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[原创]无偏二极管是不是伪科学?
徐业林的[无偏二极管的实验与分析]一文发表于2000年3月的[导弹与航天运载技术]杂志上。
http://hbchen1961.blogchina.com/hbchen1961/inc/paperXYL.pdf
这个杂志的编者所加的按语是:无偏二极管是一项新的科技发明，它能将环境中的热能转化为电能。经科学成果评定认为，实验结果真实可信。作者在文中对无偏二极管的结构、制造过程和性能都作了详细说明，而且根据实验结果提出了自己的理论分析。
阅读了这篇论文，它的内容可分为三个部分:无偏二极管的制作方法，无偏二级管的性能以及无偏二极管工作原理的理论分析。在这三部分中，占据篇幅最大的是第三部分，而篇幅最小的则是第二部分。也就是关于证实无偏二极管的确能自己产生电流的实验研究方法、过程和结果的部分。这一段的全部文字抄录如下:
3.无偏二极管性能。
测量无偏二极管性能时，必须将它放入一个密封金属盒中。在这个密封盒中，光电池等器件输出电流电压应为零。制作二极管性能见表1
不掺杂的样品性能，可以保持数年。掺杂的样品性能可以保持数日至数月。这可能是由于用镀膜机掺杂不均匀所引起的。用镀膜机制作二极管，简单易行，但膜不坚固。难以得到较理想的稳定性。
以可伐合金为衬板，硅为半导体材料，掺杂2%铬粉制成的二极管，经过28天后，其放电性能见图3.基横坐标为时间，单位为min;左连的纵侍标为二极管输出电压，单位为mV;右边的纵坐标为二极管电流，单位为uA。图中有两条曲线，上边一条是电流曲线下边一条是电压曲线。
另外在分析无偏二极管的工作原理时，作者还提到另一个实验现象:
实验表明，当负载较重时它可输出30mV-50mV(电压)，负载很轻时可达600mV。
...
实验表明二极管输出电流IT和井的直径D1的5次方成反比。
以上就是该论文中关于无偏二极管性能的实验事实。我们从中能看到什么呢?
首先是作者没有详细描述出测量无偏二极管的电性能的实验设备和线路。我们不知道他用的电压表和电流表有多大的灵敏度和精确度。也不知道他使用的电路。会不会有无线电干扰。会不会有线路电阻的影响。也没有说明这个放电线路的负载有多大。
在测量微弱电流与电压时，测量电路与我们日常所用的万用表测量电流电压的电路是不同的。作为科学研究的专业方法，要考虑到环境无线电干扰与电线本身的电阻，还有测量仪器本身的电效应。因此要证明你在仪器上读出的测量数据的确是无偏二极管本身发出的电能，就必须仔细描述好测量过程中使用的仪器和电路，还有屏蔽环境干扰的措施。你没写清楚这些，是你作了没写上去还是根本就没考虑到这些因素呢?不得而知。这样编者按语中所说的"实验结果真实可信"这句话就大大打了折扣。我们从上述描述中不能相信这个实验结果能证明无偏二极管的确可以产生电流。因为它很可能是环境无线电的干扰电流，或者是测量仪器本身的背景噪声。
请注意表一所列的测量数据。其电流测量值的数字全都只有一位有效数字。如果作者使用的是数字显示的电流测量仪器，那么既使没有电流，仪器的自身噪声也会导致最小一位显示数字显示出一个非零的值。如果仪器是指针型的，这个值就意味着指针只偏转了不到一小格，是估计出来的偏转读数。在科学研究中，测量数值至少得有两位有效数字，其中最后一位有效数字为估计值、近似值。是不可靠的。因此，只有一位有效数字的测量值根本就是不可靠的。
再看表一的电压测量值也有这个问题，照理说数百毫伏的电压并不是一个小电压，电压表完全可以很准确地测到很精确的电压值。但表一中所有的电压值却也只有一位有效数字。这有两种可能，一个是测量值确有三位有效数字，测量值正好就是200、600、300而不是204、598、305。另一个可能就是作者使用的电压测量仪器的灵敏度只到0.1伏。然后他将0.2V、0.6和0.3V写成了200mV、600mV和300mV。
当然，作者在最后一列说明实验次数为数百次或几十次。那么电压与电流的测量值就应该是个多次测量的平均值。这个平均值也应该明确地写成平均213mV甚至要写上正负多少毫伏的标准差。而不能写成大于200毫伏。
我们没法相信就有这么巧，所有的测量数字都是200这样的整数。一个测量值后两位为0概率为1%，五个测量值都是后两位为零数值的概率是1%的五次方，比中百万元大奖的概率小了不知多少倍。
电路负载与电流电压的关系是电子器件的一个重要性能参数。作者已经注意到负载对电压的影响这个事实。那么他就完全有必要对这个关系进行定量实验。但是他没有作。这个定量实验对于分析无偏二极管的原理有着至关重要的作用。至少得说明表一的电流电压是在多大负载下测量出来的吧?
另一个现象就是井的直径与无偏二极管输出电流有关。作者甚至定量其关系为直径的五次方。那么他是否作过几个井直径不同的无偏二极管，并且在其他条件相同的情况下测量一下它们的输出电流?表二倒是列出了电流与井直径的关系，但看到对表的说明，这并不是实验结果，而根据经验公式算出的数据。我估计作者也作不出直径0.008微米的小井，这个直径不知当今最先进的集成电路制造公司是否能作出来?
综上所述，该论文的实验事实是不清楚的，其中有很多疑点，至少不能证明作者的无偏二极管的确能自己输出电能。其实验结果不可信。
根据这样不可信的实验事实能得出什么结论呢?如果作者仅仅是说观察到了无偏二极管能自己输出电能，这倒是可以算作"有错误的科学研究"。因为作者的实验结果表面上仅仅到此为止。输出了电能就是无偏二极管自己的性能吗?非也，这里还要作大量的实验验证工作。以排除各种可能的干扰和仪器测量线路的不合理之处。为了精确地测量实验数据，要选择更精密的测量仪器，至少需要得到有两位有效数字的测量数据。(通常是四位有效数字)
仅仅是测量到了一点电输出就得出后面一大段的理论分析结论可就不是一般的"科学错误"了。这是没有根据的想象发挥。特别是在涉及到与能量守恒定律相违背的重大理论矛盾时，更需要进行深入仔细的实验验证才能提出这样的结论。如此草率地根据一个不准确、不细致的实验就提出否定能量守恒定律的理论分析，这决不是科学研究的"错误"，而是根本不知道科学研究的方法和原则。具体地说，就是未能进行严格的实验观察科学事实，未能设计适当的实验方法来证明理论。甚至其所用的实验手段与所提出的理论分析根本就未沾边。当作者认为电子能量来源于环境的热能时，他甚至没想到要测量一下无偏二极管的表面温度是不是比环境温度低，低了多少。至少这篇论文里没有叙述这方面的实验。特别是其理论分析所需要的实验事实远远不止文中所作的这一点点实验。作者不仅需要测量无偏二极管是否真的能产生电能，还要验证这个电能是不是环境电场干扰所致，还要进行能说明微观事实的实验才能说明这个"电能"来源于环境热能。至少得观察到在隔热环境中无偏二极管的表面温度有下降。不仅要隔离辐射热 ，还要隔离固体传导热和空气对流传导热。对于井直径与输出电流的关系，也需进行定量的实验观察。而不是写个公式完事。在光明日报的报导中也没提到作者发表过其他的论文，我也没查找到作者进一步的实验研究论文。
六十年代的无线电爱好者对矿石收音机应该还有印象吧。那时收音机可是一大件家用电器呢。最简单的收音机就是矿石收音机，用它可以收听当地的中波无线电广播。它还有一个最大的优点:不用电，不须用电池。它的电路就是一根天线，串下来一只二极管，一个调谐电容或电感，再串接一个耳机，另一端接地。它就可以收听当地电台的广播了。这个不用电的"永动收音机"没人说他是永动机，大家都知道推动耳机发声的能量来自于空中的无线电波而不是二极管。如果接上一个灵敏的电压表或电流表，就能检测出二极管两端的电能了。这个事实与徐业林的无偏二极管很相似吧?
结论:这篇研究论文所述的实验方法是不严格、不准确的。实验结果不可靠，测量数据不可信。根据这样的实验结果所作出的理论分析是站不住脚的。实际上根据这点实验事实根本就得不出什么理论分析结果。
因此这个理论分析是一个伪科学的结论。
- 作者： hbchen科学 2005年05月26日, 星期四 16:38 加入博采
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- 评论人：刘武青 Sat Jun 11 11:45:28 CST 2005
磁差电池
刘武青
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摘要：磁差电池，由磁场及半导体材料组成，在半导体材料中有杂乱无章的运动电子。磁场、电场对运动电子有力的作用，半导体的一端处在磁场中，另一端没有处在磁场中。在磁场的作用下，电子无序排列通过一定方向的磁场将电子变为有序排列。半导体一端的电子是排列整齐，半导体另一端由于没有磁场的作用，电子是杂乱无章的，两端的电子数量不相同。两端存在电势差，两端接上导线、负载，闭合回路中有电流产生。
关键词: 磁差电池 电子 无序排列 有序排列
本发明是电池、一种新的电源装置。
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- 评论人：qinyougang Sun Jun 05 16:42:26 CST 2005
我认为无偏二极管是正确的思路
势能自发地由高向低传输，动能则通过相对运动传输。但是热能属于势能还是动能呢？以气体热能为例：自由分子的无规則运动构成了气体热运动基本原理，这应该属于动能（相对运动）。但是人们利用热能的方法不外乎热胀冷缩原理，这应该属于势能（压力作功）。如果我们把热能当做动能来看待，就会意识到：1 热能无处不在；2 热能荷体（运动体）可以独立地向外界（相对静止物）提供能量，而不需要温度差。这就是永动机原理。我们可以描绘这样一个绝妙的装置：它不需要任何外界能源，却不停地制冷或吸收周围的热量，同时提供人们需要的动力能源。
行吗？
任何动能，势能的利用都需要合适的装置来实现。例如 30米落差的水利必需用高度小于30米的旋转叶片；波长2米的海浪能量必需用小于2米的装置；要想把运动物体的能量释放出来，其装置必须小于物体的运动距离。气体分子常压常温下的无规则运动的距离是10--100埃左右，显然要想把运动分子的能量释放出来，就需要小于100埃的装置。这相当于1毫米的10万分之一。这也是为什么人们至今仍没有制造出永动机的原因。
为了使永动机易于制造，我们可以通过降低气体压力，增大分子运动的距离（例如0.01个大气压时，分子运动的距离为1毫米的千分之一左右。但压力越低，能量输出越小），并利用当今世界新兴起的纳米技术。我认为永动机一定可以在我们这一时代实现。
无偏二极管就是把导电物质中的电子热运动运用上述原理得到的单热极发动机.
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