对爱因斯坦相对论的质疑 爱因斯坦相对论

是基石,还是绊脚石?

——对爱因斯坦相对论的质疑

(摘要“相对论”是第一次世界大战末期英国谄媚德国的产物,它所揭示的是虚幻的、扭曲的世界,E=mc2违背了物质不灭定律,迄今为止对太阳能源的解释是错误的,本文对恒星的能源问题作了令人信服的全新解释,指出地球上的“热核反应”永远不会实现,“托卡马克”必然失败。提出了太阳系原本只有7颗行星,从里到外依次为:地球、火星、金星、木星、土星、天王星和海王星,地球也没有卫星,6500万年的一次天体碰撞才使行星系变成现在的结构。)

从爱因斯坦创立狭义相对论算起,已过百年。百年沧桑。创立之初一度沉寂了十几年的相对论,由于英国天文学家爱丁顿的宣传,轰动了全世界,相对论被誉为“人类思想最伟大的成果之一”。不过,对相对论持否定态度的,也不乏其人,其中有颇具声望的科学家。相对论也曾被冷落过好一阵子,在美国的很多大学里,不设相对论课程,因为它离实际太远。只有在宇宙学中,相对论还大行其道。由广义相对论派生出来的“大爆炸”宇宙学,成为该领域内无人敢碰的宠儿。在我国出版的学术著作中,把相对论称为“科学史上的里程碑”,“现代物理学的基石”。这就是相对论的“百年沉浮录”。

褒也好,贬也罢,实践是检验真理的唯一标准。对于这样一个建立在“思想实验”基础上的“虚拟理论”,只有用“实践”这块试金石来检验,才能辨别它的真伪。总之,要以事实为根据,以理服人。

奇文共欣赏,疑义相与析。对于这样一个背离人类社会基本常识的理论,剖析其中几段奇文,无疑能更清楚地认识相对论的本质。

爱因斯坦还在十六岁时,就思考着这样一个问题:一个人要是以光速追赶一束光,他应当看到什么呢?他应当处在不随时间改变的波场之中,也就是说,他看不到前进的光,只能看到振荡着却停滞不前的电磁场;但看来不会发生这种事,即便人以光速前进,难道就真能追上光吗?这一“追光悖论”困扰着爱因斯坦达十年之久,成为创立狭义相对论的原动力。

众所周知,人是不可能追上光速的,人在电磁波中行走完全是一种幻想。以脱离实际的幻想为出发点建立起来的理论,不是玄之又玄吗?

真是十年磨一剑啊!爱因斯坦经过十年冥思苦想,终于在马赫主义的启发下,茅塞顿开:原来问题出在人们都不曾怀疑过的“时间”上!他决定另辟蹊径,向时间“开刀”。他急忙回家,化了五个星期,完成了相对论的第一篇论文——《论动体的电动力学》。

马赫是奥地利哲学家。他提出“要素论”,以此把科学的各个部门统一起来,并对一切自然现象做出统一的解释。物理学家玻尔兹曼同马赫的主观唯心主义作了针锋相对的斗争;列宁曾写了《唯物主义和经验批判主义》一书,对马赫主义作了激烈的批判。从马赫主义那里获得灵感而构思出的相对论,究竟还有多少科学性呢?

狭义相对论发表后,有人给它出了个难题:有一对孪生兄弟,甲坐飞船以接近光速飞行,乙留在原地,40年后相见,他们还像不像亲兄弟?这就是“双生子佯谬”。相对论者解释说:在甲看来,乙在高速离去,所以乙更年轻;在乙看来,甲在高速离去,所以甲更年轻。因为他们永远见不了面,所以佯谬不成立。(奇文之一)为了回避实质性的问题,来了个“死无对证”!又有人提出:要是飞船兜了个大圈子,回到原地,又将如何?相对论者说:不行,飞船一定要作匀速直线运动,否则不符合洛伦兹变换。也就是说,他们认为,只有在匀速直线运动的物体上,钟慢效应才存在。试问,高速飞行器上的钟还会“感知”方向上的微小变化而拒绝变慢吗?难道相对论不是揭示发生的事实而专搞些“变换”的游戏吗?

爱因斯坦断定:“在赤道上的摆轮钟,比起放在两极的一只在性能上完全一样的钟来,在别的条件都相同的情况下,它要走得慢些,不过所差的量非常之小。”相对论的原始论文中,爱因斯坦承认作圆周运动对钟慢效应起作用,在圆周曲率远小于地球自转的飞行器上,怎么钟慢效应就不存在了呢?

来看看按地球的时间40年后甲回来将是什么样吧。假设出发时兄弟俩是二十岁的小伙子,飞船的速度是光速的十分之九。根据狭义相对论的数学表达式即洛伦兹变换,可以算出,甲回来时正是三十七八岁的壮年汉,而乙已是年愈花甲的老人了。

人们不禁要问:难道高速运动的状态真有那么神奇的作用,能延缓人的新陈代谢,还是狭义相对论本来就是错误的?答案显然是后者。

狭义相对论的提出是根据两条原理,即相对性原理和光速不变原理。

相对性原理是伽利略首先阐述的。他指出,在一艘作匀速直线运动的船上,从封闭的船舱的舱顶落下的水滴,不会落到后方,却仍会落到与舱顶垂直相对的地点。发生这种现象的原因,就在于在下落过程中水滴保持水平方向的速度并随船舶一起前进。这就是伽利略相对性原理,它表明,在一个惯性系内,所有的力学规律保持不变。因此,爱因斯坦以此为论据,没错。

第二条是光速不变原理。在著名的迈克尔逊~莫雷实验中,观察者和光源以每秒30千米的速度作相对运动,但迈克尔逊测得了“零结果”。这就意味着光速是绝对的,不随物体的相对运动而作速度迭加。光速不变,也是事实。

但是,把两条原理拼凑起来,就大错特错了。因为物体和光属于性质完全不同的两类事物。“物体”,通常指有质量有体积的实实在在的东西,如实验中的船、水滴等等。而光只是一种电磁波,不是实物。物体有物体的运动规律,光有光的运动规律。人们既不能强求光服从物体的速度迭加规律,也不能强求物体服从光的绝对速度规律。而爱因斯坦正是试图用狭义相对论把物体和光这两类性质完全不同的事物“统一”起来。由于物体和光都按自身规律运动,这里就出了个时间差。爱因斯坦不得不靠伸缩时间来调节,让公正的时间来做“替罪羊”。这就是狭义相对论的实质。

狭义相对论还断言,在高速运动的物体上 ,长度在运动方向上会缩短。不过,是否真的发生尺缩效应,三位物理学家各执一词。大科学家洛伦兹坦言,运动的尺在运动方向上收缩是一种客观上发生的变化,与观察者无关。爱因斯坦则显得模棱两可。他认为,尺缩是客观的,但与观察者的选择有关,也就是说,只有对于不随尺运动的参照系,尺缩效应是有的,它没有涉及收缩是否尺本身的物质结构或属性的变化。(奇文之二)而“大爆炸”理论的倡导者伽莫夫为了说明问题,设计了一个“思想实验”:有两艘载人飞船以接近光速往返于地球与木星之间相遇,每艘飞船上的乘客透过舷窗都会看到另一艘飞船的长度显著变短了,而自己乘的飞船却不觉得有什么变化。试问,物理学不去研究客观发生的事实,却纠缠于虚幻的现象,这不是要把物理学变成玄学了吗?

据说,相对论发表后,全世界只有12个人能理解。人们知道用经验和事实来推导出科学理论,如牛顿从“苹果落地”想到万有引力;现在却要用“科学理论”来改变习以为常的时空观。人们真的被搞糊涂了。

爱因斯坦为了使普通老百姓理解相对论,打了个著名的比方:“如果你在一个漂亮的姑娘旁边坐一个小时,你只觉得坐了片刻。反之,你如果坐在一个热火炉上,片刻就像一个小时。”(奇文之三)这就是对“同时性的相对性”的诠释。

雪是白的,这是毋庸置疑的。但一个戴墨绿眼镜的人说雪是绿的,另一个戴红色眼镜的人说雪是红的,如此等等。如果按照相对论的逻辑,“雪是白的”也是相对的,围绕着“雪是白的”也可以做一篇相对论的文章。因为戴有色眼镜的人和不同坐标系的观察者一样,他们的陈述都符合各自观察到的事实。

试问,科学上不是根据存在的事实,而是凭个人扭曲了的感觉判断,那还有什么公理可言?

更有甚者,某相对论的信徒竟把“常温下的食物比冰箱中的食物容易变质”当作“同时性的相对性”的例证。他们不是把时间当作人们用来衡量客观事物发展变化快慢的尺度,而是让事物变化的速度来影响时间。这种蹂躏普通常识的理论竟然在科学界被奉若神明,实在令人汗颜。

爱因斯坦继承马赫主义的衣钵,在物理学中处处搞“统一”。他要用狭义相对论把物体和光的运动统一起来,进而用广义相对论把引力和光统一起来。就因为引力是超光速的,他把简洁明了的万有引力改造成莫名其妙的“时空弯曲”。他设想存在着“引力波”或“引力子”,这样就能和光波或光子统一起来。他脱离实际凭空想象,用光速的平方作系数把质量和能量统一起来,建立了质能关系式。从以上的事例中可以看出,在爱因斯坦那里,马赫主义中的“要素”就是光!在相对论中,各种事物仿佛不能有自己的个性,都要听凭爱因斯坦的摆布,爱因斯坦把马赫的唯意志主义发挥得淋漓尽致!

爱因斯坦辟出的那条“蹊径”,实际上是一条歧路、邪道。然而,相对论能被学术界认可,是有其历史原因和社会原因的。

从现在的观点来看,迈克尔逊~莫雷的实验只证明了光速不变的原理。但当时实验的目的是为了寻找“以太”。在此之前,人们认为,声波要介质来传播,而光的传播介质就是以太,地球的公转要带来每秒30千米的以太风。而迈克尔逊的实验却测不到以太风,这就使得当时的科学家处在尴尬的境地,无法用以太理论来解释光和电磁现象。其实,只要指出,“声波要靠介质传播,光有自己的特点,不需要介质传播,声光各行其道,不强求统一”,那场“危机”就迎刃而解了。而爱因斯坦在1905—1907年一系列关于相对论的论文中,既否定了“以太”,又提出了狭义相对论。人们真的以为狭义相对论是解决“危机”的关键!

上世纪20年代,有一个叫戴顿·米勒的科学家重新做了迈克尔逊~莫雷的实验,确信光源和观察者之间的相对运动会引起光速的细微变化,他写了十几篇论文发表在刊物上。这一结果对相对论是个很大的冲击。当初开尔文勋爵说物理学上空飘着两朵乌云,一朵是“紫外灾难”,另一朵就是迈克尔逊测得的“零结果”。普朗克“驱散”了前一朵乌云,爱因斯坦用“相对论”化解后一朵乌云。既然后一朵乌云被证明不存在,只能说明爱因斯坦创立相对论是投机行为。

自从爱因斯坦登上物理学王国的至尊宝座后,没有人撼动得了它。成者为王败者寇。科学史家们还是大谈迈克尔逊~莫雷实验的意义,却让米勒的实验永远沉没在科学长河的河底。这难道是科学史家们应有的实事求是的精神吗?

本世纪初,美国的一家杂志社邀请一些物理学家评出有史以来十大物理实验。牛顿的三棱镜分光实验、伽利略的滑道实验、托马斯·杨的实验榜上有名;对现代物理学有重大影响的迈克尔逊~莫雷实验却名落孙山。现在看来是很有道理的,因为它没有揭示客观事实。

相对论能躲避过人们的质疑,还因为它建立在“理想实验”的基础上。(“理想实验”又称“思想实验”)伽利略在封闭的船舱里做的实验,人们可以实地做一次。而相对论者让人在接近光速的火车上发两道电光,地球上有没有这样的火车?没有。又让人在自由下落的“爱因斯坦电梯”内把物体从手中松开,谁敢进入这样的电梯?这两个实验只能靠想象,不能真的去做一遍,实验结果只能听凭相对论者信口开河了。相对论能在学术界占有一席之地,还得益于同时代有名望的科学家的提携和帮助,如普朗克和爱丁顿。值得一提的是:爱因斯坦根据广义相对论预言,光线经过太阳表面时会发生1.7秒偏转。1919年5月29日发生日全食,爱丁顿带领英国皇家观测队赴西非和南美观测,拍下了许多照片,“证实”了星光在太阳附近发生偏折,且数值与爱因斯坦的预言接近。这一结果一公布,轰动了全世界,爱因斯坦成了风云人物。

在我看来,英国皇家学会的结论大有问题。

第一次世界大战期间,爱丁顿正值壮年,符合征兵条件。从理论上说第一次世界大战是帝国主义之间的战争,但服兵役是每个公民应尽的义务。奥地利科学家薛定谔、德国科学家魏格纳、史瓦西都参加过一战。卢瑟福的学生莫塞莱在元素的X射线标识谱的研究方面取得很大的成就,科学界一致认为下一届诺贝尔奖非他莫属,然而1915年他在土耳其的战斗中阵亡了。如果爱丁顿一方面发表声明谴责这次战争,一方面作为英国公民应征入伍,那才令人肃然起敬。但他千方百计找人说情,说他是个科学家,如果在前线阵亡,国家将受到损失。结果他逃避了服兵役。第一次世界大战刚结束,他就策划去西非和南美观测,为谄媚德国做准备。

爱丁顿是英国皇家天文学会的“顶梁柱”,他对爱因斯坦的相对论颇有造诣。1919年5月29日将在南半球发生日食,他提议专程去西非和南美观测,来验证爱因斯坦的“预言”。就凭以上两点,不要等结果宣布,就能得出肯定的结论。为什么?花了那么多的费用专程去观测,如果得出否定的结论,怎样向英国政府交代?爱丁顿力捧爱因斯坦还有更深一层的原因:他相中了爱因斯坦的E=mc2,为日后提出恒星内部的氢~氦聚变理论埋下伏笔。无怪乎在观测结果公布前,爱因斯坦心安理得地睡大觉。

爱丁顿的鼓动得到皇家学会的支持,出于英德两国和好的政治需要,1919年11月6日,即第一次世界大战结束周年庆,英国皇家学会和天文学会联合举行会议,会长约翰·汤姆逊称“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成就之一。”11月7日和8日,代表英国官方意见的《泰晤士报》以“科学上的革命”、“宇宙的新理论”、“牛顿的思想被推翻”为标题发表报道和评论,在欧美各国刮起“爱因斯坦旋风”。

牛顿是世界上最伟大的科学家,他生长在英国,是英国人的骄傲。而爱因斯坦是德国人,妄图推翻牛顿的时空观、宇宙观和万有引力定律。英国科学界却“大义灭亲”,选择英德两国停战周年纪念日大张旗鼓地吹捧爱因斯坦,其目的不是很清楚吗?

事实上,德国对一战结束时的城下之盟耿耿于怀,伺机东山再起。英国清醒地认识到这一点,从此生活在“恐德症”的阴影之下,对德国百般讨好、迁就。大肆吹捧爱因斯坦和首相张伯伦的绥靖政策是一脉相承的。可惜,这些“小恩小惠”填不满纳粹的欲壑,第二次世界大战中英国还是遭到德国法西斯的狂轰烂炸。

学术活动一旦蒙上了政治色彩,其结果的可信度便要大打折扣。不排除此次观测中存在虚假成分,此后人们没有做过类似的观测。从理论上讲,星光经过太阳附近不会发生偏转。因为万有引力只对有质量的东西发生作用;对于没有质量的光,太阳所产生的强大引力不会起作用。如果万有引力对光有作用的话,那么从不同质量的恒星发射出的光,其速度就不会相同。

即便证实了星光经过太阳表面真的会发生1.7秒偏转,它又有什么科学意义呢?它能解决人类的什么问题?难道真的值得人们大肆吹捧吗?如果一个科学家确实对人类的进步做出了贡献,例如法拉第发现了电磁感应,给世界带来光明;伦琴发现了X射线,从此人们多了一种有效检测疾病的方法。对于他们在科学事业中的功绩,赞扬他们是完全应该的。然而,大肆宣扬毫无价值的“星光偏转”,除了暴露宣传者别有用心的政治目的,还会得出什么别的结论呢?

爱因斯坦在分子运动理论、量子理论、以及相对论方面都有研究,但他的科学研究的主线在相对论和以后的统一场论上。他把自己的科学事业比作一幢房子,底层是狭义相对论,二层是广义相对论,他还要雄心勃勃地建造第三层。可是幸运女神不会老是降临到他的头上。如果说狭义相对论靠的是投机,广义相对论靠的是吹捧,那么统一场论只能靠它自身的科学性了。1929年统一场论的第一个文本一公布,虽轰动一时,但终因“先天不足”便宣告夭折了。

尽管相对论被别有用心的爱丁顿吹得天花乱坠,它从20世纪20年代开始就不断遭到有独立见解的人士的批评,诺贝尔奖评选委员会内部也发生了分歧。迫于舆论的压力,瑞典科学院还是把1921年的物理学奖授予了爱因斯坦,不过不是由于他的相对论,而是对“光电效应”的解释。

谎言重复了一万次也就变成了真理。上世纪二十年代中期,质疑之声平息以后,相对论被确立为“划时代的里程碑”。

三十年代,驳斥爱因斯坦的书刊零星可见。1936年,法国物理学家乔治·德·博泰扎出版了《回到牛顿》一书。他批评爱因斯坦毫无自知之明、根本不理解牛顿的重要思想。他认为,相对论之所以被科学界普遍承认,可能是由于第一次世界大战所引起的科学批判精神的削弱。另一个批评爱因斯坦的人是美国的工程师乔治·弗朗西斯·吉勒特。他称相对论是低能儿的想象、纯粹的胡扯;很难想象有比爱因斯坦更加违背科学家应有行为的人。

然而,这些批评都扳不倒爱因斯坦,批评者反而身败名裂。攻击爱因斯坦的人还可以举出一些。这些人都得到同样的下场:他们被当作不自量力的跳梁小丑备受耻笑,其论著被当作“伪科学”而遗臭万年。

不管别人是怎样驳斥爱因斯坦的,我就抓住相对论的破绽——把物体运动的相对性和光速不变原理扯在一起——进行驳斥。也不管我的观点会不会当作“伪科学”而被扫进历史的垃圾堆,我还是要淋漓尽致地揭露相对论的实质。

相对论是海市蜃楼。海市蜃楼是虚幻飘渺的现象;相对论揭示的不是真实发生的事物,而是从另一参考系“看上去”的现象。在孪生兄弟那里,都是某一方被对方“看上去”显得年轻了。事实上无论躲进什么样的飞行器里,新陈代谢的规律同样会使他们衰老、死亡的。

在高速运动的物体上,长度不是真的缩短了,而是“看上去”缩短了。怎么“看”呢?相对论者要求两个人用照相机“同时”对飞行物的前端和后端拍照,然后“比较”两张照片上空间坐标的差。(奇文之四)请问相对论者,这样的实验能做吗?他们的目的除了要封住怀疑者的口还有什么呢?

相对论是空中楼阁,没有一项切实可行的实验能支持它。

如果按照谁立论谁举证的原则,相对论者应举出几个像样的事实来。他们也确实这样做了,让我们仔细分析一下他们的“证据”。

其一是前面提到的赤道上运动的摆轮钟比两极静止的摆轮钟走得慢。但是请爱因斯坦先生注意:赤道上的摆轮钟确实走得慢些,那是因为极半径比赤道半径短21千米造成两地的重力加速度不同。如果在两地各放一只铯原子钟,“在别的条件都相同的情况下”,还会有快慢吗?爱因斯坦在这篇“划时代”的论文中犯这种常识性的错误,未免使人贻笑大方。

相对论者还有一个证据,从太空来的μ(音miu)子比地球上产生的μ子寿命长,运动的μ子比静止的μ子“年轻”,“同时也一劳永逸地结束了纯理论的争论。”(方励之语)且慢!不要心虚地急忙关上争论的大门。爱因斯坦提出的狭义相对论只是指高速运动的物体的变化规律,当时还没有“基本粒子”这个概念。相对论的追随者用虚无飘渺变幻莫测的基本粒子作证据,难道不是用偷梁换柱的诡辩来愚弄善良的人们吗?

相对论者还有一张“王牌”,就是爱因斯坦预言光线经过太阳表面时会发生 1.7秒偏转,而这被爱丁顿所证实。相对论发表后,全世界只有12个人知道,其中只有三个人深谙相对论的真蒂,爱丁顿就是其中的一个。对于这样一个由相对论的笃信者做出的结论,人们完全有权对它的客观性、公正性、权威性提出质疑。事实上,爱因斯坦是爱丁顿一手捧起来的。没有爱丁顿的这一捧,爱因斯坦在科学史上的地位不会如此之高。凭着一式E=mc2,爱因斯坦轻松地戴上“原子弹之父”的桂冠,这对于那些冒着放射性危害而奋斗在实验科学第一线的科学家,不是极不公平的吗?

没有一项切实可行的实验支持相对论。把相对论比作空中楼阁,不是十分贴切吗?

由爱因斯坦编剧、爱丁顿导演的“相对论”的闹剧,是科学领域中的“文化大革命”。众所周知,上世纪六十年代发生在中国大地上的“文化大革命”,把人们的是非观、价值观给颠倒了,说什么“人越穷越光荣、知识越多越反动。”而相对论要人们放弃几千年来由经验和常识形成的时空观,去相信“时间会膨胀、空间会弯曲”的奇谈怪论。

“文革”中的“造反派”靠造反起家,靠投机发迹。爱因斯坦大学毕业后饱受失业之苦,一心想出人头地,这本无可厚非,但他不走正路,却去钻歪门邪道。他把只适用于物体运动的力学规律和光学原理混为一谈,偷梁换柱,混淆视听,妄图“推翻”伽利略、牛顿等科学家建立起来的经典理论。在相对论被疯狂地炒作时,有人狂妄地宣称“牛顿体系崩溃了!”

在爱因斯坦的理论中有不少投机成分,如上面提到的对尺缩效应模棱两可的解释。爱因斯坦提出光具有波粒二象性:在光电效应中它是粒子,光子敲打自由电子使它们做定向运动;在解释干涉、衍射时却成了波。(奇文之五)粒子是单个独立的,波是连续延伸的,怎么可能既是波又是粒子呢?如果有人说蝙蝠会飞,属于鸟类;下崽不下蛋,又归兽类。蝙蝠具有兽鸟二象性。别人一定会笑他愚蠢和无知。而爱因斯坦的“光的波粒二象性”却在科学殿堂里大放异彩!他根据广义相对论断言,宇宙是有限无边的。(奇文之六)体积有限的封闭的宇宙却没有边界,真是匪夷所思!原来,他说“有限”,是为了“推翻”牛顿的无限宇宙论;他说“无边”,是为了避免回答宇宙之外是什么。一旦成了名人,他的话“句句是真理,一句顶一万句。”理解的要接受,不理解的也要接受!

总之,“文化大革命”是中国人民的灾难,“相对论”是科学史上的败笔。

费了这么多的笔墨,就是为了恢复事物的本来面目:时间是人们用来衡量和记录客观事物发展变化的尺度。对于居住在地球上的人类来说,从科学的角度出发,时间的标准只有一个,因此时间是绝对的。不论物体如何运动,时间总是以一个我们确定的普适速度均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着;运动不能使时间发生任何膨胀,正如它不能引起长度的任何收缩一样。

如此明明白白的道理却被爱因斯坦搅和来搅和去,弄得面目全非、荒谬之至了。

狭义相对论还有一个“副产品” ,那就是著名的质能关系式E=mc2。对于这个关系式,用“荒谬”两个字形容是不够的,因为它至今还误导我们,成为人们前进路上的绊脚石。

众所周知,现在广泛使用的能源——煤、石油、天然气——将在50到200年内用完。有人想,爱因斯坦不是有质能关系式吗?通过减少一小撮物质,如一杯水、一块石头,便能获得巨大的能量。在这一百年间,何愁科学家不会研究出这一方法?有些国家的科学家也正朝这一方向努力,制造质能转换的条件——1000万度以上的超高温,试图实现“可控热核反应”。超高温也许能获得,但质能转换却永远实现不了。因为 E=mc2是爱因斯坦闭门造车异想天开的产物。

在原子能反应堆里,科技工作者用中子轰击铀 235,铀核分裂成其他原子核并放出能量。其反应方程式如下:

铀分裂成氙和锶的同位素的概率最大,也可能生成两种或三种别的元素。但不论怎样分裂,它们必须遵守质量守恒定律,也就是说核反应前后的质量是相等的。这就用事实说明了物质并没有用减少质量的方法来产生能量,爱因斯坦的质能转换论是站不住脚的。

如果按照谁立论谁举证的原则,我们完全有理由要求相对论者在实验室里用能量制造出物质来。最简单的物质应当是氢元素,而不是什么反物质或某某基本粒子。这些理论物理学家恐怕要束手无策了。

与爱因斯坦的质能转换论相辅相成的有伽莫夫的“隧道效应”理论。伽莫夫把核力比作一座环形山,核子的能量没有达到使它们可以翻越这座山而跑到外面去,却能从一条隧道通过。因此伽莫夫认为:既然核子能从里面跑到外面,当然外面的核子也可穿过隧道跑到里面。由此得出了核聚变和核裂变都能释放能量的结论。这是上世纪二三十年代普遍认同的观点。

有人会说,爱因斯坦的质能转换和伽莫夫的隧道效应不是成功地解释了恒星的能源问题吗?

现在人们广为接受的恒星内部的热核反应理论是由相对论专家爱丁顿于上世纪二十年代首先提出的。后来,美国物理学家贝特于1938年把它系统化,具体化。

这一理论认为,恒星内部进行着由四个氢原子核聚变成一个氦核的反应,由于这个反应必须在 1000万度以上的高温中才能进行,所以叫做热核反应。每个氢原子核的质量是 1.6605×10 -24 克 ,氦核的质量是6.5955×10 -24 克。每次聚变要损失0.0465×10 -24克,这就是“质量亏损”。每1000克 氢只能聚合成约993克氦,根据E=mc 2,这7克物质可以转换成6.3×1014焦能量。在反应的方式上,像太阳那样小质量的恒星进行的是质子~质子反应,而质量大于1.5M⊙(太阳质量的1.5倍)的恒星则进行着碳~氮循环反应。碳和氮虽然参与反应,但反应前后数量不变。

如果让四个氢核“一下子”就变成氦核,显得单调乏味了,必须添加几个中间步骤;化学反应经常需要催化剂,热核反应未尝不可有“催化剂”。真是构思巧妙、匠心独具!由于在恒星能源问题上的研究成果,贝特获得1967年诺贝尔物理学奖。因此,这一理论在国际上是公认的。

当然,有不同观点还是可以提出来讨论的。

恒星内部的能源问题可以用热核反应理论来解释,那么行星(比如地球)内部的能源问题又作何解释呢?

让我们做两个小实验。

把一个刚煮熟的鸡蛋用保温材料包起来,无论保温材料怎样好,包得怎样厚,鸡蛋最终一定会降到和周围一样的温度。因此,地球中心要不是源源不断地产生着热量,地球内部早就达到和地表一样的温度了。

从烧红的煤球炉里取出一个煤球放在地上,起初这个煤球发着红光、散发着热量,后来,红光消失了,但煤球还是烫手的。这就表明不发光的物体未必不发热。如果把发红光的煤球比作恒星,就可把不发光但发热的煤球比作行星。当然,对于天体,“发热”是指对于绝对零度而言。也就是说,行星虽不发光,但散发着热量。

这两个实验纠正了我们的误区,即认为行星不存在产生能量的问题,其中心的高温是自古传下来的。

接下来的问题是:行星(如地球)内部的热量是怎样产生的?“热核反应”自然解释不了,因为地球中心远远不到其临界温度。自从人类爆炸了原子弹以后,有人试图用核衰变来解释地球的能源问题。的确,重核衰变为较轻的核并释放出α粒子会放出能量,但是,这种衰变只能在地壳中进行。因为地球表面物质比较疏松,分裂才有可能。而地球的中心的压力约为370万个大气压,高压下的致密物质是不可能进行裂变的。如果地球的能源来自核衰变,那么,地壳的温度高,因为这里是衰变源,地球的中心反而温度低。这与事实不符。

那么如何解释行星的能源呢?唯一能解释的是:由于万有引力的作用,地球中心处的压力巨大,物质处在致密状态下,其粒子碰撞加剧,粒子间的摩擦会产生源源不断的热能。地球中心温度约6000°K。假设增大该天体中心的压力,它的核心温度会不会相应提高呢?答案是肯定的。而增压的唯一办法是增加它的质量。如木星的质量是地球的318倍,据测定它中心的温度已达30000°K,但这一温度还不至于把 “木壳” 烧红,使它成为一颗“发光的行星”。如果继续把天体的质量增大到 0.1 M ⊙,就会从量变转到质变,这颗天体就会发出暗红的光,成为一颗恒星了。因此毋须用“热核反应”来解释恒星的发光发热现象。

让我们再从恒星形成的角度来探讨。

玻意耳和马略特各自用实验证明:当气体被压缩时,其温度随压力增大而升高,体积则按同一比例减少。恒星的形成正是遵循这一定律,不过,压缩气体的不是实验者而是万有引力。

一般认为,恒星是一片星际云由于万有引力的作用收缩而成的。起初,星际云松散地飘浮着,因此其粒子运动不会产生多大热量。由于万有引力的作用,组成星际云的微粒会向它的中心聚集并逐渐旋转起来,就像浴缸里的水总是旋转着流出去一样。中心部分的粒子密度大,碰撞所产生的热量也多,气团中心的温度便逐渐升高。由于万有引力是和距离的平方成反比,引力收缩会愈演愈烈,旋转也愈来愈快,中心的压力会愈来愈大,高密度物质的粒子运动会产生几千度、上万度甚至更高的核心温度。当粒子热运动所产生的压力和收缩引力达到平衡,收缩也就停止了,一颗新的恒星诞生了。

虽然引力收缩停止了,但恒星中心区的高压仍在。组成物质的微粒是永远不会停止运动的,因此,高压下致密物质的粒子运动会源源不断地产生能量,发出光和热。宇宙可能并不复杂,有时只是人们把它想象得过于复杂了。

一个成见一旦形成,要摆脱它的束缚还真不容易呢。

地球有磁场,据此科学家断定地核是一个以铁为主的金属球。太阳有强大的磁场,太阳黑子就是由强大磁场和较差自转形成的。但是,为了不妨碍“热核反应”,人们竟然不敢推断太阳中心也有一个以铁为主的内核。在太阳的光谱中,铁的光谱线有4000条,氢的光谱线只有一二十条,就是日冕中的“冕线”(coronium),也是由电离了的铁原子组成。种种迹象表明,太阳中有如此多的铁元素;为了不破坏“氢~氦聚变”,竟把太阳的化学成分说成氢占78%,氦占20%,其它元素只占2%。

如果太阳核心真像人们设想的那样,不断地大量地进行着氢~氦聚变,那么应该有大量的中微子产生。据说中微子是一种无质量但穿透力极强的基本粒子,能从太阳中心穿到地球内部。从上世纪60年代开始,美国科学家用四氯乙烯作捕获剂,放到地层深处,等待中微子的到来。令人失望的是,实测到的中微子数量比理论预期数少得多。于是有人设想把太阳内核的温度降低,或者中微子在中途失踪了。但是,人们想不到的是:太阳内部根本不存在什么“热核反应”!

解决了天上的热核反应,回头看看地上的热核反应——氢弹究竟是怎么回事。

根据“结合能”的理论,核聚变应能产生比核裂变多得多的能量,不过聚变要在1000万度以上的高温中才能进行。对于这一点,人们不能提出异议。因为蜡烛不点是不会亮的,炸弹要点燃导火索才会爆炸。问题是:当1000万度的初始温度消失后,核聚变还会不会持续地进行;或者,虽不能持续进行,但必须产生至少十倍于初始温度的超高温。这两个条件必须满足其中的一个,才能使人相信核聚变的确放出了能量。

氢弹的结构是在原子弹的装置里放一些液态氘。实际上放的是液态氢,因为氘十分稀少。据说,原子弹爆炸时产生的高温和高压使氘聚合成氦,生成中子并放出大量核能。美国投掷在广岛的原子弹,代号“小男孩”,长3米,直径71厘米,重4吨,破坏力1.5万吨TNT当量。而一枚氢弹,重达60多吨,是原子弹的15倍,里面有氢的同位素氘,还要有使氘液化的制冷设备。有人会问,热核反应需要1000万度的高温,为什么要把氘降温到接近绝对零度,这不是南辕北辙吗?

问得好,这就是“热核反应”的破绽!事实上,在整个氢弹爆炸过程中,氘根本没有发生聚变结合成氦。使用液态氘为的是当它受热时突然气化产生强大的气浪,再与空气中氧气混合,点火后发生化学反应产生大量的热能。

20世纪50年代初,美苏两个大国声称成功地爆炸了氢弹,那是为了核威慑。氢弹爆炸了一两次以后便销声匿迹了。因为它在军事上没有价值,怎么把65吨重的庞然大物投掷到对方的领土?

事实上,在氢弹爆炸时,氘与氧结合生成重水之类的物质,释放出来的化学能比起核能来,真是微不足道了,其强大的破坏力来自气体突然膨胀产生的冲击波。

由此可见:天上的热核反应,子虚乌有;地上的热核反应,滥竽充数。

为什么核裂变会释放能量,而核聚变不会?因为裂变材料铀曾经存在于地核中,地核中的高温和高压使轻核聚合成重核,这在天体表面是办不到的。氢没有在地核中待过,没有核能;相反,把四个带正电荷的氢原子核聚到一个核里,非但不会产生能量,反而要吸收外界的能量。因为要克服核内同性电荷之间的斥力,要消耗能量而不是释放能量。

在实验室里,给你一些氢气,任凭你使用什么方法,把它聚变成氦。如果聚变能轻而易举地实现,并在聚合过程中发光发热,或发生爆炸,这说明核聚变会放出能量。反之,如果为了实现聚变用了加温加压的手段,或使用激光、高能加速器,说明核聚变要吸收能量;如果根本聚合不起来,说明要消耗外界极大的能量。结果必然是后者。

使我感到困惑的是:那么多睿智的物理学家怎么会想不到以上两点,而死抱住“质量亏损”、“质能转换”不放。更令我不解的是:从哈恩1938年发现重核裂变到1945年成功爆炸第一颗原子弹只用了7年时间;从爱丁顿上世纪20年代提出“热核反应”到现在,70多年过去了,“热核反应”还没有真正实现过,当事者怎么还固执己见,投入更多的研究经费,搞这种不会产生经济效益的实验。

最后,让我们总结一下物质和能量的关系。

物质可以通过自己结构的变化来贮存能量。煤和石油把太阳中心产生的能量以化学能的形式贮存起来;铀等放射性元素把地球中心的能量以核能的形式贮存起来。这两类物质不是取之不尽用之不竭的。

物质还蕴含着能量。万有引力是它的势能,组成物质的微粒的运动是它的动能。这种能量虽然普遍存在于物质之中,但人类不能直接利用它们。它们必须经过巧妙的组合,才能源源不断地产生热、发出光。物质和空间是构成宇宙的两大要素,而能量只是物质必须具备的属性。物质和能量是主从关系而不是可互相转换的等同关系。

俗话说,不破不立。然而,破而不立,非“理”也。破,就得攻势凌厉,抓住对方的要害;立,就要观点鲜明,敢于接受实践的检验。下面将根据“天体的性质是由其质量决定的”这一规律,就天体结构、天体演化等问题谈一些不同的看法。

许多人认为,恒星的主要化学成分是氢和氦,而一些重金属元素,如铁和锰之类,都来源于超新星爆发。这似乎把事情想象得过于复杂了。超新星爆发是非常罕见的;而重金属元素在太阳系中能发现,在其它恒星的光谱中也有它们的踪迹。事实上,在地球这样不算大的天体内,重金属元素就能被“制造”出来。

地壳的平均厚度是35千米,地幔是熔融的岩浆,厚约 2900 千米,再下面是地核——金属合成工厂。那里的压力可达 370万个大气压,高压意味着高能。这样大的压力可以把较轻的元素挤压成较重的元素。挤压的过程就是能量贮存的过程。随着冷热地幔的对流,部分地核生成的金属被带到地幔上部,并凝结在地壳的下层。随着地壳的变迁,这些附着在地壳下层的金属元素会被“翻”到较浅的地层。这就是供人开采的矿床。

那些脱离地核压力的超重元素,如镭和铀等,有一种还原成原来较轻元素并释放出能量的自发倾向。这就是核衰变。因此,用放射性元素的半衰期测定的地球年龄仅仅表示这些元素离开地核后的时间。

地球大气中氮气占78%,在地壳和地幔中硅占绝大多数,而地核的主要成分是铁。它们的原子量分别是14、28、56,这难道是偶然的巧合吗?

地球这样不算大的天体中心都能“生产”出金属元素,那些大质量的恒星的生产能力更是绰绰有余了。

不过,像月球这样的天体却没有这个能力。月球的半径是1735 千米,质量是地球的1/81。

它的中心只有熔融的岩浆,没有金属内核,因此月球上没有磁场。“月壳”特别厚,约占月球半径的一半,达850千米。美国飞船阿波罗号撞击月球产生的月震,能经久不息地传递到远方,就是这个原因。月球上的环形山不是火山口,而是陨石坑,因为它中心的能量远不足以引起火山爆发。

月球原本是地球的一部分。地球被一颗天体撞击,好像发射人造卫星一样,地壳和地幔的一部分被送入离地球38万千米的轨道,炽热的岩浆迅速冷凝下来,成为现在的月球。地球上撞出的窟窿就是现在的太平洋;撞击地球的那颗天体就是金星!

因此,月球上的物质并不神秘,只不过是地球上风化较少的岩石。到月球上去采矿,无异于缘木求鱼。有人说,月球上有大量的氦~3,(据说有100万到500万吨)取回来可以解决人类的能源问题。简直是痴人说梦!月球那么小的质量,根本锁不住气体,哪来的氦~3?

在撞击地球前的一段时间内,金星沿着今日近地小行星的轨道运行,它每公转一周都要两次穿越地球轨道。金星的轨道很不稳定,终于有一天撞上了地球。由于地球的质量比金星大,因此地球的壳较薄,下面就是软软的地幔;金星的壳较厚而坚硬。撞击的结果:地球被撞出一个月球,而金星被撞出许多碎片,就是今日的近地小行星。金星撞击地球后,再也回不到原来的轨道,而是朝着太阳方向飞去,当它的速度和太阳的引力达到平衡时,就在现在的轨道上运行。金星本来和地球同方向自转,这一撞使它变为逆向自转,就好像两个咬着的齿轮总是反向转动一样。

再来看看行星中的老大哥——木星。木星的半径是71400 千米 ,质量是地球的318倍,密度为1.34。人们根据它和太阳的距离推测,它的表面天寒“木”冻,连氢气都变成液体了。

如果根据质量~能量关系判断,情况却大相径庭。木星有如此大的质量,其内部必然聚集着很大的能量,据测定,它的中心温度达30000°K以上。木星有巨大的铁核,因而有强大的磁场,铁核外面是炽热的以硅为主的岩浆,冷热岩浆激烈地对流,把热量带到木星的表面——这里已没有坚硬的“木壳”,到处是熔融的岩浆,各处不时有剧烈的火山爆发。木星表面不可能有液态氢。再往上是稠密的大气层,估计达28000千米,约占半径的40%。木星的大气也激烈地对流着,以便把热量迅速散发到太空中去。木星可算得上是颗“亚恒星”,任何降落在它表面的飞船都将被烧毁。

现在,把八大行星分为类地行星和类木行星。一般认为:类地行星密度大,由岩石组成;类木行星密度小,由氨或液氢之类组成。其实不然。类木行星质量大,能吸附厚厚的大气,计算体积时,把大气那部分也包括进去,而地球上空的大气层却不计入体积,因此造成密度上的悬殊。当然,类木行星离我们较远,要探寻它的大气下面的真正表面是困难的。不过,我们应当明白:类木行星和类地行星没有本质的区别。

讨论了木星以后再研究太阳,就容易得多。太阳和木星在结构、产能机制等方面都无多大区别,只是前者能量更大,能把它的厚厚的大气烧红,成为光球。

对流区

产能区

日冕

色球

光球

太阳的半径是 6.96×1010 厘米,其质量为 1.989×1033克,密度和木星大致相似,为水的1.41 倍。0.25R ⊙ 以内是以铁为主的致密的金属球,它是太阳的产能区, 0.25R ⊙——0.4R⊙ 是以硅和铁为主得熔融态物质,这两部分占了太阳质量的99% 以上,暂且称为太阳实体吧。 0.4R ⊙——1R⊙是光球,密度约为2×10-7 克/厘米3 ,它的体积占总体积的 95%左右。光球之上就是色球和日冕。

天体内的高压是由大量物质积聚而产生,又通过把中心部分的物质变成致密状态表现出来。物质也只有在致密状态下,其粒子运动才能产生高温。产能区的平均密度约为100克/厘米3,接近中心的极端密度可达160克/厘米3 ,这里的压强达 2500亿个大气压。在这样高的压力下,铁等物质被剥离了电子,成为离子。粒子剧烈地碰撞着,相互磨擦着,如同钻木取火一样产生高温。为了解释热核反应,把太阳内部温度设为1600 万度;新模型没有辐射区,能量毋须经100万年才传到外层,不需要那么高的核心温度,暂定为 200 万度。

产能区外面是对流区,它的主要成分是硅,也夹杂着铁,它的密度约为水的5——6倍。它一方面以自己的重力把下层物质变成致密状,一方面通过对流迅速地把热量传到外层。之所以确定用对流方式来传热,有两个理由:对于气态和液态物质来说,对流是最有效的传热方式;只有汹涌澎湃的对流,才能把太阳内核中的铁等重元素“掀”到光球的表面。

产能区和对流区合称为恒星的实体,它相当于我们的地球体。地球体的平均密度是 5.52 克/厘米3,这里假设太阳实体的平均密度为30克/厘米3,约为铁的4倍。恒星的质量、实体密度、光度三者之间存在正比例关系,但由于恒星实体深藏在大气中,无法准确测定,我们只提质~光关系,即恒星的光度由其质量决定的。

太阳虽然凭引力吸附了大量气体,却不能携带着它们同步自转,因为这些气体实在太稀薄。这可以从太阳表面的较差自转中得到证明。所谓较差自转,就是太阳表面不同纬度的自转周期不尽相同,赤道处自转一周需24.6日,南北纬45°处转一周需28日。国际上把在纬度17°处的值25.4日作为太阳的自转周期。那么,太阳实体自转一周要耗费多少时间呢?大约3小时左右!如此大胆的假设,把转速提高200倍,有什么依据?地球自转一周约需24小时;木星的质量是地球的318倍,它自转一周需9小时50分;太阳的质量约是木星的1000倍,照此估计,太阳实体自转周期约为3小时。由于太阳实体快速地自转着,外层又是熔融态物质,因此它必然是个扁球体,这里假设赤道半径与极半径之比为10 比 8。有人会问,既然太阳实体不与大气同步自转,难道木星实体就与大气同步自转?木星的大气十分稠密,相对于太阳不算太厚,转速上的差别不会很大,对此可“不予追究”。真正的太阳,而不是表面的太阳,却必须“追究”它的自转周期。因为,太阳系起源的星云说是普遍认同的,但太阳系内角动量分布异常始终是困扰着人们的难题,但愿这个太阳模型能有助于解开这个疑团。

在探讨水星的来历之前,还得简略地谈谈一般行星的形成过程。引力收缩会使形成太阳系的星际云旋转起来,从而使它呈圆盘状,就像杂技演员旋转着一块手帕会使它张开一样。由于角动量守恒,收缩时会加速转动。到一定时候,边缘部分的离心力会同中心密集部分的引力平衡,这部分物质就会停止收缩,成为一圈一圈的旋转带。在旋转带中,物质分布也是不均匀的,每隔一定宽度,形成一个密度较高的行星胚,各行星胚吸引着各自旋转带中的物质,形成了行星。木星等大多数行星都是这么形成的。

水星距太阳 0.387天文单位。在离太阳如此近的距离内,星际云都被太阳吸引过去了,不可能形成一个旋转带,从而生成行星。水星的质量只及地球的5.5%,密度却和地球相近,达5.46克/厘米3。如果水星是直接由星际云形成的,它必须遵守质量~实体密度规律,它的密度应在3.7左右。当天体的质量达到地球质量的10%时,它的中心才会出现金属内核,从而产生磁场;而那么小的水星竟然有磁场。种种迹象表明,水星不是由星际云直接形成的,而是从太阳分裂出来的!

太阳的质量是地球的 33万倍,要克服强大的引力,从它的实体上“发射”一颗行星谈何容易!只有大质量的天体和它相撞才有此可能。因此,作如下大胆的假设:

在太阳系刚形成时,太阳只有7个儿女。从里到外依次为:地球、火星、金星、木星、土星、天王星和海王星。行星在各自的轨道上运行着,倒也相安无事。突然,一颗质量大约为0.3M⊙的天体闯入了太阳系,打破了这个大家庭的平静。它先和金星撞了个正着,金星的轨道偏了。金星在陌生的轨道上运行,晕头转向,又撞上了地球。可怜的金星经过两次撞击,磁场尽失。再说那头失控的雄狮张着血盆大口直扑太阳,它一头扎进太阳的胸膛,咬住一块心头肉,风驰电掣地离去,离开后不久,就把这块肉丢弃。这团从太阳实体分裂出的熔融态物质,主要成分是硅和铁,铁比硅重,都向中心聚集。这团岩浆很快冷凝下来,成为水星。牛顿力学无法解释、爱因斯坦“成功”地解释了的水星近日点的进动,正是与它的特殊的形成方式有关。

这个肇事天体不甘罢休,又撞击了天王星。不过这次撞偏了,结果把天王星的自转轴撞得转了向,从此,天王星在绕太阳公转的同时只能躺着自转。天王星是大质量的行星,没有坚硬的岩石壳,被撞飞出来的是一团岩浆而不是许多碎片。由于撞击力度大,这团岩浆被送到超越天王星引力的地方,因而“升级”为行星,这就是冥王星。不过,由于当初撞得太偏了,冥王星的轨道和地球轨道面成17°的夹角。水星轨道的夹角也不算小,有7°之多。冥王星和水星的椭圆形轨道的偏心率远大于其他7颗行星,分别达0.25和0.206(地球仅为0.017)。这些都能从一个侧面证明这两个天体不是自然形成的而是被撞击出来的。

这个太阳系的不速之客闯下三场大祸后扬长而去,至今不知去向;太阳系却迎来了多事之秋。在木星以内的广大区域中,由金星的碎片形成的小行星无规则地飞舞着,从水星到火星都无一幸免地受到它们的袭击。值得一提的是,月球挡住了本该袭击地球的许多小行星,不愧为保卫地球的“卫星”!

以上的假设不是神话。只有经过这场灾变,太阳系内的几乎所有的“不解之谜”都得到完美的解释。

只要承认水星是从太阳分裂出来的,就应顺理成章地承认太阳不是一团氢气球,而是由厚厚的炽热的大气包裹着的致密的铁球,所谓“热核反应”是爱丁顿凭空臆造的。

根据“热核反应”理论,质量大的恒星,由于核燃料消耗快,寿命比较短。例如,太阳可生存100亿年,而10M⊙的恒星经3000万年就寿终正寝了。而根据高压下粒子运动的观点,恒星一旦形成,只要不发生“意外”,将永远生存下去。所谓“意外”,其一是天体间发生碰撞,其二是大质量的恒星吸附了星际物质,从而超过了恒星的质量上限。超新星的爆发就属于后者。

本文既然否定了以氢~氦聚变为基础的恒星演化理论,就理应对赫罗图上的非主序星做出合理的解释。位于赫罗图右上角的红巨星,不是恒星死亡前的回光反照,而是它的胚胎。一旦引力收缩完成,它就是一颗普通的恒星。当然不是所有的星际云都会形成恒星,如果那团星际云的总质量小于0.1M ⊙ ,就只能形成暗天体。它们虽然不会发出可见光,却成为太空中的红外源。

提起赫罗图左下角的白矮星,不免要“得罪”爱因斯坦的“黄金搭档”、天文学界的大师级人物——爱丁顿。在上世纪二三十年代,爱丁顿是广义相对论的权威,天文学界的泰斗,他下的结论,没人敢提出质疑。我们现在天文学上的许多观点,都是沿袭他的理论。

1926年,爱丁顿出版了他的著作《恒星的内部结构》。在这部著作中,他对白矮星的性质和形状作了概括。他认为,已经发现了三颗白矮星,最近的那颗就是天狼星的伴星,即天狼星B。它的质量为0.85M⊙,周长为118000千米,密度是水的61000倍。它就是恒星在核燃料耗尽后的坍缩物。

质量和太阳相仿的天体,平均密度达61000克/厘米3,这不是神话么?爱丁顿确实是编造神话的大师,在上世纪二十年代初,他接连编了三个神话,令后人亦步亦趋,不敢越雷池一步。他于1919 年 5 月 29 日 在西非观测,观测结果却选在 11 月 6 日这个全世界人民欢庆第一次世界大战结束周年庆的日子来公布,借此制造轰动效应,编织了一夜之间把爱因斯坦变得大红大紫的神话。第二个就是“热核反应”的神话。对于第三个白矮星的神话,还得“以子之矛,攻子之盾。”

对爱因斯坦相对论的质疑 爱因斯坦相对论

天狼星距离地球 8.6 光年,质量是 2.3M ⊙ 。天狼星 B 就绕着它转,公转一周需 50年,这个周期不算长,冥王星绕太阳一周需 248 年。这样我们可以确定天狼星和天狼星 B同属于天狼星系,就像太阳和木星同属于太阳系一样。同属于一个星系的一大一小的两个天体应由同一片星际云同时形成。根据爱丁顿自己提出的热核反应理论,大质量的恒星应先于小质量的恒星耗尽核燃料;现在,小质量的天狼星B 已经坍缩成白矮星,而大质量的天狼星却停留在主序星阶段,这不是自相矛盾吗?事实上,天狼星 B的密度不是根据它的质量和体积精确计算出来的,而是根据它的光度和表面温度推测的,而表面温度又是根据光谱推测的。这种“推测中的推测”很值得商榷。

宇宙中并不存在白矮星。凡是质量超过 0.1M ⊙而发出可见光的天体,就是普通的恒星。它们应遵循质量~实体的平均密度~光度的规律。由于万有引力的作用,它们的中心部分的密度会很高,但边缘部分必定是普通的疏松物质。恒星“死亡”后的另两类坍缩物——中子星和黑洞,也是不存在的。因为没有什么力能使它们边缘部分的物质变得异常致密,所谓“引力坍缩”是某些“名人”杜撰出来的。

在如何看待地外生命的问题上,新观点认为,大质量的恒星系内生命存在的可能性小些。倒不是因为它们“寿命短”,没等生命形成就“引力坍缩”了;而是因为这些星系中行星的质量相应大许多,很难找到和地球质量相仿的天体,其次,大质量恒星的光谱中缺少对植物的光合作用有重要意义的红光,而多了对生物有强杀伤力的紫外线。质量稳定的小恒星都有一个“生态圈”。在生态圈里,温度适宜于生命活动。而落在生态圈里的行星必须具备两个条件:它的自转不能太慢,否则昼夜温差很大;质量必须和地球相仿。至于有没有四季变化并不重要。这里特别要强调第二个条件。质量和地球相仿的行星,如果没有经过重大的灾变,其地形地貌、元素构成、磁场强弱、重力加速度、大气圈的厚度必然和地球相似。在这样的条件下,水和合适的空气成分迟早会形成。而质量过大的行星,岩石壳太薄,火山活动过于频繁,重力加速度过大,大气过于稠密,因此不适合生命活动。质量太小的行星,大气过于稀薄,岩石壳太厚,不利于重金属元素进入表层,也不适宜形成生命。

现在看看邻近我们的两个行星——火星和金星吧。曾被人十分看好的火星,虽有和地球相似的日夜和四季之分,但它的质量只有地球的十分之一左右,因此过去没有、将来也不会有生命。虽然有人企图证明火星上曾经有水,但笔者的观点并未动摇。首先,他们应令人信服地推断出当时火星的质量比现在的大好几倍,否则,就凭它目前的质量所产生的引力,是留不住液态水的。其次,适中厚度的大气层能保护生物不受太空中某些射线的伤害,而火星上稀薄的大气显然不能起到这个作用。人们对金星不抱什么希望,因为它的表面有稠密的二氧化碳大气层——它也是灾变的产物。大家知道,地球上火山喷发时,从地幔中喷出二氧化碳、水蒸气和硫化物气体,但冷凝的岩浆会很快地把裂口封闭;金星遭受外来天体猛烈的撞击,裂口深而久久不能愈合,导致二氧化碳大量外泄,而水蒸气和硫化物则化合成硫酸雾。如果当时被外来天体猛烈撞击的是地球,太阳系中唯一的生机勃勃的天体也就面目全非了。可见,宇宙中生命的存在有其必然性,但也包含了一些偶然性。

爱因斯坦创立了狭义相对论,颇得普朗克的赏识。尽管有人提醒他不要在“相对论”的道路上走得太远,他还是“再接再厉”,推出了解释宇宙的“广义相对论”,用以抗衡牛顿的宇宙观。“广义相对论”晦涩难懂,把它比作“天书”是最恰当的。我国著名天文学家戴文赛教授说得好:“相对论把宇宙解释为一个有限无边的空间和时间配合起来的四度连续体。这种解释实在不是不懂高深数学和相对论的普通人所能够了解的。就是了解的人和那些提倡这个学说的人也不敢讲这个学说一定是对的。”

不过,读不懂这部“天书”不要紧,只要揭露他们炮制和炒作“广义相对论”时用的卑劣手法和不可告人的居心,这部“天书”就原形毕露了:原来它就是亚里斯多德的“地球中心说”的翻版!

如果说创立狭义相对论用的方法是诡辩,那末炮制广义相对论用的方法就是蒙骗。

牛顿的宇宙观认为,宇宙无始无终、也无边无限。因为无始无终,所以用不着研究宇宙的起源;因为无边无限,所以宇宙没有中心。而广义相对论则认为,宇宙始于150亿年前的大爆炸,以地球为中心、以150亿光年为半径所构成的圆球,就是宇宙的范围。

亚里斯多德的地球中心说统治了1000多年,终于经过哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿等几代科学家的努力,被彻底否定了。为了追求真理,他们不顾教会的迫害,置一己私利于度外,实为可歌可泣。而爱因斯坦为了显身扬名,重新祭起了地球中心说的大旗。

要推翻某一理论,只要证明该理论的悖论(佯谬)成立。他们深谙此道,为了推翻牛顿的宇宙观,搬出了奥伯斯佯谬和西利格尔佯谬。

奥伯斯佯谬是这样说的:如果宇宙空间是无限的,如果恒星均匀地分布在这无限的空间之中,如果每个恒星都像太阳那样发光,那么,我们的黑夜就应该像白天一样亮,这就像一个人站在一片大森林里,四面望去,到处都是黑压压的树木一样。

奥伯斯佯谬中的三个“如果”都符合事实;一个人站在一片大森林里,也确实看到到处都是黑压压的树木。但是,广义相对论的炮制者却隐瞒了这样一个至关重要的事实,即恒星的直径和恒星间距离之比。例如,太阳的直径是1.392×109 米,最近的恒星离太阳为4.3 光年,约等于4.0678×1016米,它们的比为1/2.9223×107。广义相对论承认,物质在大尺度范围内是均匀分布的。照此比例,宇宙好比无边无际的沙漠,每隔29000 千米 长着一棵直径为 1米的树。站在沙漠中的任何一处,看出去是到处黄沙而不是一片树林。我是用恰当而形象的比喻,来说明奥伯斯佯谬不成立。其实早在爱因斯坦发表广义相对论以前,有人从数学上证明,只要恒星之间拉开一定距离,就不会出现黑夜如同白昼的情况。广义相对论的炮制者对此视而不见,瞒天过海,把“奥伯斯谬论”当作攻击牛顿理论的重磅炮弹。

另一发炮弹是西利格尔佯谬。它认为:如果无限宇宙中处处均匀地存在着恒星,那么,宇宙中任何一点的引力都会成为无穷大,所有的物质都会被撕得粉碎,这显然是不可能的。只要承认宇宙是无限的,我们就被撕得粉碎,这种危言耸听的言辞更是不堪一击。太阳的质量是月球的2700万倍,但地球的潮汐是主要由月球的引力造成的,这说明距离对引力的影响远大于质量的影响。这是因为万有引力定律告诉我们,引力与质量的乘积成正比,与距离的平方成反比。牛顿的宇宙观承认宇宙中物质是无限多的,但同时指出这些物质稀疏地分布在无穷大的空间之中。因此宇宙中任何一点的引力首先来自最近的天体,而远处天体的引力几乎是零。显然,西利格尔佯谬抓住了牛顿宇宙观中的“物质是无限多的”,攻其一点,不及其余,制造似是而非的假象,蒙蔽人们。

既然用“奥伯斯谬论”和“西利格尔谬论”“推翻”了牛顿的无限宇宙论,广义相对论推出了有限的宇宙模型。宇宙既然“有限”,就应确定它的形状和体积。形状嘛,只能是球状体;至于体积,人们最多能观察到120亿——150亿光年远处的天体,球状体的半径应为150亿光年;圆球的中心,理所当然是地球。哎呀,不对呀,怎么又回到亚里斯多德的地球中心说去了?那要受到众人的唾骂。稍安勿躁!我这个宇宙模型是要靠“想象”的,请大家把以地球为中心的宇宙模型“想象”成一个大气球,所有的天体都附在气球的表面,一张无形的嘴使劲地往里面吹气,因为宇宙正在膨胀。大气球的体积是有限的,但是沿着它的表面一直往前走,始终找不到边界。这就是爱因斯坦的“有限无边”的宇宙模型!

如果爱因斯坦把自己的理论当作邪教,任凭他怎样“想象”都可以;否则,他的“有限无边”的宇宙必须接受实践的检验,而“观察”则是天文学中最重要的实践手段。任何物体都有六个方位,即上下、前后、左右。如果所有的天体都附在气球的表面,我们只能观察到其中四个方位存在天体,其余相对的两个方位空空如也。看来,爱因斯坦是想把自己当诸葛亮,把老百姓当阿斗,任凭他怎样胡说八道,别人只能乖乖地听他的。

黑洞不是爱因斯坦提出的,却是广义相对论的一部分,也有必要说上几句。

地球的脱离速度是11.2千米/秒,若要它的脱离速度达到光速而成为黑洞,只要把它压缩成半径为0.89厘米的小球。在黑洞专家看来,任何天体都可以成为黑洞,例如太阳压缩成半径3千米,只要他们躲在办公室里用数学公式一算就出来了。至于宇宙中是否有那么大的力把物质压缩得异常致密,他们全然不顾了。

在地球表面1个大气压下,铁的密度是7.9克/厘米3,而在太阳中心,铁的密度可达160克/厘米3。这是因为太阳中那末多的物质在万有引力的作用下把它压缩成的,这一密度在任何天体表面都不能获得的。而黑洞的密度是它的千亿倍,究竟靠的是什么力?有人说是“引力坍缩”。好像科学界公认宇宙中只存在四种力:万有引力、电磁力、强作用力和弱作用力;怎么黑洞专家“发明”出这第五种神奇的力量?

由于黑洞会吸收照到它的光线,因此是观察不到的。这就给黑洞专家以巨大的“想象”空间。他们用这个公式一算,便声称:小黑洞的温度高,大黑洞的温度反而低。大质量的恒星比小质量的恒星温度高,不论用哪种产能机制来解释都能得出这一结论。难道黑洞中的物质那么特殊,竟然和常规背道而驰?他们又用那个方程式一代,又声称:黑洞还会“蒸发”。黑洞有那么大的引力,还会让表面的物质跑掉?只许他们信口雌黄,不许别人提出质疑,科学在某些人的手中已经被糟踏得不成样子了。

宇宙中有着各种各样的天体,如行星、彗星、恒星、星系等。有些天体发出人眼和光学望远镜可以直接看到的可见光,还有些天体发出人眼和光学望远镜观测不到的x 射线、红外线、无线电波。对于无线电波辐射,天文学上要用射电望远镜观测。

1967年,英国剑桥实验室的休伊什和赖尔建成了高分辨率的射电望远镜。这个小组用它对1000多个射电源进行观测,研究生贝尔小姐发现在波长3.7 米的纪录带上有一个弱源在闪烁。起初,他们认为是外星人用无线电波与自己联系,经研究后,休伊什提出脉冲信号是由快速旋转着的中子星发出的。

中子星,直径只有数十千米,密度大得惊人,是水的10 14倍,全部物质都是中子。

对于密度问题,在“黑洞”一段中已有阐述。这里,对“全部物质都是中子”提出质疑。

氢原子是由一个带正电的质子和围绕它转的带负电的电子组成。按照一般人的设想,正负电荷相吸,把电子压进原子核,岂不成了中子?但这是办不到的。通常获得中子的方法是,用α粒子轰击铍,但游离态的中子的寿命是不会长的,过不了15分钟,它便会“自发地”弹出一个电子而嬗变为氢原子。要它保持中子态,就得尽快把它打入别的原子核中,使它与核子中的质子靠旁。如果生成的同位素不稳定,则核中的某个中子还会放出一个电子而变成了后一号元素。由此可见,物质拒绝纯中子态,它总是要以“阴阳对立、阴阳平衡”的形式存在。

地球上不存在纯中子态的物质,太空中也不应有中子星。这是宇宙的根本规律——对立统一规律使然。

休伊什是用改进了的灵敏度很高的射电望远镜接收到的,信号的波长又这么宽。这么小的能量应当由一个质量很小的天体发出的。还是这句话,世界其实并不复杂,只是有些人把它想象得很复杂。

“宇宙大爆炸”把广义相对论推向了新的高潮。“大爆炸”的依据是:宇宙正在膨胀,由此可以推想,宇宙是在过去的某一刻由温度无限高、密度无限大的“奇点”爆炸而成。如果有人从观察中得到数据,几百年来,几十个星系离地球的距离拉大了若干光年,“宇宙膨胀”令人信服。现在,“宇宙膨胀”唯一的依据是“红移”。美国科学家哈勃观察到,河外星系的光谱线普遍发生红移,根据多普勒效应,发光天体正在远离我们而去,并提出著名的“哈勃定理”。多普勒效应的确会产生红移或紫移,反过来红移是否必定由多普勒效应产生?正如非典型肺炎会使人体温升高,但发热病人未必都得了“非典”。因此,“哈勃定理”只能降为“哈勃假设”。除了多普勒效应,至少还有另一种因素会产生红移:这就是光在长途跋涉中能量的衰减。光从遥远的天体发出,传到地球时能量不能不衰减,表现为它的光谱线和地球上同一元素的光谱线相比,向红端偏移。当然,这也是一种假设;因为要证实它,就必须近距离对这些天体进行光谱分析,但这是办不到的。

由于能量衰减而引起红移可以用实验得到证实,那就是康普顿效应。1922——1923年康普顿研究了X射线被较轻物质(石墨、石蜡等)散射后光的成分,发现散射谱线中除了有波长与原波长相同的成分外,还有波长较长的成分。显然,入射的X射线撞到石蜡上,出现了能量衰减,散射后发生红移,即波长变宽。由此可见,红移不一定都由多普勒效应引起,能量衰减也会引起红移。

接下来的问题是,在这两种假设中,哪一种更可信?如果宇宙正在膨胀,这说明天体之间的距离正在拉开。天体是由物质组成的,要不是物质具有“万有斥力”,又怎么会使天体之间的距离越来越大呢?物质具有万有引力,这为牛顿所证实;可是物质怎么会既有万有引力又有“万有斥力”呢?因此,“宇宙膨胀”没有动力源。有人会说,动力源来自150亿年前的大爆炸。由红移推导出宇宙膨胀,进而推导出150亿年前的大爆炸;现在,就不能用大爆炸作为宇宙膨胀的依据。结论是:绝大多数河外星系的光谱线的红移不是由宇宙膨胀引起的,因为宇宙膨胀没有动力源,而是由能量衰减引起的。只有少数天体因“失去平衡”而朝我们飞来产生紫移,离我们而去产生红移,它们是天体碰撞的“罪魁祸首”。

有意思的是,“大爆炸”的理论首先是由比利时神学家勒梅特提出的。上帝六天创造了宇宙万物,“大爆炸”一瞬间造就了整个世界,上帝的动作还是“慢条斯理”的。上帝你们没有见到过,“大爆炸”难道谁见到过?牛顿的宇宙观和教义是格格不入的;“大爆炸”却可以把神学和科学统一起来。

发生一次爆炸必须具备两个条件:一是要有炸药,二是要用导火索引爆炸药。“大爆炸”中的炸药恐怕就是那个“密度无限大温度无限高”的奇点。现在,请问“大爆炸”理论的倡导者,这个奇点从何而来?它在那里存在了多久?导火索是什么?为什么早不爆炸晚不爆炸偏要在150亿年前爆炸?如果连这些爆炸的基本问题都回答不出,怎么叫人相信“宇宙大爆炸”呢?

1964 年彭齐亚斯和威尔逊发现 3K宇宙背景辐射,这只能说明大空中不存在绝对真空,不能成为“大爆炸”的证据。热力学第三定律告诉我们,绝对零度是达不到的。既然宇宙中不存在绝对真空,也达不到绝对零度,那么我们是不是可以得出这样的结论:也不可能存在它们的对立面,即密度无限大温度无限高的奇点?

以上就是我对爱因斯坦的相对论提出几点不同的看法。打开科普读物和学术著作,爱丁顿和爱因斯坦的理论被奉若神明。相对论的追随者生怕被人嘲笑为“愚蠢”,对爱因斯坦的“高明”啧啧称赞,把相对论当作时髦的点缀品,当作不容怀疑的宗教的化身。我愿做一个童言无忌的孩子,大叫一声“皇帝没穿衣服!”舍得一身剐,敢把皇帝拉下马。

争论,对于科学发展是很重要的。每个人都认为自己的理论是正确的,只有多方探索,才能有比较、鉴别。毕竟,真理是愈辩愈明的!

(由我的文档复制到博客上来,铀裂变公式和太阳模型复制不上来,特表歉意!)

  

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