物理學(xué)公理化體系分析論文

時(shí)間:2022-07-29 05:21:00

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物理學(xué)公理化體系分析論文

從微觀、宏觀到宇觀,或說整個(gè)宇宙,不過是系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)和螺線型的運(yùn)動(dòng),而這是宇宙一體化的必然。如果宇宙不是等級(jí)、層次性的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng),那只有一種可能,宇宙為零。等級(jí)、層次性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),必然注定了物質(zhì)的螺線型運(yùn)動(dòng)。而等級(jí)、層次性的螺線型運(yùn)動(dòng),其也必然是系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)。

體系化物理(1)

第一章物理學(xué)公理化

源清流潔,本盛末榮。濁其源而望流清,衰其本而欲末盛,不可得也。物理學(xué)的問題五花八門、層出不窮,其到底有多少呢,無數(shù)。那么,如何有效地對(duì)付這些無窮無盡的問題呢?如果說,只是依靠理想模型、實(shí)驗(yàn)、定律公式這三大法寶,那無疑是治絲益棼、愚公移山。因?yàn)?,宇宙是無限的,而且其的發(fā)展也是無限的。因此,所能抽象的理想模型、所能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)、所能制定的定律公式,都是無數(shù)的。這顯然是一條精衛(wèi)填海、夸父逐日之路。換言之,高成本、低效益。而且,由于宇宙的無限性,使得任何的理想模型、實(shí)驗(yàn)、定律公式都是相對(duì)的、條件的,不是絕對(duì)的、無條件的。也就說,從根本而言,其都不成立。

解決所有問題,只有一個(gè)根本之路,那就是追本溯源、澄源正本?!洞髮W(xué)》云:“其本亂,而末治者,否矣?!比舨粡谋驹胧?,那只不過在揚(yáng)湯止沸、披麻救火。而現(xiàn)金物理學(xué)的基本模式和走向,就是舍本逐末、本末倒置。這就如拔苗助長、守株待兔之類。例如超導(dǎo),這世界每天消耗在超導(dǎo)研究上的財(cái)富是多少?可到目前為止,他們還是不知道超導(dǎo)的實(shí)質(zhì)是什么,也只是弄出了一些邊角料式的成果。就恍若花費(fèi)了天大的成本,卻只得著了幾根小草的效益。世界物理學(xué)只有一種現(xiàn)狀,龐大的耗費(fèi),低微的產(chǎn)出。而造成這種狀況的根本原因也只有一個(gè),棄本逐末、主次顛倒。這注定了他們的失敗,注定了整個(gè)物理學(xué)大廈的根本垮臺(tái)。

使物理學(xué)全線崩潰、整體坍塌的和使物理學(xué)脫胎換骨、突飛猛進(jìn)的,都只是一點(diǎn),那就是物理學(xué)的公理化,公理化的根本意義,就是整個(gè)物理學(xué)的大統(tǒng)。也就是經(jīng)典力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、量子物理、原子物理、核物理、粒子物理、宇宙學(xué)、天文學(xué)等等的根本統(tǒng)一。而這是研究探討物理學(xué)的不二法門、唯一之路。換言之,要真正打開物理學(xué)的大門,那只有一把鑰匙,物理學(xué)的公理化。如果不解決這個(gè)問題,那別說研討探究物理學(xué)了,連物理學(xué)實(shí)質(zhì)的大門都進(jìn)不去。簡言之,物理學(xué)公理化的最基本所在,就是物理學(xué)的入門。如果沒入門,那別說升堂入室、極深研幾了,壓根就是物理學(xué)的外行。

第一節(jié)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)

若從實(shí)質(zhì)來講,結(jié)構(gòu)就是運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)就是結(jié)構(gòu)。因?yàn)檎麄€(gè)宇宙是一體化的,不是多體性的。但從不同角度而言,我們可以簡單地說,物質(zhì)世界有兩種表現(xiàn),結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然,若說宇宙的形式和現(xiàn)象,那是無數(shù)的。因?yàn)橛钪娌坏菬o限的,而且是各向異性、相對(duì)平衡的。

結(jié)構(gòu),是無限差異性的必然。也就說,任一事物,其本身或與它事物之間,沒有完全相同之點(diǎn)。這種差異性,使得任何事物,其本身或與它事物之間,都沒法絕對(duì)平衡。其既然不能絕對(duì)平衡,那必定在運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng),也是無限差異性的必然。換言之,不論此事物本身,還是與它事物之間,其的運(yùn)轉(zhuǎn)都是差別的。而這些差別,就是其結(jié)構(gòu)的不同所致。若結(jié)構(gòu)完全相同、毫無差別,那必定是靜止。在靜止的狀況下,其的運(yùn)動(dòng)也就毫無二致了。但任何事物的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng),都不會(huì)毫無二致。因?yàn)椋艚Y(jié)構(gòu)或運(yùn)動(dòng)完全相同、毫無差別了,那么,這些事物只有一種可能,零。

結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng),是研究探索物理學(xué)的根本所在。其所指的,也就是物理學(xué)的公理化。換言之,公理化有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)。也就說,公理化首先所要明確的問題是什么呢?微觀、宏觀及宇觀的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)。

一結(jié)構(gòu)

宇宙的基本架構(gòu)是怎樣的呢?也就說,微觀、宏觀和宇觀,或說,森羅萬象、千形萬狀的物質(zhì)世界,其基本的構(gòu)造模式是如何的。當(dāng)然,其只有一種根本的結(jié)構(gòu)方式。因?yàn)?,若多種根本的結(jié)構(gòu)方式并存,那其必然是絕對(duì)平衡、全然靜止的。而這是完全相同、毫無差別的狀況,也就是零狀態(tài)。但很明顯,宇宙不為零。

從微粒到星球,乃至到整個(gè)宇宙,其實(shí)質(zhì)的構(gòu)成應(yīng)是怎樣的呢?就目前而言,對(duì)這個(gè)問題的推導(dǎo),是從特殊到一般的方式。因?yàn)?,我們已?jīng)認(rèn)識(shí)到了一部分事物的構(gòu)造形式。那么,只要從它們之中抽象出來一致性、一體性的結(jié)構(gòu)方式,其就有可能是宇宙的基本架構(gòu)方式。作為物理學(xué)來講,若不首先明確這一點(diǎn),那只不過在盲人摸象、掩目捕雀罷了。

原子是怎樣的結(jié)構(gòu)方式呢,以原子核為中心,以電子為外圍的形式。太陽系呢,以太陽為中心,以諸多行星為外圍的形式。一個(gè)單位,以領(lǐng)導(dǎo)為中心,以各種員工為外圍的形式,等等。我們稍加推演就可發(fā)現(xiàn),各種事物在宇宙中都是中心-外圍的方式。太陽系,是銀河系的一個(gè)外圍。月球,是以地球?yàn)橹行牡?。一塊石頭,是地核的一個(gè)外圍。各級(jí)政府,是以中央政府為中心的。由此就可簡單推知,宇宙無非就是中心與外圍的構(gòu)成方式。人的各種活動(dòng),是以人腦為中心的。恒星的運(yùn)轉(zhuǎn),是以一些行星為外圍的。物理學(xué)的進(jìn)展,是以基本理論為中心的。樹的成長,是以千枝萬葉為為外圍的。我稱這種為核心與周邊的結(jié)構(gòu)方式,謂之系統(tǒng)。

到此,僅是一個(gè)開始。目前的問題成了,那些各式各樣、紛繁復(fù)雜的系統(tǒng),又是如何架構(gòu)的呢?看個(gè)簡單的例子,鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)-縣級(jí)-地市級(jí)-省級(jí)。作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)而言,其是縣的周邊,是以縣政府為核心的。而縣又是地市的周邊,以地市政府為核心的。再如地球,它是月球的核心,卻又是太陽的周邊。又如樹干,其是樹根的周邊,可又是枝葉的核心。由此可見,宇宙不過是一種等級(jí)、層次性的系統(tǒng)架構(gòu)方式。如核仁-細(xì)胞核-細(xì)胞,核仁是細(xì)胞核的核心,而細(xì)胞核又是細(xì)胞的核心。又如地月系-太陽系-銀河系,地月系是太陽系的周邊,而太陽系又是銀河系的周邊。這種等級(jí)、層次性的系統(tǒng)方式構(gòu)成了無限的宇宙,我稱這種系統(tǒng)方式為系統(tǒng)化。

二運(yùn)動(dòng)

在明確了基本的結(jié)構(gòu)方式后,其關(guān)鍵問題就是運(yùn)動(dòng)了。宇宙中沒有任何兩個(gè)事物的運(yùn)動(dòng)是完全相同的,這由等級(jí)、層次性的系統(tǒng)方式所決定。也就說,宇宙是各向異性、相對(duì)平衡的。若有兩個(gè)事物的運(yùn)動(dòng)完全相同,則它們必定處于同一級(jí)別、同一位置,換言之,它們是完全重合的。不然,宇宙的各向異性、相對(duì)平衡就不成立,而這就意味著宇宙是絕對(duì)平衡、各向同性的,可這種情況只會(huì)是零狀態(tài)。

運(yùn)動(dòng)是千差萬別、變化無窮的。這看似對(duì)運(yùn)動(dòng)的研討難乎其難,甚至無從入手。但實(shí)則不然,因?yàn)槠浠镜倪\(yùn)動(dòng)模式只會(huì)是一種。這由宇宙的一體性所決定,也就是各向異性、相對(duì)平衡所決定。如果宇宙中基本的運(yùn)動(dòng)模式有兩種或多種,則必可導(dǎo)出宇宙是各向同性、絕對(duì)平衡的,而這是零狀態(tài)的。

那么,宇宙基本的運(yùn)動(dòng)模式到底是怎樣的呢?這看上去好象千頭萬緒,乃至毫無眉目。但我們可以用一種方法去提煉和歸納,那就是由特殊到一般。電子自轉(zhuǎn)的同時(shí),在繞原子核公轉(zhuǎn);地球自轉(zhuǎn)的同時(shí),在繞太陽公轉(zhuǎn)。而這就是通常所說的波粒二象性,在現(xiàn)代物理學(xué)上,其局限地認(rèn)為,只有微觀物質(zhì)具有波粒二象性。但實(shí)則,宇宙中的任何物質(zhì)都是波粒二象性的。問題在于,波粒二象性到底是什么,換言之,波動(dòng)性與粒子性根本的統(tǒng)一點(diǎn)在哪呢?

我們把物質(zhì)的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn),以圖的方式表現(xiàn)出來,會(huì)是怎樣的呢?假設(shè)一個(gè)質(zhì)子P在自旋地向右運(yùn)行,如圖(一),一個(gè)電子e在自旋地繞其公轉(zhuǎn)。那么,在這種運(yùn)行過程中,電子e的運(yùn)行軌跡是如何的呢?其實(shí),就是個(gè)螺線型的軌跡,如圖(二)。而簡單推廣一下,

地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌跡是怎樣的呢,不是螺線型軌跡么?問題也就明顯了,所謂的波粒二象性,不過是物質(zhì)的螺線型運(yùn)動(dòng)。換言之,就無所謂波動(dòng)性和粒子性,它們不過是物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的兩種表現(xiàn)罷了。也就說,它們是形式的、現(xiàn)象的。

月球在螺線型地繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),太陽在螺線型地繞銀核運(yùn)轉(zhuǎn)。各級(jí)政府在螺線型地繞中央政府運(yùn)轉(zhuǎn),它們既有自己的政策(自轉(zhuǎn)),又要符合國家的政策(公轉(zhuǎn))。樹木在螺線型地生長,其橫截面上,一圈又一圈的木紋。貓?jiān)诼菥€型地前行,其的爪是交錯(cuò)式的行進(jìn),整體表現(xiàn)為螺線型的前進(jìn)方式。若是直線型的,那它怎么會(huì)長爪呢?刷,就直線地出去了。

到此,我們已基本解決了物理學(xué)的公理化。從微觀、宏觀到宇觀,或說整個(gè)宇宙,不過是系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)和螺線型的運(yùn)動(dòng),而這是宇宙一體化的必然。如果宇宙不是等級(jí)、層次性的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng),那只有一種可能,宇宙為零。等級(jí)、層次性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),必然注定了物質(zhì)的螺線型運(yùn)動(dòng)。而等級(jí)、層次性的螺線型運(yùn)動(dòng),其也必然是系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)。也就說,結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)是一體的、不可分割的。其實(shí),公理化的實(shí)質(zhì),就是宇宙一體性的問題。如果是多體的,那就無所謂公理化了。因?yàn)?,壓根沒辦法把它們根本統(tǒng)一。而多體性是零的實(shí)質(zhì),是不成立的。因此,公理化就是要解決一體性的根本所在。也就是,要把各式各樣、無窮無盡的事物根本地統(tǒng)一起來。換言之,物理學(xué)公理化的理論,其本質(zhì)就是宇宙大統(tǒng)的理論。

第二節(jié)正物質(zhì)和反物質(zhì)

公理化再進(jìn)一步,就要探索宇宙中基本物質(zhì)形態(tài)的問題。換言之,宇宙中物質(zhì)的基本形態(tài),是單一性的,還是多樣性的。我們可以通過系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)和螺線型的運(yùn)動(dòng),來簡單地解決這個(gè)問題。圖(一),由螺線型作圖,我們就可發(fā)現(xiàn),世間只有兩種類型的螺線型運(yùn)動(dòng),如圖中的A和B。也許說,還有圖(二)中C的方式,乃至無數(shù)種方式。但把C變個(gè)

方向,就可發(fā)現(xiàn),其與圖(一)中的A方式是一致的。它們是同一類型,并非兩種不同的類型。我們可以作出任意方式的螺線型運(yùn)動(dòng),但它們最終都可歸結(jié)為圖(一)中的A、B兩種類型。兩種基本的螺線型運(yùn)動(dòng),意味著物質(zhì)基本的結(jié)構(gòu)方式有兩種。若基本的結(jié)構(gòu)方式只有一種,則它們的運(yùn)動(dòng)方式必然是一致性的,而不會(huì)有兩種類型。由于結(jié)構(gòu)方式與運(yùn)動(dòng)類型是對(duì)應(yīng)的,因此,兩種結(jié)構(gòu)方式和兩種運(yùn)動(dòng)類型也就說明了,宇宙中只有兩種基本的物質(zhì)形態(tài),也就是通常所說的正物質(zhì)和反物質(zhì)。

一正反物質(zhì)的基本形態(tài)

顯然,圖(一)中A、B兩種類型,就對(duì)應(yīng)于正物質(zhì)和反物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式。問題在于,正物質(zhì)或反物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式到底是那一種呢?由圖中可簡單看出,A類型是右手定則的,右手彎曲的四指指向粒子的旋轉(zhuǎn)方向,而大拇指指向粒子的運(yùn)行方向。B類型是左手定則的,左手彎曲的四指指向粒子的旋轉(zhuǎn)方向,而大拇指指向粒子的運(yùn)行方向。那么,問題的關(guān)鍵就是,正反物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)是左手定則呢,還是右手定則?

對(duì)于正反物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方式,我們可以通過一個(gè)簡單的事實(shí)去證明,那就是地球繞太陽的運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖(一)和圖(二),地球是從東向西的自轉(zhuǎn),問題在于,太陽是怎樣自轉(zhuǎn)的?

是圖(一)中與地球自轉(zhuǎn)平行的方式呢,還是圖(二)中與地球自轉(zhuǎn)反平行的方式?如圖

(一),若太陽的自轉(zhuǎn)與地球的自轉(zhuǎn)平行,那在它們接近處,自轉(zhuǎn)作用f1和f2是反向的。而在這種情況下,它們的自轉(zhuǎn)大體表現(xiàn)為排斥。也就說,太陽的自轉(zhuǎn)基本在阻礙地球的自轉(zhuǎn)。那么,地球的自轉(zhuǎn)周期就會(huì)長。圖(二),若太陽的自轉(zhuǎn)與地球的自轉(zhuǎn)反平行,那在它們的接近處,其自轉(zhuǎn)作用f1和f2有著一致性,大致表現(xiàn)為吸引。那在吸引態(tài)的情況下,地球的自轉(zhuǎn)周期就會(huì)短。問題又歸結(jié)到了,地球自轉(zhuǎn)周期的長短。我們來對(duì)比幾大行星的自轉(zhuǎn)周期,金星約243天、地球約1天、木星約9小時(shí)50分、土星約10小時(shí)??梢?,地球的自轉(zhuǎn)與太陽的自轉(zhuǎn)基本是吸引態(tài),若它們基本排斥,則地球的自轉(zhuǎn)周期要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1天。很明顯,圖(二)是正確的,地球的自轉(zhuǎn)與太陽的自轉(zhuǎn)反平行。

我們已知地球和太陽都是正物質(zhì)態(tài)的,又知地球整體在向北方運(yùn)行。那么,由此是否可判斷地球是右手定則的呢?彎曲的四指與其的自轉(zhuǎn)一致,大拇指指向它整體的運(yùn)行方向??辞闆r是如此的,但這不免片面了。因?yàn)樵谔栂抵?,太陽是主?dǎo)的,地球在繞太陽公轉(zhuǎn),是相對(duì)被動(dòng)的。因此,地球整體在向北方運(yùn)行,也只能證明,太陽實(shí)質(zhì)地運(yùn)行方向是北方。由此就可得知,太陽的運(yùn)轉(zhuǎn)是左手定則的。而地球與其同態(tài),那也是左手定則的??芍厍蛘w的運(yùn)行方向應(yīng)是南方。但在太陽系中,它在被動(dòng)地向北方運(yùn)行。

如圖(一),太陽在f2地自旋作用下,若在向北方運(yùn)行,則它的運(yùn)轉(zhuǎn)是左手定則的,其的軸心作用為F2。由于地球與太陽同物質(zhì)態(tài),因而在f1地自旋作用下,其軸心作用F1是朝南方的??梢姡厍蚺c太陽的自轉(zhuǎn)作用f1和f2大體吸引,而軸心作用F1和F2基本排斥。在這種即吸引又排斥的情況下,它們形成了一種狀態(tài),叫相對(duì)平衡,又叫動(dòng)態(tài)平衡。由此也可知,在太陽引力的作用下,地球?yàn)槭裁礇]有墜入到太陽之中。就因?yàn)樗鼈冎g,不僅有引力作用,還有斥力作用,這使它們處于了相對(duì)平衡狀態(tài)。圖(二),當(dāng)太陽自轉(zhuǎn)地向北方運(yùn)行時(shí),地球就在螺線型地圍繞它往北方運(yùn)行。

由此我們解決了物理學(xué)中的一個(gè)基本問題,正反物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。正物質(zhì)是左手定則的,反物質(zhì)是右手定則的。

二正反物質(zhì)的基本作用

物質(zhì)的作用是非常復(fù)雜的,因?yàn)橛钪婵臻g是各向異性、相對(duì)平衡的。兩個(gè)物體到底是吸引,還是排斥,受距離、質(zhì)量、速度等等無數(shù)種因素影響。這也由于任何物質(zhì),都不是孤立的,其與所有的物質(zhì)都是聯(lián)系的。宇宙中不存在,絕對(duì)獨(dú)立于其他物質(zhì)的物質(zhì)。

就通常而言,若兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)方向一致,那它們一般表現(xiàn)為引力作用。如兩輛并排、高速行使的汽車,就可能撞在一起。這就在于,它們的這種運(yùn)動(dòng)方式,基本是引力作用的。而引力使它們發(fā)生相撞,若是斥力作用的,那它們是遠(yuǎn)離的狀態(tài)。再如,兩根平行且通電方向一致的導(dǎo)線,大體表現(xiàn)為吸引。若通電方向相反,則它們大體是排斥的。但上述只是一些基本情況,并不能簡單地適用于所有的情形。如兩個(gè)磁極平行的條形磁鐵,其于兩個(gè)同向運(yùn)行的物體有著相似性。那么,它們應(yīng)表現(xiàn)為吸引了?可事實(shí)并非如此,它們大致是排斥的。這由于,在兩個(gè)條形磁鐵的接近處,其主導(dǎo)作用,不是磁極的軸心作用,而是其粒子的旋轉(zhuǎn)作用。就兩個(gè)磁極平行的條形磁鐵,其接近處,粒子的旋轉(zhuǎn)是反向的,這使它們基本是斥力作用的。但這也說明了一點(diǎn),物質(zhì)的吸引與排斥,跟它們的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。如兩個(gè)磁極反平行的條形磁鐵,那在接近處,其粒子的旋轉(zhuǎn)就有著一定的一致性,這使它們基本是吸引的。

在上述,我們找到了一種判定物質(zhì)是吸引、還是排斥的基本方法。其是根據(jù)物質(zhì)運(yùn)行方向是否一致去判定的。但我們還說了,影響兩個(gè)物質(zhì)作用的因素是無數(shù)的。也就說,對(duì)于具體的作用情況,還是要具體分析,并不能一概而言、一言以蔽。那么,對(duì)于無數(shù)種作用情形,我們?cè)趺慈胧帜兀客ǔJ怯商厥獾揭话愕姆绞?,換言之,從特殊情況開始。在此,我們先選定兩個(gè)質(zhì)量、速度等大體相當(dāng)?shù)恼娮?,看它們?cè)诮咏鼤r(shí)是怎樣作用的。

兩個(gè)大體相當(dāng)?shù)恼娮覣、B,其相互接近時(shí),無非四種基本情況。圖(一),A與B邊式反對(duì)稱相遇。也就說,自旋是反對(duì)稱的。在這種情況下,于接近處,其自旋作用f1和f2是反向的,大體表現(xiàn)為排斥。而軸心作用F1和F2是同向的,基本體現(xiàn)為吸引??梢?,它們之間還是有一定的引力效應(yīng),但自旋的排斥,使它們的結(jié)合比較薄弱。圖(二),A與B邊式對(duì)稱相遇,其自旋作用f1和f2雖然表現(xiàn)為吸引,但軸心作用F1和F2大致排斥。因此,這種狀況也有相當(dāng)?shù)姆蛛x趨勢(shì)。圖(三),A與B面式平行相遇,其自旋作用f1和f2,軸心作用F1和F2,都基本體現(xiàn)為吸引,這使它們之間有相當(dāng)?shù)囊π?yīng)。但這也并不表示,兩個(gè)正電子就能很好地結(jié)合。因?yàn)槲覀冞€要注意一下層次性,物質(zhì)都是層次性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。而在更小的層次上,它們又體現(xiàn)出了相當(dāng)?shù)某饬ΑD(四),A與B面式反平行相遇。其自旋作用f1和f2,軸心作用F1和F2大體都是排斥的,這使它們之間主要是斥力效應(yīng)的。

我們?cè)賮砜磧蓚€(gè)速度、質(zhì)量等都大體相當(dāng)?shù)恼娮雍拓?fù)電子的作用情況。圖(一),正電子X與負(fù)電子Y邊式對(duì)稱相遇,其自旋作用f1和f2,軸心作用F1和F2基本都是吸引的,它們大體表現(xiàn)為引力效應(yīng)。圖(二),X與Y邊式反對(duì)稱相遇,其自旋作用f1和f2,軸心作用F1和F2基本都是排斥的,它們大體表現(xiàn)為斥力效應(yīng)。圖(三),X與Y面式平行相遇,雖然自旋作用f1和f2基本是吸引的,但軸心作用F1和F2排斥,這使得它們之間大體是斥力效應(yīng)的。圖(四),X與Y面式反平行相遇。雖然自旋作用f1和f2排斥,但軸心作用F1和F2有著一致性,這使它們之間有一定的引力效應(yīng)。

由上述可知,并不是正物質(zhì)與正物質(zhì)之間就是絕對(duì)斥力的,并不是正物質(zhì)與反物質(zhì)之間就是絕對(duì)引力的。更進(jìn)一步講,絕對(duì)引力與絕對(duì)斥力是根本不存在的。因?yàn)樗鼈兪墙^對(duì)平衡、完全靜止和零狀態(tài)的必然。宇宙任何物質(zhì)之間,都是引力與斥力并存的。只是在一定狀態(tài)、或一定階段中,其主要體現(xiàn)為引力作用、還是斥力作用。如地球繞太陽的運(yùn)轉(zhuǎn),在近日點(diǎn)處,它們基本是斥力效應(yīng)的,而在遠(yuǎn)日點(diǎn)處,它們大致是引力效應(yīng)的。這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程,而在這種過程中,它們達(dá)成的是相對(duì)平衡。

物理學(xué)的公理化,看上去非常簡單。就一句話,系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)和螺線型的運(yùn)動(dòng)。但它是人類學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)和入門,只有真正地明確了這個(gè),我們才真正地進(jìn)入了學(xué)術(shù)的大門、走上了學(xué)術(shù)的正軌。它與人類現(xiàn)行的學(xué)術(shù)體系是不同的,它是一種全新架構(gòu)和模式的學(xué)術(shù)體系。就根本而言,人類現(xiàn)行的學(xué)術(shù)體系是本原式的,我稱其為平面化。而這種學(xué)術(shù)體系是非本原式的,我稱其為體系化。簡言之,到目前為止,人類學(xué)術(shù)的發(fā)展有兩個(gè)階段,平面化和體系化,而體系化就是平面化的掘墓人。不論人類的哲學(xué)、科學(xué)、文學(xué),還是藝術(shù)等等,都將在體系化的金戈鐵馬中落花流水、一敗涂地。

第二章原子核、原子和分子

對(duì)于學(xué)術(shù)的研討,通常有兩種途徑。一者,由深度向廣度的拓展;二者,從廣度到深度的歸結(jié)。這是發(fā)展的必然,因?yàn)榘l(fā)展就是深廣度的進(jìn)展。從根本而言,兩種方式是相輔而成、同歸殊涂的。但就一定階段來講,可能會(huì)以某種方式為主導(dǎo)的、基本的。就現(xiàn)今物理學(xué)而言,其雖然在宇觀方面有諸多的發(fā)現(xiàn),也積累了諸多的知識(shí)。但總的來講,還是形式化的、現(xiàn)象化的。缺乏一以貫之的實(shí)質(zhì),沒有渾然一體的內(nèi)在。只是一盤散沙的狀況,眾說紛紜的情形。而相對(duì)來講,在微觀方面的體系性要強(qiáng)一些。因此,我們的研討途徑,應(yīng)從微觀入手,向宇觀推及,也就是從深度到廣度的方式。

我曾說過,就當(dāng)今物理學(xué)而言,只有一個(gè)重點(diǎn)----核物理。因?yàn)閺母緛碇v,若對(duì)原子核都一頭霧水,又怎可能弄清楚原子、分子之類的呢?但從我們的認(rèn)識(shí)階段來講,我們是先認(rèn)識(shí)到了分子、原子等,然后才深入到了原子核。這似乎比較矛盾,可也無非是深廣度循環(huán)性進(jìn)展的過程。相對(duì)而言,分子和原子是廣度性的事物,而原子核是深度性的事物。通過對(duì)分子、原子等現(xiàn)象、性質(zhì)的認(rèn)識(shí),從而推及到了原子核,并對(duì)其進(jìn)行破解。然后,通過所獲得的原子核的知識(shí),再去解析原子、分子等。如此,就深度、廣度地發(fā)展了起來。

在此我們就沒必要推演原子核-原子-分子循環(huán)性破解的過程了,因?yàn)槟峭ǔJ茄芯恐械某绦?,而在著述立說中,往往需要結(jié)果性的東西。

第一節(jié)原子核

除H原子的原子核是質(zhì)子外,其它原子的原子核都是質(zhì)子與中子的架構(gòu)。那對(duì)原子核而言,其一個(gè)關(guān)鍵問題,就是中子的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)。粒子是螺線型運(yùn)動(dòng)的,任何物質(zhì)都是如此。那如圖(一),質(zhì)子P在自旋過程中,會(huì)形成自己的螺線型運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡L,也就形成了軌跡的軸心作用F。而在一定條件下,其會(huì)吸引一個(gè)電子e。如圖(二),e在繞其的自轉(zhuǎn)而

公轉(zhuǎn),由于e的作用,會(huì)使質(zhì)子P的L軌跡和F軸心作用發(fā)生變化,變成了L1和F1,這也就相成了通常所說的中子。在此要強(qiáng)調(diào)的是,從根本來講,中子并非中性粒子。因?yàn)樗且哉镔|(zhì)質(zhì)子為核心的,整體的運(yùn)轉(zhuǎn)是左手定則的。在現(xiàn)代物理上,其認(rèn)為中子是中性粒子,那是其理論、認(rèn)識(shí)及實(shí)驗(yàn)等的局限性所造成。也就說,其的知識(shí)體系是片面的、孤立的。就好象其認(rèn)為原子是中性粒子一樣,但實(shí)質(zhì)原子并不是中性粒子,而是正物質(zhì)態(tài)的。

現(xiàn)在的問題,就是質(zhì)子與中子的結(jié)合。圖(一),中子(e1,P1)與質(zhì)子P邊式對(duì)稱相遇,P1與P的自旋雖然大體表現(xiàn)為吸引,但其的軸心作用F1與F反向,這顯然不是一種穩(wěn)定的結(jié)合模式。若它們邊式反對(duì)稱地相遇,其自旋又基本是排斥的,使它們也不易結(jié)合。

圖(二),P1與P面式平行相遇,其自旋作用與軸心作用大致都是吸引的。但我們也說過,任何物質(zhì)都是等級(jí)、層次性的系統(tǒng)架構(gòu),就P1與P的內(nèi)層運(yùn)轉(zhuǎn)a1和a來講,在接近處,其自旋基本是排斥的。那么,對(duì)于P1與P的結(jié)合而言,就要有一定的維系力量,而僅靠P1所帶電子e1來維持,恐怕還不能使P1與P的結(jié)合很好的穩(wěn)定。顯然,若P1與P面式反平行地相遇,其基本都是斥力效應(yīng)的,不是結(jié)合態(tài)。因此,質(zhì)子與中子的穩(wěn)定結(jié)合只有一種可能,如圖(三)。質(zhì)子P與中子內(nèi)的e1相結(jié)合,這也就構(gòu)成了氘核。而P1、e1、P的螺線型運(yùn)動(dòng),也就形成了氘核的軌跡L。P1、e1、P的軌跡軸心作用,也就形成了氘核的軸心作用F。

了解了氘核之后,氚核也就顯然了,其的內(nèi)層是兩個(gè)面式平行結(jié)合的中子,外層是一個(gè)質(zhì)子。氚核是不穩(wěn)定的,放射性的。這可能是由于內(nèi)層兩個(gè)中子與外層那個(gè)質(zhì)子不能很好地平衡。也就說,其形成的軸心作用F,使這個(gè)系統(tǒng)的各部分不能很好地協(xié)調(diào)。如圖(一),

一個(gè)氚核的基本模式。若軸心作用F對(duì)外層質(zhì)子的作用偏大,則會(huì)導(dǎo)致一種結(jié)果。電子e1、e2在沿P1、P2的自旋下行,而P在沿e1、e2的自旋上行。如此一來,P與P1、P2就直接接近了。而在它們相近處,其自旋是反向的、排斥的,這也就造成了它們的一些斥力反應(yīng)。再者,F(xiàn)還可能導(dǎo)致P1與P2更進(jìn)一步的接近,如圖(二)。由于P1與P2內(nèi)層的旋轉(zhuǎn)a1與a2在接近處是基本排斥的,這也就會(huì)導(dǎo)致P1、P2內(nèi)層的一些排斥性反應(yīng)。

對(duì)于氦3和氦4,就無須多言了。我們來看鋰6和鋰7,其的核是種層次性架構(gòu)的,有上下層之分。那么,我們首先要看原子核軸心作用的問題。圖(一),核子R在螺線型的運(yùn)轉(zhuǎn)中,就形成了核的軸心作用F。由于對(duì)中心O,R是向上、向外的旋轉(zhuǎn)趨勢(shì),因而其

形成的是一種類似于噴泉的作用。對(duì)于上、下層核子而言,其軌跡的大小是不會(huì)等同的。因?yàn)?,若軌跡等同,則上、下層核子的自旋是正對(duì)的,而在接近處,它們的旋轉(zhuǎn)反向,因此會(huì)經(jīng)常體現(xiàn)為斥力作用。再者,軌跡的等同,表明其上、下層核子的數(shù)目,及作用等是相近的。那么,當(dāng)上下層核子不同步運(yùn)行時(shí),其上下層的軸心作用也就出現(xiàn)了諸多的偏差,這也就使核具有了很多不穩(wěn)定因素?;蛘f,它們?cè)谕竭\(yùn)行!但這是不可能的,因?yàn)橛钪媸歉飨虍愋浴⑾鄬?duì)平衡的。也就說,任何物質(zhì)之間的差異是必然的、肯定的。

上下層核子的軌跡既然有大小之分,那應(yīng)是上大下小呢,還是上小下大?對(duì)于噴泉式的軸心作用而言,我們推測(cè)其應(yīng)是上大下小。如圖(二),由于下層軌跡小,因而其向上、向外的軸心作用,與上層核子R的a面的作用一致,同時(shí)其的b面又是回旋的趨勢(shì)。若是上小下大的方式,那如圖(三),上層核子R的a面雖與下層的軸心作用有著一致性,但其的b面被下層的軸心作用所排斥。如此一來,上下層的軌跡會(huì)是變大的趨向,這也就使核的軸心作用在變?nèi)?。若到了一定的程度,上下層就?huì)分解開來。

就鈹9來講,有一個(gè)問題,其上層核子是聚在一處的,還是分開在兩處的。對(duì)于上下層的核子而言,其有個(gè)控制與反控制的問題。比如鋰7,由于其下層的核子數(shù)多,且軌跡小,因而其軸心作用相對(duì)大,這就使其能相對(duì)地控制上層。若鈹9的上層核子都是聚在一處的,那由于上層核子數(shù)稍多于下層,而上層的軌跡又是稍大的,這就可能使得上、下層的軸心作用是相近的。換言之,互相難以控制。那么,在它們不同步的運(yùn)轉(zhuǎn)下,其上、下層軸心作用的方向就會(huì)有諸多的偏差,這就可能使其多處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。因此,就鈹9的穩(wěn)定性而言,其上下層核子應(yīng)是分開在兩處的。再一個(gè)問題,由于粒子是系統(tǒng)化的結(jié)構(gòu)和螺線型的運(yùn)動(dòng)。因此,就某一層的諸多核子來講,其不是分布在一個(gè)圓周上,而是排布在一個(gè)螺線型的軌跡上。

我們以鋰6為例,來看一下核力。總的來講,核力是復(fù)雜的,它由粒子間的各種作用所構(gòu)成。如圖(一),其有質(zhì)子與質(zhì)子的面式平行引力,如P1和P2。有電子與電子的面式平行引力,如e1和e2。有質(zhì)子與電子的引力,如P1與e1、P3與e1等。而且其各粒子運(yùn)轉(zhuǎn)的軸心作用基本是吸引的,如P1和P2的軸心作用f1,P3的軸心作用f2,e1和e2的軸心作用f3等,都大致是吸引的。又有上下層核子所形成的軸心作用F2和F1大體是吸引的。其又整體形成了這個(gè)核的軸心作用F。當(dāng)然,它們之間還有諸多的斥力。但我們也可看出,它們的結(jié)合還是相當(dāng)緊密,并非毫無章法、一盤散沙。不過就核力的簡單描述來講,我們可以認(rèn)為核力就是核的軸心作用F。同時(shí)我們可看出,在原子核中,電子充當(dāng)了重要的粘合角色。還有,各層形成的軸心作用,也是成核的重要因素。

在此,還要提及一個(gè)問題,核子的層次性排布。在現(xiàn)代物理學(xué)中,其認(rèn)為核外電子是K、L、M、N……的排布方式,而這也就是指,原子核中的質(zhì)子是這種排布方式。但這顯然是有問題的,更明確地講,這種排布方式根本是錯(cuò)誤的。為什么呢?一個(gè)穩(wěn)定的單原子分子,比如惰性氣體分子,其應(yīng)具有怎樣的核結(jié)構(gòu)呢?1,原子核中的質(zhì)子都要成對(duì),這已被諸多事實(shí)所證明。2,上層的質(zhì)子數(shù)要比下層的多,因?yàn)槿羯蠈拥馁|(zhì)子數(shù)少,那必有不成對(duì)的。即使其質(zhì)子數(shù)是偶數(shù),那也至少有兩個(gè)質(zhì)子不是成對(duì)結(jié)合式的,而是分開在兩處的。3,上下層的質(zhì)子數(shù)差別不大,這也就使其呈一種膠著態(tài)。若差別較大,則其的動(dòng)態(tài)性就大。4,鹵素的反應(yīng)能力很強(qiáng),若其上層再增加質(zhì)子,則其對(duì)外就會(huì)有更強(qiáng)的作用,而不會(huì)變成惰性態(tài)的。

就當(dāng)今物理而言,氬的質(zhì)子層結(jié)構(gòu)為2-8-8,氪的質(zhì)子層結(jié)構(gòu)為2-8-18-8。很明顯,這都不是惰性態(tài)的結(jié)構(gòu)。那問題在哪呢,在核子的排布上。他們只是單純地運(yùn)用了增減的方式,而忽略了一點(diǎn),在由鹵素變到惰性氣體的過程中,其核子的排布發(fā)生了質(zhì)的變化。比如氟的質(zhì)子層構(gòu)造為2-7,那當(dāng)變作氖的時(shí)候,其質(zhì)子層的構(gòu)造不是2-8了,而變成了4-6。這也由于,在2-8構(gòu)造中,其上層的作用很強(qiáng),這可能導(dǎo)致兩種結(jié)果:1,不斷地收緊下層,這使其不會(huì)處于很穩(wěn)定的狀態(tài);2,把下層的核子吸了上來,如果這樣,其核子的排布必然發(fā)生變化。

在此,我很想說一句。像薛定諤方程那種玩子,只配去一個(gè)地方-垃圾堆,其簡直在給人類的文明抹黑。而這種垃圾還有很多,如萬有引力、慣性、相對(duì)論、磁單極子理論、黑洞、宇宙大爆炸理論、不確定關(guān)系等等。

第二節(jié)原子

原子核與相應(yīng)的核外電子,就構(gòu)成了原子。由于粒子是等級(jí)、層次性的系統(tǒng)化架構(gòu)和螺線型運(yùn)動(dòng)。那么,作為原子核來講,其就既有核子的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡,又有核的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。是核子的軌跡,形成了核的軌跡。而作為原子同樣如此,其既有原子核的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡,又有原子的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡。是原子核的軌跡,形成了原子的軌跡。如圖(一),核子R的螺線型運(yùn)轉(zhuǎn),也就形成了核的軌跡L1,而L1也是周期性的螺線型運(yùn)轉(zhuǎn)。我們?nèi)舭袻1的周期性軌跡簡化,就形成了圖(二)中L2的方式,而這就是原子運(yùn)轉(zhuǎn)的軌跡。若用簡圖來表示原子,則如圖(三)。核軌跡L1,其也表示核的自旋;原子軌跡L2,其還表示原子的自旋;核外電子軌跡L3。由于圖(三)中,是一個(gè)質(zhì)子對(duì)應(yīng)一個(gè)電子,因而其也是氫原子的簡化模式。

我們可看到,中子與氫原子有著相似形,都是質(zhì)子與電子的構(gòu)成。然而,它們實(shí)際的構(gòu)造是不同的。就中子而言,電子是繞質(zhì)子的自轉(zhuǎn)而公轉(zhuǎn)。而對(duì)氫原子來講,電子是繞質(zhì)子形成的核軌跡在運(yùn)轉(zhuǎn)。它們基本結(jié)構(gòu)的不同,使得質(zhì)子與電子的作用程度是不同的。在這里有個(gè)層次性結(jié)合的問題,在通常情況下,P與e結(jié)合為氫原子。如果此時(shí),我們使得e不斷地接近P,那到一定程度,它們就結(jié)合成了中子。假若再進(jìn)一步,它們還會(huì)發(fā)生新的結(jié)合,這種過程是無限的。不過,任何的結(jié)合,其同時(shí)發(fā)生著分解。換言之,結(jié)合反應(yīng)與分解反應(yīng)并存于任何過程,沒有絕對(duì)的結(jié)合反應(yīng)或分解反應(yīng)。

也許說,不一定吧?比如Fe+S=FeS,這不是個(gè)純粹的結(jié)合反應(yīng)么?但這只局限于了某個(gè)層次,若就原子、分子這種層次而言,上述是個(gè)結(jié)合反應(yīng)。而就更小的層次來講呢,其必然發(fā)生了分解反應(yīng)。因?yàn)椋@而易見,那是個(gè)放熱反應(yīng)。若其中沒有發(fā)生分解反應(yīng),那它們?cè)趺捶艧崮??換言之,沒有分解,就沒有結(jié)合,反之亦然。反應(yīng)跟環(huán)境因素有關(guān),例如,在通常狀況下,質(zhì)子與電子不會(huì)結(jié)合成中子。而且中子在這種環(huán)境中是不穩(wěn)定的,只有約898秒的壽命。但在中子的環(huán)境中呢,質(zhì)子與電子必然結(jié)合成中子,而且其是非常穩(wěn)定的。結(jié)合與不結(jié)合是相對(duì)的,穩(wěn)定與不穩(wěn)定也是相對(duì)的。

由于核子是螺線型排布的,因而核外電子也是螺線型排布的,它們具有對(duì)應(yīng)性。核子中有雙質(zhì)子和單質(zhì)子之分,核外電子也有雙電子與單電子之分。就同一層次上的雙電子和單電子而言,其軌道的大小是有差別的。由于雙電子與雙質(zhì)子能量交換的規(guī)模和程度相對(duì)較大,因而雙電子的軌跡相對(duì)偏小。大體來講,雙電子的軌道在內(nèi)層,而單電子的軌道在外層,它們類似一個(gè)同心圓。

在此,我們?cè)僬f一個(gè)粒子軌跡變化的問題。如圖(一),一個(gè)螺線型運(yùn)轉(zhuǎn)的R粒子,當(dāng)其受到外部一定的f作用時(shí),其的軌跡就可能向右偏轉(zhuǎn)了,從而變成了圖(二)的方式。顯然,其軸心作用F變向了。那么,其的運(yùn)行方向也就隨之而變了。當(dāng)然,在外力的作用下,其可能發(fā)生諸多的變化,這也是在作用中不斷地達(dá)成相對(duì)平衡。可見,粒子是彈性的、動(dòng)態(tài)的,而這也是層次型結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的必然。

再就是金屬與非金屬。原子核的上下層結(jié)構(gòu),使得上下層之間有個(gè)控制和反控制的問題。若下層的核相對(duì)是控制作用的,其通常表現(xiàn)為金屬性。如果上層的核相對(duì)是控制作用的,則其一般體現(xiàn)為非金屬性。因?yàn)?,若下層核的相?duì)控制能力強(qiáng),則上層就相對(duì)弱,也就容易失電子。如果上層核的相對(duì)控制能力強(qiáng),那其對(duì)外的作用就相對(duì)強(qiáng),也就容易得電子。金屬與非金屬也是相對(duì)的,比如在氟的環(huán)境中,硫就表現(xiàn)為金屬性。

第三節(jié)分子

分子,就是原子結(jié)合的問題,因?yàn)榉肿佑稍铀鶚?gòu)成。由于原子從根本而言,都是正物質(zhì)態(tài)的,因此,分子就涉及到一個(gè)問題,正物質(zhì)態(tài)物質(zhì)的結(jié)合問題。其一般有四種情況,

如圖(一)到圖(四),原子的邊式對(duì)稱與反對(duì)稱,原子的面式平行與反平行。從中我們可看出,圖(一)、圖(二)、圖(三)的方式,有可能是結(jié)合態(tài)的。但就圖(二)來講,由于其接近處的旋轉(zhuǎn)反向,體現(xiàn)為斥力效應(yīng),這就使其的結(jié)合難以深入。若只靠軸心作用的引力效應(yīng),其形成的分子又很難具有較好的穩(wěn)定性。

一共價(jià)鍵

圖(一),兩個(gè)面式平行相近的原子X、Y,由于其原子的旋轉(zhuǎn)作用、及軸心作用基本都是吸引的。那么在這些引力的作用下,它們就可能互相侵入到對(duì)方的最外電子層。如此一來,雙方的最外層電子就沒法在相互之間穿行了。如e2就難以從X、Y之間穿過。但此時(shí),由于e2距X的核較近,那么,在X核子P1的作用下,e2就會(huì)繞P1運(yùn)轉(zhuǎn)了。e1同樣如此,在難以穿行,而又受P2作用時(shí),它就可能隨P2運(yùn)轉(zhuǎn)了。這樣一來,X、Y的最外層電子就形成了一個(gè)軌跡,其同時(shí)繞X和Y的核運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖(二),而這就形成了共價(jià)鍵。

共價(jià)鍵也許比較簡單,但上述我們只是講了單鍵的情況,還有多鍵的情形。如N原子核外有三個(gè)單電子,其結(jié)合成N分子后,就形成了三對(duì)共用電子。也就是三個(gè)軌道,三鍵。不過,由于核外電子是排布在一個(gè)螺線型的軌跡上,因而其共用電子也是排布在螺線型的軌跡上。對(duì)N分子而言,其上有六個(gè)電子。再就是多原子分子的共價(jià)鍵問題。如臭氧,簡單而言,其是三角形結(jié)構(gòu)的,任意兩個(gè)氧原子都是單式共價(jià)鍵的相連。顯然這種共價(jià)鍵的軌道有著一定的變形,而三個(gè)氧原子之間的距離又較近。這就可能使得臭氧的內(nèi)應(yīng)力較大,也就會(huì)使得各個(gè)共價(jià)鍵偏弱。通常,臭氧在常溫下就會(huì)分解成氧氣。再如甲烷,其中C原子與四個(gè)H原子,構(gòu)成了四個(gè)共價(jià)鍵。而在相互作用中,其形成了四面體的構(gòu)造。很明顯,其共價(jià)鍵的軌道也有一定的變形。一般而言,共價(jià)鍵分子有兩種基本構(gòu)形,鏈?zhǔn)胶铜h(huán)式。如二氧化碳,鏈?zhǔn)降模欢趸?,環(huán)式的。

就結(jié)合成共價(jià)鍵而言,所進(jìn)行化合的各原子,其軸心作用的差別是不大的。若軸心作用的差別大,則作用小的難以侵入到作用大的外圍電子層。即便某一時(shí)結(jié)成了共價(jià)鍵,但在相互作用中,作用大的核也會(huì)把作用小的核推斥開來,使共價(jià)鍵斷開。由于它們?cè)诿媸狡叫兄械南鄬?duì)平衡距離較大,而在這種距離下,其就不能構(gòu)成共價(jià)鍵。換言之,即使形成了共價(jià)鍵,也是不穩(wěn)定狀態(tài)。不過,事物都是相對(duì)的。比如Mg原子與O原子,在通常情況下,其形成的是離子鍵。但這并不表示,它們不能形成共價(jià)鍵。因?yàn)?,隨著環(huán)境狀態(tài)的改變,那些原子的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)也在變化。若在某一環(huán)境狀態(tài)下,其原子的軸心作用差別不是太大了,那它們就可能形成了共價(jià)鍵。我們通常所處的環(huán)境狀態(tài),可以說叫常態(tài),而常態(tài)之外,還有無數(shù)種環(huán)境狀態(tài)。

二離子鍵

圖(一),一個(gè)軸心作用相對(duì)小的原子X,與一個(gè)軸心作用較大的原子Y,邊式對(duì)稱相遇。若Y侵入到了X的最外電子層,那X的最外層電子就難以在X、Y之間穿行。由于又受到Y(jié)核P2的引力作用,它就有著隨P2運(yùn)行的趨勢(shì)。e2要在X、Y之間穿行,其也不斷受到P1的阻礙作用,而且它也不可能隨P1運(yùn)行。因?yàn)橄鄬?duì)來講,P2核的作用要強(qiáng)。而e1在P2的引力作用下,是否會(huì)繞P2核公轉(zhuǎn)呢,這通常是不可能的。因?yàn)樗€受著P1核的引力作用,這使它難以繞P2核公轉(zhuǎn)。

那么,e1和e2在P1,P2相持、膠著的作用下,會(huì)怎樣呢?圖(二),在P1,P2的作用下,使e1和e2的軌跡變化于了P1,P2之間,最終,e1和e2也就形成了自己的一種軌跡R。很明顯,在相互接近處,R的自旋與P1核和P2核的自轉(zhuǎn)大體都是吸引的。而由于Y的作用較強(qiáng),也就使得R沿L方向繞Y原子軌跡公轉(zhuǎn)了。e1和e2所形成的這種模式,就是離子鍵。在此,我們要注意,電子在原子中和在離子鍵中的運(yùn)轉(zhuǎn)方式是不同的。在原子中,電子是繞原子核的軌跡公轉(zhuǎn),而在離子鍵中,電子是繞原子的軌跡公轉(zhuǎn)。再者,形成離子鍵的原子,其軸心作用是反向的,這使得它們都難以沿自己軸心作用的方向運(yùn)行。因此,離子鍵化合物多為固體和液體。

一般來講,兩個(gè)電子形成一個(gè)離子鍵。但還有其它一些情況,如KO2中,就是K最外層那個(gè)單電子形成的離子鍵。在現(xiàn)代化學(xué)中,其好象總在討論一些數(shù)字游戲,如八隅體、對(duì)電子之類的。但這未免太淺薄了,宇宙是各向異性、無限性的。物質(zhì)在其中的結(jié)合與分解,都是相對(duì)平衡的過程。換言之,其的情況是紛繁復(fù)雜、無窮無盡的。若僅用某中單白的規(guī)則去套整個(gè)宇宙,那無疑在四處碰壁、自掘墳?zāi)?。也就說,想讓無限的宇宙去適合某種線性規(guī)則,那不是螞蟻搬銀河系么,除了笨之外,一無是處。

就原子的化合而言,只有兩種基本方式,離子鍵和共價(jià)鍵。當(dāng)然,在現(xiàn)代化學(xué)中,還有很多鍵型,但那基本都是外行的杰作。有時(shí)我在想,他們除了吃飽了不餓之外,還知道什么?氫鍵,其通常是指氨分子,水分子,及氟化氫分子等之間的一種作用。但實(shí)質(zhì)上,問題的根本并不在這。而是H在與N、O、F化合的過程中,形成的是離子鍵。H原子失電子,而表現(xiàn)為正離子態(tài)。氫橋鍵,其是指乙硼烷中H與B形成的一種鍵型。然而,并沒有這種所謂的鍵型。因?yàn)?,在乙硼烷中,H與B形成的是離子鍵,H原子得電子,而體現(xiàn)為負(fù)離子態(tài)。大π鍵,其認(rèn)為在石墨晶體的層次之間,存在這種鍵型。但就石墨而言,其上下層的軸心作用是相反的。因而在接近處,其上下層碳原子的自旋軌跡是對(duì)稱的,這使其表現(xiàn)為吸引。而在這種結(jié)構(gòu)下,其上下層具有滑動(dòng)性。因?yàn)榛瑒?dòng)后,其上下層原子的自旋軌跡仍是對(duì)稱的,還是體現(xiàn)為吸引。

物理化學(xué),是這世界的噩夢(mèng)。他們世世代代、千辛萬苦作出的理論、經(jīng)典、成果等,就被我秋風(fēng)掃落葉一般地干進(jìn)了垃圾堆。然而,這種噩夢(mèng)還有很多,整個(gè)人類的學(xué)術(shù)大廈,都將全線崩潰、整體坍塌。在我眼里,人類的學(xué)術(shù)文明,不過是一堆接一堆的炮灰。

三晶體

晶體通常是指原子,或分子通過一定方式結(jié)合而成的物質(zhì)。它的種類不勝枚舉,是無數(shù)的。這由于狀態(tài)環(huán)境的無限性,使原子及原子間,或分子及分子間的作用是無窮的。因而,在此,我們只是探討幾種常見的晶體類型。

1.離子晶體

離子晶體,就是離子化合物通過一定作用而結(jié)合成的晶體。圖(一),就NaCl分子間的作用而言,顯然在層面內(nèi),是Na離子與Cl離子相對(duì)吸引的趨勢(shì),也就使Na離子與Cl離子形成了邊式對(duì)稱的狀況。由此,也就使Na離子與Cl離子在層次間形成了面式平行的情況。這是離子晶體的一種基本類型,陰陽離子在層面內(nèi)交錯(cuò)地以旋轉(zhuǎn)方式吸引,在層面間交錯(cuò)地以軸心作用吸引。圖(二),Cs離子與Cl離子也是交錯(cuò)式的。Cs離子與周圍八個(gè)Cl離子主要都是通過自旋來吸引的。而其中,并沒有NaCl晶體中,陰陽離子面式平行的情況。這主要在于,CsCl分子在互相作用中,其要達(dá)成相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),也就說,各方面都要基本平衡。不然,它們就總在運(yùn)動(dòng)變化,使它們之間的空間距離、方位、角度等都在改變。很明顯,Cs離子與Cl離子的軸心作用有較大的差別,若Cs離子與Cl離子形成了面式平行的情況,那么,其可能總處于不太穩(wěn)定的狀態(tài)。因此,其就會(huì)在相互作用中,通過距離、方位、角度等的變化,來謀求相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造方式。圖(三),Zn離子與S離子是一種面式平行的構(gòu)成,但它們都是偏對(duì)的,不是正對(duì)。而這種構(gòu)成,是它們相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.金屬晶體

金屬晶體,就是金屬原子通過一定的作用形成的晶體。其構(gòu)造的基本模式如圖(一),

層面內(nèi)相近的原子是邊式對(duì)稱的,層次間相對(duì)的原子是面式平行的。顯然,金屬原子在面式平行中,可結(jié)成共價(jià)鍵。但由于,對(duì)金屬原子而言,其上下層核子的作用,相對(duì)下層要弱。也就說,其外層核子對(duì)外的作用相對(duì)弱,這也就使其互相間形成的共價(jià)鍵容易斷開。換言之,金屬原子間的共價(jià)鍵,可能隨時(shí)形成,隨時(shí)斷開。由于金屬原子在相互作用中,也是要求得相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),因而,在不同原子形成的金屬晶體中,其原子在空間的排布就可能有多種的差別,如圖(二)、圖(三)等方式。

3.原子晶體

原子晶體,是原子通過共價(jià)鍵的方式而結(jié)合成的晶體。如金剛石、碳化硅等。由于各原子都是共價(jià)鍵的結(jié)合,因而各原子的作用比較緊湊,排布比較緊密。而這往往使得晶體的硬度大、熔點(diǎn)高。但由于其是多原子的共價(jià)鍵方式,因而其共價(jià)鍵都有不同程度的變形,這會(huì)使其晶體的內(nèi)應(yīng)力較大。

第一章物理學(xué)的公理化,是物理學(xué)的入門。也就說,打開了物理學(xué)的大門。第二章原子核、原子和分子,就奠定了物理學(xué)的基礎(chǔ)和開拓了物理學(xué)的道路。然后,我們就殺向了電磁學(xué)。其那諸多難乎其難、無可如何的問題,就在我們的攻殺中,化為了飛灰。

第三章電與磁

在現(xiàn)代物理學(xué)中,電磁學(xué)是個(gè)篇幅長、問題多的分支。很少見到哪個(gè)分支,有電磁學(xué)這么多的現(xiàn)象、說法、概念等。但令人詫異的是,電磁學(xué)幾乎沒有什么明確的內(nèi)容,基本都是一個(gè)個(gè)的問號(hào)。而這就是其纏繞不清、混亂不堪的表現(xiàn)。換言之,電磁學(xué)之臭、之長、之糟、之爛,讓人目瞪口呆。

比如,只磁這個(gè)事物,他們就弄出了多少概念呢?磁力、磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、磁通量、磁聚焦、磁鏡、磁矩、磁能、磁導(dǎo)率、磁介質(zhì)、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁化、磁滯效應(yīng)等等。但可笑的是,他們還是不知道磁的實(shí)質(zhì)。在此我想說,由于事物是普遍聯(lián)系的,。也就說,任一事物與其它事物都是聯(lián)系的。因而,就對(duì)某一事物的表述來講,可以弄出無數(shù)個(gè)概念。因?yàn)榭臻g是各向異性的,使得此事物在不同時(shí)間、不同環(huán)境,以及與它事物的作用中,其的表現(xiàn)都是不同的、差別的。那么,對(duì)其描述性的概念,不是無窮的么?而我們是不是要弄出無數(shù)個(gè)概念之后,還對(duì)這一事物一頭霧水呢?

我的意思是,就物理學(xué)而言,人類在花費(fèi)著天大的成本,卻只得著了小草般的效益。比如超導(dǎo),全世界有多少超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室、超導(dǎo)設(shè)備、超導(dǎo)科學(xué)家,每天耗費(fèi)在超導(dǎo)上的人力、物力和財(cái)力是多少,但有誰知道超導(dǎo)的根本?當(dāng)然有,一個(gè)從沒有見過超導(dǎo),從沒有做過超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的人。我只用很小的成本,就能獲得他們用金山銀山都得不到的成果。《賣柑者言》有云:“觀其坐高堂,騎大馬,醉醇醴而飫肥鮮者,孰不巍巍乎可畏,赫赫乎可象也?又何往而不金玉其外,敗絮其中也哉?”這不僅是某些人的寫照,也是物理學(xué)的寫照,還是人類學(xué)術(shù)的寫照。

第一節(jié)電

圖(一),就一個(gè)閉合電路而言。在電源處,電子是由正極向負(fù)極運(yùn)行的,而在外電路中,電子是由電源的負(fù)極運(yùn)行向電源的正極,其形成了一個(gè)回路式的運(yùn)轉(zhuǎn)過程。那么問題在于,電子為什么會(huì)這樣運(yùn)行呢?顯然,電子運(yùn)行的走向,與原子軸心作用的方向一致。不然,其就被原子的軸心作用所阻礙,使得回路式的運(yùn)轉(zhuǎn)不成為可能。圖(二),在電源的作用下,導(dǎo)線中某些原子的軸心作用,就與電源的作用方向一致了。而由于其軸心作用較強(qiáng),因此當(dāng)電子e繞核運(yùn)轉(zhuǎn)到與軸心作用方向一致時(shí),比如A點(diǎn)處,其就可能沿軸心作用飛出。由于金屬晶體中,層次間的原子是面式平行的,其軸心作用的方向一致。因而,在下一個(gè)原子的軸心作用下,e就可能繼續(xù)向前飛行。這也就形成了所謂的電流,顯然,電子運(yùn)行的方向,就是電流的方向。

金屬晶體中,層面內(nèi)相鄰的原子一般是邊式對(duì)稱的。因而R旁的R1原子,與其的軸心作用是反向的,如圖(三)。很明顯,其軸心作用F1對(duì)電流基本是阻礙效應(yīng)的,這是電阻的一個(gè)原因。當(dāng)然,導(dǎo)致電阻的還有很多因素。如金屬晶體中原子的排布,其鄰近處原子核自轉(zhuǎn)間的斥力,溫度的高低等等。任何事物間都是引力和斥力并存的,絕對(duì)引力和絕對(duì)斥力是沒有的。因此,電阻是必然的。對(duì)一段導(dǎo)線而言,若電源的作用過強(qiáng),就可能使得R1原子的軌跡轉(zhuǎn)變,從而其軸心作用F1與R原子的軸心作用F同向了。這樣一來,R和R1原子就有可能沿電源的作用方向定向運(yùn)動(dòng)。表現(xiàn)上,多是導(dǎo)線在燃燒??梢钥闯?,通常所說的電力,其多指電流的軸心作用。

圖(一),平行板電容器。由于電源的作用,使A、B板原子的狀態(tài)在發(fā)生變化。從而一些原子的軸心作用,就與電源的作用取向一致了,如圖(二)。再者,電源的作用,使A板的一些電子在向B板運(yùn)行,同時(shí),B板的一些電子也在沿電源的作用方向向前運(yùn)行,而B板就成了多電子態(tài)的。那么,這些電子最終會(huì)怎樣呢?圖(三),它們可能形成了自己的軌跡,而繞B板原子的軌跡公轉(zhuǎn)了,這類似于離子鍵的模式。這樣一來,可以簡單地把平行板電容器看作離子化合物態(tài)的。正極板是正離子態(tài)的,負(fù)極板是負(fù)離子態(tài)的。它們旋轉(zhuǎn)作用對(duì)稱,軸心作用反向。

現(xiàn)在我們來看,粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的問題。圖(一),一個(gè)電子e,以平行于極板的方式,進(jìn)入到電場(chǎng)中。由于極板粒子是相對(duì)固定的,因而其對(duì)外的主要作用是其的旋轉(zhuǎn)作用。而進(jìn)入電場(chǎng)的電子e,是運(yùn)行的,使其對(duì)外的主要作用是其運(yùn)行的軸心作用。顯然,極板粒子的旋轉(zhuǎn)作用與e的軸心作用不是一致的。那么,在極板的作用下,e的運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。其的軸心作用要偏轉(zhuǎn)到與極板粒子旋轉(zhuǎn)作用一致的情況下。此時(shí),在鄰近處,e的運(yùn)轉(zhuǎn)與正極板原子核的運(yùn)轉(zhuǎn),如圖(二)。其旋轉(zhuǎn)作用與軸心作用基本都是吸引的。e的運(yùn)轉(zhuǎn)與負(fù)極板離子鍵式的電子的運(yùn)轉(zhuǎn),如圖(三)。其旋轉(zhuǎn)作用大體排斥,軸心作用大致吸引。對(duì)比圖(二)和圖(三),顯然,正極板對(duì)電子e的引力作用大,從而,e就飛向正極板了。若e從電場(chǎng)的另一側(cè)進(jìn)入,那情況是類同的。

圖(一),與電子進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)類似。一個(gè)原子R進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后,其也是軸心作用向極板粒子旋轉(zhuǎn)作用方向偏轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。在這種情況下,對(duì)鄰近處,A板原子核對(duì)R的作用如圖(二)。其在相鄰處的旋轉(zhuǎn)作用是反向的,應(yīng)表現(xiàn)為排斥。但R外層是核外電子的運(yùn)轉(zhuǎn),而在其隨原子核運(yùn)行的過程中,其形成的軸心作用與原子核的軸心作用是反向的。因而如圖中的螺線型軌跡,在相鄰處,A核的旋轉(zhuǎn)與R核外電子的旋轉(zhuǎn)大體是吸引的。本來其形成的軸心作用也有一致性,但R的核外電子在相對(duì)被動(dòng)地隨核運(yùn)行。其中要注意的是,單電子的運(yùn)行與核外電子的運(yùn)行是有區(qū)別的。單電子在沿自己軸心作用的方向運(yùn)行,而核外電子在沿核的軸心作用方向運(yùn)行。

圖(三),在鄰近處,R與B板的作用情況。R表層是核外電子的運(yùn)轉(zhuǎn),B板表層是離子鍵式電子的運(yùn)轉(zhuǎn)。那就具體的螺線型軌跡`而言,其電子的旋轉(zhuǎn)大體是吸引的,軸心作用也有著一致性。但R的核外電子是相對(duì)被動(dòng)運(yùn)行的,其所形成的軸心作用與核的軸心作用是反向的。因而,在相鄰處,R核外電子的軸心作用與B板離子鍵電子的軸心作用并非一致。可見,里面存在著相當(dāng)?shù)拿?。但由于正?fù)極板本身是相對(duì)平衡的,而R原子自身也是相對(duì)平衡的,因而使那些矛盾也有著平衡性,從而使得R在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,基本不向正極板或負(fù)極板偏轉(zhuǎn)。若R是正離子呢,那在與A板的鄰近處,其旋轉(zhuǎn)作用大致吸引,而軸心作用基本排斥;在與B板鄰近處,其旋轉(zhuǎn)作用與軸心作用大體都是吸引的,這使得其在向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)。

原子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中,基本不向正負(fù)極板偏轉(zhuǎn),那由此是否能證明原子是中性的呢?如果就這樣來證明,那無疑是幼稚可笑的。我們先來環(huán)境分析,原子處于什么環(huán)境中呢?勻強(qiáng)電場(chǎng)的環(huán)境,而勻強(qiáng)電場(chǎng)的實(shí)質(zhì)是什么呢?是原子形成的,因而,其的根本是原子環(huán)境的。那么,原子處于原子環(huán)境中,其應(yīng)表現(xiàn)為什么性質(zhì)呢,不是中性么?換言之,其已社定了原子環(huán)境為中性的,然后再來證明原子是什么性質(zhì)的,這不人頭豬腦嗎?就好象已知1+1=2,再來證明1+1等于幾。這種神妙的證明技術(shù),簡直讓人嘆為觀止。而這是許多科學(xué)家的一個(gè)絕招,因?yàn)檫@種例子在科學(xué)中有很多。諸多科學(xué)家都顯得莫測(cè)高深,但實(shí)質(zhì)上,他們自己都纏不清、繞不明,如一團(tuán)麻、似一鍋粥。更直接地講,他們的骨子里全都是渣。就好象,從古到今的物理學(xué)家,有沒有一個(gè)人達(dá)到了我三成的物理學(xué)水平?從古到今的哲學(xué)家有沒有一個(gè)達(dá)到了我兩成的哲學(xué)水平?從古到今的……

再進(jìn)一步地講,假若用某種方法,把電子分解成了正負(fù)極板式的勻強(qiáng)電子場(chǎng)。那么,一個(gè)垂直進(jìn)入此場(chǎng)的電子,不是基本不偏向某個(gè)極板么?就由于它不偏轉(zhuǎn),就能堂而皇之的說它是中性的了?所以,原子是中性的,中子是中性的等說法,都是局限的、片面的。因?yàn)樗麄冎皇菑囊欢l件下,現(xiàn)象、形式地得出的結(jié)論,而不是根本的。顯然,從本質(zhì)而言,原子、中子都是正物質(zhì)態(tài)的。

第二節(jié)磁

前面我們講過正物質(zhì)和反物質(zhì)。那么,正物質(zhì)的磁性就對(duì)應(yīng)于左手定則,彎曲的四指與粒子的旋轉(zhuǎn)作用一致,而大拇指指向粒子的軸心作用方向。而反物質(zhì)的磁性就對(duì)應(yīng)于右手定則。由地球的運(yùn)轉(zhuǎn)可知,當(dāng)彎曲的四指與地球的自轉(zhuǎn)一致時(shí),大拇指指向地球的南極。由于我們通常接觸的事物,其根本多是正物質(zhì)態(tài)的,因此,一般而言的磁,多是左手定則的。

我們先從一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn),來探討磁的問題。圖(一),一個(gè)通電螺線管與小磁針的吸引實(shí)驗(yàn)。在現(xiàn)代物理學(xué)上,其電流I所示的方向與電子運(yùn)行的方向是相反的。但前面我們講過,電子運(yùn)行的方向,就是原子軸心作用的方向,就是電源的作用方向。因而,電子運(yùn)行的方向,就是電流的方向。所以,其應(yīng)如圖(二)。用左手定則判定,在這種情況下,螺線管的左側(cè)應(yīng)是N極,右側(cè)應(yīng)是S極。其軸心作用F,是由N指向S的。由于小磁針與其是面式相對(duì),因此小磁針要旋轉(zhuǎn)到與螺線管面式平行的情況。如此一來,其軸心作用才是基本一致的、吸引的。不然,在螺線管的軸心作用下,小磁針沒法相對(duì)穩(wěn)定。也就說,對(duì)這些磁體,其面式相對(duì)時(shí),軸心作用是主要的。再者,為什么我講的N、S極與書上所講的相反呢?對(duì)這個(gè)問題,我們?cè)诤竺娼o予說明。

圖(一),兩個(gè)磁極平行的條形磁鐵。由圖中可見,在鄰近處,其旋轉(zhuǎn)作用大體是排斥的,軸心作用大致是吸引的,而兩根磁鐵基本體現(xiàn)的是斥力效應(yīng)。圖(二),兩個(gè)磁極反向的條形磁鐵,在接近處,其旋轉(zhuǎn)作用大體是吸引的,軸心作用大致是排斥的,而兩根磁體基本體現(xiàn)的是引力效應(yīng)??梢姡?dāng)磁鐵邊式相對(duì)時(shí),一般而言,其旋轉(zhuǎn)作用是主要的。

圖(一),處于地球表面的一個(gè)小磁針。那么,當(dāng)它與地球相對(duì)平衡時(shí),應(yīng)是怎樣的呢?由于其處于地表,因此在接近處,其與地球主要是旋轉(zhuǎn)方面的作用。而它要處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),那么,其粒子的自旋必要與地球的自轉(zhuǎn)對(duì)稱。那也就形成了圖(二)的方式,顯然,在小磁針粒子這樣的旋轉(zhuǎn)方式下,其指向地球北方的一端,應(yīng)是其的S極。也就說,當(dāng)小磁針相對(duì)穩(wěn)定時(shí),其的極性與地球的極性是反向的。但現(xiàn)代物理卻認(rèn)為,當(dāng)小磁針穩(wěn)定時(shí),其指向地球北方的一端,是它的N極,這顯然是錯(cuò)誤的。為什么我講的N—S極與書上的相反,就因?yàn)闀鲜清e(cuò)的。