同时存在，其数值相等、方向相反、作用在不同物体上。这里将进一步作理论补充和应用验证。物质各种运动可用相应参量所定义的能量来描述，按参量性质分为矢量性和标量性能量，如速度定义的平动能和角速度定义的涡旋能属于矢量性能量，简称矢能。而位置距离定义的位能、温度定义的内能、变换频率定义的变换能等属于标量性能量，简称标能。而力的本质是能量趋势、变换、交换、递传。 静止在地面上物体通常受到重力与相反的弹性力平衡作用，又受到地面前后左右正反向力的平衡作用，处于各向交换平衡状态。要使物体移动，开始从静止到运动，要强烈破坏各向平衡，尤其作用力方向的平衡状态，从而阻力极大，使静摩擦系数极大。一旦运动了，交换平衡条件改变了，前后沿正反向交换平衡或作用力解除了，沿着匀速直线惯性运动。但地面空气和接触地面的侧面摩擦阻力Ｆ仍然存在，它正比于正压力Ｐ，并体现在动摩擦系数 ｋ＝Ｆ／Ｐ或Ｆ＝ｋＰ 它比静摩擦系数要小。摩擦系数大小决定于物体性质、形状、表面积、表面粗糙程度和运动方式等，同样体积物体在地面上滚动要比滑动摩擦力小得多。 摩擦是地面无处不在的作用方式，它只在实物体相对运动时才产生的阻碍破坏平衡状态的一种作用，它是动能变换为内能的一种方式。摩擦力和摩擦系数与运动方式、接触面大小、粗糙、材料性质等密切相关。为了减少摩擦力或动能消耗，延缓动能变换内能，通常把运动中接触面大的滑动通过齿轮或其它零件带动改变为接触面小的转动，如车辆的轮子。车辆轮子与轴之间又用滚珠轴承再加上润滑油减少摩擦作用，使启动和运动省力。表面愈光滑相应地摩擦阻碍作用或消耗动能愈小，如表面光滑的铁轨可使火车运行摩擦作用低于普通路面而能够拖拉众多车皮。减少摩擦的技术方法很多，上述实例是最常用的技术方法。车辆制动要求增强摩擦作用，如刹车器件。还可调节扩大接触面的离合器是增加摩擦的一种技术方法，用以控制汽车换挡。 地面宏观物体是大量粒子组成的，实质上已经在浓缩质量过程同时相应地集中了能量。宏观物体各粒子的各种周期性变换运动叠加，构成相对静止和匀速直线的惯性运动。牛顿力学完全适用于低速宏观物体和机械运动。交换平衡的地面物体处于相对静止，要移动一物体需外加作用力，即被动力，如推、拉、压、举和碰撞等弹性接触作用力，简称弹性力。如典型的弹簧振子拉开距离ｘ与弹性力Ｆ成正比，即弹性力 Ｆ＝－ｋ’ｘ 其中ｋ’为弹簧倔强系数。通常推、拉、压、举和碰撞等作用力与此有关被动力或外力，它是物体形变能变换为动能的一种方式。 作用力的本质是能量的趋势、变换（转化）、交换、递传，从而构成作用与反作用，物质运动自动趋于均匀、平衡、对称过程能量变换的作用为主动力或内力，如万有引力、电磁作用、强作用、弱作用等，而改变稳定状态或趋于稳定状态的作用为被动力或外力，如弹性作用、摩擦作用巧妙组合成拉、推、举、压和碰撞等外力机械作用重组的各种机械作用或各种机械结构，形成能量递传各种方式。称为机械弹性和摩擦作用的狭义力条件控制原理。MM-1000试验机本身是摩擦测试工具，试验过程利用电磁条件控制的，而机械设备与其它车床类似是由各种机械零件性能和各种运动组合而成的。即根据机械零件及其运动组合和动力条件控制设计的。 ３、机械器件运动性能组合技术原理 机械器件运动性能组合原理实际上是力学第三定律，即作用与反作用力学关系的应用体现。不仅平动具有惯性，而且其他任何具有保持其运动状态直至外力作用迫其改变为止的物体运动也具有惯性。物体转动运动具有惯性，其惯性量度称为转动惯量。物质基本运动方式包括平动、自旋、周期振动等也都具有惯性，即保持其运动状态的属性。机械各种零件组合成具有一定功能的机械整机，实际上是各种零件间运动变换或能量交换传递是作用与反作用过程实现，使整机作平动或转动或振动。称为机械运动变换和能量递传功能重组或机械零件运动功能组合原理。 力矩作功大小可用转动能改变量来量度的 ｄＡ＝ｄＥω＝ＭＣｏｓαｄθ 力矩Ｍ与角移θ间积分关系式又可写成 Ａ＝ＭθＣｏｓα 其α是力矩与角移的夹角。当其互相垂直时等零，即转动能不变。转动能对时间微商则是转动功率 Ｎ＝ｄＥω／ｄｔ＝ｄ（１／２）Ｊω２／ｄｔ＝ωｄＪω／ｄｔ 若功率等零则ω＝０或Ｊω＝恒量，作匀角速度运动或角动量Ｊω不变性，或ω⊥Ｍ时功率不变性运动。对刚体机械转动Ｊ通常是不变性的。机械转动是指刚体绕转轴转动，转动时要受到转轴摩擦力、空气摩擦力和重力、弹性力等的影响。摩擦力使转动刚体逐渐停下来，要使其重新转动需通过弹性力或重力等的力矩Ｍ作功，转化为转动能而使其转动。 机械运动方式主要是平动、转动、振动等。如受引力作用的机械转动像陀螺受重力作用类似，可以产生进动和章动。陀螺自旋与重力同向侧弥散趋势与反向侧浓缩趋势迫使其同向侧趋于反向运动，使其产生公转进动。陀螺自旋与进动同向侧（外侧）弥散趋势和反向侧（内侧）浓缩趋势，外侧趋于内侧运动，与重力分量（随其往内侧运动增大）反向，当重力分量大于向内侧作用时，便往外侧运动，但其重力分量变小，又再往内运动，这样往内外侧周期运动则形成章动。这类基本运动原理不但可应用于工程技术中，而且可解释一系列天体现象。 如果机械振动周围充满媒介并将能量传递给媒介的分子或原子，这些分子或原子偏离平衡位置和状态而趋于平衡中又将能量再传递下一些分子或原子，构成了周期性的能量或量子传递的波动，一定频率范围的振动能及其能量子声波。声波所传到之处的振幅或能量相位要比振源迟后ｓ／υ，即 ｘ＝ｘ。Ｓｉｎω（ｔ－ｓ／υ） 声波传播靠媒介分子间碰撞或交换场质压缩等方式来传递声音能量或量子的，声波是媒介中分子有规则运动的能量子传递，声量子是分子或分子颗粒级并依赖媒介分子或分子颗粒间交换传递的量子，有时称为声子。热量则是物体中分子不规则运动的量子传递。但电磁量子，包括光子、热辐射、电磁波等可不依靠物体媒介来传递的，量子本身就有一定周期性能量变换和偏振，使量子在其行程中处于周期性状态变换。 三、机械应用方法 重力是能量集中的作用，摩擦是能量弥散的作用，而外力通常是其它能量转化变换为动能引起的作用，如推、拉、举、压等接触作用实际来自于热能、物态变换能、化学能、电磁能、生物体能等转化变换而来的。这些能量归根结底在涡旋和微旋化中浓缩质量、集中能量而成的，当其释放能量推动物体运动而转化变换成物体动能，且在地面上不可避免遇到摩擦作用，又再转化变换为热能或其它能量，构成了能量循环递换过程。 如果略去前面那个浓缩环节，并把重力简化为外力作用，那就成了牛顿力学和经典热力学的特例。因此机械力学作用力本质仍是能量在机械器件间的交换递传。而阻碍破坏静止状态的作用力是重力和摩擦力，它们是趋势主动力，重力、摩擦力和弹性接触力三者联合作用于物体而产生机械运动的，灵巧组合应用这三种力是机械技术的基础。 １、机械运动设计 机械技术设计以能量递换传输控制和机械器件运动组合规律指导为主，如车床、洗床、刨床、钻床、纺织机等根据需要而提出目标任务，进行机械方案设想和技术设计，设计时借助于机械图纸按比例绘制，这样可以做得设计确定、数据精密、图样详细，便于加工组装、试验调试、分工合作，也便于资料修正、经验积累、交流传授等。如果只停留在头脑中，这些都难以做到，就难以使技术发展进步，就难以制造愈来愈完善和功能愈强的产品。因此机械图纸用以帮助设计是最基本手段和方法。 机械设计通常是根据机械规律，在头脑中先构成机械整体结构和关系的工作原理图象或图纸，然后逐步分成许多部分或零件进行详细设计，并绘制成有尺寸计算的图纸，构成整机配备各部分和零件组合的设计和计算的图纸。对于所组合性能是否可行，以及各局部或零件在整机中协调把握不大，可通过试验进行验证，并修正到可行，或互相能精确配合和协调为止。实验用以证实某些规律，而试验和调试则用以帮助设计的整机是否可行的或局部、器件是否合理协调的。因此试验是设计的，尤其创造发明设计的重要辅助方法和手段。 为了提高机械设计制造质量、功能、效率、通用性、商品率和降低成本，常采取产品标准化，由专门技术机构制定标准，使厂家产品设计制造有所依据，并使产品社会化、商品化。因此机械产品标准化是机械设计重要依据。目前甚至可以借助电脑优秀软件来帮助机械设计，如计算机辅助设计工具实现快速设计和计算机辅助制造工具实现高效生产制造。 地面物体有保持平衡，即相对静止状态趋势，使物体受到其它力的作用时，产生反抗这个作用之摩擦力或重力，物体推、拉作用是将动能变换或转化成反抗破坏平衡状态的摩擦之热能，物体举、压作用是将动能变换或转化成反抗破坏平衡状态重力作用的位能，物体的碰撞也是反抗破坏平衡的动能、位能、热能间的变换作用。可见，牛顿力实际上是能量的变换、交换、递换，它是通过能量变换、交换、递换来改变物体相对地面静止状态，以克服维持平衡的摩擦阻力。它也是作用与反作用同时存在的本质所在，即两者数值相同，方向相反，作用在不同物体上。 ＭＭ－１０００摩擦试验机是测试摩擦材料摩擦和磨损的重要设备之一。外型像普通车床，有笨重铸铁底座和装配可移动的动摩擦片、静摩擦片的机械台面。动摩擦片由电动机带动，类似车床的转动车件台面，而静摩擦片则固定台面上，类似车床固定刀具，除摩擦片与刀具外，摩擦试验机静摩擦头还有可加气压用的伸缩装置。磨擦试验机的目的要求不同于普通车床，它的目的是检测粉末冶金材料摩擦和磨损性能，它要求能精确测定磨擦系数等参量。因此设计中除上述机械设备设计外，主要是参量测试和计算方法的设计。 ＭＭ－１０００摩擦试验机是一部测试粉末冶金摩擦材料磨损摩擦试验的机电设备，它由动静两摩擦片组成的，动摩擦片旋转头以一定速度旋转，通过光透过跟着旋转圆孔盘的单位时间计数获得速度值。再通过气压阀打开，压动静摩擦片接触制动，静片上装有压力传感器、力矩传感器、温度传感器测得压力、力矩、温度参数，计得摩擦系数和其它有关参数，如功率等。这是测试摩擦系数典型设备。这些传感器电流过于微弱，必需通过调制解调放大器实现直流放大。此外还要对转速、压力、摩擦次数进行控制，以便在不同条件下，测得各种参数。这些测试和控制通过微机系统实现，可以获得更精确测量数据，并实现自动化数据处理和控制。如《微机系统在ＭＭ－１０００摩擦试验上的应用试验》一文所述。 为了更快、更精确、更全面和自动测试《微机系统在ＭＭ－１０００试验机上应用试验》的参量，如转速直接用转盘边缘上小孔透过的光进行计数外，力矩、压力、温度通过传感器和调制解调器件放大的模拟量。并转化为数字量，以便于在计算机中进行摩擦系数、功率、能量等计算的数据处理和磨损操作控制。力矩乘以角速度则可计算功率，力矩除以压力与半径乘积则可计得摩擦系数，还可自动控制制动次数来检测磨损情况。可见模拟量与数字量是一对矛盾，矛盾转化以实现量度、处理、控制、记录和执行自动化的过程，但其中关键则是非电参量往电参量变换和模数变换，这些可行性在于能量转化和等价变换。 在《ＭＭ－１０００摩擦试验机微机系统》研制中曾想象过众多方案，经过反复比较，尤其摩擦试验机周围都是强电系统，包括千瓦电动机和强电变压器、继电器等的电磁干扰，可能使弱电系统的计算机无法正常工作，这是硬件设备中基本矛盾。为解决这个矛盾，采用便于屏蔽和配合控制台改造，而选择采用单板机并重新设计外围自动测试和控制电路，把测试的各种参量经过模数转化为二进制数字电路设计，作为硬件设计和决断思维的基本部分。选择采用机器语言或汇编语言进行程序设计，这样便于快速直接数据采样、处理、控制。 ２、机械应用决断方法 机械系统设计是根据使用功能在充分利用地面物体的重力、摩擦力、弹性力作用特性和热机、电机等动力基础上，对各种机械零件巧妙而精确的组合。机械系统决断思维除了人力、财力、物力可行性外，主要是技术的可行性，尤其创新机械系统的可能性、可行性需通过试验来证实，许多样机就是在大量局部试验和整机试验、调试作出决断的，因此机械试验、调试、检测是决断的重要方法为了机械零件通用性规定一系列规格化、标准化，这样便于商品化专业化生产，也便设计机械系统的重组和提高生产效率。 机械设备技术决断的基本手段和方法是已有的知识、经验和试验，把许多规律结合应用或性能组合或条件控制是否可行，没有把握时要通过试验来确定的，不管是局部还是整机的创新产品要经过反复而多次多种试验才能确定。尤其一项创造发明，没有反复而多次多种试验，组合方式和组成结构最佳状态难以确定，因为理性规律、原理只能提供合理的可能性，并不能提供组合的可行性，这就是理性过渡到实性思维之必要性。进行新产品组合设计，必需通过试验辅助来作决断的。整机总是包含许多部分甚至大量的零件组合，这些部件、零件之间密切协调是非常重要的，因此产品的调试改善和检验也是最后确定的决断必要手段和方法。 Ｍ－１０００摩擦试验机在测试转速、压力、力矩、温度等参量后通过人工画表图，并计算出摩擦系数。这些操作因人而异，误差较大，稳定性差。而且制动手工频繁时难以操作。这些情况都要求测试和操作自动化、智能化，迫使该机生产厂家作出利用微型计算机实现参数测试和控制自动化、智能化。这个背景下，将此任务交到本人手中，再经方案选择和分析论证，并经过反复试验、调试、检测最后作出决断和决策。 ３、机械应用执行方法 生产工艺程序实施及其相应的工具设备、操作技能和材料零件是生产过程基本条件。许多材料和零件可来自于社会，不必从材料到零件都要自己生产，否则不仅生产质量和效率低下，而且使成本大大提高，造成经济和社会效益低下。产品执行过程实际上是生产工艺管理过程。零件加工、部件生产、整机组装是生产工艺的分工合作，可以提高生产效率、产品质量、降低成本等的作用。但在生产工艺过程需要协调而产生统一指挥、调度，这是执行执行基本方法。 一个生产单位是社会分工合作的一个细胞，从属于社会，因此管理不仅仅是生产工艺管理，而是包含销售、财务、人事等许多方面的系统管理。从社会角度看一个生产单位或管理一个生产单位，生产必需跟踪、反馈、分析社会信息，技术项目往往随社会需要或市场供需而发生变动，改善、转产和创新产品技术活动变成生产管理重要组成部分。人事、设备、销售、财务等都跟社会其它单位交流中联系部门，也是执行方法重要组成部分。 Ｍ－１０００摩擦试验机及其专用微机系统和专门设计的外围设备，便可以自动测试所需要的参量，并计算出摩擦系数、功率等参量。摩擦试验机本身外型像普通车床，动片转轴也与车床转轴类似，由电机带动，所不同的另静片有个压力缸，通过进气加压产生制动。摩擦试验机本身制造执行过程与普通车床类似，经过铸造底座、零件加工、装配等生产工艺程序制造由试验机厂各车间从头到尾执行实现的。测量的转速、压力、力矩、温度等量度值，并经数据处理计算的自动执行过程的设备。 四、机械运动组合类型 宇宙没有绝对静止的物体，所谓低速是指相对光速而言的，即远小于光速的运动状态。这时动能对位移微分可表示为牛顿力Ｆ＝ｍａ。的方式。可见，牛顿力学只适用于宏观低速运动状态的多粒子物体或机械。物体或机械的转动需外加力矩，才能迫使其转动。机械设备中离不开转动、平动、振动间运动等的转换技术，巧妙的组合和转换技术可以带来人类所需要功能的全新产品。至于牛顿力学与万有引力间关系，在解决宇宙空间机械运动是很有用的。它还可解释近地球的天体或太阳系某些运动问题，但牛顿力学连天体的最基本最普遍的自旋运动都无法解释。因此牛顿力学称为机械力学更为妥当，并广泛应用于机械技术上。 １、生产工具类型 如果转动是绕定点的回转器，该定点Ｏ与惯性中心重合则称为平衡回转器，否则称为重力回转器。这时因点Ｏ的重力矩不等零，这将对回转器运动有重大影响，产生进动和章动。它产生的动力可用新理论解释，进动是重力回转器的重力在自转轴垂直分量两侧旋转速度正反向，同向侧速度叠加变大，弥散趋势，反向侧速度叠加变小，有浓缩趋势，同向侧挤向反向侧趋势而产生进动。进动速度与回转器自旋外侧速度同向叠加，与里侧速度反向叠加，有外侧向里侧趋势，指向里侧运动，但重力又迫它恢复而往外侧运动，构成向里与向外侧重力分量平衡交叉作用，则产生周期性的章动，构成了重力回转器自旋、进动、章动综合运动方式。转动是生产工具机械经常运动变换方式。 机械产品多半通过材料制成各种轮子、齿轮、滑轮、曲轴、连杆、螺丝、链索等的机械零件进行重组并通过动力递传来带动机械运动的。为了使机械产品具有通用性、适应性、规范性，便于产品分工合作、减少重复、交流销售而需要标准化。因此在国际、国内、行业的范围内进行规定标准化工作是必要的。标准化可使产品生产专业化、商业化、高效率化，更有效地实现全社会分工合作和商业销售。同时标准化是设计师思维过程必需遵守的，否则无法利用社会已有的各种标准化产品，而连最小的螺母都要自己生产，就会极大地浪费财力、物力和人力。因此产品设计标准化也是重要手段和方法。 设计是产品技术的核心部分，并具有该产品全面技术知识的人才能做到的，尤其是重大机械革新产品。如纺纱机、织布机、车床、冲床、铣床、推土机、压路机等等产品论证决策、生产组织、指挥调度协调执行，包括分工合作和市场投入等是组织管理者的基本任务。善于获取信息、出主意、用人（发挥各人作用）、克服矛盾的组织管理者往往是成功的管理者。针对产品技术特点和人力、物力、财力条件，组织调度车间、班组进行生产。在调查和获取信息基础上，组织调度人力进行推销和作出各种决策。管理也是一门科学，称为管理科学。它与技术科学相辅相成，如果技术科学是基础，那么管理科学则是主导，是现代技术矛盾的两面。 ２、交通工具类型 地面物体相对静止是交换平衡趋势的必然结果，也可看成作用力平衡的结果，其中最基本的是重力与地面对物体的接触弹性作用平衡。地面动力常通过推、拉、举、压和碰撞等接触作用来带动物体运动的，它们都属于物体接触形变产生的弹性作用。减少摩擦力基本方法是变滑动为接触面少的转动，利用轮子接触地面运动。轮子产生转动有两种情况，一种在轮子边缘加一力矩，通常其中心不动，另一种是中心轴带动轮子转动，若轮子转动时接触地面的点或线因摩擦而产生力矩作用，推动轴往前运动。因此机械作用的本质是能量变换、交换和递传。轮子与承轴之间又用滚珠轴承和润滑油又进一步减少摩擦力，轮子再加上弹性较好的橡皮内外轮胎和其它零件，可减少路面不平的振动。目前大部分陆地交通工具都离不开轮子及其制造应用技术。 轮子之外转动应用较多的就是螺旋浆，它常用于飞机、轮船的推进器，螺旋浆叶推进作用于大气或水时，能量交换的反作用推压螺旋浆及其相连的飞机或轮船运动。还可以设计用水力或热气推动涡轮转动，并带动电机之类机械运动。此外，各式各样齿轮、滑轮、杠杆、连杆、曲轴、传送带等是机械传动重要方式，即力或能量的传送方式。巧妙组合利用这些作用，可以设计不同的机械设备来适应人们的各种各样需要，如汽车、轮船、飞机、火箭、气垫船、磁浮机车等交通工具设计制造。机械技术除基本的轮子、螺旋浆、涡轮和动力外，就是巧妙应用这些重力作用、摩擦作用、弹性接触作用和惯性运动特性于机械零件、设备设计和制造之中。 任何一项技术都不是一个人所能完成的，是许许多多人不断改造和变革的结果，发明或首创虽然重要，没有前人工作的启示和后人继续改革，就不可能产生今天的产品。他们技术改革的每一步都是在不断地出现矛盾和克服矛盾中前进的。如上述的计算机软件系统和硬件系统的信息处理技术就是众多人员不断努力，才有今天的规模。又如瓦特蒸汽机发明是在认识纽考门蒸汽机效率极低的原因，并利用分离式冷凝器和封闭蒸汽汽缸，而大大提高了效率。后来将其与机车、轮船组合，并不断改革，才会有今天产品。瓦特首创高效蒸汽机对产业革命影响功不可抹的，但前承后继为克服矛盾的革新者也不能忽视。 任何一门技术只要是关键性综合重组性技术，都应属于某方面的发明或首创，如内燃机首先分别与汽车、轮船、飞机、车床重组都是新技术的发明或首创的。为了产品性能提高，需要综合重组的技术愈来愈多，现代的汽车还组合了各种电器技术，构成庞杂的技术系统。一个庞杂的技术系统产品已经包含许许多多知识综合和重组，构成一门专业技术科学。技术科学不同于自然科学，它往往以大型复杂产品类型为基础的综合科学知识和技术（设计、决策决断、执行）方法，一个人能够做的只是其中一部分，许多部分别人已经做过了，可以充分加以利用，避免不必要的重复。做到这一点就需要尽量获取信息。 ３、兵器机械类型 用于战争的武器古时主要刀和剑，近代发展成枪炮和炸弹，现代出现原子弹和导弹，杀伤力愈来愈大。刀剑主要材料是钢铁金属材料制成的，靠人的双手操作，实际上是手工武器或工具。枪炮主要靠火药发热爆炸的气体膨胀，推射子弹头或炮弹头往前运动。为了弹头有效射中目标，需要制造撞击机械、螺旋式枪筒或炮筒、描准器等的机械结构和设备。 导弹及其运载火箭通常由其核心部件火箭发动机、制导与控制系统、有效载荷的导弹头、支承整个火箭和导弹结构的壳体等四个部分组合而成的。制导和控制系统用来控制火箭或导弹预定弹道飞行，把导弹送入目标轨道。导弹机械装有无线电控制或遥感技术控制，以及远距离测量导弹各部分仪器设备工作情况和实验数据等，所需要信息传递到地面，以对导弹的飞行速度、飞行方向、飞行姿态等的了解和遥控，以便对导弹运动状态进行必要的调整。 兵器科技是一门综合性尖端领域，涉及数学、天文、物理、化学、生物和医学等学科和工业技术发展的成果。兵器技术代表制品枪、炮、炸弹、导弹等实际上是一种机械与其它技术组合。这些都是人类灵巧地组合应用已掌握的各种地面固有成形的物体和机械技术的结果。实际上用于战争的各种交通工具，如装甲车、坦克车、炮艇、军舰、战斗机等也属于兵器。 兵器技术进步推动航天技术发展，航天机械只不过脱离地面的空气和地面接触摩擦作用而处于较无阻力状态，具有惯性离心作用。若它们还不能完全脱离重力或太阳引力范围，又保持离心作用与引力平衡，并以一定圆切向速度运动。这种圆切向速度方向改变所构成的加速度足以克服重力的机械则成人造卫星。这种圆切向速度方向改变所构成的加速度足以克服太阳引力的机械则成人造行星。如果还存在径向速度，可构成飞船。它跟自然天体有本质的不同，尽管公转形态类似，没有自动自旋和浓缩质量属性的机械。 参考文献: 1,<物性理论及其工程技术应用> 陈叔瑄著香港天马图书有限公司2000年出版 2,<物性论-自然学科间交叉理论基础> 陈叔瑄著厦门大学出版社1994年出版 3,<思维工程-人脑智能活动和思维模型> 陈叔瑄著福建教育出版社1994年出版

chenshuxuan · 发表于 13.3.2006 14:12:12

论化学基础问题应用 陈叔瑄 物质间交换、递换、传输种类繁多，是构成宇宙万物的基础。以物理而言，就有万有引力场质、磁场质、电场质、电磁场质、强作用场质、弱作用场质等交换传输，还有气体内重力场质、液体内电磁场质、固体内壳粒等交换传输。实际上地面物态内交换传输介于物理与化学之间的状态，化学上主要是壳粒递换传输、氢与元素原子递换传输、水与无机分子递换传输、有机分子与组合粒子递换传输，甚至生命体同化异化中生命分子与生命物质递换传输。加上生命体递传方式，如遗传、生长衰亡生理、疾病生理、食物链、生态平衡等都建立在化学、物理的递换传输基础上，加上环境条件构成复杂的生命过程。 一、化学根本问题 典型的原子核与壳层粒子电磁交换作用，而原子核集中了绝大部分原子质量，运动重心在原子核上，壳粒绕核运动。微观粒子交换频率较窄较单纯，壳粒绕原子核交换频率或电磁交换荷整数倍所在位置或运动的轨道上才能有效地同步交换，即定态波函数或交换场质所描述驻波的波节的轨道上运动。一个粒子或壳粒本身周期性变换，而又有周围场质周期性交换，量子力学波函数是等价地表示粒子（壳粒）变换状态函数或其自乘为处于该状态的粒子出现的几率密度，而交换场质作用以位能方式表示，愈外层次愈多一项旋转能或愈高的位能，往里跃迁则辐射量子。 现有排列在元素周期表中有一百多种元素，这些元素按照原子周围壳粒分布和数目来分类的，大体上接近元素原子质量统计平均值，即大体按原子量排列的，每个元素原子量增加时经常表现出化学性质与已排在周期表中的某个元素有相似的性质，即元素化学性质周期性分布。它实际上反映其最外层壳粒数目和分布相同，而内壳层粒子数目或原子量不一样而已。如最外层分布一个壳粒的锂、钠、钾、铷、铯等碱族元素，对称性分布趋势使其易丢失这个壳粒，而且愈后面元素最外层壳粒离原子核愈远，因而愈易丢失壳粒，即金属性化学性质愈强。 化学物质是由分子组成的，分子中的不同元素的原子是以一定方式联结在一起，原子联结方式将强烈地影响其化学性质，如异价键、共价键等，包含共价键某些物质特别明显，如纤维素中的碳，氧分子、氮分子等，它们原子间公共壳粒交换以达到壳层对称分布与核壳平衡的统一。卤族元素氟、氯、溴、碘等最外层分布七个壳粒，易向其它元素原子获取一个壳粒以趋于分布对称，而且原子量愈轻这个趋势愈强，即非金属化学性质愈强。如果此类元素原子氯与碱族元素钠接触，钠原子供一壳粒于氯原子，以使各自周围壳粒对称分布。但这样各自原子核与周围壳粒出现交换不平衡，其平衡趋势又有拉回壳粒子，形成壳粒子在原子之间交换或递换，这类壳粒递换就是异价键生成的本质。 水不仅在酸碱性化学反应具有特殊意义，而且水分子之间的场质交换也具有重要意义。水分子与玻璃、陶瓷、泥土等场质交换比其内部交换更强，玻璃器具盛水，水平面边缘向上弯向玻璃壁。而玻璃器具盛水银，由于水银分子内部场质交换比对玻璃壁交换强，水银平面边缘向下弯向水银内部。这样玻璃毛细管插入水中，水会出现往上爬的毛细现象。泥土的毛细现象，使水容易透出地面，太阳一晒，便蒸发丢。为了保持泥土中水分，就必需破坏毛细作用而要经常松土。由于水分子周围场质对众多化学物质分子交换作用而使其溶解，可以加速实现化学反应和生命递换传输过程。 二、化学基本原理 1、价键原理 《论化学基础问题》一文已指出：分子结构是原子外层壳粒交换、递换、递传，甚至元素原子、分子交换、递换、递传联结而成的，化学键的本质是分子内外微粒子，尤其原子壳粒递换传输的基本联结方式，称为价键（异价键、共价键、结晶键、金属键、氢键等）的壳粒或微粒子交换递传的分子结构原理。分子处于气体或水溶液中可以个体方式存在，不过在水中由于水分子作用，其分子内原子间交换联结比气体状态较为松懈，较易分离，而分子间主要是靠场物质交换联结在水中。固体靠壳粒交换成体的，结晶键与金属键是物理固体分子、原子间联结成体所形成的键。异价键与共价键是化学反应有关分子结构键，氢键甚至水递换成键是生命化学过程的键。 异价键是不同元素原子联结成一定结构分子的壳粒子递换传输连接方式。异价键（旧称离子健，但离子带电性是暂时的，不宜说明原子间稳固连接方式）是不同价原子间的壳粒子交换。如钾原子最外层只有一个壳粒，对称分布趋势，使其易丢失该壳粒。而氧原子最外层只有六个壳粒，对称分布趋势，使其易得两个壳粒。这样一个氧原子可从两个钾原子获得壳粒，以趋于各自原子周围壳粒对称分布，但各自原子失去壳粒，又使各自原子核与壳层交换不平衡，有再拉回壳粒趋势，从而形成元素原子间壳粒交换或递换，即构成分子内异价键。 共价键是元素原子联结成一定结构分子而共用壳粒递换传输方式。通常是同元素原子公共壳粒递换传输，如氢气、氧气、氮气分子与溴、碘、碳分子等，以氧分子来说，甲氧原子最外壳层分布对称趋势，而从另一个乙氧原子获得两个壳粒，这样乙氧原子因失去壳粒而核壳交换不平衡，有再拉回两壳粒以及对称趋势继续再拉两个趋势，形成两对壳粒交换或递换，即两对壳粒成为两个氧原子公共的递传的壳粒。但不是所有共价键都由同元素原子构成的，有的不同价元素原子间也可构成壳粒共用的共价键。如水分子的氧原子从两个氢原子获得壳粒，以趋于壳粒分布对称，但氢原子各自失去壳粒又拉回两个壳粒趋势，形成各一对壳粒公共交换或递换方式。可见共价键是成对壳粒交换，较异价键牢固些。 结晶键是材料原子或分子等粒子在熔点之下，即粒子运动速度比较低下，原子周围壳粒子交换不仅在一个分子内进行递换（吸收壳粒与放出壳粒不一定是同一壳粒，故称递换），而且可以跟若干相邻其它原子进行递换，如氯原子可以四面八方与钠原子实现异价键壳粒递换或轮流递换，同样地钠原子也可以四面八方与氯原子进行壳粒递换或轮流递换，而形成固体结晶键。在氯化钠溶液中放入一小粒氯化钠晶粒。如果晶面上是氯原子，那么内外对称分布趋势，就有向溶液拉或吸收钠原子进行递换而结一层钠原子表面。这层钠原子内外对称分布趋势，又使其拉或吸收氯原子实现壳粒递换。这样一层层结晶成正方形晶体。不同分子结晶形状不一样，大体可分若干种，除立方晶系氯化钠等外，还有如斜方晶系碘与硫酸钾，四方晶系锡与氧化锡，单斜晶系硫，六方晶系石英，三角晶系锑，三斜晶系硫酸铜合五水等。 金属键是金属材料原子间壳粒子交换或递换结晶外，壳粒可脱离原子构成暂时带电性，并在材料中移动或热运动。在外加电场或磁场下，可使壳粒作为有规则的运动，形成电流。不同金属（包括合金）材料与其它材料壳粒脱离易难程度很不同，构成导电性不同，可分为易导电的导体，极难导电的绝缘体，以及介于两者之间的半导体。金属材料原子间壳粒还易改变交换或递换距离和方位，因此具有易延展性与压制成各种形状。某金属掺入不同金属或其它元素，使其壳粒交换分布与方式发生改变，所组成材料的性质随之改变。如钢铁中含碳量不同，其硬度、延展性等都不同。分为低碳钢、中碳钢、高碳钢等，可适用于不同的场合。 2、化学反应 化学反应过程是元素原子、根基原子集团、分子（尤其水分子）在一定条件（溶解、加热、搅拌、催化剂、平衡程度等）下的交换、递换（置换）、传输过程，即化合与分解过程，这个过程形成酸、碱、盐等化合物（包括提纯）称为元素原子、分子交换递传的化学反应原理。化学反应本质是一定成份、结构、递传方式的分子间的元素原子，甚至分子递换（置换）传输过程，但递换传输是有条件的，气体状态原子、分子各自独立，主要靠相互碰撞接触发生元素原子递换，几率很小，不易发生化学反应。固体分子相对位置较固定，内部主要运动形式是振动，分子间接触机会较小，也不易发生化学反应。比较容易发生液体或水溶液中，由于液体或溶液中分子靠场质交换，既不像气体粒子间独立而自由运动，又不像固体分子间位置相对固定那样接触几会较少，而使分子间接触几会大大增多，较易引起化学反应。 3、分子量与分子式 元素原子是天体微涡旋运动中形成的，平衡稳定时外壳层壳粒数与原子质量大体成正比，通常情况下原子质量愈大相应外层壳粒数愈多。原子按外层壳粒数目与分布来分类的，外壳粒只一个的原子归一类称氢元素，外壳层两个原子归第二类，称氦元素，这样可以分成一百多种元素。但元素原子生成条件不完全相同，原子质量存在差异或统计分布。元素原子量是同类原子质量一定统计分布的平均值，从而分子量也是一定统计分布平均值，因此化学反应式只是分子成份比例式或分子化学反应式是其交换、递传的成份比例定量描述方式，其质量关系仍然是其统计平均值，包括定比定律与倍比定律等分子式元素比例关系的规律，称为化学分子式的元素比例关系及其质量统计平均值原理。 三、化学原理应用 1、分析化学 从元素原子外壳层粒子分布、数目、运动轨道及其跃迁、电磁性、脱离等特点来分析辨别化合物成份，是分析化学基本方法。定性或定量分析化学材料中所含的元素成份是化学分析的重要任务，各种元素都有其特有发射光谱，利用这个特点来辨别其元素成份。采取激发光源使试样激发发光，通过分光装置展开成光谱，拍摄光谱并对谱板进行显影、定影处理，随后利用映谱仪进行定性及半定量的目视分析或用测微光度计作定量分析。定性分析主要检出试样中一个或几个指定元素或可能存在元素。半定量分析常采取所摄谱线黑度与已知标准试样目视强度比较来估计含量的方法。定量分析是利用元素的谱线强度与该元素在试样中的含量之间关系式，甚至作坐标图计算得到的。 化学材料也可以通过各种元素原子特有的吸收光谱来辨别所含的元素。分子内部存在三种不同运动形式，即壳粒绕核运动、分子转动（液体中分子主要运动方式）、分子内原子核间振动（固体中分子主要运动方式）等，壳粒轨道跃迁就会发射（壳粒往里跃迁）或吸收（壳粒吸收量子而往外跃迁）固有光谱线，利用这个吸收光谱性质来辨别元素。如双光束自动记录式光电分光的光度计，主要由光源、单色器、吸收池、检测器和附加设备等组成的。钨丝灯为波长340~3200亳微米可见光的光源。单色器作用是将混合光由色散器与狭缝又按波长顺序分散开来呈现光谱。用于装载样品的玻璃吸收池，置入分光光度计供测量用。检测器是测定通过溶液的透射光强度的装置，通过光电倍增管的接受器与对输出光电流进行一级或多级放大后测量的光度系统。为了扩大光度计应用范围还需要一些附加装置。 氢原子核涡旋外围只有一个壳粒涡旋绕其旋转，所具有磁性较为单纯，氢核在可改变强度的外磁场作用下只有同向或反向的两个取向，另用电磁波照射氢核。当原子核产生的回旋频率恰好等于电磁波照射频率时，将会发生共振，即核磁共振。若以吸收能量强度为纵坐标，以吸收频率为横坐标，记录纸描绘下来核磁共振谱曲线上就有氢核的吸收峰。因此核磁共振波谱仪一般由一对电磁铁、射频振荡器、扫描发生器、核磁共振信号接受器和记录仪等组成的。振荡器、接受器、磁场三者互相垂直而互不干扰。是研究有机化合物的，尤其氢有关的化学结构主要方法之一。 化学元素原子外壳层粒子脱离原子使该元素原子暂时带正电，在外电场作用下，形成离子束入射质量分析器。在质量分析器中，离子因受磁场作用而改变运动方向，方向改变大小与荷质比有关。于是，不同的离子就按其荷质比大小互相分离开来，然后由记录系统记录下质谱图。由质谱图相对位置及相应离子电荷数，可计得质量数。按电荷暂态性原理，质谱图不是微细小点而是一定分布小圆块状，以证明荷质比有一定分布的，其平均值是荷质比平均值。通常质谱仪由进样系统、离子源、质量分析器、检测器和真空系统组成的。可以定性地分析有机物所含元素与无机物定量分析等。 利用暂态的电子束照射有限距离的材料可产生一系列现象，如二次电子、透射电子、背反射电子、X射线等，制成电子显微镜和电子探针微区分析器等。电子显微镜由三极电子枪发射出来电子束在加速电压作用下，经过三个电磁透镜聚成细小电子束，与试样物质交互作用，产生出各种信号。并通过这些信号的强度、分布与试样的形貌、成份、晶体取向、表面状态等有关分配分子结构。电子探针X射线显微分析是采用高速电子形成细小电子束的探针作为X射线的激发源，在大块试样上对体积只数立方微米区域作定性或定量分析出化学成份。电子显微镜与电子探针结合起来，再加上电子计算机控制和定量分析修正，可以使分析精度大大提高，广泛应用于冶金、陶瓷、半导体、生物等方面。 色谱分析是对多组分混合物进行分离、鉴定的一种快速分析方法。要分析就必需分离，通常混合物的分离要在色谱柱中完成，要根据试样的特性来选择一种较为合适的分离方法，即可根据试料的分子量范围、溶解度与分子结构特点等来选择一种分离方法合适于一定的分离对象。如分子量低、挥发性好的可采取气相色谱分析。溶于水并能电离的碱性混合物宜采取液体阳离子交换色谱分析，或酸性混合物宜采取液体阴离子交换色谱分析。通常液相色谱仪由高压泵、梯度洗提装置、进样器、色谱柱、检测器等部件构成的。检出先后从色谱柱流出的每一组份，并按其物理或化学特性将检出结果转换为易测量的电信号。 2、溶液化学 化学材料分子是靠元素原子或根、基原子团间壳粒交换递传联结成的，化学反应本质是分子间元素原子或原子根、基粒子的递换传输过程，外部条件不同，分内外联结程度和方式不同，利用这个特点实现化学反应。化学物质及元素的熔点、沸点各不同，即交换方式各不同，可以控制温度来分离元素与化学物质。炼铁、炼钢都可以通过不同的冶炼炉液化温度控制，将矿石或废钢铁与焦炭、石灰石一起在冶炼高炉煅烧可达到很高的温度，即达到铁的熔点，铁原子或分子周围由壳粒交换方式变换成场质交换方式，其它杂质有的呈气体状态，有的呈固体状态，而分离出一定成份的铁水（钢水）从高炉底部孔洞流出，可铸成所需要的形状材料。排掉废气及留下其它的杂质废渣等。控制温度熔化出不同金属材料，是提炼纯材料重要方法。 化学物质水溶液的水对化学影响机理说法不一，最有代表性是电离理论与酸碱理论。电离理论是1887年阿仑尼乌斯提出的，认为电解质在水溶液中能部分电离成带电荷的正、负离子。1923年路易斯又发展成酸碱电子理论。酸碱理论是1923年布朗斯特和劳里提出的，认为酸碱反应实质是质子从一物种向另一物种转移，凡能给出质子的物质均为酸，凡能接收质子的物质均为碱。由于电的暂态性或非固有的，溶液电离只是暂时状态或化学物质处于不断分离、结合反复变化的动态状态。实际上水分子就是不断地分离、结合氢与氢氧根的动态状态，即具有基本酸、碱的氢元素递换传输过程的基础。布朗斯特酸碱理论中质子就是氢原子，采取氢原子递换传输充实酸碱理论更为确切、更为深刻，因为生命分子建立在通常具有酸、碱双极性分子基础上，才使水分子成为生命分子间实现递换传输基本方式。 水或溶剂分子场质为主的交换方式，也存在一定方式壳粒交换，使壳核间交换削弱。投入溶质在一定条件下，很快就被溶剂分子周围场质交换而使溶质分子核壳松懈，易产生化学反应。而且浓度愈大，粘性愈强，壳粒交换分量愈大。不同化学物质对不同溶剂溶解易难程度不同，不同化学物质对同一溶剂，尤其水的不同温度压力溶解程度不同，利用这个特点来纯化元素或化合物。重结晶是纯化固态化合物的一种重要方法。选择适当溶剂，多半是水并在接近沸点的温度下把需要纯化的固体溶解，排掉废气，然后趁热过滤溶液而除去不溶性杂质，剩下溶液冷却可析出纯粹结晶物。有的溶液中溶解的化学物质中放入晶粒就可以重结晶。 利用某些溶剂对某些化学物质一定条件下具有很强交换作用，即易溶解而又对其它杂质弱交换作用，即难溶解特点，从固体或液体的混合物中提取出所需化学物质的操作称为萃取。通常石油醚用于萃取难溶于水的化学物质；乙醚、苯用于萃取较易溶于水的化学物质，而易溶于水的化学物质则用醋酸乙酯之类溶剂来萃取。溶剂不仅能很好溶解被萃取化学物质，而且对杂质难溶解，使用萃取溶剂沸点不宜过高，比重要适当，毒性要低，还要有一定的化学稳定性。由于化学物质分子质量与运动统计性，不是所有分子都达到萃取条件，分子质量与运动具有统计性，有先后达到条例，即很难一次萃取完成，可以采取多次萃取办法来解决问题。 溶液对不同溶质的溶解甚至电离强弱程度不同，有的溶质可分离成暂时电离状态，如稀硫酸铜产生暂时的带正电的缺壳粒铜离子与带负电的多壳粒硫酸根离子的不平衡状态。插入外电源的正极铜棒与负极碳棒（或其它金属材料），平衡趋势，使缺壳粒的铜离子往负极移动以取得壳粒趋势并附在碳棒上，而硫酸根离子往正极移动以跟铜棒化学反应，并放掉壳粒，产生回路电流。对负极材料起了电镀作用，电镀时间愈长或电流强度愈大，电镀量愈多，即在每个电极上分离出来的物质的质量与电流强度、时间成正比。比例系数与元素的原子量和最外层壳粒数有关，原子量愈大和最外层壳粒数愈小，即愈易产生交换或金属性愈强，比例系数愈大。 由于溶液对不同溶质的溶解所产生的电离虽然是暂态的或动态离合状态的，但溶解程度差别很大，不仅溶液间而且溶液与金属间存在接触电位差，即溶液中金属离子缺壳粒程度比金属板大而产生电位差。利用这个特点可以制造电池，如与浸在硫酸铜的溶液中的铜板，浸在硫酸锌溶液中的锌板，这两种溶液用多孔的瓷壁分开，铜极接触电位差最强，锌极接触电位差其次，两溶液间最弱，可略去不计。两极间连接上外电路，铜极缺壳粒更强于锌极而向锌极吸收壳粒趋势，铜极的铜离子吸收壳粒后成铜原子附在铜板上。锌板失去壳粒而成缺壳粒离子与过剩硫酸根化合成硫酸锌，提供了外导线化学能，即化学能转化为电能的过程。 3、硅酸盐化学 水泥为粉状矿物质胶凝材料，与水等调和后增强了分子间场质交换，成为可塑性材料，在摸框中成形，时间一久水分子脱离后变成壳粒子交换，即能在空气中或水中逐渐硬化。水泥性能基本相同的水泥为一个品种，主要受氧化镁、二氧化硫、烧失量、细度、安定性与水泥标号（硬度）等六项指标的影响。用的较广的有硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥等。主要化学成份是氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁等。它是由适当成份的生料烧至部分熔融所得以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，加上适量石膏磨细而成的。水泥颗粒壳粒易跟石头、钢材形成交换而紧密联系在一起，构成坚固的混凝土。 陶土是一种土状矿物，通常呈黄色或灰色，成份比较复杂，含水硅酸铝。瓷土又称白土或高岭土，主要由微细晶体氧化铝、氧化硅、水等组成的矿物，是一种纯净粘土，易于用手捏成粉末。陶土或瓷土与水拌和成场质与壳粒交换混合状态，成为可塑性材料，可以制成各式各样器具或工艺品，经过阴凉，水分蒸发化成壳粒交换方式。再经过适当加温烧结，进一步蒸发水分，其它分子相互间壳粒交换更加牢固的陶器或瓷器。由于陶瓷壳粒只在邻近分子间交换，用力易破碎，不像金属壳粒可在分子间移动那样而具有一定延展性与坚韧性。不同地区瓷土或陶土的成份差别很大，即使工艺过程一样制出产品质量差别也很大。 玻璃不易与众多化合物进行化学反应，加上透明性好，常成为化学实验器具。玻璃可分为软质普通玻璃与硬质玻璃，其分子间壳粒或场质交换比例不同，硬质玻璃壳粒交换比例较大，较耐高温。软质普通玻璃由二氧化硅、氧化钙、氧化钾、氧化铝、氧化硼、氧化钠等原料制成的，其耐温性、耐腐蚀性差，硬度较低，易加工，可制造试剂瓶、漏斗、干燥器、表面皿、培养皿、量筒、吸管等。硬质玻璃的原料包含二氧化硅、碳酸钾、碳酸钠、碳酸镁、硼砂、氧化锌、氧化铝等，可耐较高温度，耐腐蚀、耐电压等优点，用于制造烧瓶、烧杯、三角烧瓶、曲颈瓶、冷凝器、试管等。 参考资料： 1、《物性论-自然学科间交叉理论基础》陈叔瑄著厦门大学出版社1994年出版 2、《物性理论及其工程技术应用》陈叔瑄著香港天马图书有限公司2002年出版 3、《思维工程-人脑智能活动和思维模型》陈叔瑄著福建教育出版社1994年出版 4、《实用化学手册》张向宇等编国防工业出版社1986年出版 5、《论化学基础问题》陈叔瑄著《科学》中文版2000年8期 （发表于《十六大的探索与成就》）

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