探讨宇宙斥力

宇宙研究网   吴东敏

20世纪20年代，天文学家埃德温·哈勃在星光光谱红移与蓝移的观测上，发现越远的星系以越快的速度离开我们，表明整个宇宙正处于不断膨胀的状态之中，并提出”哈勃定律“，开创了现代宇宙学。

爱因斯坦意识到，在静态宇宙中，星系之间的万有引力会使宇宙收缩。于是，爱因斯坦在他的引力场方程中添加“宇宙常数”项来平衡万有引力的作用，以保持宇宙的稳定。这个“宇宙常数”到底是什么？爱因斯坦认为它是“反引力”，它不像其它的力，不发源于任何特别的源，而是时空结构所固有的。后来的理论物理学家又捡起了“宇宙常数”，认为“宇宙常数”这个反引力是驱动宇宙膨胀的力学原因，具体来说，它就是时空中的“暗能量”。暗能量是什么？暗能量如何与星系发生作用的具体机制，始终没有作出定论。对于相信唯物主义哲学的研究者来说，更多的是从其他各个方面来考量，我发现星系的光辐射斥力可能是宇宙膨胀的力学原因。

星系的辐射压力是星系中恒星，中子星等具有强烈辐射的天体对周围时空产生的排斥力，主要是光子辐射产生的斥力。星系间的光的辐射斥力与其万有引力都是长程力。很显然，星系之间的万有引力是星系相互吸引的力，能使星系相互接近，而辐射斥力是星系相互排斥的力，能使星系相互驱离。所以，本文主要对星系之间的万有引力与辐射斥力的力度作出分析。如果辐射斥力大于万有引力，则表示我们已经找到了宇宙膨胀的力学原因。

一，光子的动量与动量定理

1905年，爱因斯坦提出“光子说”，成功地解释光电效应。1917年，爱因斯坦又提出光子具有动量的假设，被1923年康普顿X射线散射实验所证实。光子的能量，动量，冲量可用下面的公式计算：由E=mc² 与p=mc得到 p=E/c ，由I=F·t ，F·t=Δp 得到F=Δp/t  其中：E为光子能量（焦耳J），p为光子动量（牛秒Ns或公斤米/秒kgm/s），m为质量（公斤kg），c为光速常数（2.998×10⁸ 米/秒m/s），t为时间（秒s），Δp为动量变化量（牛秒Ns或公斤米/秒kgm/s），I为冲量（牛秒Ns或公斤米/秒kgm/s），F为作用力（牛顿N）。

天体的辐射压可以理解成天体接受光子辐射后，由于光子动量发生变化而产生的作用力，也可称为碰撞力。作用力的方向与光辐射方向相同，作用力的大小取决于动量变化量的大小。如果光子被吸收后，其动量变化量则等于光子初动量，即：F·t=Δp=p=E/c ，得到F=E/c·t ，天体接受的辐射压力的大小等于它每秒钟接受的能量除以光速。

二，估算太阳对地球的辐射斥力

据实验资料表明，在地表阳光直射下，测量到可获得辐射功率约为每平方米1000瓦，即每秒钟获取1000焦耳的能量，在大气层外，测到的辐射功率为每平方米1368瓦。地球半径6378km，加上携带的大气层厚度以1000km计，地球整体半径为7378km（7.378×10⁶m），计算：

可获取的太阳辐射功率为： 3.1416x（7.378×10⁶)²x1368=2.345×10¹⁷W（J/s）

太阳对地球的辐射斥力为：F_地=E/c·t=2.345×10¹⁷/2.998×10⁸x 1=7.822×10⁸N   然而，太阳地球之间的万有引力，经计算为：3.51×10²²N，对比之下相差14个数量级，辐射斥力实在是微乎其微！

我正处于迷茫的时候，想到，星系里为什么会有如此之多的恒星相聚在一起？我开始研究星系的辐射斥力，于是作出如下草图，加以思考，我突然发现，受辐射的面积与辐射强度同时都与恒星数量有关，辐射斥力提升的倍数将是两个星系恒星数平方的乘积。只要恒星数足够多，辐射压将超过万有引力。这一发现，使我无比激动，久久不能平静，记得那天是中国航天员杨利伟驾驶飞船返回地面的第二天。也是我研究史蒂芬·霍金著作《时间简史》所取得的第一个收获。

三，辐射压的表达式

1，两个恒星之间万有引力的大小与它们质量的乘积成正比，与距离的平方成反比，类比之下，两个恒星之间的辐射斥力的大小与它们相互辐射的光子数的乘积成正比，与距离的平方成反比。然而，受辐射恒星单位面积的光子数与辐射源恒星的总动量或总能量成正比。于是得到表达式：F=k·S₁ · S₂ ·p₁ · p₂ /R²   或    F=k·S₁·S₂·E₁·E₂/R²·c²   S₁  S₂  为两恒星的受辐射面积  p₁  p₂为两恒星的辐射总动量   E₁  E₂ 为两恒星的辐射总能量  R为两恒星的距离  c为光速常数  k为修正常数  F为辐射斥力。

2，同样，两个星系之间的万有引力的大小与星系质量的乘积成正比，与距离的平方成反比，类比之下，两个星系之间的辐射斥力的大小与它们相互辐射的光子数的乘积成正比，与距离的平方成反比。在含有x颗恒星的星系1里，辐射的总动量由p₁ 变为xp₁ ，受辐射面积由S₁ 变为xS₁ ，在含有y颗恒星的星系2里，辐射总动量由p₂ 变成yp₂ ，受辐射面积由S₂ 变成yS₂ ，星系之间的斥力：F_斥力=K·xS₁·yS₂·xp₁·yp₂/R²=K·x²·y²·S₁·S₂·p₁·p₂/R²   同理， F_斥力=K·x²·y²·S₁·S₂·E₁·E₂/R²·c²  这表明，含有多个恒星的星群，星团，星系里，辐射斥力将迅速增大，它与相互辐射的恒星数量的平方的乘积x² y² 成正比，而万有引力的增加只与恒星数量的乘积xy成正比。随着星系恒星数量的增多，其辐射压力比万有引力增加快xy倍，结果说明，只要星系里恒星数量足够多，其xy数值足够大，星系的辐射斥力将会超过万有引力。通常星系的恒星数量为50亿颗到100万亿颗（5×10⁹ -10¹⁴ 颗）。其辐射斥力比万有引力提升的幅度xy数值达10²⁰倍以上是绰绰有余的。

为什么会得到上述结果呢？1，受辐射面积与恒星数成正比。2，单位面积的光子数，由于辐射叠加，强度增大，也和恒星数成正比。所以，相互作用的光子总数会变得很大。

四，银河系与仙女系(编号M31)之间的辐射斥力估算

对星系辐射斥力作定量计算：在F_斥力=K·x²·y²·S₁·S₂·E₁·E₂/R²·c² 中，修正恒量K的数值犹如万有引力恒量G，须由实验测定，希望寄托有实验条件的科学家中，早日出现第二个卡文迪许式的人物。

本文对星系斥力的计算，避开修正恒量K，而是采用F=E/c·t 作出计算。由于太阳是普通的恒星，质量1.989×10³⁰ kg，半径6.963×10⁸ m，光子辐射总功率3.847×10²⁶ W(J/s)，其数据作为星系里恒星的平均值来计算。在现有不全面也不十分准确的天文数据资料的范围内做出估算。银河系：质量4.177×10⁴¹ kg，直径1.3011×10²¹ m（以14万光年计，1ly=9.2938×10¹⁵ m），恒星数3×10¹¹ 颗。仙女系：质量8.354×10⁴¹ kg，直径2.0446×10²¹ m（以22万光年计），恒星数4×10¹¹ 颗，与银河系距离为2.3504×10²² m（以253万光年计）。银河系对仙女系辐射功率为：仙女系受辐射面积/大球表面积x银河系总辐射功率=(2.0446/2×10²¹)² ·π/4·π·(2.3504×10²²)² x3x10¹¹ x3.8×10²⁶ = 5.39×10³⁴ （W或J/s）。银河系对仙女系的辐射斥力F₁ =E/c·t=5.39×10³⁴ /2.998×10⁸ ·1=1.799×10²⁶ （N）。仙女系对银河系辐射功率为：银河系受辐射面积/大球表面积x仙女系总辐射功率=（1.3011/2×10²¹ )2 ·π/4·π·(2.3504×10²²)²x4x10¹¹x3.8×10²⁶=2.911×10³⁴（W或J/s）。仙女系对银河系的辐射斥力F₂ =E/c·t=2.911×10³⁴/2.998×10⁸·1=0.971×10²⁶（N）。合斥力F=F₁+F₂=1.799×10²⁶+0.971×10²⁶=2.77×10²⁶（N）。

五，银河系仙女系万有引力与辐射斥力相比较 

经计算，银河系与仙女系之间的万有引力为4.22×10²⁸N，与其辐射斥力2.77×10²⁶N相比较，差距仍然较大。万有引力为万亿亿亿牛顿级，辐射斥力为百亿亿亿牛顿级，相差2个数量级。有以下原因加以探讨：

1，本星系群（银河—仙女星系群）尺度1000光年以内，含有50多个星系。以仙女星系为中心的卫星星系含有M33，M110，M32，NGC185，NGC147及其她多个仙女座矮星系，构成次级星系群；以银河星系为中心的卫星星系含有大小麦哲伦星系，大犬座，人马座，Crater 2，天龙座，大小熊座，船底座，天炉座，御夫座，牧夫座，六分仪座，狮子座等二十多个矮星系，也构成次级星系群。参与两个次级星系群相互辐射的恒星数量增加，其xy 数值增大，辐射斥力加强。

2，太阳是超新星遗迹演化形成的第二代甚至第三代恒星，重物质含量约为3%，相当10000个地球质量，光度与质量的比值较小（经计算为1.934×10^-4W/kg），超巨星的光度质量比值可以达到太阳的5000倍（9.67W/kg），与爱丁顿临界值近似相等。星系里第二代恒星的数量明显少于第一代恒星，如果用太阳光度（辐射总功率）和质量来度量星系总光度与总质量误差很大，所以，应当酌情考量。

3，银河系中心银球尺度约2万光年，光度很大，其中银核AGN光度（包含X射线γ射线光度）约是太阳光度的10¹¹倍以上，质量约是太阳质量的2×10⁶倍，计算其光度质量比约为9.67W/kg，与爱丁顿光度近似相等。仙女系中心的AGN光度质量比与银河系类同。

虽然缺乏有关天文数据供作定量计算，但由于上述3个原因可以看出，它们能大幅提升银河系与仙女系的辐射斥力与万有引力的比值，能使辐射斥力与万有引力处于同一数量级或辐射斥力略小于万有引力。这与科学观测，仙女系，蓝移光谱，约以每秒300km的速度向银河系运动相吻合。遥远的将来，银河一仙女星系群合并成一个更大的星系，具有更大的辐射斥力，存在于宇宙之中。

2019,07,18于浙江

《今日中国》1978-2018砥砺奋进辉煌40年特刊科技栏目刊登宇宙研究网站长吴东敏的文章：

中微子的结构与性质——探索微观世界之谜

见《今日中国》第70-72页

宇宙研究网沉痛宣告：本站顾问美籍核物理科学家张操教授于2018年12月26日在海南省三亚市人民医院安详逝世！享年76岁（1942-2018）。

思维的层次

胡昌伟 张操

上海市老科协双创委

内容提要：科学理论的发展需要思维层次的逐步提升。通过对两种不同性质的时空观等的分析，表明它们对应着不同的思维层次；并进一步指出，颠覆性创新需要新的思维层次。惯性思维是对原有思维层次的固守，会阻碍科学理论的发展。举例描述了惯性思维的不同表现形式及其作用。对思维层次的发展提出了若干看法。

关键词：思维，思维层次，颠覆性创新，惯性思维

1、引言

思维是大脑的功能，它是在表象、概念的基础上，进行分析、综合、判断、推理等认识活动的过程；它涵盖了人类所有的认知或智力活动。由于看问题的视角不同，研究的对象不同等等，思维过程中的表象和概念的性质会有所不相同，这就是思维层次的不同。人类的知识相当丰富，门类繁多，这显示了我们的思维是多层次的。即使是同一门学科，由于研究范围的延伸，条件状态的变更，也要求人们的思维层次作相应的调整。科学理论是思维的系统性的结论，科学理论的发展需要思维层次的逐步提升。我们将通过物理学的事例来进一步阐明思维层次的意义。惯性思维是固守一种思维层次的表现，是孳生“偏见”或“先入之见”的温床。

霍金对“现实”的看法，涉及到了思维的层次问题。他在一篇与他人合写的文章里说：

“金鱼看见的世界与我们所谓的‘现实’不同，但我们怎么能肯定它看到的就不如我们真实？据我们所知，就连我们自己说不定终其一生，也在透过一块扭曲的镜片打量周遭的世界。 在物理学中，这个问题并非纯理论空想。实际上，物理学家和宇宙学家发现他们自己眼下的处境和金鱼差不多……每个理论对于‘现实’ 都有一套自己的描述，就像透过它自己的圆形鱼缸观察世界一样。”[1]这段话含有这样的意思：金鱼眼中的事物表象和概念同我们感觉到的不一样，因此，如果它们能思维的话，其层次不同于我们的思维层次。那么，根据智慧金鱼的思维层次，能得到怎么样的理论呢？霍金没有进一步研究。这是个很有趣，也有一定意义的问题，我们就此入手，来进行有关思维层次的探讨。

2、智慧金鱼的时空观

时间和空间是物理学的最基本的物理量，我们就来描述一下智慧金鱼的时空观。它可分为两部分，一是金鱼描述鱼缸外世界的时空观；二是金鱼描述鱼缸内世界的时空观。

图1 金鱼的缸外时空观

以光来观察世界，金鱼看到的鱼缸外的景象显然与我们看到的不一样，因为，玻璃和水会折射光线。为简单起见，我们假设鱼缸是折射率与水一样的透明的平板塑料构成。如图1所示，EF是鱼缸的平板塑料；A、B是两条金鱼；C是鱼缸外的一个物体的位置。金鱼A眼中的这个物体位于C；而金鱼B眼中的这个物体位于D。如果鱼B向鱼A游去，那么，它眼中的这个物体也会随着从D点向C点运动。这就是说，鱼缸外不动的物体在游动的鱼儿看来是运动着的，而且如果金鱼B进行的是匀速运动，D点进行的却是变速运动，因为D点的位置与折射角有关，而折射角会随着鱼B的运动而不断地变化。这显示鱼缸外的物体，在不同视角的鱼儿看来，它的位置、形状和运动状态是各不相同的。这表明金鱼的时空标准会随着它所处位置的不同而变化，即金鱼的时空观是局域的。

现在来考虑智慧金鱼描述鱼缸内世界的时空观。如果鱼缸内水的密度是均匀的，且始终不变，那么，它们的时空观与我们日常的，低速、宏观环境中的绝对时空观基本一样。然而，一般流体的密度或多或少是会变的。非均匀介质是变折射率介质，其中的光线会向密度较大的方向弯曲。如果鱼缸内水的密度分布是不均匀的，那么，鱼儿的时空观也将是局域的。如图2所示，水密度的大小用颜色的深浅来表示，鱼B发出的传入鱼A眼睛的光线所走的路线是弯曲的（当然，实际上这样的弯曲非常微小），因此，鱼A会误以为鱼B是在C点；如果鱼A游起来，C点会随着变动。另外，鱼在可压缩性流体中移动时，会改变它周围流体密度的分布，这也会影响它的时空观。

图2 金鱼的缸内时空观

总之，鱼缸时空观的一个基本特征是局域性，它与我们日常的牛顿时空观迥异，两者是不同构的。我们不能用通常的思维层次去理解智慧鱼儿的时空观。造成智慧鱼儿时空特殊性的，是一个它们自身难以意识到的“水对视觉的影响”这个因素。

3、对应不同思维层次的两种时空观

大家知道，绝对时空观可以用伽利略变换（1）来表达：

（1）

在伽利略变换中，时间间隔和空间间隔是不变量，即时、空标准绝对不变，这是绝对时空观的最基本的性质。由于时、空标准的不变性，我们可以在任何地方建立一个刚性的三维坐标系和一维的时间轴，它们就是绝对时空观中的一个可计量的时、空的数学表达。

相对论性时空观突破了时空标准的不变性。狭义相对论的时空仍然是欧几里得平直空间，但它的坐标轴和时间轴不是刚性的，它们会随着运动速度而伸缩；而且，坐标轴和时间轴不再相互独立，时空已混为一体，成为四维几何连续体。洛伦兹变换（2）就是对这种时空观的数学表达：

（2）

广义相对论还进一步指出：时空标准会随着引力势而变化。

那么，我们是否可以导出智慧鱼儿时空观的数学表达呢？对于鱼缸外世界的时空观，因为这涉及鱼缸的材质、形状等等不确定因素，难以作出统一的数学表达；对于鱼缸内世界的时空观，则是有可能的。

众所周知，空间的均匀性是一条在绝对时空观和相对论性时空观中都成立的宇宙学原理，它在鱼儿的时空观里也应该成立。水是鱼的生存空间，我们可以假设：在鱼的时空观里，水的分布是处处均匀，各向一致的。这意味着水的密度不会变化，或者说水是不可压缩的。而在我们日常的绝对时空观里，水或多或少是可压缩的。因此，我们推导鱼儿缸内时空观的步骤是：求出将可压缩性流体转换成不可压缩性流体的变换式，把它代入表达绝对时空观的伽利略变换（1），导出的就是表达鱼儿时空观的表达式了。这个推导过程很简单，但结果却出人意料：表达鱼儿时空观的表达式竟是洛伦兹变换式（2），只是其中的C不是光速，而是水中的声速！（具体推导请参看[2]）

这里印证了霍金的猜想：“我们自己说不定终其一生，也在透过一块扭曲的镜片打量周遭的世界。”是的，正如鱼儿在透过水看世界一样，人类也在透过某种特殊的流体看世界。这种特殊流体是什么呢？相对论的普适性要求它是无限分布的超流体，而且它的声速就是光速，因此，它只能是物理真空！现代物理学已充分显示：真空不空，物理真空是一种特殊的介质。我们称物理真空为“以太”，并在洛伦兹变换的流体力学导出的基础上提出了“可压缩性以太论”[2]。

一般认为，时空是唯一的，牛顿的时空观是相对论性时空观的一种近似表达。由上可知，这种看法是错误的，绝对时空观和相对论性时空观是两种不同性质的时空观，前者是与任何介质无关的纯粹的真正的时空观；而后者是充满了真空态介质以太的时空观。在宏观、低速、弱引力场的情况下，以太的作用微不足道，绝对时空观可以成立；在微观、高速、强引力场的情况下，以太的作用明显了，相对论性效应就显现出来了。实际上，相对论性效应都可归结为宏观以太的密度变化效应。另外，我们认为，量子性理论是由微观以太造成的，这方面的情况比较复杂，在此不作详述。

实际上，牛顿物理学和相对论之间不只是时空观的差异，在物质观上也有差异。在牛顿物理学里，一个物体的质量不会随着运动速度和位置的变化而变化；而相对论告诉我们，物体的质量会随着速度和引力势而变化。时空观、物质观等的差异，充分表明：绝对时空观和相对论性时空观是两种不同性质的时空观，它们对应着两种不同的思维层次。

4、颠覆性创新需要新的思维层次

从量变到质变是事物发展的一条规律。在科学的发展过程里，量变是人类的思维在同一层次里的推进过程；而质变则需要人类的思维进入新的层次。

在物理学的发展过程里，相对论和量子力学的诞生都是颠覆性创新的结果，是种质变。它们的基本方程，不可能在牛顿力学的基础上，通过纯粹的形式逻辑演绎出来。爱因斯坦的颠覆性创新在于提出了2个前提性的原理——相对性原理和光速不变性原理，在这基础上导出了洛伦兹变换；量子力学则是在量子假设、二像性假设等等的颠覆性创新的基础上发展起来的。这些前提性的原理和假设，就是思维突破原有的层次，跃居新层次的表现。

在各种现象的基础上，人类有着广阔的想象空间，或者说，人们的思维具有丰富的层次，但只有能够与现实相耦合的思维层次，才有实际意义。通过提出前提性的原理或假设来建立颠覆性的新理论都是尝试性的，其正确与否，关键在于新的理论数据是否能够与实验数据相吻合。相对论和量子力学成功的背后有着许多的失败尝试。

俗话说：条条大路通罗马。我们的洛伦兹变换的流体力学导出过程，与爱因斯坦的方法显著不同。我们的推导不需要前提性的原理或假设，在这里，导致时空观发生“质变”的是基于一种物理变换，即将可压缩性流体转换成不可压缩性流体的变换。显然，引入物理变换的逻辑不是纯粹的形式逻辑，它包含了事物之间的一种物理关系，可称之为“物的逻辑”。

爱因斯坦提出的原理，相当于欧几里得几何的公理，相对论是一种公理体系。公理是无法证明的最基本的道理，因此，在相对论中有许多问题难以追根问底。于是有人认为：相对论不需要物理机制，正确的，即理论数据能与实验数据相吻合的数学模型就代表了现实。显然，这种看法值得商榷。众所周知，数学公式有一定的抽象性，比如，等式1+1=2，它可以表示一个人加一个人等于二个人；也可以表示一个苹果加一个苹果等于二个苹果；如此等等。所以，缺失物理机制，不是相对论的高明之处，而是其不足的表现。我们的包含“物的逻辑”的洛伦兹变换的流体力学导出，指出相对论不是没有物质基础的空中楼阁，它的物质基础就是以太。我们可以在绝对时空观的基础上揭示相对论的物理机制。这里显示：思维的层次与思维的形式之间也是相辅相成的；同一思维层次的思维也会有一定的“维度”差异（独立参数的不同）。

5、惯性思维阻碍科学的发展

在物理学中，任何有质量的东西都具有惯性。思维当然无所谓质量，但它也有一定的习惯于原有套路的惰性。所谓惯性思维，就是固守原有思维层次的表现。新生事物的成长往往会遇到自身或他人的惯性思维所造成的阻力。马克斯.普朗克提出了量子假设，这被视为是量子物理学诞生的标志，但普朗克本人却一直试图将自己的理论纳入经典物理学的框架之下。相对论从诞生之日起，对它的质疑始终不断，其中有对它适用范围和欠缺的合理质疑，但更多的是源自牛顿力学的惯性思维。

惯性思维阻碍新生事物的道理，大家都很明白。不过，新生事物成为了主流理论后，也会形成新的惯性思维，对于这一点，人们的认识是欠缺的。而实际上，对流行的主流理论的盲从，是一种很有害的惯性思维。

有一个简单的问题：电能的传播速度是多少？许多人的回答是：真空光速。对此，我们进行了不同电路参数的上百次实验，发现：电能传播速度会随着电路参数而变化；在大多数情况下，该速度小于光速，但在特定的电路参数下，电能传播速度可以远超光速[3][4][5]！我们的实验简单可重复，但许多人囿于相对论的光速极限的说法，而不予理会。实际上，我们认为电的速度可以超光速，这并不是对相对论的否定，而只是认为：相对论与其他物理学理论一样会有一定的局限性，超光速超出了相对论的适用范围。正如超声速不会让我们听到过去的声音一样；超光速也不会让我们回到过去而颠覆因果关系。

如果把事物的发展称为从低级到高级的递进，一般的惯性思维的阻碍表现为低级的惯性思维对高级思维层次的阻碍。那么，高级的惯性思维有可能会妨碍低级的思维层次吗？这个问题看起来有点不合逻辑，其实是可能的。这方面有一个实际例子：

直流电路的电能传输，本来的描述很简单：电能在电路里传输。但在大学教科书里，有人认为原来的描述太低级了，就改成用玻印廷能流来解释：电池向周围空间输出玻印廷能流，该能流再从电路外进入电阻等用电器。对于这个问题，我们专门撰文指出：在稳定的直流电路外，不存在玻印廷能流[6]，因此原来的描述才是合理的。

6、思维层次的发展

随着人类认识的提高，思维层次也会相应提高。以物理学为例，纵观其发展的历史，结合上述的有关分析，我们可以对物理学思维层次的发展进行一种概括性的描述。

古代的自然哲学是物理学的前身，它是在可见现象基础上的联想，其思维层次就是“眼见为实”，即它的基本概念都是可以直接看到的东西；牛顿站在伽利略、开普勒等等巨人的肩膀上，建立了牛顿物理学，描述了时间、空间、质量等等物理要素之间的定量关系，其思维层次是“绝对时空观”，即这些物理要素都与任何介质无关；以相对论和量子力学为基础的现代物理学，它的思维层次则是“以太效应”，因为现代物理学的基本物理量都与真空态的以太有关联。

当然，对思维层次的划分不是唯一的，上面对物理学思维层次的分类是一种“粗分”。对事物不同的侧面，不同的视角，不同的标准地进行层次的区分，会有不同的结果，但随着事物的发展，人类的思维层次必然会不断地发生变化。

我们要克服惯性思维，促进思维层次的发展。这说起来容易，做起来难。记得有人说过：看人家的论文，要先“钻进去”，搞清楚作者的基本思想脉络，然后钻出来进行评论。这种态度应该提倡。每个人，或多或少难免会有一定的偏见，但许多人没有认识到这一点，因此，他们往往以批判的目光去审视别人的论文。这实际上是带着有色眼镜看问题，容易出偏差。

包容是促进思维层次发展的一个正确态度。创新，尤其是颠覆性的创新，难以用一般的逻辑推理进行解释，开始往往被视为是错误的。因此，对于看来是错误的东西，我们可以批评，但不要一棍子打死。有包容才会凝聚百家；有包容才能绽放新芽！

现在，学术交流的形式多种多样，许多学术群热闹非凡。然而，学术不能追求热闹。有不少人热衷于碎片化的讨论，他们往往围绕片言只字即兴发挥，泛泛而谈。在这样的场合中，创新思想会出现，但也会中伤、淹没。学术上应该多一些严谨和深思熟虑，多作论文交流。历史上著名的爱因斯坦和玻尔的论战，主要是通过论文进行的，提出了EPR佯谬等等问题，促进了量子力学思维层次的巩固和完善。这种真诚、严谨的论文交流形式，值得提倡和发扬。

参考文献

• 斯蒂芬霍金，莱昂纳德·蒙洛迪诺，真实世界的“真实”，环球科学，2010/11.

[2]胡昌伟，可压缩性以太论，现代物理， 2017, 7(4): 112-133. https://doi.org/10.12677/mp.2017.74013。

[3] 张操，廖康佳，樊京，导线中交流电场时间延迟的测定，Modern Physics 现代物理, Vol.5, 29-36，2015。

[4] 张操, 廖康佳, 交变电场速度测量的物理原理，《现代物理》，Vol. 5 No. 2 ，35-39 (March 2015).

[5] 张操，廖康佳，申红磊，胡昌伟，交流电超光速的实验研究，《前沿科学》，Vol. 11，(Mar. 2017) 67-72.

[6] 张操, 胡昌伟. 坡印廷定理的再思考[J]. 现代物理, 2018, 8(2): 42-49.  DOI: 10.12677/mp.2018.82006

中微子的结构与性质—探索微观世界之谜

宇宙研究网网站站长   吴东敏

1956年，美国物理学家莱茵斯（Reines）和柯万（Cowan）等人第一次通过实验直接探测到中微子的存在。之后60多年的继续探索中，科学家们分别从来自超新星爆发，太阳，核反应堆及其它地表大气实验中检测到中微子的存在，发现了较大的缪（μ）中微子和更大的陶（τ）中微子。

中微子是携带微小质量，不携带电荷的中性粒子，由于其质量极其微小，几乎不与其它粒子发生作用，因此不容易被科学仪器直接探测到，被科学家称为“鬼粒子”。

本人最近十多年的科学研究和总结中，从设计电子的内部结构模型时开始，创立了“二粒三构”理论学说，于2011年初版《宇宙的真谛》一书。对中微子的结构与性质及其在空间中的存在状态和微观世界的空间结构，简述如下，希望能给从事前沿科学实验研究的科学家提供参考，并与广大科学爱好者共同分享：

在二粒三构理论中，携带负电的光粒子表面吸附了大量携带正电的以太粒子，使整体呈电中性，成为中微子，其中质量引力和库仑引力使中微子成为较为稳定的粒子。中微子尺度约为10^-22-10^-23米（0.1-0.01仄米数量级），密度约为2.898亿吨/立方厘米。中微子的尺度与原子（尺度10^-10m）相比，相当于芝麻（尺度3×10^-3m）与太阳（尺度1.392×10⁹m）之比相差万亿倍；中微子比质子小1亿倍，比电子小1千万倍。

在二粒三构理论中，粒子自旋角速度由它的荷质比的大小来决定，因为中微子的荷质比等于零，所以它是不自旋的粒子。关于粒子自旋与天体自转的力学原因，在我的《宇宙的真谛》讲座中，已经作了说明。

中微子的速度，通常人们总认为与光速相同，其实不然。太阳内部的核聚变在光球层底部聚集了大量的光粒子，由于色球层以太物质的阻挡，光粒子间距特小，形成巨大的库仑斥力，它们被迫排列成光子链开始从光球层向色球层，日冕层，外太空辐射，辐射全波段各种波长的光。核反应生成数量很大的以太粒子团粒结构也向光球层，色球层，日冕层推进，从冕洞里逃逸出来形成以太泡沫结构向太空扩散。同时，在厚度2000多公里的色球层和300多万公里的日冕层里有大量的正微子（光粒子吸附了数量较多的以太粒子后携带正电的微子）和中微子形成，它们也与以太粒子一起，都能从冕洞中高速逃逸出来。少量电子，质子，α粒子（氦核）以致于形成氢原子氦原子也能从冕洞中出来，它们共同构成“持续太阳风”，太阳风的速度只有800-1000公里/秒（或0.8-1毫米/纳秒），藏在太阳风里的大量中微子由于动量太小，与探测器的传感探头的作用太微弱，科学家很难用现有的仪器探测到它们，这曾经成为“太阳中微子失踪案”。一部分中微子被地球大气或地表物质中的原子核和电子的牛顿引力吸收；另一部分中微子与电子或核子中的电子发生较为激烈的碰撞，表面失去部分以太粒子后成为负微子，它们在库仑斥力的作用下被散射或多次散射，速度降至很低，极小的动能传递给以太泡沫，失去动能以后滞留在以太泡沫之中处于振动状态，与以太泡沫结构相对静止的中微子立即吸收了周围的以太粒子后，重新变成稳定的中微子。空间以太泡沫结构中的正微子，中微子与少数负微子，不存在辐射机制，它们通常处于相对静止的热振动状态，与地球大气一起跟随地球自转。

中微子是构成磁场的物质，但没有磁性，任何单独的微观粒子均不具有磁性，宇宙中不存在“磁单极子”。在二粒三构理论中，揭示了光电磁热的本质，中微子正微子负微子的混合物称为电磁以太物质。一群微观粒子（电磁以太）的无序运动（无规则振动）形成“热”；有序运动（转动或者平动）形成“磁”；磁力的本质是大批粒子之间的牛顿引力。磁现象与热现象是电磁以太物质群体运动形成的物质现象，其强度与粒子总质量，速度或振幅的大小有关。太阳风沿太阳自转的切线方向飞出构成旋涡状磁结构向太空扩散直接到达地球，形成地球磁层。尺度为数百公里到上万公里的太阳“黑子”是核反应的废料以太团块形成的旋涡状结构，其内部包含有大量的光粒子，电子，核子团块，爆发时形成耀斑和磁暴，强烈的光电磁物质辐射形成“扰动太阳风”，磁暴产生大量的与光速相同的中微子辐射，在辐射过程中发生振荡，形成质量较大的中微子，才有可能于1998年被日本超级神冈探测器探测到。

许多中微子聚合成较大的稳定型的中微子现象，科学家美其名曰：中微子振荡现象。1985年，美国的史沫莱（Smalley）与英国的克罗脱（Kroto）首次制得由60个碳原子构成的足球烯（C60），又叫富勒烯。同理，人们想到由许多个中微子构成的结构，它们由于极高密度极小间距而具有超强引力，形成更大的稳定结构，其物理性质与基本的中微子相同，但具有更大的质量。与富勒烯类似，性质相同质量不同的中微子具有多种“味”，而不仅仅是缪中微子和陶中微子。中微子振荡的力学原因，是因为两束中微子接触时，由于万有引力而聚合成质量更大的中微子；这种接触只能是沿同一方向运动，慢慢靠拢，轻轻地接触。如果快速接触，如此高密度粒子的碰撞力是很大的，会使中微子表面失去一些以太粒子成为负微子，两个负微子由于库仑斥力不但不会聚合，而且会迅速飞开。中微子振荡实验采用的中微子束流应具备四个条件，否则效果不好。1，束流的强度要大，即每立方米所含有的中微子数要足够多。2，束流速度要大，接近光速为好，速度大的中微子其横向振幅小，才能与其它中微子聚合。3，两束中微子的混合角度要小，达到慢慢靠拢，轻轻接触，避免碰撞。4，束流的基线要足够长。如果短了，就没有足够的时间聚合成较大的中微子。核裂变反应堆，大型强子对撞机周边的中微子能流密度高，速度快，只要基线足够长，适合做中微子振荡实验。基线尺度有数公里以下，也有数十数百公里以上，欧洲核子中心（CERN）地下实验室到意大利格兰萨索实验室的基线长732公里，太阳中微子实验基线长15000万公里。2001年，加拿大萨德伯里天文台发现三种中微子振荡现象，它们应该是扰动太阳风与持续太阳风长基线混合产生的振荡现象。

空间中的中微子，正微子，负微子之间在不同的环境里会发生互相变换，它们之间的存在比例处于不同的动态平衡之中。中微子正微子失去表面的部分以太粒子会变成负微子，负微子中微子在以太粒子丰富的环境中会变成正微子。光辐射被浓密的云层或物质吸收以后，光粒子吸收周边的以太粒子后变成负微子。在地球大气层内通常的空间中，存在浓密的以太泡沫，所以负微子存在的比例较小。一部分中微子正微子作为电子电场磁场的旋涡物质被携带，电子束发生激烈振荡的时候，多数中微子正微子表面失去以太粒子后变成裸光子而发出强烈激光。地球自转，在两极附近及上空，自转的中微子正微子束流存在的浓度较大，形成磁极；扰动太阳风中的重粒子洒过极区上空，与中微子正微子发生碰撞和相互散射，中微子正微子表面失去以太粒子后产生美丽的极光。宇宙中所有的发光现象分为两类：1，电子与正电子解体发光，包括恒星发光，裂变聚变发光。2，电磁以太发光，包括中微子正微子负微子表面失去以太粒子而发光。

中微子能随意无阻挡的穿过金属导线，同时也大量的存在于金属导线之中，成为电阻物质。导线中金属原子间的自由电子吸附了空间中大量的正微子成为电流物质，大批正微子在导线中快速流动来输送电能，在用电器中产生光热磁等各种效应。无数中微子在导线中无规则的热运动阻挡正微子流的通过成为电阻，科学家通常采用降低导线温度到-273⁰C附近，使中微子成为静止状态，让正微子流无阻挡通过；同时，静止状态的中微子能吸附以太粒子转变为正微子，使导线成为“超导体”。

（2018,11于浙江）

《今日中国》2018年3月聚焦全国两会特刊科技栏目刊登宇宙研究网吴东敏的文章：

电子与正电子的内部结构——暗物质之谜

见《今日中国》第42—44页

宇宙研究网恭贺1671位新老订阅者注册会员2019年猪年大吉！身体健康！阖家幸福！2019,02,01

电子与正电子的内部结构        暗物质之谜

                             宇宙研究网  吴东敏

人类科学的发展进入到20世纪，终于发现原子的核式结构。由质子与中子组成的原子核，与核外宽敞的空间中高速运动的电子共同构成了原子世界。初步探明了质子中子电子的半径尺度，质量，电荷。有数据表明，质子的半径为1.1128×10^-15米，质量为1.6726×10^-27公斤；中子的半径为1.1133×10^-15米，质量为1.6749×10^-27公斤；电子的半径为9.0873×10^-17米，质量为9.1095×10^-31公斤。经计算，质子中子电子具有相同的密度为0.2898×10¹⁸公斤/立方米，即2.898×10⁸吨/立方厘米，约等于每立方厘米2.9亿吨的质量。然而，质子中子电子仍然不是不可再分的基本粒子，许多的实验观测说明电子与正电子存在于质子中子内部，它是比所谓的“夸克”更小的基本粒子。把电子束加速到数千万电子伏特的能量与靶标物质发生作用（打靶），分离出正电子束，再把它导入到储存环与高能电子束对撞。从定量分析结果表明，一对正负电子湮灭产生两个伽马光子。电子正电子皆由更小的难以观测到的暗物质粒子所构成还是正负电子湮灭化成能量，提到了科学工作者的研究视野之中。

本人认为，物质化为能量是一种唯心主义的设想，理由是它不能阐述物质化为能量的具体机制和令人信服的具体理由。而本人坚持信奉“物质不灭定律”，从2005年开始，从理论上研究电子与正电子的内部和外部结构，建立了“二粒三构”的理论学说。

电子内部由许许多多质量非常小的基本粒子构成，它携带负电，我称它为D粒子。许许多多携带负电的D粒子之间必须有更加小的携带正电的中介粒子把它们粘合在一起，我把这更小的粒子命名为M粒子。由D粒子与M粒子的不同组合，构成了电子与正电子的内部结构模型。进一步的研究中，光的本性是许许多多一大批D粒子处于辐射状态时表现出来的现象；而M粒子构成的无边无际的空间泡沫结构，它具有平均密度非常低，弹性非常小刚性特别大，结构非常脆弱的特性，是光传播的媒质。所以我在2011年首次发行的《宇宙的真谛》一书里，把D粒子变更为“光粒子”，把M粒子变更为“以太粒子”。这是对科学发展历史的尊重，对400年前近代科学始祖笛卡尔和伟大的物理学家爱因斯坦的敬仰，因为D和M是本人名字的第一个字母。不能把吞天之功归于己有。

光粒子并不发光，属暗物质粒子。量子物理始祖德国物理学家普朗克公式E=hν和爱因斯坦公式E=mc²，经过了100多年的考验，获得科学界的共同认可，从这两条公式，很容易计算出光粒子的质量为7.373×10^-51公斤，电子质量是光粒子质量的1.235×10²⁰倍，相当于12350亿亿倍。伽马光子的频率在10¹⁸-10²²之间，证明理论计算与实验观测相符合。一个电子解体释放出12350亿亿个光粒子，库伦斥力以巨大的荷质比（1.7587×10¹¹库伦/公斤）驱使光粒子以约每秒30万公里的速度飞行，输出动能。原子弹氢弹威力的本质是其中的核燃料中有部分电子正电子解体，大批光粒子之间形成巨大的库伦斥力，破开弹壁形成急剧的体积膨胀而释放能量（动能）。光粒子的密度与电子相同，也是2.898亿吨/立方厘米，可以计算出光粒子的半径为1.8245×10^-23米，光粒子的体积为2.5438×10^-68立方米；计算出光粒子的电量为-1.2966×10^-39库仑。

以太粒子是更小的暗物质粒子，半径尺度在光粒子尺度的1%到0.1%范围内，其形成的结构与现实世界比较相符，我选择0.4% ；如果光粒子是直径1米的钢球，而以太粒子就如4毫米的钢珠。同理，可以计算出以太粒子的半径为0.7298×10^-25米，体积为1.6282×10^-75立方米，质量为4.718×10^-58公斤，密度2.898×10⁸吨/立方厘米。以太粒子携带非常小的正电荷，荷质比很小，不自旋。两个以太粒子接触时，其万有引力略大于其库仑斥力。光粒子的质量是以太粒子质量的1.5627×10⁷倍。

没有处于辐射状态的光粒子，在自由空间中会吸附以太粒子，形成比较稳定的光子以太粒子球。主要有三类：中微子，正微子，负微子；它们属于电磁以太物质；它们是构成磁场的物质，但它们本身不具有磁性；它们的有序运动（转动或者平动）形成“磁性”；它们的无序振动形成“热”，振动频率与振幅越大，表现出来的温度越高。这三类电磁以太物质都属于暗物质。

电子因荷质比最大而高速自旋，外表吸附了大量的以太物质主要有中微子正微子，形成“电子旋涡”。同步辐射光源与自由电子激光光源是前沿物理的热门话题，其本质内容是高能电子束里的电子表面旋涡物质在激烈振荡挤压碰撞时，大量的中微子正微子的表面失去以太粒子变成“裸光子”产生的辐射现象。光辐射的频率由光源周围的以太物质的浓度和所含的光子数量密度来决定。

正电子由正微子靠万有引力聚合而成，由于结构性质的稳定性不好而容易衰变成正微子。正电子荷质比小自旋速度慢，不容易携带许多旋涡物质。正负电子对撞机里的正电子束不适合加到很高的能量。正微子与人们的生活密切相关，所有电机电器设备的导线中流动的电流，其本质是正微子气体在流动，正微子气体含量的浓度决定电压的高低。太阳风含有数量很大正微子，它以800到1000公里/秒的速度连续向空间扩散，探测到指向地球的电压降约为100伏/米。

牛顿力与库仑力是基本的暗物质粒子结构形成与运动的动力，也驱动宏观宇宙物质结构的运动与演化。最激烈的表现为“两种燃烧”，分述如下：

低密度天体的表面燃烧，以中等质量恒星太阳为代表。其实质是表面光球层下发生着无数颗剧烈的氢聚变爆炸，形成太阳的“米粒组织”，产生的重物质向中心沉降，而无数的光粒子则从光球底层出发向空间辐射；以太粒子趁机从冕洞中挤压出来形成泡沫（类似吹肥皂泡），迅速向空间扩散，同时挤出来的还有部分中微子，正微子等暗物质粒子，并伴有极少数的电子，质子，阿尔法粒子，共同形成太阳风。光辐射和部分中微子正微子到达地球表面被大气吸收，形成电离层，也有部分中微子到达地球表面，被我们身边的物质和包括我们自身的原子吸收，沉降在原子核的表面。几乎所有的中微子速度只有约800到1000公里/秒，由于能量太低，无法到达地下能被安装在数百米深的中微子探测器检测到，此为“太阳中微子失踪案”。只有，高能的宇宙射线或伽马射线暴以30万公里/秒撞击地表原子，产生大量的速度接近光速的中微子，才有可能被地下探测器俘获。所以，暗物质其实就在我们的身边。

高密度天体的表面燃烧，以超新星遗迹M1天体蟹状星云内部的中子星为典型。中子星密度在1到2.898亿吨/立方厘米之间。宇宙中任何高密度天体中子星或“疑似黑洞”的密度都不能超过基本粒子光粒子与以太粒子的密度。中子星可以看成一个巨大的原子核。超新星爆发的辐射即将结束之时，中子星表面的大规模裂变反应形成的燃烧现象立即开始。由于中子星体积很小，形成燃烧的表面以太粒子浓度非常高，所以中子星辐射会以伽马射线为主，部分在外围有逐步衰减成X光子，紫外光子，可见光子，原因是光粒子的间距逐步拉大，即波长加大。蟹状星云位于金牛座，直径6光年，距离地球约6500光年，是科学界最热门的天文观测目标之一。

高密度天体的表面燃烧，最重要的是星系中心的“活动星系核”，典型代表是本星系群中的两个螺旋星系，银河系与M31星系（仙女座大星云M31，直径22万光年，距地球约254万光年）和M83棒旋星系（直径11.5万光年,距离地球1521万光年）的中心，存在着十分巨大密度不超过2.8亿吨/立方厘米的超巨型中子星在燃烧，其性质也是表面大规模的裂变爆炸。

我们的银河系有两条主旋臂，旁边有多条支臂，悬臂内有大量的裂变后产物，各类轻核物质及氢原子气体，成为新一代恒星的原料，形成恒星和星团。暗物质以大量高浓度以太物质和气体尘埃存在于悬臂之间的广袤空间中，也存在于悬臂内星际之间的巨大空间中，我们的太阳在银河系的英仙臂与人马臂之间的猎户支臂内侧上，距离银盆中心约2.7万光年。银河系直径为10到12万光年，呈扁球状，以直径10万光年的球体估算，银河系的体积约为4.43×10⁵⁰立方米。长期从事银河系总质量探测的科学家主要根据大量星团或恒星或气体的质量，位置，速度数据计算星系总质量，目前天文学家断定银河系总质量是太阳质量单位的1万亿倍左右，约为19.89×10⁴¹公斤，由恒星，气体，尘埃和神秘暗物质混合组成。可见物质2015年测算值是2100亿个太阳质量单位，经计算为4.1769×10⁴¹公斤，总质量是可见物质质量的4.76倍。可见物质的体积经计算仅仅为2.965×10³⁸立方米，可以忽略不计。由此可以计算出银河系空间的平均密度为3.547×10^-9公斤/立方米。太阳距离银河系中心2.7亿光年，所以太阳系空间密度接近银河系平均密度。再经计算，此密度与地球表面空气密度相比，空气密度比大气层外的空间暗物质密度大3亿6千万倍。暗物质主要以空间磁场物质，空间电场物质，光传播的弹性媒质形式存在于密度如此稀薄的空间中。

（2018年元月）

【编者按】

由于具有清洁无污染、原料几乎取之不尽、安全性高等优点，核聚变被视为一种近乎用之不竭的理想能源。

2016年12月12日，我国自主研制的热核聚变核心部件，率先通过了国际权威机构认证。同时，我国可控核聚变试验也制造出了比太阳中心温度还要高的氢等离子体，并且稳定燃烧了一分多钟，创了世界纪录。另据报道，美国麻省理工学院的研究人员成功在核聚变反应堆中实现了2.05个大气压的突破，比上个世界纪录提高了15%。俄罗斯推出新型可控核聚变反应堆有望于10年后可用……人类对核聚变的研究近年“捷报频传”。

不过，宇宙研究网的吴东敏认为，我们距离核聚变稳定、可行、可靠的应用看起来总是“这么近却又那么远”。同时，他指出，科学界需要拓展研究思路，为此，全面清晰地认识原子核的结构和性质变得非常重要。

“二粒三构”理论中的原子核结构及性质

文￨宇宙研究网站长吴东敏

人类为了获得永不枯竭的清洁能源，盼望着稳定可靠的“可控核聚变装置”的研制早日取得成功。

60余年来，世界科学家们一直在为之做着努力。近几年来，这一科学研究终于有所起色，中国全超导托卡马克核聚变实验装置EAST和欧美中俄日韩印等7国共同启动的国际热核聚变堆ITER的进展，似乎给人们的期望带来了曙光。可控核聚变实验装置除了磁约束高温等离子体托卡马克装置以外，还有超强激光束加热惯性约束核聚变装置。但总的来看，稳定可靠可行的“可控核聚变热电装置”看起来离我们总是“这么近却又那么远”。

为了拓展思路，我们必须对原子核的结构和性质作全面清晰的了解。2011年，我写有小书《宇宙的真谛》，在“二粒三构”理论中描述了原子核的结构与性质，在此做简单介绍，希望能为世界科学界提供一点参考。

长期的科学实验表明，所有元素及其同位素均由不同数量的质子和中子组合而成：

一、质子内部由电子与反电子（正电子）相间排列成正六面体（正方体）。正六面体的8个顶点均为正电子，12条棱由6个正电子和5个电子相间排列而成。正六面体内部正电子与电子的总数为11×11×11=1331个，其中正电子数666个，电子数665个。质子整体携带一个正电子电量。

二、质子的外层吸附了大量的中微子和部分正微子与负微子。中微子、正微子、负微子在二粒三构理论中被称为电磁以太物质。电子与正电子的质量相当，在实验探测中，质子质量是电子质量的1800倍，所以质子表层电磁以太的总质量与电子质量相比为：1800-1331=469（倍）。故此，质子表面有一层较厚的电磁以太保护圈。

三、中子内部也由电子与反电子（正电子）相间排列成正六面体。正六面体的8个顶点中，4个相对顶点为电子，另外4个相对顶点为正电子，12条棱均由6个电子和6个正电子相间排列构成。正六面体内部电子和正电子总数为12×12×12=1728个，其中正电子数864个，电子数也是864个。

四、中子的外层吸附了少量的中微子及正微子和负微子。在实验探测中，中子质量是电子质量的1801倍，所以，中子表层电磁以太总质量与电子质量相比：1801-1728=73（倍）。故此，中子表面有一层稀薄的电磁以太保护圈。

五、质子与中子统称核子。我在2011年出版的《宇宙的真谛》一书中，强调了核子的“保护圈”与“保护伞”两个概念。质子整体呈正电性，吸附的电磁以太物质较多，表层形成的保护圈较厚，所以质子在任何极端条件下（数亿度高温下）仍然十分稳定。在观测中，单独游离的中子，由于表层的保护圈很薄，十分不稳定，容易衰变，通常寿命只有15分钟。中子只有在质子旁边才能保持长期稳定，质子是中子的“保护伞”。原因是，携带正电荷的质子不但可以吸收携带负电的光子或负微子，而且可以排斥携带正电的正微子，使带电粒子不会伤害到中子。84号钋以上的重元素，中子数超过质子数过多，有些中子离质子较远，得不到质子电场的保护，容易衰变，所以，重核具有放射性。中子衰变成电子和正电子，正电子很不稳定，很快会衰变成正微子和中微子。重核的β衰变产物其中有电子流、正微子以及中微子。

六、核子的密度很大。在α粒子轰击金箔的实验观测中，探测到金原子核的密度是980万吨/立方厘米。所以，核子的密度应在1000万吨/立方厘米以上。核子的硬度极大，从原子结构图可以看出，核子内部及表面的硬度比金刚石的硬度大多少个数量级难以估计。

七、核力的本质。核子表面的保护圈使核子表面电子与正电子之间的电场处于闭合状态。只有核子剧烈振动，温度达到500万度，中子表面的电磁以太保护层蒸发或温度达到1亿度至1亿5千万度，质子表明坚硬较厚的电磁以太保护层蒸发以后，核子表面电场才会开放，此时，质子与中子、中子与中子发生热碰撞，可以发生核聚变。质子与质子由于都携带正电，发生相斥而不能聚合。核力的本质是库伦引力。

八、典型的可控核聚变反应是氢核、重氢核、超重氢核聚变成氦核的聚变反应。将氢、重氢、超重氢混合气体加温到成为高温等离子体达到500万度以上，再经过脉冲放电、惯性压缩和超强激光点火，使核子强烈碰撞，使中子表层的电磁以太挥发、部分中子解体，然后电子、正电子、核子发生碰撞，正电子与部分电子解体，释放出核能，而后高温等离子体的温度进一步上升到1亿度以上，此时，重氢核表面的保护层已经蒸发，重氢核与超重氢核发生碰撞，中子与中子、中子与质子的表面库伦引力，进而把两个重氢核聚合成氦核。控制点火和核燃料浓度，使反应堆的温度不会过高又不至于使反应堆熄火，因此可以实现可控核聚变的能量输出。

除了磁约束高温等离子体托卡马克核聚变装置以外，还有惯性约束强激光或高能粒子束点火核聚变装置，此外，科学家还要有更大的视野，更多的方法，更高的智慧，探求新的途径。

九、核能的本质。在裂变链式反应中，中子轰击重核，把连接重核的几个中子打出来，使重核裂变成两个较轻的核。质子数不变，中子数会减少。在聚变反应后，质子数不变，中子数也会减少。核反应的质量亏损主要是部分中子解体，中子内部电子和正电子解体变成光子和以太物质并释放出能量，这是核能的本质。在“二粒三构”理论中，一个电子含有约100亿亿个携带负电的光粒子。电子解体后，光粒子之间巨大的库伦斥力，急剧的体积膨胀和光辐射，具有很大的能量。正电子所含有的光粒子数较少，解体后释放光粒子和正微子、中微子等以太物质，能量稍小。

十、传统的β衰变，核子释放电子流在实验中得到无数次证实。1932年，美国物理学家安德森在拍摄宇宙射线穿过云室径迹时，发现正电子。这些实验观测都可以证明，电子与正电子是核子的组成部分。

2016年3月，中科院上海光机所强场激光物理国家实验室“超强超短激光（拍瓦飞秒激光装置）成功产生反物质实验”，利用超强激光与高压氩气靶相互作用，成功分离出电子流与反电子流（正电子流）。强有力地证明了核子内部是由电子与正电子构成的事实。这对20世纪50年代以来国际物理学界逐步建立起来的高能粒子物理学夸克理论，提出了严峻挑战。

（2017年3月《今日中国》两会特刊科技栏目50-51页刊出上述文章。）

“二粒三构”理论中的原子核结构及性质

宇宙研究网   吴东敏

人类为了获得永不枯竭的清洁能源，盼望稳定可靠的“可控核聚变装置”早日取得成功。世界科学家经过60余年的努力，尤其是近几年的发展，中国全超导托卡马克核聚变实验装置EAST和欧美中俄日韩印等7方共同启动的国际热核聚变堆ITER似乎给人们的期望带来了曙光。可控核聚变实验装置除了磁约束高温等离子体托卡马克装置以外，还有超强激光束加热惯性约束核聚变装置。稳定可靠可行的“可控核聚变热电装置”离我们看起来很近却还很遥远。为了拓展思路，我们必须对原子核的结构和性质作全面清晰的了解。2011年，我写有小书《宇宙的真谛》，在“二粒三构”理论中描述了原子核的结构与性质，希望对世界科学界提供参考和指导作用。

长期的科学实验表明，所有元素及其同位素均由不同数量的质子和中子组合而成：

一，     质子内部由电子与反电子（正电子）相间排列成正六面体（正方体）。正六面体的8个顶点均为正电子，12条棱由6个正电子和5个电子相间排列而成。正六面体内部正电子与电子的总数为11×11×11=1331个，其中正电子数666个，电子数665个。质子整体携带一个正电子电量。

二，     质子的外层吸附了大量的中微子和部分正微子与负微子。中微子，正微子，负微子在二粒三构理论中称为电磁以太物质。电子与正电子的质量相当，在实验探测中，质子质量是电子质量的1800倍，所以质子表层电磁以太的总质量与电子质量相比：1800-1331=469（倍）。故此，质子表面有一层较厚的电磁以太保护圈。

三，     中子内部也由电子与反电子（正电子）相间排列成正六面体。正六面体的8个顶点中，4个相对顶点为电子，另外4个相对顶点为正电子，12条棱均由6个电子和6个正电子相间排列构成。正六面体内部电子和正电子总数为12×12×12=1728个，其中正电子数864个，电子数也是864个。

四，     中子的外层吸附了少量的中微子及正微子负微子。在实验探测中，中子质量是电子质量的1801倍，所以，中子表层电磁以太总质量与电子质量相比：1801-1728=73（倍）。故此，中子表面有一层稀薄的电磁以太保护圈。

五，     质子与中子统称核子。我在2011年出版《宇宙的真谛》一书中，强调了核子的“保护圈”与“保护伞”两个概念。质子整体呈正电性，吸附的电磁以太物质较多，表层形成的保护圈较厚，所以质子在任何极端条件下（数亿度高温下）仍然十分稳定。在观测中，单独游离的中子，由于表层的保护圈很薄，十分不稳定，容易衰变，通常寿命只有15分钟。中子只有在质子旁边才能保持长期稳定，质子是中子的“保护伞”。原因是，携带正电荷的质子不但可以吸收携带负电的光子或负微子，而且可以排斥携带正电的正微子，使带电粒子不会伤害到中子。84号钋以上的重元素，中子数超过质子数过多，有些中子离质子较远，得不到质子电场的保护，容易衰变，所以重核具有放射性。中子衰变成电子和正电子，正电子很不稳定，很快衰变成正微子和中微子。重核的β衰变产物其中有电子流，正微子，中微子。

六，     核子的密度很大。在α粒子轰击金箔的实验观测中，探测到金原子核的密度是980万吨/立方厘米。所以核子的密度应在1000万吨/立方厘米以上。核子的硬度极大，从原子结构图可以看出，核子内部及表面的硬度比金刚石的硬度大多少个数量级难以估计。

七，     核力的本质。核子表面的保护圈使核子表面电子与正电子之间的电场处于闭合状态。只有核子剧烈振动，温度达到500万度，中子表面的电磁以太保护层蒸发或温度达到1亿度至1亿5千万度，质子表明坚硬较厚的电磁以太保护层蒸发以后，核子表面电场才会开放，此时，质子与中子，中子与中子发生热碰撞，可以发生核聚变。质子与质子由于都携带正电，发生相斥而不能聚合。核力的本质是库伦引力。

八，     典型的可控核聚变反应是氢核，重氢核，超重氢核聚变成氦核的聚变反应。

H₁²+H₁³——He₂⁴+n₀¹    2H₁²——He₂⁴    H₁¹+H₁³——He₂⁴

将氢，重氢，超重氢混合气体加温到成为高温等离子体达到500万度以上，用脉冲放电，惯性压缩，超强激光点火使核子强烈碰撞，使中子表层的电磁以太挥发，部分中子解体，然后电子，正电子，核子发生碰撞，正电子与部分电子解体，释放核能，高温等离子体的温度进一步上升到1亿度以上，此时，重氢核表面的保护层已经蒸发，重氢核与超重氢核发生碰撞，中子与中子，中子与质子的表面库伦引力，把两个重氢核聚合成氦核。控制点火和核燃料浓度，使反应堆的温度不会过高又不致于反应堆熄火，达到可控核聚变的能量输出。

除了磁约束高温等离子体托卡马克核聚变装置以外，还有惯性约束强激光或高能粒子束点火核聚变装置，此外，科学家还要有更大的视野，更多的方法，更高的智慧，探求新的途径。

九，     核能的本质。在裂变链式反应中，中子轰击重核，把连接重核的几个中子打出来，使重核裂变成两个较轻的核。质子数不变，中子数会减少。在聚变反应后，质子数也不变，中子数也会减少。核反应的质量亏损主要是部分中子解体，中子内部电子和正电子解体变成光子和以太物质释放出能量，这是核能的本质。在“二粒三构”理论中，一个电子含有约100亿亿个携带负电的光粒子。电子解体后，光粒子之间巨大的库伦斥力，急剧的体积膨胀和光辐射具有很大的能量。正电子所含有的光粒子数较少，解体后释放光粒子和正微子，中微子等以太物质，能量稍小。

十，     传统的β衰变，核子释放电子流在实验中得到无数次证实。1932年，美国物理学家安德森在拍摄宇宙射线穿过云室径迹时，发现正电子。这些实验观测都可以证明，电子与正电子是核子的组成部分。

2016年3月，中科院上海光机所强场激光物理国家实验室，超强超短激光（拍瓦飞秒激光装置）成功产生反物质实验，利用超强激光与高压氩气靶相互作用，成功分离出电子流与反电子流（正电子流）。强有力地证明了核子内部由电子与正电子构成的事实。对20世纪50年代以来国际物理学界逐步建立起来的高能粒子物理学夸克理论提出严峻挑战。

2017,01,16于上海