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第二章 相互作用问题 我们已经讲述了物体如何运动这个专题，紧接着的第二个问题将是物体之间怎样相互作用？假如宏观的星球、微观的原子以及常规的物体之间不存在着相互联系，那么整个世界将是一堆散沙、一片支离破碎的蛋糕。事实上，世界的各个部分都相互制约、相互影响。我们看到，所有的天体之间都保持着一定的距离，保持着一定的平衡，它们之间既不相互碰撞，又不相互远离；我们看到，地球、火星、金星等等都在围绕太阳旋转，而月亮也在围绕地球作园周运动，它们既不脱离轨道远抛而去，也不会被拉向太阳或者地球；我们看到，在空中放置一个物体，它总是要作落体运动，它总是力求垂直达到地面，而不是跑向其他方向……。然而，这些相互作用是如何产生的？是什么在背后决定着它们的规律？这些作用是怎样实施、怎样传递的？我们看到和感觉到的相互作用已经很不少了，这些相互作用之间有没有共同的本质？ 据说，有一次牛顿坐在一棵苹果树下，思索着为何月球以地球为中心作园周运动，这时，一只苹果掉在他的头上，在这一瞬间，一种灵感便闪电般出现了：月球受到的力与苹果受到的力会不会一样呢？由此便产生了万有引力定律。但是，这个定律合理吗？ 本章的目的就是探索相互作用的本质。 一 蒸汽模型 （一） 我们假设有一个密封的容器，在其中盛满了1大气压、100℃的水蒸汽。这时水蒸汽分子均匀地分布于整个容器之中。但是，当我们逐渐缩小体积时，水蒸汽的状态将会发生什么样的变化呢？ 如果我们事先不知道这个事实的话，那么我们将很自然地想到，水蒸汽的密度将相应地变大，也就是说，没有其他变化，只是水蒸汽相对密集一些而已。但事实并不如此，水蒸汽的密度没有增长，而是出现了液相！部分水蒸汽分子凝结为液珠。在容器中，气态与相比较起来大为密集的液态共存！ 在这里，密度发生了突变，两个差别巨大的密度同时存在，组成一个平衡体系。这是由于物质的内在性质而决定的。水分子之间存在着极性力、氢键、范德华力等等，这些力都是近距作用，它们只对周围的分子产生联系，或者说通过这些作用将水分子相互粘结起来。我们可以将这些作用力统称为“粘性力”。当水分子的密度较小时，各个分子自由自在地游荡于空中要比它们挤在一起稳定得多，各个分子都逃得远远的，粘性力不足以将它们团结在一起；但是，当水蒸汽密度达到某一个定值时，例如在100℃及1个大气压下，分子之间的粘性力就可以将彼此结合起来，而形成液态。在这里，分子要么彼此远离，使得密度小于一个大气压，要么就彼此结合在一起，如果要想让水分子进一步稍微靠拢，保持在两个大气压或者任何一个中间状态都是不可能的。 当我们将这个实验移置到没有重力场的真空中去做，那么出现的将不是液层，而是液珠。在容器中漂浮着大量的水珠，它们均匀地分布于容器之中，使得每一角落里的密度都均匀一致。事实上，容器和压力也是不必需的，例如空中的云雾，我们可以通过温度的下降来使得密度上升，来使得水蒸汽变为水珠。在云雾中，在没有任何外力的作用下，云雾本身以气态和液珠共存，在空中达到相互平衡。 当然，这种平衡是动态的。液珠表面的水分子不断在蒸发，而水蒸汽分子又不断在凝结；旧的液珠不断在崩溃，而新的液珠同时在不断地形成。当温度和压力保持不变时，这种平衡状态将永不改变；虽然有局部的水珠崩溃和重新组成，但就总体来说，水珠的总质量和水汽的总质量却永不改变。 （二） 我们的宇宙也是这样一个平衡的体系。非常类似于我们刚讲的蒸汽模型，在这里，巨大质量和高度密集的星球与相对非常稀薄的空间组成同样的平衡。 在这里，最基本的组成不是水蒸汽分子，而是氢原子。至于为什么说是氢原子而不是其他的原子或分子，这只有等到原子结构这一章中再作详细的讨论。事实上，在这里，无论氢原子也好，或者假设是其它的基本粒子也好，都不影响我们的讨论。我们只须知道有这样一个基本构成成分就可以了。 氢原子之间相互作用的也是一种粘性力。我们为了讨论这个粘性力，还是先近似使用氢原子的电子云模型。在这里，假定氢原子核的正电荷是球向均匀分布的，而氢原子的电子云却是椭球形的，那么，在长轴处将有负电的剩余，在短轴处将有正电的剩余，正是这种电性剩余使得原子之间彼此能吸引，能结合，这完全类似于水分子的粘性力。 当氢原子密度相当大时，氢原子之间的粘性作用将趋向于使氢原子间彼此结合起来。这样，在宇宙中，一团巨大的原始星云开始收缩了。一颗崭新的恒星正要形成。在收缩的过程中，由于巨大能量的释放，压力增大，温度升高，这样就导致了氢原子的变化，或者进行核聚变形成氦、氧及其他重元素，或者原子之间彼此紧密结合而形成分子。这非常类似于水蒸汽与水珠的平衡。 天体就是这样不断地演化。天体也有生死兴衰，但这只是整个宇宙动态平衡的一部分，就整个宇宙来说，正如一定温度一定压力下的水蒸汽一样，是一个稳定状态。我们的宇宙便是一个最绝对的孤立体系，既无物质的消失与创造，也无能量的增加或减少，整个宇宙处于不断的动态平衡之中，当一个星系处于衰退和灭亡之时，另一个星系却正在朝气蓬勃地形成。 （三） 进一步地，氢原子也是背景连续物质凝结成的“液珠”。 在这里，液珠的原始构成是连续物质。这种连续物质是最基本的，既无内部结构更无大小之分，整块物质都是一个整体，没有空隙也没有密度的不均匀，它是绝对连续的。虽然它与海水、河水一样是一种流体，然而它们之间却有本质的区别，海水和河水是由无数的粒子堆砌而成的，而连续物质却象我们通常所说的空间那样均匀和那般连续。 连续物质之间的作用就是“粘性”。虽然背景连续物质没有最基本的粒子，但是它的每一个无穷小的微分质元除却有质量和体积之外，还具有一个简单的性质：相互联结。粘性就是表征这个作用力量大小的一个内禀量。物质之间相互靠拢，所有的空间质元都连成一个整体，我们无法将物质的各个部分拉开。这很类似于液体状态的水，水分子之间的极性力、氢键、范德华力使得分子之间相互吸引，但是这种吸引只是近程作用，只对周围的相互连接的分子有效。连续物质的粘性也是如此，只是这里没有什么分子或者原子，没有原初的粒子结构，而是存在于每个地方。无论我们将连续物质分成多少份，或者无限地分下去，这种粘性依然存在，质元之间仍然彼此相互联结。这种性质是物质的客观属性，它如质量一样，是与物质不可分离的，是物质生来具有的。 由于这种粘性的作用，在连续物质的背景上，物质的第二种存在状态便产生了——连续物质凝结成原子。当然，正如水珠的多少取决于连续物质的密度一样，氢原子的浓度也取决于连续物质的密度，这是因为两者之间存在着平衡，决定了一定密度的空间所能平衡的氢原子浓度也是一定的，当氢原子浓度小于此值时，就会继续产生，当大于此值时，则是氢原子崩溃。物质之间存在着最终的平衡。正是这样。由于星球是由氢原子密集而成的，在这里氢原子密度过长，粒子状态将逐渐变为连续状态，物质不断转化为能；而在宇宙的远处，连续状态却不断地变为粒子状态，氢原子在不断地产生！ （四） 现在，我们可以初步指出：这种连续物质就是世界的本源，它是宇宙中物质的最基本形式。宇宙中一切物质形态和一切性质均起源于它。 首先，这种连续物质凝结为氢原子，而氢原子的密集又使得它们进一步收缩而形成星球。在这个收缩过程中，原子之间原子核的彼此融合形成了其它元素，而原子之间电子云的彼此结合则形成了各种各样的分子。 其次，当这种粒子状态的物质崩溃时，它快速扩散而以光的形式为我们所观察到，它对空间的扰动和推斥我们称之为能。这种连续物质在物体中的传导便成为热。 最后，连续物质的粘性是自然界一切相互作用的最根本原因。首先，粘性作用使得连续物质凝结为氢原子，而氢原子的剩余粘性又导致原子之间的彼此结合以及彼此融合，这就是所谓的强相互作用和化学键。形成原子或分子之后，剩余粘性便以极性力、色散力等形式表现出来，使得分子间彼此结合。成为地球后，也由于剩余粘性而出现重力和引力……。 总之，我们的宇宙是一个完整的、统一的、平衡的封闭体系。 二 物质分布 （一） 那么，宇宙中的物质是怎样分布的呢？ 我们刚才讨论蒸汽模型时曾提到过，在没有重力场的情况下，蒸汽的密度是均匀的，这种均匀包括两方面的含义： （1）相同的体积内含有的水珠数相同； （2）相同的体积内含有的总分子数相同。 熟悉现代物理的人们，很自然地将将此归功于分子的热运动，其实不然，杂乱无章的分子热运动并不能导致如此美好的平衡。这种平衡是由物质的本性所决定的。因为每个水分子都将与周围的空间相平衡，这使得每个分子连同它周围的连续物质形成了一个个的“弹性球”，这些弹性球都是等同的，它在空间中将由于互相的推力和斥力保持着均匀的分布，只要分子的类型完全一样，那么每个分子所占据的体积也应该完全相等，虽然分子之间不断地存在着相对运动，但是，每个分子总保持着相当的势力范围。这就如同我们在负电荷的海洋中洒进去一批正离子；正离子将均匀地分布于这个海洋之中。这就导致了分子数在空间中的均匀分布。而水珠的形成是在水分子的基础上开始的，它不影响原有的水分子与空间的平衡，又是进一步又建立了第二个平衡——水珠与水分子的平衡。 既然这种平衡是物质的内在属性，那么我们必然就会得出结论：只要没有重力场，物质的分布将是绝对均匀的！或者更准确地说，只要与某种液珠相平衡的介质是完全均匀的话，那么这种液珠的分布也将是均匀的。 （二） 我们的整个宇宙是一个孤立的体系，它不受到任何外力的作用，没有任何因素来影响它内部的物质分布以及它的存在状态，因此，在这个物质世界中，将是完全各处等性的，物质的分布不会厚此薄彼，不会这里多那里少的。宇宙中的物质分布是均匀的！当我们考虑的尺度足够大时，连续物质在各处的密度将是完全相等的，由连续物质所凝结成的氢原子的浓度也是完全相等的，进一步地，由氢原子聚集而成的星球在各处的分布也是完全均匀的。 但是，我们必须注意这个前提：考虑的尺度足够大。这很显然，因为假如我们去考虑蒸汽模型中的某个水分子以及它周围很小的环境，那么它的分布必然是不均匀的；同样的道理，假如我们用通常的尺度来考虑时，我们必然会发现，地球与其周围空间的物质分布是极不均匀的。但是，我们考虑天体的情况，就必须用天文尺度。我们考虑水蒸汽的均匀分布，就必须是对包含有几亿、几亿亿个分子的容器而言，我们考虑星球的分布，也必须是包含有成千上万个星球的范围出发。当尺度足够大时，物质将是均匀分布的，特别地，当我们考虑整个宇宙时，这种分布将是绝对地完全地均匀；这种均匀主要包括两方面的含义： （1）星球在宇宙中均匀分布； （2）物质在宇宙中均匀分布。 （三） 刚才讲的是整体分布，现在我们再来讨论局部分布。整体分布是完全均匀的，而局部分布却是不均匀的。 我们以地球为例子。地球是原子、分子高度密集而成的，在其中原子和分子作紧密的堆砌；但是，在地球之外，在大气层之外，在地球周围一定半径的空间中，粒子物质的数量却很少，往往在1m3的体积内也找不到几个分子。既然粒子状态与连续状态的物质处于平衡的，那么必然会有：在地球上连续物质的密度大，而在真空中连续物质的密度小。 但是，连续物质的密度是逐渐下降的，不存在着密度的突跃。因为假如有一个较大的密度差的话，那么连续物质必将发生流动直至恢复平衡为止。连续物质之间只能保持一个均匀的、微小的密度差，这个差值的大小是与星球的质量以及离星球的距离有关的。因为所有连续物质都趋向于无限扩散而至完全均匀，只是由于星球巨大质量的吸引才使连续物质不能逃逸。连续物质的密度是从里向外均匀下降的，其下降率是与连续物质的密度成正比的，密度越大，在单位距离内下降的程度就越大： －df=kfdr 即f =e－kr 而气体分子在重力场中的分布是完全取决于连续物质的密度的。连续物质的密度越大，则气体分子的密度也越大；连续物质的密度越小，则气体分子的密度也越小。在地球周围，连续物质的密度是依指数而降低的，因此气体分子的密度也依指数规律而下降，这就是大气层分布的特征。 （四） 地球周围的重力场是逐渐降低的，因此大气压的分布是依从指数规律而下降，但这还只涉及到同一类型的分子分布的情况，假如在这个不均匀的连续介质中，被分配的物体也有密度上的差别，质量不同，大小不同，那么又将如何分布呢？ 既然物体的分布要与连续物质达到平衡，那么，密度大的物体所平衡的连续物质的密度也大，密度小的物体所平衡的连续物质的密度也小。因此，必然地、密度大的物体将趋向于占据重力场大的地方，密度小的物体将被排斥开而占据重力场小的地方，例如，在重力场中，铁块将下落，而氢气球将上升！前者是因为铁块的比重大于空气，它将优先占据背景密度大的地方，后者是因为氢气球的比重小于空气，对于地面上某一体积来说，空气去占据它比氢气球去占据它显得更为稳定，因此氢气球被排斥而升至高空。 这种情况我们并不感到奇怪。在海洋中也是这样，铁块在水中将努力下沉，而木块却千方百计地上浮，这里的原因是，铁块比水的密度大，因此它将取代水的位置而占据更稳定的地方，而木块的密度比水小，它的位置将被水所取代。 （五） 综上所述，粒子的分布在质量彼此相近时是均匀分布，在质量相差悬殊的时候，则是不均匀分布。就分布于宇宙中的各个物体而言，它主要可能有两种结局，一种是均匀地分布于宇宙中，与天体达到相互平衡，例如各个恒星、各个行星等等；二是为某个天体的重力场所俘获，逐渐向星球靠扰而坠落，最终成为星球的一部分。 对于某个具体的物体，它将属于哪种结果，这主要取决于两种因素： 一是大小因素。每个物体的周围都平衡有背景连续物质，这个物质密度是逐渐从里向外下降的。这就类似于一个弹性球一样有着自己的势力范围。当两个相当大小的天体靠近时，它们之间将有着斥力，从而使得天体之间保持一定的距离；但是，当某个物体相对于地球很小时，它周围所平衡的背景密度是非常小的，对比地球重力场的连续物质的密度还要小得多，从而物体周围的密度差（即弹性球）不复存在，它与地球之间不存在着排斥，这样，物体一旦陷入了重力场，就将继续向地球靠近，直至坠落到地面为止。 二是远近因素。地球的重力场只能影响较近的范围。地球周围连续物质的密度是逐渐降低的，要使一定距离的某个物体陷入重力场，这里的重力场密度就必须大于物体所平衡的连续物质密度。因为只有这样，才能使得物体从里到外没有密度差，不成为弹性球，物体周围的背景密度纯粹为地球重力场所决定，整个物体都融化于重力场的海洋之中，它们之间不存在着排斥。另外，也只有在离地球较近的范围内，连续物质才有明显的密度差，才有足够的重力作用使得物体开始移动。所以，在地球附近与离地球很远的物体有着不同的结局：重力场中的物体被地球吸引，作落体运动直至达到地面；而远处的石块、尘埃却丝毫不受地球的影响，它自由自在地躺在自己的安乐窝内。 综合这两个因素，我们可以得出结论：质量较小的物体在离地球很远的地方就开始受到重力场的影响，而质量大的物体只有到地球附近时才开始受到地球有效的吸引。这样，当我将两颗质量不同的人造卫星送入相类似的轨道，那么质量小的卫星不久就开始坠落，存在的寿命很短，而质量大的卫星却要逗留很长的时间。例如，苏联的第一颗卫星只有几公斤重，在发射几个月后就落入大气层坠毁了，而中国的第一颗人造卫生重一百多公斤，它在空中漫游了许多年。 三 重力 （一） 我们提到过铁球和木块在海洋中的行为，前者在水中下沉，而后者在水中上浮。这其中的原因是由于它们的密度不同而决定的。一般来说，密度比水大的物体都将下沉，而密度比水小的物体都将上浮。不仅如此，我们还可以得出更详细的结论：密度越大的物体下沉的加速速度越快，密度越小，则加速度也随之越小。 地球周围的重力也服从同样的规则。物体所受的重力的大小是由物体的密度所决定的。密度越大，物体所受的重力也就越大。它也有两个相似的结论： （1）密度大的物体下坠，而密度小的物体则上升； （2）密度越大，重力加速度越大。 按照这个规则，那么，比重较空气大的物体作下落运动，比重比空气轻的物体则上升，例如铁球、木块都下落，而氢气球则上升；铁球、木块、鸡毛由于比重不同，下降的加速度也不同，比重较大的铁球一离开控制马上就奋不顾身地向地面撞去，比重较小的鸡毛却在空中晃晃悠悠……。 （二） 在重力问题上，物理学上曾经出现过两种学说。 一种是亚里士多德的，他认为物体越重，下落得则越快，所有物体都与其重量成比例地加速自己的下落。但是，这种学说是极不严格的。伽俐略是这样来批驳的，我们取两个重量分别为5公斤和10公斤的铁球，那么按照亚里士多德的理论，10公斤的铁球将比5公斤的铁球下落得快。如果我们将两个铁球用绳子连在一起，就将导致两种矛盾的结论：一方面，因为对于10公斤的铁球来说，它受到下落较慢的5公斤铁球的减速，运动的速度比单独下落时要小一些，而对于5公斤的铁球来说，它受到10公斤铁球的带动作用，运动速度将比单独下落时要大一些，因此，两个球连在一起下落的速度将取一个中间值：比5公斤铁球下落得快，而比10公斤铁球下落得慢；另一方面，假如我们将两个铁球放在一起考虑时，重量将增加为15公斤，因此，下落速度一定比10公斤的铁球快。这样，就导致了两个截然相反的结论。故此，亚里士多德的理论被推翻了。 重力的另一种学说是伽俐略的：他提出自由落体运动的学说，他认为，所有的物体，不论轻重，在重力场中都具有同一的加速度，g=9.8米/秒2。按照这个理论，物理学上盛传了一个所谓的“比萨斜塔”实验：伽俐略让不同材料构成的物体从塔顶上自由落下，并同时测定下落时间的快慢和先后，结果发现，各种物体都是同时落地，而不分前后。也就是说，下落运动与物体的具体特征并无关系。无论木制球或铁制球，如果同时从塔顶上开始下落，它们将同时到达地面。鸡毛不再飘飘悠悠，铁球也不再奋不顾身，它们下降的速度完全一样！这与我们的经验和常识大为矛盾，但是，这毕竟是“实验事实”呀！ 据说，亚里士多德之所以出现错误，是因为他没有作实验，是因为他那个时代，还不是用实验与理论相对比的方法来认识自然，而更多的是求助于思辩。据说，现代科学之所以能发现这个错误，是因为我们开始重视实验了，据说实验是检验理论正确与否的至高无上的判官。但可惜的是，比萨斜塔的实验谁都没有作过，伽俐略没有，他的后继者也都没有，然而那些重视实验的学者却将此写进了教科书，作为他们那个理论的最强有力的佐证。这些重视实验的学者，非常善于编造实验结果，但从不屑于亲自动手去作。假如我们真的去作一下这个实验，将会发现什么呢？铁球、木块、鸡毛的重力加速度彼此相差很多，它们随着自身密度的减小而非常有规律地降低。当然，并不是完全准确地与密度或者比重成正比，这是因为还存在着空气以及连续物质对它的阻力，这个阻力是几乎与体积成正比的，另外，运动速度越大，所受的阻力也会相应有所增加，这样就在不同程度上降低了各个物体的重力加速度。但是，在决定重力加速度的数值方面，阻力只是一个次要的因素，主要因素是连续物质的密度差以及物体身身的比重。 因此，在这个问题上，亚里士多德和伽俐略都是对的，又都是错的，只视具体对象而定：比重一样，物体的大小轻重对加速度没有影响，10公斤的铁球不会比5公斤的铁球先落地；物体大小相当，则重的先落地，例如铁球比木块重，因此它比木块先到达地面，鸡毛比大块轻，因此比木块后落地。 （三） 更准确地说，并不是每一个物体都受到重力作用，例如空气就完全不受到重力，而氢气球却受到与重力恰恰相反的作用——背离地球的排斥力。 按照现在的重力理论，大气层就应该不存在。因为每个气体分子都受到重力作用，都具有g=9.8米/秒2的重力加速度，都在每时每刻作着自由落体运动。在伽俐略的理论中，所有物体不论大小都具有同一加速度，当然，分子也不例外，而且由于分子的体积特别小，所受的阻力可以忽略不计，那么，这些分子假若在空中只呆了一天，它最后的速度该是多大？ 有人会胡扯什么还有分子的热运动，试想一下，要抗拒9.8米/秒2的加速度，分子该要多大的向上的运动速度？该要多大的向上的推动力？另一方面，热运动又是什么运动？纵使我们承认有这种作用，但碰撞虽然能使部分分子获得向上的动能，然而毕竟向下的速度还是传递给其他的分子，这个分子将以更快的速度下落，平均加速度还是9.8米/秒2，解释不通啊！假如某人又创造一种向上的动力，这个动力又是怎样产生的呢？我们何妨将这个动力与重力合并，考虑它的合力呢？这个合力就不可避免地与我前面论述的性质一致，而且也只有这个合力才具有现实意义。事实上，我们将物体在地球重力场中的行为也只归纳于一种力，并且称为重力。 所以，重力只是一个经验的概念。重力并不是每个物体都必须承受的。物体在地球重力场中的行为只取决于它与空间的平衡性质，有的物体比重较大，在背景密度大的地方它更稳定，因此这个物体就下落；有的物体比重小，它的位置就将被重的物体所取代，它自己却上升；每个物体都尽量达到能使自己达到完全平衡的位置，在这个地方它既不上升也不下降。我们往往看到物体的下落运动，例如苹果从树上掉下，抛出去的石头又返回地面，为了解释这种运动，我们就假设这些物体受到一种作用——重力，然而我们却不恰当地将它推广到所有的物体。其实，在空中，有的物体受到重力，有的物体却在空中平衡，不受到任何力，而有的物体却受到恰恰相反的上升力。同样，受到重力的物体所受的力也有差别，比重大的物体所受的重力大，比重小的物体所受的重力小，因此，在重力场中，比重大的物体比比重小的物体下落得快。 而现代科学却将所有的物体同等看待，规定每个物体在地面上都具有g=9.8米/秒2的重力加速度。至于事实为什么不是这样，例如铁球下落得很快，而鸡毛却可以在空中飘飘悠悠地游荡好半天才落到地面，自由落体学家们提出了一个空气阻力来进行解释，认为木块之所以比铅球下落得慢，是因为受到较大的空气阻力，但想一想，即使一个人下落的泡木每一瞬间都与等重的空气分子进行碰撞，按照地量守恒和能量守恒，最后的速度也应为铅球的一半呵。何况木块每个时刻所碰撞的空气质量是本身的几亿分子之一？几亿亿分之一？ （四） 重的物体之所以趋向于向地球运动，是因为离地球越近，连续物质的密度越大。假如连续物质的密度到处都是均匀一致的话，那么无论重的物体还是轻的物体，它们都不会发生定向运动。正是因为连续物质的分布不均匀，使得这种运动背景以地球的地核为中心，从里向外逐次发生变化，导致在空中的物体都趋向于向地球运动，这就使得地球成为运动中具有特殊地位的地方——力学中心。物体向这个力学中心的运动是自发的，重的物体都力图到达这个中心。 重力的产生是由两个方面的因素所决定的：一是物体自身的比重，二是背景连续物质的密度差。密度差越大，对于同一物体来说，所受的重力也就越大，密度越小，所受的重力也相应越小。一般来说，密度的降低是非常有规则的，密度差是几乎与自身的密度成正比的，在地面上空，随着高度的增加，密度是依指数规律而降低的，因此密度变化率也是逐渐下降的，由此我们可以推知：物体离地面越近，所受的重力越大；当物体逐渐远离地球时，所受的重力也将随之减小，直至无穷小。同样，在月球上的连续物质密度比地球要小几倍，相应的密度变化率也同样小几倍，所以物体在月球上将受到较小的重力。 重力的方向是连续物质密度梯度的方向。这是很必然的，在电场中也是如此。因为物体是从密度小的地方移向密度大的地方，所以物体运动的方向与密度变化的方向是完全相同的。准确地说，重力的方向并不是指向地心，只有在偶然的情况下，背景密度的变化方向才能与地球的向径重合。重力的方向与地球的重心没有任何的联系，物体向地球运动并不是地球自己的本质，只是它周围连续物质的特性而已。但一般来说，在地球周围的连续物质的密度是从近至远逐次降低的，越靠近地球，密度越大，所以物体的重力方向都是在一定程度上指向地球。 （五） 既然重力取决于连续物质的分布，那么，由于密度分布的某些不均匀性，也将导致重力的不均匀性。 按照现代理论，重力是万有引力的一种形式，重力的方向永远指向地心，无论在高山上、平原上，在各种地方，重力都将与海拔平面相垂直，但事实并不如此。由于地形分布的起伏，连续物质的分布也是起伏的，它的密度等值面并不是以地球为中心的平滑的球面，而是随着地势的高低而凸凹不平地铺在地面上，等值面与水平面并不总是吻合，因此密度梯度的方向也不总是与水平面相垂直，有时甚至倾斜非常大的角度。例如沿着一个高原上的山坡，连续物质的等值面也是几乎平铺在这个山坡上，因此重力的方向将有所倾斜，而在一定程度上趋向于与山坡相垂直。其他的物理因素也会造成对重力的影响，例如某种强磁性或者高密度的物质也会影响连续物质的密度，从而改变重力的大小和方向。 在第一章已谈到过旧金山的神秘地带。在那里我们解释了这个地带光学方面的异常，但这只是两个异常现象中的一个，另外一个“奇异”的现象是关于重力方面的。其实，这种奇异现象在我的理论中已经丝毫没有奇异了，而是一种必然现象了，因此，在这本书中根本用不着再加解释，我只将某些杂志对其的描述摘抄如下，就以此作为新的重力理论夸张的描述吧！ 从石板到“神秘地带”的中心，是一条坡度很大的步道。人们走在这条步道上，可以看到一个奇景：周围的树木好象遭受了强台风的袭击，全都向一个方向倾斜着；走在这条路上的行人，竟也因为极度的倾斜，以致看不到自己的脚，他的身子倾斜到几乎与坡道平等的程度。 “神秘地带”的中心，有一幢用木板搭成的简陋的小屋。来到这所木屋里的天井中的游人，全都向同一个方向倾斜着，即使他们拼命地挺直身子，也会有一股无形的力量把身体拉向一边，使企图改变站立姿式的努力归于徒劳。不但如此，在这间小木屋中，人们可以在没有任何扶持的情况下，站立在房子的板壁上，甚至可以毫不费力地在板壁上行走。 小木屋的一侧，有一块向外伸展的木板，不论人们从哪个方向观察，这块木板的远端都是明显地向上翘起的。可是当游客把一个高尔夫球放在木板的顶端时，球儿竟不象人们所想象的那样沿着斜面往下落，即使用手去推它，也只是被迫向“下”滚动几圈，然后又自动滚向“上”端。它到达木板的顶端以后，开始向下坠落，但你若在垂直方向去接它，那是一定会落空的，因为它沿着倾斜的方向掉下来的。“自由落体”的运动规律在这里遭到了蔑视。 四 天体的平衡 （一） 前面已经讲过，两个相当的星球不可能互相靠拢。每个星球都平衡有大量的连续物质，而且从里至外存在着很大的密度差，这样，对于宇宙空间来说，连续物质似乎形成了一个个的弹性球，而星球则位于这种弹性球的中心。宇宙就是由这些弹性球堆砌而成，弹性球之间可以不断地产生相对运动，但是两个球心却永远不能无限靠近，永远要保持一定的距离。每个星球都有着自己的势力范围，在这个范围内，它是不能允许其他星球进入的。天体在宇宙中的分布，就大尺度来说，是均匀的，天体之间永远保持一定的距离，既不能无限靠近而碰撞，也不能无限远离而分散。 那么，有人会问，这是由什么作用力所决定的？很明显，既不能是引力，也不能是斥力，因为引力将使天体无限靠近，而斥力将使天体无限分散。事实上，天体之间什么作用力也没有，它们只是均匀地分散在宇宙中，各自处于平衡的位置。正如北京、上海、武汉三个城市之间保持一定的距离，保持着一定的平衡，那么它们之间是引力，还是斥力？天体的相对位置只是由宇宙中物质的分布规则所决定，也就是说，一定的体积中有一定质量的天体。因此引力和斥力都是多余的，而且，引力和斥力的引入并不能解释天体之间为何存在着平衡。天体之间没有任何引力和斥力，它们保持平衡是一种内在的分布性质。 但是，我们设想，假如有一种超自然的力量，将某个星球从平衡位置移开一些距离，那么将会发生什么呢？这个星球将力图回复原来的平衡！从回复的方向来看，它趋向于靠近，似乎相互吸引，而从相反的方向来看，却趋向于远离表现为斥力。这就如同在正、负电荷相互中和的海洋里，将正电荷从平衡位置移开一样，这就是引力和斥力的本质。平衡是根本性的，而引力和斥力只是在不平衡时回复原来的位置的一种趋势。 （二） 正是如此，每个天体都力图达到最稳定的位置，这就导致了星球在宇宙间均匀分布。因为整个宇宙是一个孤立体系，不受到任何外力的影响，物质的分布当然不能厚此薄彼，只要物质分布有着整体的不均匀，那么物质必将产生流动而回复均匀，所以只有均匀分布才是最稳定的。对于所有的情况，只要尺度足够大，那么在相同的体积内，必然容有相同的质量，也就是说，宇宙间每个地方都不比其他地方稀薄或者密集。 假如我们所考虑的都是最大质量的天体，那么分布规则就可以表达为：在相同体积内具有相同的天体个数。当然，这种天体的质量是被要求近似相等的。不仅如此，不仅天体在大范围里是完全均匀的，而且对于某一个天体来说，它的周围环境也是完全一样的。天体之间都是很和谐的，不会发生某两个天体靠得很近，而与其它天体却比较疏远。天体都将处于对称的位置，周围的天体形成一个对称的多面体，而它却处于这个多面体的中心。这在一定程度上有些类似于晶体中的原子。 但是，这里所考虑的天体都必须是等价的、是最大的。例如，地球、火星、月球等等就不能与太阳相提并论，它们比太阳的质量都小几百倍，它们在太阳系中的质量总和也不过为2%，它们只不过是太阳系中太阳周围的几颗较大的尘埃而已，它们只是太阳的一个附属部分，事实上，太阳系的所有行星、卫星以及其它尘埃都与太阳共同构成一个集团，也只有这个集团，这个星系才能作为一个整体在宇宙中去要求均匀分布的权利。所以，刚才的表述更准确地应为：“太阳系等星系在宇宙中均匀分布。”当然，太阳系仍不是最大的天体，它们这些同类的分布也不是非常均匀的，只有最大的构成基元才是宇宙中均匀分布的。 行星和卫星都是在太阳的庇护下而存在的，它们之所以能够密集，是因为太阳的作用，它们在整个宇宙间并不均匀分布，但在太阳系这个狭小的范围内是均匀分布的，更准确地说，是按照与连续物质的平衡而均匀分布的。 （三） 行星和卫星是在太阳系内都达到平衡。但它并不是在相同的体积内具有相同的星体个数和相同的质量，因为质量均匀分布和天体个数均匀分布的前提是背景完全一样，然而，在太阳系内，由于太阳的影响，背景连续物质的分布是不均匀的，因此天体的分布也将服从这种不均匀性。太阳系内连续物质的密度是依照指数规律而降低的，离太阳越近，密度越大；离太阳越远，密度越小。因此，星球的分布也将服从同样的规律性：在太阳附近，行星比较密集，而离太阳越远，行星就越稀疏。太阳系内的分布正是这样的。 早在1596年，无普勒就感觉到太阳系行星分布似乎有某种协调性。经过一二百年后，有两个德国人，提出太阳系中行星分布的法则。1766年提出可用一个近似的方法算出行星到太阳的平均距离，他的方法是取这样一个数列：0，0.3，0.6，1.2，2.4，……然后将数列中每一个数加上0.4，就可得到以日地平均距离（天文单位）为单位的各个行星到太阳的平均距离。1772年波德仔细地研究了提丢斯提出的问题，并把它发表出来，因此后来就把这一法则称为提丢斯—波德定则。 提丢斯—波德定则还可以用0.4+0.3×2n的形式来表示，公式中当n=0，1，2，3，……分别表示金星、地球、火星……到太阳的平均距离。由此可见，由于密度场是依指数规律而降低，因此天体的分布距离也相应依从指数规律布增大。 行星分布之所以有这样的规律，完全是因为平衡分布的调节作用。太阳系不断在运动，但运动的每一时刻，每一区域都保持着这种平衡分布。这种调节作用还导致另外一个结果：我们知道，在重力场中，物体越小，越容易被重力场所俘获，向地面靠近的速度越快。在太阳系中也是如此，行星越小，越容易受到太阳的吸引，离太阳的距离就越小；行星越大，就越容易成为一个弹性球，越容易与太阳之间相互排斥，因而距离也就越大。正因为这样，在金星、木星、水星、火星、土星以及地球六个行星中，质量较小、体积较小的金、木、火、地四颗行星离太阳较近，在太阳系的内侧，而质量和体积较大的木星和土星却离得较远，在太阳系的外侧。 （四） 如果我们希望进行定量计算的话，那么我们可以将分布规则改写为：“相同质量的星系或星体占据相同的体积”。质量与体积是直接相关的： ≡定值 因此，现在我们就没有必要把自己的思想限制在相同大小的星球了。质量不同的星球所占据的体积不同，但是，二者是成正比例的。质量越大，它的弹性球体也就越大，与附近星球的距离也相应越远；质量越小，所要求的势力范围也就越小，与附近星球的距离也相应较小。我们根据这个规则，就可以计算出星系间的大致距离，当我们将此应用于一般的星球时，也会得出近似的结果。 在太阳系中，九大行星一方面被太阳拖曳着作园周运动，一方面由于行星之间的相对位置不断发生改变，弹性球不断在变换着自己的堆积，当一个行星运动至另外一个行星的周围时，由于弹性球的排斥作用，它将尽量避开这个星球而改变其轨道。质量越大，这种作用也就越强。由于太阳系的行星是呈平面分布的，那么，分布规则可以描述为：“相同质量的星球占据相同的面积”，质量是与面积相关联的，质量与半径的平方成正比，也即m/r2是一个近似的常数。按照这种规则所计算出的行星轨道将比按照牛顿引力定律而计算得出的要准确和简便得多。 当然，这里没有考虑太阳系的密度下降问题，精确的计算不可以忽略这些。 五 万有引力定律 （一） 十八世纪，牛顿提出了万有引力定律：在所有物体之间都存在着相互作用，其作用的大小与两个物体的质量乘积成正比，与它们的距离平方成反比。这个概念主要是从以下几个方面归纳和总结出来的： （1）重力 我们看见苹果从树上落下，抛出的石头又返回地面，因而认为这些物体之所以这样运动，是因为受到一种向下的作用，继而将这些作用推广到所有的物体。我们将这种作用归结于地球对物体的吸引，认为力的方向是指向地心的，从而重力便成为地心与物体之间的联系。 （2）月亮的园周运动 我们认为月亮在绕着地球作园周运动。我们知道，作园周运动是需要向心力的，用一根绳子一端系上一个小铁球，另一端掌握在我们的手中，当我们抖动绳子让小球作园周运动，我们时刻都会感到一种向外的拉力，而一旦绳子断开，小铁球马上飞抛而去。月球为什么要作园周运动？难道在月球和地球之间也有一根绳子在连结着它们吗？牛顿认为，在月球和地球之间存在着一种看不见的力，这就是引力。 （3）天体平衡 天体之间为什么相互平衡？在牛顿时代，静力学的概念是非常流行的，因而人们将天体的平衡归结为力的平衡。既然在月球和地球之间存在着相互吸引，那么所有的星球之间都存在着这种力的作用也是理所当然的。 这样，“万有引力”这个名词就进入了我们的科学，然而，这个力的性质我们却是一无所知。我们对于力并不陌生，马车在马的拉动下前进，这是因为受到了马的拉力；物体在我们的推动下产生移动，这是因为受到了推力；当一担货物落在我们的肩上，我们感到非常沉重，这是因为有着压力。这些力都是接触力，是一个物体直接作用于另一个物体之上的，但是，引力却不是这样，在两个星球之间存在着非常大的距离，似乎这种力从一个星球上出发，马上在宇宙中就消失得无影无踪，一瞬间之后又在另外一个星球上出现。我们无法解释这种作用，因此，虽然引力早已成为科学中不可缺少的一个最基本的概念，然而对于这种力的研究却没有获得丝毫的进展。 事实上，引力并不存在。重力只是一个经验的概念，物体并没有受到任何力，只是在连续物质中的运动性质而已。月球并没有作独立的园周运动，只是连续物质的拖曳才使得它绕着地球旋转，它没有离心力，因而我们也不必去假定一个向心力。一般来说，任何超距离的作用都不存在，任何远程力都不存在。 由此可见，“万有引力”的引入是不必要的，这种引力没有任何物理意义。 （二） 在另一方面，引力的概念将带来许多错误的结论，给物理学造成各式各样的危机。例如，考虑一般物体，譬如空气分子，按照牛顿的引力定律，每个分子时刻都在受着向下的引力作用，时刻都受着向下的加速，空气分子早被拉向地面，大气层何以存在？ 考虑单个星球。因为宇宙无中心，无边界，因此在足够大的尺度内，星球是均匀分布的。我们以地球为中心，以各种距离为半径作一系列地壳，在每个地壳内，单个星球对地球的引力作用与球壳半径的平方成反比，但每个球壳内星体的数目却是与半径的平方成正比，二者的效应互相抵消，因此，随着球壳的无限增多，引力将是无限加和，如此迭加起来的万有引力将是无穷大，地球、太阳、月亮不早被撕得粉碎？ 考虑整个星系。譬如银河系，处于最边缘的星球，受到很大的指向银心的万有引力合力作用，但在它的外围，很远的距离之内都没有星球，向外的引力远远不及向银心的引力大，因此这个星球将不断地向银心靠拢，直至银河系塌缩为一点。万有引力左引右引，一切宇宙不早就缩为一点？ 因此，万有引力不仅是一个概念和理论上的错误，而且是一个本质的错误，只要存在着万有引力，我们的宇宙就永远不得安宁！ （三） 在理论方面，牛顿引力定律是为了解释天体平衡所提出的。但是，我们考虑如图2-1所示的三个天体m1、m2、M之间的平衡： R1 R2 F1 F2 图2-1 图中R1、R2分别代表m1、m2到M的距离，F1、F2分别代表m1、m2与M之间的万有引力，假设这三个天体目前已经达到了平衡。显然，若M向m1稍微有一点点移动，由于引力是与距离的平方成反比，因此F1将增大，F2将减少，M将进一步向m1移动。如此F1迅速增大，F2将迅速减小。可见，牛顿引力定律根本不能解释天体平衡，相反的，既然平衡体系也是不稳定的，那么这个平衡体系怎么能达到呢？因此，按照牛顿引力定律，世界根本就不存在。 在牛顿引力体系中，星球所处的位置是最不稳定的，它所对应的能量并不是我们所希望的极小值，而恰恰相反，它是能量的极大值。无论星球是前进一步还是后退一步，都会比现在要稳定得多！我们是否可以说，只是万有引力的表达公式F=G不太准确，只要通过修正某个系数或某个指数就可以解决问题呢？不能！纵使我们让半径Ｒ的指数不再是2，而是0.5，或者为1，或者为1.5，或者为3，都逃不脱同样的命运，都将导致同样的结局，只要引力与半径的某次方成反比，就必将不可逆地使两个星球相互靠近！那么，假如我们认为只是负指数呢？例如－1、－2等等，也就是说，引力是与距离的某次方成正比，在这种情况下，当两个星球稍微有一点远离，那么它们就必将不可逆地无限远离下去！因此，只要引力与距离有一点关系，那么星球就永远达不到平衡，永远是处于能量的极大点！唯一的结论是只为零指数，引力与距离毫无关系，进一步来说，就是没有这种引力。 （四） 在实验基础方面，牛顿引力定律是根据开普勒行星三大定律提出的，但牛顿引力定律却是直接与之相矛盾。按照引力定律，引力与半径的平方成反比。因此，当地球运动至近日点时，引力增大，应该是继续向太阳靠近直至碰撞；当地球运动至远日点时，引力减小，更不能与离心力相抗衡，地球将飞抛开去。因此，引力的提出根本不能解释椭园运动。 为了解释天体的运动速度基本不变，牛顿将其当作近似的园周运动，将月亮的公转与苹果落地相类比，提出月亮受到一个指向地球的引力F=KM月，继而将K修正为fM地/R2（1/πR2为球体表面积的倒数）。当然，假如就此一个引力的话，那么牛顿将不会获得任何成功，碰巧的是，在此同时还存在着一个离心力，并且要求引力与离心力相等： 将此化简即得： 可见，折腾这么半天，所导出的也只是速度与半径的一个经验关系(月亮公转的速度与日地距离的平方根成反比)。为了达到这个目的，我们引入了引力，引入了离心力，作了多少假设，作了多少论证。简直都是不必要的麻烦。准确地说，牛顿是根据开普勒第三定律，利用引力与离心力平衡的公式，才推导出万有引力的数学表达形式。实际上，只要我们将V=2πR/T代入（即）中： 即： 这便是开普勒第三定律。因此，在不考虑物理意义时，牛顿所得出的引力公式只不过是开普勒第三经验定律的另一种表达形式而已，引力的概念和离心力的概念完全是多此一举。 六 运行轨迹 （一） 天体运行的动力都来源于天体的自转。除此之外，再没有任何别的原因。因此天体的运动就是宇宙中一个个漩涡的运动。正如湍急河流中或者海洋的暗礁旁边的漩涡一样，各个漩涡在彼此独立地运动，拖曳着它周围的介质一起旋转，而处于几个漩涡之间的物质则每时每刻都在漩涡中穿行，去填补由于漩涡运动所造成的空隙，产生非常复杂的运动。 因此，虽然漩涡中物质的运动的根本原因是漩涡的旋转，但是，对于处于几个漩涡之间的物质来说，运动的动力却有两种：一是漩涡的运动带着周围的介质一起作圆周运动；二是由于漩涡的运动，使得物质在不断地改变位置，从而使得某些地方可能出现空隙，这就导致漩涡之间的介质流来填补，而且漩涡的中心也可能在这种动力下产生相对运动。 太阳系的运动就是如此的。但是，在这里，漩涡的位置和作用不是等同的，整个太阳系都位于太阳的漩涡之中，而各个行星则在这个大的漩涡整体中形成局部的漩涡。所以，考虑太阳系中各个天体的运行轨迹就必须同时考虑三个因素： 一、太阳系的自转 这是最主要的运动，它使得整个太阳系，包括所有的行星、卫星、尘埃以及连续物质都在作整体的圆周运动，都在绕着太阳向一个方向运转。 二、各个行星的自转 在旋转的太阳系内部，各个大行星也都在自转，也都在拖曳着周围的空间形成一个个局部的漩涡。这种动力使得行星附近的空间在绕太阳运转的同时，还绕自己的行星作运转，这正如在一个大本轮上还有一个小本轮。 三、物质的均匀分布 物质分布必须总是平衡的，也就是说，在每一时刻、每一瞬间，物质的密度都趋向于保持一个定值。太阳系的大漩涡以及各个行星的小漩涡却不断地打破这个平衡，使得某个地方的物质被漩涡“泵”出，在这里物质稀薄，出现空隙，同时，由于连续物质具有流动性，因此，附近的尘埃以及连续物质就及时赶来填补，建立起新的平衡。这就导致两个运动：（1）行星间尘埃以及连续物质的流动，这种流动没有任何周期，也没有任何固定的规律，只是物质从密度高处流向密度低处进行填补；（2）行星离太阳的距离不断在发生一定程度的改变，从而使得这个距离在平均值左右波动。 （二） 行星的运动主要是由太阳的自转所决定，它的运行轨道在太阳系中是最为简单的。 太阳的自转拖曳着周围的连续物质一起运动，在我们看来，位于其中的行星在绕着太阳公转。这个公转轨道是近似圆形的，公转速度是从内到外逐次降低的。当然，假如太阳的自转拖曳着整个太阳系都以等角速度运转，那么行星之间的相对位置则从不改变，每个行星的运行轨迹都是严格的圆周。但是，事实上，整个太阳系并不是以等角速度运转，而是内部旋转得快些，外部旋转得慢此，这就导致行星间的相对位置不断在改变，从而各个行星之间的运动受到相互影响，运行轨迹受到相互修正。 在太阳系之中，行星之间保持着平衡，也就是说，各个弹性球之间紧密而又均匀地堆砌，由于在圆周方向上行星的相对位置在不断地改变，那么径向方向上的相对位置也得作相应的调节才能保持均衡，这样就使得行星的运行偏离了圆周轨道。一般地，对于某一颗行星来说，假如它外围的行星逐渐向它接近，那么由于弹性球的作用，它就将被推斥而稍微靠近太阳；假如它内围的行星运行到它的附近，那么它将受到向外的推斥而稍微远离太阳。正是这样，行星的运行轨迹既不是圆形，也不是椭园形，而是一种很复杂的，随时都发生改变的轨道。 因此，对行星圆形轨道的修正来自行星之间相对位置的改变。由于这种相对位置的改变具有某种周期性，所以，我们考察行星的运动就必须先找出这种周期。不过，要想找出整个太阳系行星位置完全恢复的周期是不大可能的，因为存在着九颗行星，它们不可能同时完全恢复自己的位置。但是，我们可以近似地只考虑离所考察行星较近的行星的回复周期。一种近似是找出外围和内围各一颗离得最近的行星，当这三颗行星的相对位置完全恢复就是一个周期；另一种近似是分别找出所考察行星与外围的最近行星的回复周期以及所考察行星与内侧的最近行星的回复周期，综合考虑这两个周期就可以得出较好的轨道表达式。 这种行星之间的相互影响是与质量大小成正比的，质量越大影响越大。如果要精确计算的话，还必须考虑行星的自转，因为行星自转使得局部介质产生流动，从而影响行星与太阳的相对位置。 （三） 卫星绕行星的运行轨道类似于行星的公转轨道，但是要复杂一些。 首先，卫星的运行是处于不均匀的连续介质之中，在整个太阳系中，内围的连续物质密度较大，而外围的则较小，在外围天体之间的平衡距离要大一些，而在内围的平衡距离却要小一些。这样，当卫星运行到太阳与行星之间时，它与行星的距离就要压缩一些，而运行到相反的方向时，距离却要伸长一些。 其次，行星对周围连续物质的拖曳远远没有太阳对整个太阳系拖曳的那样均匀。因为太阳系几乎是一个独立的物质集团，而行星的拖曳系统却只是太阳系的一部分。在太阳系外围的介质密度很低而且均匀，而在行星系周围的介质密度却很高并且不均匀。这样就导致卫星的运行速度也在作一定程度的改变。 最后，不仅行星的自转对卫星有着拖曳作用，而且其它行星的自转对卫星也有影响，尤其是各行星系最外层的卫星受到的影响更大。一般来说，其他行星对卫星的拖曳方向是与本行星的拖曳方向恰好相反的。这是因为所有行星的自转方向都相同，这样两个行星相互靠近的一端的运动方向是完全相反的，一个向上，另一个向下，因此对于它们之间的介质的拖曳方向也恰好相反，如图2-2所示。这就是说， 图2-2 其他的行星自转使得卫星的运动速度有所减缓。同样，太阳也有完全相同的作用。虽然太阳拖曳着整个太阳系一起运动，但拖曳速度有一个递减，当卫星运行到太阳与行星之间时，由于行星此时所处的圆环比行星所处的圆环的运行速度要快，因此，卫星必须拿一部分速度来抵消这个差值；当卫星运行至相反的方向时，太阳不能让卫星所处的介质与行星保持一定的速度，卫星的运行有所延缓。这就相当于太阳的拖曳也阻碍了卫星绕行星的公转。 （四） 如果说，行星和卫星都随同漩涡一起运动，都是漩涡的一部分，那么，小行星以及慧星就是处于几个漩涡之间的了，它们的主要任务不是随同漩涡一起运动，而是要随时去填补漩涡运动所造成的空隙。假如我们暂不考虑太阳系的整体运动，那么，太阳系的情况正如河流中几个靠在一起，而且在相对运动的漩涡一样，漩涡的位置不断地在改变，而周围的介质呢？为了填补空隙而忙个不停，这个运动是没有简单规律的，是一个非常混乱的运动。将这个运动速度迭加在太阳系的整体运动之上，就是小行星和慧星的运行轨迹。 我们知道，在太阳系中，除了九大行星和一系列重要卫星之外，还存在着许许多多的小天体。这些小天体中有一部分随同行星的漩涡一起运动，是小漩涡的一部分，我们称之为小卫星。但是，另外还有许多小天体在这些小漩涡之外，它们不受小漩涡的影响，也是独立地在太阳周围运转，我们称之为小行星。这种小行星离行星较远，不大受到行星自转的影响，但是，由于大行星的位置移动，造成很多的空隙，介质发生比较混乱的流动，从而，在小行星环绕太阳作公转的同时，它还在平衡位置附近上下波动、左右乱窜。在木星和土星之间的大量小行星就是如此。 我们将受到小漩涡影响的小天体称为小卫星，将不受影响的小天体称为小行星，那么，是否就只有这两种简单的情况呢？不是的！还有一种中间情况，也就是说，当小天体行星的距离适当时，有时它会受到小漩涡的影响，有时又不受到小漩涡的影响，我们称这类天体为慧星。这是由于太阳系的密度不均匀所引起的，行星的自转漩涡在远离太阳的一侧可以影响到较大的距离，而在靠近太阳的一侧却只能影响较小的距离，这样，当一个小天体正处于这样一个恰当的位置，使得行星在外侧可以带动它，而在内侧却无法带动。这就如同一个水泵一样，将小天体从行星的一侧吸进来，在转了大半圈之后，又从另外一侧将它抛出，任凭它逃得远远的。这就是慧星的运行轨迹。 更通俗地说，小星体分为三类：一类是作为小漩涡的一部分，成为小卫星；一类的作用只限于去填补行星位置相对移动所造成的空隙，称为小行星；一类却去填补由于行星自转所造成的空隙，它本身还具有行星给予它的速度，这就是慧星。 行星的运动仅仅是因为太阳的拖曳，而小天体的运动都还要受到别人的影响，正是由于这些原因，使得各类天体的轨道倾角有着差别。轨道倾角是轨道平面和黄道面的夹角。太阳系是近似盘状的，是在一个平面上的旋转，它的主要天体即行星都几乎处于一个平面之上，只有冥王星的轨道倾角要大一些，为17度。而小行星不仅要作公转，而且要忙上忙下的去填补空隙，小行星的轨道倾角因此较大，最大的是伊达尔哥，达到43度。而慧星就更受到空隙的影响了，慧星的倾角在零度到180度之间变化。 （五） 人造卫星的运动与自然天体的运动完全不同。自然天体相对于背景连续物质都没有运动（除自转外），只纯粹为介质拖曳而走。但是，人造卫星由于火箭的动力，相对于背景连续物质有着很大的速度，因此人造卫星的运行轨道是自然运动和机械运动的加和。 人造卫星的自然运动是随着地球作整体运动，在这里已无须多加讨论了。人造卫星的机械运动是相对于介质的运动，这种运动服从一般的运动规律。假如我们将太阳系的整体运动当作静止，那么人造卫星就绕着地球作机械圆周运动，这种运动所产生的离心力便是用来克服人造卫星所受到的地球重力。 人造卫星一方面在随着介质作圆周运动，另一方面又在相对于介质作环绕地球的机械运动，我们的视运动便是这两种运动的加成。我们知道，由于地球的拖曳，地面上空的物体都有一个沿着赤道方向作圆周运动的速度，这便是自然运动。如果卫星的机械运动也是沿着这个方向，那么，问题就非常简单，卫星的运行与其它天然物体的运行完全一致，只是速度稍大一些而已。但是，如果卫星并不是沿着赤道上空飞行，而是卫星垂直于赤道平面作一定速度的机械圆周运动，那么机械运动与自然运动则是在正交方向上的独立运动。一方面，卫星的机械运动使得它不断地从南极飞向北极，又从北极飞向南极，而另一方面，自然运动同时也使得它沿着与赤道平行的方向不断移动，这样就相当于卫星的机械圆周运动的轨道平面不断在沿着赤道方向运转。一般地，只要有一定的轨道倾角，人造卫星的轨道面就会绕地轴缓慢地向西移动。 当卫星在运动过程中，必然受到背景连续物质对它的阻力，使得机械运动的速度逐渐减小，这样就不足以完全抗拒地球对它的重力作用，它将逐渐向地球靠扰，运行轨道一圈比一圈小，直至最后陨落于大气之中。 七 电磁运动 （一） 我们刚才谈到的都是完全平衡的物体，也就是说，物体都是与背景连续物质相平衡的。但是，假如物体并不与连续物质平衡呢？这时将发生什么？ 这种情况对于宏观物体以及平常的物体都是不可能的，因为没有任何原因和任何力量来妨碍他们的平衡。只有那些微小的原子才有可能造成这种局面。因为原子趋向于达到稳定结构，也就是说，趋向于满壳层状态，这样，O、Q、F等元素就将多吸附一些连续物质而有剩余，而Na+、H+、Ca+却少团结一些连续物质而有欠缺，前者就带负电荷，后者就带正电荷。 因此，正电和负电的实质是在于原子与连续物质没有达到平衡。这种连续物质过剩则带负电，如果欠缺则带正电。不过，这里的连续物质也是非常密集的，就相当于现代理论中的电子云。当然，在这里还不能够将这个问题阐述得非常清楚，这将是第五章的任务。现在我们仅来考察一下电荷之间的作用。 在一般情况下，虽然原子可以带正电和负电，但是正、负电荷从不分离，它们相互中和，使得分子整体或晶体整体与连续物质平衡。如果要将它们分离，则必须有特殊的外力作用。这种外力作用所造成的状态是强迫的，是不稳定的，只要外力一撤去，正、负电荷之间就趋向于马上混合，正电荷向负电荷运动，负电荷也向正电荷流去。这种电荷的移动就称之为电流。 如果这种强迫状态没有消除，那么正、负电荷相对运动的趋势仍然存在，异性电荷趋向于相互吸引，同性电荷趋向于相互排斥，它们都竭力回到平衡的位置。这种趋势就被我们称之为电的引力和电的斥力。因此，引力和斥力也是由分布的均匀性所决定的，它们的大小是与产生这种均匀性的力量成正比的，物质均匀分布的潜在趋势越大，被分离的电荷就越迫切希望回到平衡的位置，正、负电荷之间的作用力也就越大。 （三） 如果将这样一个电荷置于空间中，由于它没有与连续物质达到平衡，因此必然导致空间的紧张状态。这种紧张状态向四面八方传递，但是它的总量永远不会改变。假设电荷的电量为q，那么在任何一个包含它的球的球面上，总的紧张状态总为q，而对于球面上一点，它可以分推到的紧张状态要与球的面积成反比，其场强为： 如果这个电荷在空间中有着运动，那么它的紧张状态也必将拖曳周围的空间。这是由于连续物质的粘性，旁边的质元将被拖曳，同时也将被另外的质元所阻滞。不论旁边的质元是否被拖曳着一起运动，但是，这种拖曳趋势是必然存在的。这种拖曳趋势直接与运动电荷速度的大小以及数量的多少这两者的乘积，即电流密度I成正比，对于在距离电流轴心为 r 的圆周上的空间质元，对它的拖曳还正比于，合并起来即为。 （三） 那么，磁是什么？ 我们将在远离地球引力场的地方，让一个园柱绕轴高速旋转，它必然将对周围的空间产生拖曳的趋势。假如我们此刻将另一个旋转的小柱体置于附近，小柱体的取向将服从于大柱体的拖曳方向，也就是说，小柱体不会逆其道而行，如果大柱体拖曳空间向一个方向运动，那么，小柱体绝不会去要求介质向相反的方向运动，绝不会去反抗大柱体的拖曳，而是尽量争取拖曳的方向一致，如图2-3所示。 图2-3 我们将与运动方向成右手螺旋法则的一端定为Ｎ极，另外一端为S极，那么小磁针的取向一定，即S极向着大炷体的N极，N极向着大柱的S极。我们人为地将NS方向称为磁场的方向，使它正好与运动方向垂直。 这就是磁的本质。磁就是物体对空间的拖曳作用。任何运动的物体都有拖曳邻近质元的趋势，或者说，任何高速运动的物体都会产生显著的磁场。因此，磁场只是物体运动的一个附加现象：有运动必有磁场，有磁场则必是由运动所产生。这种磁场可以分为两大类： 第一类是电荷的运动产生磁场，这个现象早已为人们所熟悉。电子在原子分子中的运动或者旋转，造成原子磁场，导致物质成为顺磁性，逆磁性或者铁磁性的。电荷沿着导线运动，也会在导线周围产生显著的磁场，其磁场方向也遵从同样的正交法则。 第二类是天体的自转也将产生磁场。天体的运动将拖曳空间，产生拖曳的趋势，例如太阳、地球等有着自转的天体都存在着磁场。不仅如此，在任何一处的连续物质的漩涡也会表现出磁的作用，例如黑子、太阳风等等都产生一定的磁场。 另外，一般物体的高速旋转也会产生微弱的磁场。这种情况已为实验所证实。不过，由于一般物体与周围的背景连续物质之间的作用力不强，更因为运动速度相对太小，所以磁场也很弱。 （四） 物体的运动对背景连续物质会产生拖曳，假如这种拖曳引起了连续物质密度的变化，那么这种变化将向四面八方迅速传播开去。因为连续物质是完全没有内部结构、完全没有刚性的弹性流体，在某处的连续物质的密度变化会以极高的速度迅速地传递到很远的地方。例如，当一个谐振子振动时，它每时每刻都拖曳着邻近的空间，每时每刻都在使连续物质的密度发生改变，这种振动就以疏密波的形成迅速地传递开去。这便是通常所说的电磁波。 所以，电磁波的实质是背景连续物质的密度的周期脉动，它是一种疏密波，这非常类似于声音在空气中的传播。事实上，背景连续物质是一切波的导体，也同样是声音传播的介质。虽然由于生理器官的限制，人类只能接受到V=340米/秒的分子振动所传播的声音，但除此之外，某些动物能够感觉到，人类用仪器可以探测到，还有一种更基本的声音——第一声，并且已证实它的速度就是电磁波传播的速度。也就是说，当飞机飞行时，由于它撞击周围的空间，造成连续物质的密度发生改变，这种扰动可以以光速传播开去，并且被仪器检测到。而人类所能听到的，却是一个次级声音，这个声音是由空气分子的密度波来传递的。由于碰撞的同时也造成了空气分子的密度差，而空气分子因平衡作用有在连续物质中均匀分布的趋势，这样慢慢以分子的疏密波形式传递开去，当然要延缓多了。空气的疏密波的传播也是由连续物质的特性所决定的。连续物质中的传播的形式都是疏密波，声音是，电磁波也是。 我们之所以认为电磁波不同于声波，不是疏密波而是模波，只是因为我们将电磁波等同于光。事实上，光只是一种连续物质的快速扩散，光的质元在运动方向有很高的扩散速度，它是一种物质的运动，而不是象在波中那样，介质没有沿着运动方向前进而将运动能量传播开去。光的速度取决于质元的扩散能力，而电磁波的传播速度却是取决于背景的性质，二者是完全不同的。 八 场 （一） 至此，相互作用问题基本论述完毕。其实，我们所讲述的这些相互作用与机械力学的作用完全不同，它完全不受到任何力，而只是自身的运动趋势。 所有的物体只要不受到外来的机械影响，它都将处于平衡状态，这种平衡包括两个方面：一是物体之间的均匀分布，二是物体与连续物质的平衡。这种平衡是自然产生的，是一种稳定状态，是物质世界必然所处的状态，在这种状态下，物体不受任何外界的强迫作用，物体不受到任何力！因此，一般地，在自然界中很少存在相互作用，相互作用只在两种非常特殊的情况下出现。 第一种情况是电荷。由于原子结构的特殊性，有时为了自身结构的稳定，它宁愿打破与连续物质的平衡，而产生正电荷和负电荷。不过，正、负电荷在自然状况下是从不分开的，它们彼此紧密地联系在一起，或者是均匀地分布在对方的海洋之中，只有当机械作用将它们分开后，它们才有一种回复平衡位置的趋势，而造成电的引力和斥力。 第二种情况是重力。由于宇宙中局部连续物质的分布极不均匀，使得各个星球都成为局部的力学中心。当一个物体由于偶然的原因进入这样一个不均匀的空间，它将力图达到更稳定的平衡：下坠到地面或者上升至真空。这就是重力。 但是，在现代理论中，相互作用是永恒的，是到处都存在的。我们可以将现代理论的相互作用分为四大类： （1）引力相互作用 其实，除了重力以外，天体之间，例如太阳和地球、地球和月亮之间并没有任何力的联系。 （2）电磁相互作用 这种相互作用是客观存在的，它使两个物体趋向于靠近或者趋向于远离。它是由于原子的结构稳定性所造成的。电荷是一组，磁铁是第二组、电流是第三组。但是，这种吸引和排斥只对附近的客体才有效，它不能通过空间传递到很远的地方去。任何远距作用都是不存在的。 （3）电磁波 电磁波与电磁相互作用有本质的区别，电磁相互作用是指两个物体相互排斥或者相互吸引的力，而电磁波却只是一种介质的振动，只是背景连续物质的密度变化向远方传递的一个过程。 （4）光 将光当作相互作用，这是一个极大的误会。其实，光只是一种物质的运动，它与波以及力有着天壤之别。 （二） 虽然并不存在着什么万有引力，但我们对相互作用的的实质的研究却是从它着手的。牛顿认为，空间是虚空，但是在其中却作用着看不见的力！这被称为超距离作用或者远距离作用。在超距作用的观念中，一个物体产生一个力，然后这个力消失在空间，又好象跳到了第二个物体上面，这跳跃是瞬息之间的。牛顿认为，力的存在是永恒的，甚至还以一定的定量方式描述了这种引力相互作用，在此基础上，牛顿的物理学得以建立。但是，就这些力的起源和作用方式而言，牛顿的力学什么也没有说。 牛顿的力在历史上完全有物质的根源，是一个物体作用于另一个物体的，这是一种接触力，这时在施力的和经受力作用的物体之间没有空隙，也没有虚空。这里似乎一切都明白无疑。然而，当牛顿把“近距作用”的概念，移用到星际间看不到任何物质媒介而相互吸引的行星的这种“远距作用”的情形时，一切就马上变得“不完全清楚”了。“纯粹是数学”。空间是虚空，在这个空间里却作用着看不见的力。假定引力是物质的一种根本的和固有的属性，那么一个物体能够在虚空间的任何距离上作用于另一个物体，而不经过任何东西就传递作用和力，是不可思议的。月球是从哪里得知必定是地球吸引了它，因此要调整自己的轨道速度而不致落向地球呢？唯物主义者自然不会相信，有什么阴司的传布者在传递地球和月球之间以及地球与任何其他落向它的物体之间的相互作用。引力应当是自始至终由按照一定规律起作用的媒介引起的。那么，这种媒介是什么呢？为了解释相互作用，引入了燃素，电和磁的流体以及光实体——本质上也就是亚里士多德的原素，这些莫名其妙的介质就称为“以太”。这些没有重量的以太流体，对于牛顿的追随者的那种经过虚空的超距作用，是唯一的选择。但是，以太却又被证实为不存在！ 这样，由于没有这种介质，我们就很难研究这种引力作用的机量，甚至还存着这样一个疑问：引力是否根本不存在。但是，引力对于牛顿的物理学又是必须的。科学向着困难妥协了，退却了：难道不是应该停止去寻根究底地弄清楚这些流体，而转向探究相互作用的带电物体或磁化物体之间的空间本身中发生了什么吗？难道不应该停止去探索“为什么”，而只是观察“怎么样”吗？于是，在痛苦地承认以太不存在，空间中没有物质媒介的同时，又承认了物体之间的相互作用，只不过这种相互作用是通过一种不可知的物理状态所传递的，这就是“场”。 （三） 对于场的形象的建立，却是以电磁作用为基础的。在探索万有引力的本质时，人们力图找出传递力的介质，而在研究电磁作用时，力被当作了客观实在，在空间中到处都存在着力线和力管。 这在现代哲学上是一个很大的进步，它极大地丰富了现代哲学。以我们的经验和逻辑来看，力是与物体紧密地联系在一起的。牛顿提出了超距作用，同时也勉强地引入了以太来作为介质，但在现代的“场”中，力是可以脱离物体而独立存在的。从而，我们就不必去顾忌以太到底是否存在，反正我们已经回避了这个问题。这样，科学研究就简单多了。 场的模型是这样建立起来的。带电物体、磁化物体和电流之间存在着力的相互作用，我们的任务是确定一定位置上作用于物体的那些力的大小和方向。如果认为这些力的载体是某种中间介质，那末，就可在力发生作用的空间中画出力线，它们的方向和稠密程度即确定了那些相互作用的物体——电荷、磁铁和电流在空间中所产生的力的方向和大小。在这种介质履行了这些义务之后，我们就可以毫不留情地将它迅速抛弃。现代科学规定，在场的后面不再有任何实在的东西，因为这种东西我们根本就找不到！简言之，场的各个实在的属性都是来自以太的，但以太不存在，这些力线、这些物理状态就只好独立存在了。 在电磁研究中，除了超距作用外，法拉第引入了空间中相互作用力的路径——力线的观念，把力线的拉伸和相互间的压力说成是实际存在。最后，麦克斯韦用自己的方程确定了电磁相互作用的力线的结构——这些相互作用力在磁化物体和带电物体周围空间每一点上的方向和大小。除了超距作用外，还承认了一些新的特征：甚至在空中只存在一个物体的情况下，也存在着由这个物体所产生的吸引倾向，在各个点上逐点不断变化着的这倾向充满全部空间。总之，两个离开的物体的相互作用，原则上是在它们周围的空间中，由一点到一点地传播着，不过，不是有形的传递，是不经过任何介质的，只是某种物理状态——非物质的物理状态在传递着。在这里，物质不单是可入的，而且可以说每个原子都扩展到整个太阳系，但同时又保持着自己的力的中心。每一个物体都是一个力线的中心，每一个都建立起自己的场，而相互作用就是场的重叠。 （四） 关于相互作用如何传递的机制却是以电磁波为对象发展起来的。在这里，相互作用就是一种波的传递，相互作用的行为划分了分散在时间和空间之中的三个阶段——作用的发送、它在空间中传播以及它被相互作用的对方接收。 麦克斯韦已经赋予场以最重要的实在性——能量，它将相互作用的能量定位在物体间的空间之中。但是，没有任何物质的空间怎样承担这个能量呢？这个假设是没有任何根据的。然而，现代科学是很迷人的，任何一个不合理的学说到头来都可以找到实验来“证实”，过了四分之一世纪之后，1887年，赫兹第一次获得了自己的电磁波。这种波从发生放电的电极之间挣脱出来以后，经过很少几个瞬间——电火花刚刚熄灭！——就“忘掉了”自己的源，穿过实验室的墙壁和大气，飞进星球空间。这使得场的概念很快得到了承认，因为不知怎么，人们会下这样一个结论：电磁波就是脱离自己的源而独立存在的电磁场。 到这里，事情还没有彻底完结，因为在对电磁波的研究上，又将光扯进去了。在某些人看来，光只是电磁波的一种，因此电磁波被赋予了光的特性——它不是疏密波而是横波。麦克斯韦认为，电磁相互作用不是一举传到远方，而是以光速通过电磁场的波动，逐渐传递到远方的。在经过这一系列重大的、卓有成效的理论研究之后，现代科学剩下的任务便是寻找各种波了。自韦伯宣布收到了引力波的信号以后，世界范围的检测工作都在普遍地开展起来。当然，这只是劳民伤财而已。 总之，我们将引力作用、电磁作用、电磁波、光这四者胡搅蛮缠在一起，经过许多技术处理，又抽掉了物质性，从而发展起了“四不象”的场的概念。这个场不是物质的，但却起着物质的作用。场是一个纯力学的概念，是一个人为的产物，在自然界并没有它存在的位置。但是，我仍不准备取消它，而是借用这个名词来描述一类作用的范围，例如，重力场就是指地球附近的一块区域，电磁场就是指带电物体周围的空间。 九 永恒的世界 （一） 物质世界是平衡的。这个平衡是由物质的基本属性所决定的，是不可改变的。物质既不可能无限压缩，也不可能无限扩散，一定质量的物质必然占有一定量的体积。就一个大尺度来说，物质的平均密度是永远不会改变的！当某处由于扩散而使得密度减少，则必有另外一个地方正在收缩而使得密度增大。反之亦然。 而在现代科学中，一方面是物质的无限压缩。自然界存在着威力无比的压缩机，这种压缩机不是别的，正是物体自身的引力。在这种压缩机内，原子被压碎，物质密度无限大。天体和一般物体都逃不脱被压缩的命运，而且这种压缩是不可逆的。 另一方面是物质的无限扩散。气体分子将占据所有的空间，任何一个体系的变化方向都是使它的混乱度无限度大。固体和液体都将变为气体，地球上的物质都将挥发干净。这种分散也是不可逆的。 其实，这完全是一个问题的两个极端。就整个物质世界来看，并没有任何压缩和扩散，但作为这个世界的某一个局部，由于物质的本质特性，它是在有着收缩或者膨胀的，例如蒸汽冷凝，高压气体向外扩散等等，但这只是局部的现象，而在宇宙中某处必定有一个完全相反的过程来抵消它的效应，有收缩则同时必有扩散，有扩散则一定存在着收缩，而我们将局部事实夸大化、机械化，只看到表面的现象，没有看到问题的实质，没有看到收缩和扩散背后的东西，没有看到两个方面之间的紧密联系，从而将局部经验扩展为整体规则，致使导致两个矛盾。 （二） 扩散和收缩是一个问题的两个方面，我们不应该将它们简单化、片面化、机械化，扩散和收缩并不是问题的本质，具体地说，只是问题的两种表现，都是为了达到平衡所采取的过程。在世界上并没有导致收缩的力量，也没有导致扩散的力量，我们应该根据平衡的性质来判断物质是收缩还是扩散。 地球正处于消亡阶段，它的物质正大量地向空间挥发。重元素蜕变为轻元素，大分子分解为小分子，继而都变为气体分子而不断地逃逸出地球的重力场范围。在这里没有什么重力，而只是物质间的一种平衡，在密度平衡的同时，物质不断地向外输送。对于气体分子来说，受到的并不是重力，恰恰相反，受到的却是“浮力”。 而在现代科学中，重力却是每个地面物体都具有的，每个物体都必须落面地面，气体分子也不例外，而且都是不可逆的。地球的质量只能增加而绝不会减少！要想逃出地球的重力场，就必须具有很大的速度，地球的逃逸速度就是所谓的第二宇宙速度。大约是11公里/秒。进一步地，当质量变大，体积缩小，这个逃逸速度可能大于光速。在这种情况下，星体发的光也不能发射到远处去，因而，在外部看来，它就是一个不发光的天体。这就是黑洞。 黑洞是太空中那些令人莫名其妙的引力裂隙，那里的物质密度如此之大，以致不论是光还是巨星都很容易被吸入。黑洞是宇宙太空里一个无底的深渊，它具有硕大无比的吸引能力，一切粒子、尘埃以至巨大的星球，只要到达黑洞的引力作用区域，都会受到一股无法抵抗的力量，都会毫无例外全部被这个不可见的宇宙“怪物”一口吞食进去。在黑洞里，引力是如此之强，以致一个个原子都被弄得支离破碎，一切物质在黑洞里都化为乌有，物理的定律失去效应，时间也停止了前进……。宇宙中存在着许多黑洞，理论家们从理论上“证实”了它的存在，实验家正在探索着黑洞的位置。某个可怕的黑洞正潜伏在我们的周围，正在伺机将太阳、地球，整个太阳系连同我们这些微不足道的人类一口吞吃下去！ 在这里，所有的物质最后收缩为一点。这被当作普遍的真理，任何体系都不可违抗的真理。但是，与此同时，还有一个截然相反的真理，物质将无限地扩散，直到体积为无穷大！这也是任何体系都不可以违抗的。体系的熵不可能减少，世界的混乱度将越来越大，直至所有的物质完全混合均匀。在这时，任何局部的差别都消失了，任何时间都不会带来丝毫的变化，没有地球，没有太阳系，没有人，没有动物，也没有分子；没有白天，没有黑夜，没有运动，没有光照，再没有鲜花开放，也没有鸟儿歌唱，世界全部死了，这就是“热寂论”。 （三） 自然界既没有引力也没有斥力。物体的运动趋势只是由于物质本身的特性所决定的，每个物体都力图达到最稳定的位置。只有当由于特殊的原因造成某个物体偏离这个平衡位置时，物体才具有一种回复平衡位置的趋势和力量。但是，这个趋势和力量只是一种运动性质，只由这个物体所处的背景来决定，而与1米之外的所有其他天体都毫无联系，例如苹果下落是因为受到重力，但这个重力并不是地球对它的吸引，而是在苹果的上下两端，连续物质有一个密度差，正是在这个密度差的推动下，苹果才不断地移动着它的位置。地球并没有在召唤它，它也决不会听从地球的召唤。任何吸引、任何排斥都是发生在物体与连续物质之间的，两个物体只要不相互接触，它们之间就不会有任何作用。超距离的引力和斥力都是一个人为的错误。 而在现代科学中，将宇宙之间的平衡或者归功于引力，或者归功于斥力，这就必然导致宇宙变化的两种极端结果：一个是引力作用下的无限小，一个是斥力作用下的无限大，前者便是所谓的奇点，而后者则是大爆炸和热寂。 （四） 综上所述，物质世界是一个永恒的世界，既没有诞生，也没有末日，自始至终都是一个稳定的体系。但是，现代科学，甚至人类的整个科学史，都是以论证世界的诞生和末日为己任的。 自天主教以后，世界的诞生主要有两种说法： 1、上帝创世说 上帝在一周内创造了天、地以及人和动物。 2、宇宙旦爆炸说 孕育着宇宙的一个小小鸡蛋爆炸了，在几十秒之内，就形成了这个伟大的宇宙。 关于世界的末日的理论就更多了： 1、上帝惩罚说 上帝为了惩罚不可救药的人类，用洪水淹没了世界。 2、黑洞 黑洞将所有物质吞吃掉。 3、奇点 整个宇宙都缩小到比针尖还小。 4、热寂论 整个世界无限扩散，直至完全均匀一致，没有了地球，也没有分子。 …… 从以上可以看到，近代所提出的宇宙诞生说和宇宙末日论都比《创世记》中的要科学得多、深刻得多、合理得多。这正是科学的进步所在。因为在《创世记》那个时代里，人们还处于愚昧，还没有什么科学文化知识，而现在，人类已经是文明时期了，所提的学说当然更富有想象力，更加耸人听闻，更有科学的证据，更加具有深刻性和合理性，也更加奥妙和高深！ 除此而外，还有等等若干学说，这里就不必一一列举了。上面这些只是其中“最大最成功”的了。殊途而同归，皆以标榜科学始，以皈依宗教终，这便是对那些不去探求问题的实质，而只将局部数据规律夸大为真理的人的无情嘲弄。 假如牛顿在天有灵，他一定会追悔莫及，如果他能料到后代将是这样来继承他的研究，这样来捍卫他的旗帜，他是肯定不会提出万有引力的。 本文作者：段宗曜 E-mail：hbhgduan@163.com 欢迎转贴 |