自然界基本力量的根源

1、自然界基本力量的根源<導(dǎo)論>人們站在地球表面上，只能看到日出與日落現(xiàn)象，而不可能親眼目睹地球繞太陽(yáng)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)這樣一幅真實(shí)的自然場(chǎng)景。加上地面上自由落體等等宏觀現(xiàn)象，可以在地面處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)得到最直接的理解，因而人們?cè)谡J(rèn)識(shí)中最先形成地靜觀念，則是不可避免的。太陽(yáng)繞地球旋轉(zhuǎn)、和地球相對(duì)于太陽(yáng)自轉(zhuǎn)，都會(huì)使地面上的人們看到日出與日落現(xiàn)象，地面無(wú)論處于靜止還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，自由落體都會(huì)墜落在相同的位置上。只有當(dāng)人們認(rèn)識(shí)到還有第二種情況，同樣也可以解釋他們所觀察到的這些自然現(xiàn)象時(shí)，人們才會(huì)考慮從更大的經(jīng)驗(yàn)范圍，來(lái)驗(yàn)證哪一種情況與客觀事實(shí)相符，傳統(tǒng)的地靜觀念是否應(yīng)當(dāng)放棄。它表明在對(duì)同一自然現(xiàn)象的解釋

2、，存在著不同可能性的情況下，先提出的理論觀點(diǎn)，往往會(huì)因?yàn)橹R(shí)背景的局限性，而未必就符合自然現(xiàn)象本身的真實(shí)情形。地面從靜止?fàn)顟B(tài)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)這一認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變，不僅正確地調(diào)整了地球與太陽(yáng)在天文學(xué)上的位置關(guān)系，更重要的是，人們?cè)趶牡孛嫣幱谶\(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變地面上原有運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了物體運(yùn)動(dòng)“慣性”的存在。從此，力不再被認(rèn)為是物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的因素，牛頓的F=m·a公式，以數(shù)學(xué)表述的方式，概括了物體的受力同物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的量化關(guān)系，它開辟了近代工業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展的道路。與此同時(shí)，牛頓將他的這一力學(xué)定律的運(yùn)用范圍，推廣到天體的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象上，并提出了萬(wàn)有引力理論，使

3、人們認(rèn)識(shí)到地面上的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，同天體的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象在自然規(guī)律2 / 27上的統(tǒng)一性。但是，牛頓的力學(xué)理論，同以往的浮力定律和杠桿原理等等，那些純粹是從經(jīng)驗(yàn)中歸納出來(lái)的力學(xué)理論，是根本不同的。這些歸納出來(lái)的力學(xué)理論，只說(shuō)明作用力在量度上變化的具體規(guī)律，它們不涉及作用力的本質(zhì)、及其產(chǎn)生的物理原因。而牛頓的力學(xué)理論，正是關(guān)于作用力的本質(zhì)，及其物理原因的基礎(chǔ)性力學(xué)理論，它首先需要面對(duì)的是一個(gè)最廣泛和最基本的理論問(wèn)題，即對(duì)構(gòu)成自然界的基本物質(zhì)單元的認(rèn)識(shí)、和對(duì)這種基本物質(zhì)單元在自然空間中具體分布情況的了解。如果對(duì)這一本質(zhì)性的問(wèn)題是不清楚的，那么，也就沒(méi)有根據(jù)來(lái)認(rèn)為物體在密度上的不同，究竟是同體積的物質(zhì)在量度上的

4、不同，還是同體積物質(zhì)所具有的某種其它物理量在量度上的不同。在當(dāng)時(shí)的知識(shí)背景下，牛頓采用了德莫克利特的自然觀點(diǎn)，認(rèn)為自然界是原子和虛空組成的，即物質(zhì)全部存在于原子之中，原子是不包含虛空的密實(shí)的物質(zhì)個(gè)體，原子與原子之間的虛空領(lǐng)域沒(méi)有物質(zhì)存在，其物質(zhì)量度為零。其中，原子是基本的物質(zhì)單元，原子和虛空按照一定的體積之比占居自然空間，是物質(zhì)分布的具體形式，同體積的物體所體現(xiàn)出來(lái)的量度上的不同，是同體積的物體所包含的原子數(shù)量的不同，也就是物質(zhì)在量度上的不同。由此，牛頓首先確立了以“物質(zhì)密度”為前提條件的質(zhì)量概念，將他的力學(xué)理論，深入到自然界最基本的物質(zhì)層次上。然而，現(xiàn)代科學(xué)所揭示的事實(shí)已經(jīng)表明，德莫克利特認(rèn)

5、為的空無(wú)一物的虛空，在自然界中是不存在的，自然空間可以不包含原子或其它微觀粒子，但它仍然是由物質(zhì)所組成的?！罢婵铡边@一概念，在現(xiàn)代科學(xué)理論中的意義，已經(jīng)不是指空無(wú)一物的場(chǎng)所，而是指同微觀粒子相區(qū)別的物質(zhì)領(lǐng)域，是與“場(chǎng)”的概念相等同的。同樣，構(gòu)成物體的基本物質(zhì)單元即原子，在核反應(yīng)中也被證明不是先天固有的永恒的物質(zhì)個(gè)體，而是有生有滅的暫時(shí)性的東西，它不能代表最原始的“本原”物質(zhì)粒子，來(lái)表示物體所含物質(zhì)在量度的多少。根據(jù)已有的事實(shí)經(jīng)驗(yàn)可以斷定，物質(zhì)在體積上是絕對(duì)不能被壓縮的，這也是物質(zhì)作為自然界基本組成之物的必然要求。將不可壓縮的物質(zhì)，充滿在體積一定的空間中后，就不可能再向這個(gè)空間中增加物質(zhì)，以提高

6、這個(gè)空間中的物質(zhì)密度。沒(méi)有了空無(wú)一物的虛空，物質(zhì)的密度概念便失去了理論依據(jù)，因?yàn)樵诶碚撋?，原子中的物質(zhì)和真實(shí)中的物質(zhì)，不能被視為兩種不同的物質(zhì)，對(duì)于原子的產(chǎn)生和消失現(xiàn)象，還需要以真空中的物質(zhì)，為產(chǎn)生原子時(shí)的物質(zhì)來(lái)源，和原子消失時(shí)的物質(zhì)去處。這是物質(zhì)守恒原則的固有要求。繼續(xù)將真空中的物質(zhì)，在物質(zhì)量度上看作為零，以保持牛頓的質(zhì)量概念，顯然在理論和事實(shí)兩個(gè)方面，都面臨著嚴(yán)重困難。在從微觀層次到宇觀范圍上，自然界普遍存在著一種在量度上收縮或集聚的現(xiàn)象，所有構(gòu)成物體的原子，都是這種收縮或集聚現(xiàn)象的產(chǎn)物。只有在認(rèn)為這種收縮或集聚現(xiàn)象，是物質(zhì)在量度上的收縮或集聚時(shí)，原子才能被認(rèn)為是一個(gè)具有高密度物質(zhì)的個(gè)體。

7、但是，物質(zhì)在集聚過(guò)程中，如何使原子中的物質(zhì)不斷增加，其周圍真空中的物質(zhì)不斷減少，這在理論上已經(jīng)是解釋不通的。既然在已經(jīng)充滿物質(zhì)的空間中，不能再增加物質(zhì)，同樣，在充滿物質(zhì)的空間中，也不能將物質(zhì)抽走而使空無(wú)一物的場(chǎng)所出現(xiàn)，要想讓物質(zhì)從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一個(gè)地方，而使空間中的物質(zhì)密度產(chǎn)生變化，沒(méi)有空無(wú)一物的虛空，是絕對(duì)做不到的。另外，原子是一個(gè)高度密集的能量個(gè)體，將原子的形成過(guò)程，理解為物質(zhì)的集聚過(guò)程，也不能解釋原子中隱含巨大能量的事實(shí)。物質(zhì)釋放能量，應(yīng)當(dāng)是原子中的內(nèi)部能量，向其它外部形式能量的轉(zhuǎn)化。認(rèn)為物質(zhì)可以消失、并能夠以能量的形式而獨(dú)立存在，這是與物質(zhì)守恒這一最基本的自然觀所不相容的。因此，對(duì)于

8、原子的形成過(guò)程，將它理解為能量的收縮或集聚過(guò)程，是符合理論與事實(shí)的。在這一過(guò)程中，物質(zhì)的密度是沒(méi)有變化的，能夠體現(xiàn)為原子而同真空中物質(zhì)相區(qū)別的，是因?yàn)樵又械奈镔|(zhì)，集聚了真空中的物質(zhì)所不具有的能量，而不是由于原子中的物質(zhì)，同真空中的物質(zhì)在物質(zhì)密度上的不同。當(dāng)考慮能量在空間中如何集聚成原子的問(wèn)題時(shí)，完全沒(méi)有原子存在的真空領(lǐng)域，便成為必然選擇的基本研究對(duì)象，它預(yù)示著一系列極其重要的事實(shí)：即原子中所隱含的巨大能量，是來(lái)源于真空中的，而且，原子的形成過(guò)程，也是由真空中的某種最基本的規(guī)律來(lái)決定的。這種最基本的規(guī)律，同樣也決定著星體和星系的形成，以及它們所具有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這與當(dāng)今天文學(xué)和宇宙學(xué)的幾乎所有的

9、觀測(cè)數(shù)據(jù)所顯示的事實(shí)，是不謀而合的。這些事實(shí)表明，“宇宙沒(méi)有足夠的質(zhì)量使任何以物質(zhì)為基礎(chǔ)的理論能成立，某種從未被觀測(cè)到，也沒(méi)有被科學(xué)界想到過(guò)的巨大的未知力在宇宙中起著作用這個(gè)事實(shí)變得明白無(wú)疑。在看上去完全空的空間中有著大量的能量，我們不清楚這種能量，也不清楚它們來(lái)自何方。真空有某種負(fù)壓力與所有的科學(xué)不相容的某種東西。大自然的寶庫(kù)中似乎有第五種力存在，一種從未被直接地觀測(cè)到過(guò)的力。這個(gè)結(jié)論錯(cuò)誤的概率小于百萬(wàn)分之一?！币虼?，放棄最為廣泛的不可探測(cè)的真空領(lǐng)域，片面地用可見或可探測(cè)到的物體或微觀粒子，作為自然界中的全體物質(zhì)，來(lái)確定物質(zhì)在物理學(xué)研究中的基本性質(zhì)，已經(jīng)明顯地成為認(rèn)識(shí)上的一種錯(cuò)誤傾向。重新找

10、回失去的真空，改變?cè)谖锢韺W(xué)中對(duì)物質(zhì)概念的錯(cuò)誤理解，是當(dāng)今整個(gè)自然科學(xué)基礎(chǔ)理論擺脫困境的當(dāng)務(wù)之急。特別是在微觀領(lǐng)域的量子力學(xué)研究中，影響物理關(guān)系的幾乎都是能量因素，質(zhì)量概念已經(jīng)是不起作用的一種“擺設(shè)”，它阻擋了作為基礎(chǔ)的微觀物理學(xué)前進(jìn)的道路。在德莫克利特的自然觀中，原子是先天固有的不變的物質(zhì)個(gè)體，它不存在產(chǎn)生和消失的問(wèn)題。但是在現(xiàn)代的科學(xué)自然觀中，對(duì)于原子的形成過(guò)程，和決定這一過(guò)程的物理機(jī)制，是需要提供詳細(xì)的解釋的。特別是以質(zhì)量概念為前提的自然科學(xué)基礎(chǔ)理論，都不可避免地要面對(duì)這一根本性的問(wèn)題。所有的質(zhì)子、中子、電子等亞原子，以及其它的微觀粒子，由于它們同原子一樣，都是有生有滅的暫時(shí)性物質(zhì)個(gè)體，所

11、以，它們同樣不能作為永恒不變的基本物質(zhì)，來(lái)說(shuō)明原子形成的根本性問(wèn)題。按照空無(wú)一物的虛空存在的觀點(diǎn)，最小的原始物質(zhì)微粒，應(yīng)當(dāng)是彌漫于虛空中的，由于無(wú)處不在的萬(wàn)有引力的作用，這些物質(zhì)微粒在不同的區(qū)域，開始向不同的中心點(diǎn)逐漸集聚，并最終形成現(xiàn)在的具有高物質(zhì)密度的亞原子，然后由亞原子按照一定的結(jié)構(gòu)，組合成現(xiàn)在的原子。在原子自身的形成過(guò)程中，因?yàn)槿f(wàn)有引力的同時(shí)作用，原子與原子會(huì)被拉在一起而組合成元素和分子，分子同分子又會(huì)組合成物體、或直接組合成星體，然后再由星體組合成星系等等，整個(gè)宇宙的演化過(guò)程，是由萬(wàn)有引力來(lái)統(tǒng)一決定的。萬(wàn)有引力是與基本物質(zhì)同時(shí)存在的最基本的自然力，核力與電磁力，是在核子和電子形成以后

12、才出現(xiàn)的，因此，它們不是與基本物質(zhì)同時(shí)存在的基本作用力。萬(wàn)有引力的作用效果，只能使物質(zhì)或由物質(zhì)所組成的物體，在直線距離上相互靠近或聚合在一起。對(duì)于微觀粒子、星體、和星系的自旋狀態(tài)，以及其中普遍存在的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，用萬(wàn)有引力是無(wú)法解釋的。核力和電磁力，都是短程的作用力，對(duì)于萬(wàn)有引力所不能解釋的天體運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，它們提供不了任何幫助。在微觀領(lǐng)域方面，萬(wàn)有引力所起的作用，是被忽略不計(jì)的，萬(wàn)有引力為什么能決定原子的形成，卻不能決定原子的受力狀態(tài)，這是誰(shuí)也沒(méi)有說(shuō)清楚的事實(shí)。最突出的問(wèn)題是，對(duì)于在體積上極其微小的原子，由萬(wàn)有引力公式計(jì)算出的引力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能將高密度的物質(zhì)，緊緊地拉住在原子體積范圍內(nèi)，并使原子內(nèi)部

13、的物質(zhì)且有著巨大能量的。原子中隱含的巨大能量，必然是在原子的形成過(guò)程中逐漸集聚的，對(duì)于原子的形成過(guò)程、及原子在形成過(guò)程中巨大能量的來(lái)源問(wèn)題，不是用“萬(wàn)有引力不適用于微觀中的原子”這樣一句話，就可以作為理由來(lái)回避的。作為與基本物質(zhì)同時(shí)存在的萬(wàn)有引力，應(yīng)當(dāng)對(duì)由基本物質(zhì)形成原子的過(guò)程，起著最直接的作用。在整個(gè)自然空間中，除了原子之外還會(huì)有其它的物質(zhì)客體，適用萬(wàn)有引力嗎？牛頓提出的萬(wàn)有引力理論，是以解釋地面上的重力現(xiàn)象、和行星的動(dòng)力平衡問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)的，他當(dāng)時(shí)不知道原子是可分的、虛空不存在、原子中隱含巨大能量等等，這些在后來(lái)才被科學(xué)所揭示的事實(shí)。如果當(dāng)時(shí)牛頓知道原子是可分的、虛空是不存在的，他很難給出物

14、質(zhì)密度這一概念，對(duì)物體所具有的密度特征的本質(zhì)理解，很有可能會(huì)成為牛頓建立他的力學(xué)理論的重要障礙。如果牛頓當(dāng)時(shí)知道原子中隱含著巨大能量，他也許會(huì)傾向于認(rèn)為原子是一個(gè)能量個(gè)體，而不會(huì)輕易地相信原子是一個(gè)高密度的物質(zhì)個(gè)體。萬(wàn)有引力的產(chǎn)生，是以物體質(zhì)量的存在為前提的，而原子幾乎代表了所有可見物體的質(zhì)量。如果當(dāng)時(shí)牛頓知道原子與原子之間，只存在很短距離的相互作用，他一定會(huì)考慮到在遠(yuǎn)距離的情況下，連代表物體全部質(zhì)量的原子與原子之間，都沒(méi)有相互作用，完全是由原子所組成的物體與物體之間，也應(yīng)當(dāng)不會(huì)存在由質(zhì)量所產(chǎn)生的萬(wàn)有引力。當(dāng)原子與原子之間沒(méi)有相互作用，即一個(gè)原子不是另一個(gè)原子受力的物質(zhì)客體時(shí)，能夠產(chǎn)生萬(wàn)有引力

15、作用的兩個(gè)物質(zhì)客體，在自然界中肯定是不存在的。至于地面上的物體所受到的重力，毫無(wú)疑問(wèn)地是組成物體的所有原子，共同受到了朝向地球中心方向的作用力。但是，這種作用力，絕對(duì)不是地球中的原子對(duì)物體中原子的吸引力，而是來(lái)自真空中的一種真實(shí)存在的自然力。這種自然力的明顯特征，就是能夠貫通于原子所存在的一切空間而不受原子阻擋，這種由真空對(duì)原子的作用力所具有的不可屏避的特征，是原子與原子或物體與物體之間的相互作用力，所不可能具有的。只有在虛空中孤立地看待原子，不考慮原子同真空之間存在的物理關(guān)系，才會(huì)將原子與原子或物體與物體之間的相互作用，看作是物體重力存在的唯一原因。按照牛頓對(duì)萬(wàn)有引力作出的定義，萬(wàn)有引力的大

16、小，只與兩個(gè)物體的質(zhì)量和兩個(gè)物體之間的距離有關(guān)，這是一種與物體的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的作用力，用以描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的速度或加速度因素，是不能參與表述萬(wàn)有引力大小的。萬(wàn)有引力的物理學(xué)含義，就是指在兩個(gè)具有質(zhì)量的物體之間，無(wú)條件存在的一種相互吸引的力。而動(dòng)力學(xué)中的作用力，是以慣性定律為前提而提出的，即物體在不受外力的作用下，會(huì)保持原有的速度或動(dòng)量M·V。作用力F和作用時(shí)間t的乘積F·t，則表示受力物體動(dòng)量的增加量，由F·t=m·v，可得F=m·a，這就是動(dòng)力學(xué)的基本公式。這種用物體的運(yùn)動(dòng)來(lái)描述的作用力，其物理學(xué)含義為單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)量的增加量。它同與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的萬(wàn)有

17、引力，在本質(zhì)上就不是同一種作用力。運(yùn)動(dòng)力在物體的相互接觸或碰撞過(guò)程中，會(huì)以動(dòng)量的形式相互轉(zhuǎn)移，并遵從動(dòng)量守恒原則。而萬(wàn)有引力的大小，則與兩個(gè)相互吸引的物體本身所具有的動(dòng)量的變化是無(wú)關(guān)的。萬(wàn)有引力可以使被吸引的物體產(chǎn)生一定的運(yùn)動(dòng)加速度，并同時(shí)獲得動(dòng)量的增加，而且，萬(wàn)有引力在使物體獲得動(dòng)量增加的同時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致自身在量度的減小、或在物體的質(zhì)量方面存在損耗。正是由于這個(gè)原因，運(yùn)動(dòng)著的物體，便不能通過(guò)向兩個(gè)正在相互吸引的物體轉(zhuǎn)移動(dòng)量的方式，來(lái)增大兩個(gè)物體之間的相互吸引力。萬(wàn)有引力按其自身的定義，就是一種能源源不斷地使物體的動(dòng)量獲得增加、而自身不需要任何損耗的作用力，它同以動(dòng)量的形式可以相互轉(zhuǎn)移的運(yùn)動(dòng)力，

18、是截然不同的。因此，在運(yùn)動(dòng)力F動(dòng)=ma的物理量單位取千克·米/秒2時(shí)，作為萬(wàn)有引力F引=的物理量單位，在理論上就只能按其定義取千克2/米2，它的大小是與物體的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的。萬(wàn)有引力常數(shù)G，在事實(shí)上就是運(yùn)動(dòng)力單位物理量的大小，同萬(wàn)有引力單位物理量大小之間的比例關(guān)系。對(duì)于這兩種由不同的物理原因所產(chǎn)生的不同性質(zhì)的作用力，只有它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)持續(xù)相等的情況下，才能準(zhǔn)確地測(cè)出引力對(duì)物體所產(chǎn)生的動(dòng)力效果，然后確定它們之間在量度上的具體關(guān)系。當(dāng)將重力理解為地球?qū)ξ矬w的吸引力時(shí)，重力加速度便是引力使物體所產(chǎn)生的動(dòng)力效果，由F動(dòng)=mg，可以計(jì)算出物體的運(yùn)動(dòng)力，由F引=可以計(jì)算出物體所受引力值的大小。由于

19、此時(shí)F動(dòng)和F引在事實(shí)上的大小是等同的，所以正好可以在這一情況下，來(lái)考慮運(yùn)動(dòng)力和萬(wàn)有引力在單位物理量上的比例關(guān)系。如果1千克·米/秒2的運(yùn)動(dòng)力的大小，是1千克2/米2的萬(wàn)有引力大小的G倍，那么，由F動(dòng)=F引×G可得mg=×G。其中，G只是一個(gè)純粹的比例系數(shù)，它不能具有物理量單位。如果給G配置物理量單位，會(huì)改變?nèi)f有引力F引的計(jì)算值按其本身的定義所具有的物理學(xué)含義，萬(wàn)有引力就不能被理解為在兩個(gè)物體之間無(wú)條件存在的吸引力。通過(guò)G，可以將運(yùn)動(dòng)力的數(shù)值同萬(wàn)有引力的數(shù)值，按照同一的物理量單位進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，但在原則上，這兩種作用力的物理學(xué)含義是永遠(yuǎn)不相同的。G的值，可以使運(yùn)動(dòng)力和

20、萬(wàn)有引力在“等式”兩邊的具體數(shù)學(xué)值保持一致，但不能使等式兩邊的運(yùn)動(dòng)力和萬(wàn)有引力的物理學(xué)含義，取得相同。由于地球的質(zhì)量是無(wú)法直接測(cè)量的，要想根據(jù)F引的具體數(shù)值，來(lái)計(jì)算出G的值是不可能的。如果在地面上通過(guò)兩個(gè)質(zhì)量已知的物體，來(lái)考慮F動(dòng)=F引×G的情形，以求計(jì)算出G的值，這在理論上是可行的，但在實(shí)際中，要準(zhǔn)確地測(cè)出引力使物體所產(chǎn)生的動(dòng)力效果，卻是做不到的。因?yàn)槭芤ψ饔玫奈矬w，在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)使產(chǎn)生引力的距離不斷減小，從而使引力不斷增大，這樣測(cè)得的動(dòng)力效果，事實(shí)上是變加速度的動(dòng)力效果，它不是同加速度成正比的作用力。這同地面上自由落體的高度，相對(duì)于地球的半徑可以忽略不計(jì)的情形，是有著明顯區(qū)別的?？?/p>

21、文迪許在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的兩個(gè)相互吸引的鉛球，其效果就是被吸引小球的變加速度的效果，它在理論上不能被視為由加速度所產(chǎn)生的作用力。此外，由于地面上兩個(gè)物體之間的萬(wàn)有引力，其預(yù)計(jì)值十分微小，甚至小于“靜力”測(cè)量的方法所帶來(lái)的誤差，因此，要想使用力的測(cè)量工具，來(lái)直接準(zhǔn)確的測(cè)出地面上兩個(gè)物體之間萬(wàn)有引力的大小，也是不現(xiàn)實(shí)的。那么，G=6.67×10-11這個(gè)具體數(shù)值，是根據(jù)對(duì)萬(wàn)有引力的多次作用效果進(jìn)行實(shí)際測(cè)量后，所得到的最佳數(shù)值嗎？根據(jù)F動(dòng)=F引×G=×G，和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，地面上1000kg物體所受太陽(yáng)的引力值為5.9牛頓，這已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)明顯的受力了，并不是象人們所認(rèn)為的那樣可

22、以忽略不計(jì)。由于地面在面對(duì)太陽(yáng)和背向太陽(yáng)時(shí)，地球?qū)ξ矬w的引力方向，同太陽(yáng)對(duì)物體的引力方向正好是相反的，因而物體在面對(duì)太陽(yáng)時(shí)的重力，應(yīng)當(dāng)減去5.9牛頓，在背向太陽(yáng)時(shí)的重力，應(yīng)當(dāng)加上5.9牛頓，其正反差距為11.8牛頓。但是，由這種正反差距對(duì)物體的重量所帶來(lái)的變化，從來(lái)都沒(méi)有在地面上出現(xiàn)過(guò)。并且，太陽(yáng)在東邊升起和在西邊落下時(shí)，對(duì)地面上的物體所產(chǎn)生的引力，也應(yīng)當(dāng)存在相反方向上的差別，但在地面上也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種差別存在的任何跡象。比如，對(duì)地面上水平面的水位影響等等。太陽(yáng)沒(méi)有根據(jù)牛頓的萬(wàn)有引力公式和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，正在對(duì)地面上的物體產(chǎn)生吸引作用，說(shuō)明這種吸引作用要么是不存在的，要么所使用的數(shù)據(jù)與事實(shí)相差甚遠(yuǎn)。

23、這種情況表明了現(xiàn)有的G值，是為了同時(shí)滿足地面上物體的重力同地球引力的相等、和太陽(yáng)對(duì)行星的引力同行星離心力相等的要求，刻意估算并進(jìn)行調(diào)整而得來(lái)的。對(duì)于除了上述兩種情形之外的其它情形，如太陽(yáng)對(duì)地面上物體的引力，現(xiàn)有的G值和以此計(jì)算出來(lái)的太陽(yáng)質(zhì)量值，就不再是適合的。如果卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室中真的測(cè)出了兩個(gè)物體之間萬(wàn)有引力的大小，并以此計(jì)算出基本準(zhǔn)確的G的值，那么，這一G值和太陽(yáng)的質(zhì)量值，對(duì)于太陽(yáng)同地面上物體之間的萬(wàn)有引力作用，也應(yīng)當(dāng)是同樣適用的，但事實(shí)并非如此。行星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是近似的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心加速度為a=,根據(jù)F=ma，可確定行星的向心力為F向=m行·，變形后得到F向=

24、15; 。向心力是物體在作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的單向作用力，當(dāng)將這種單向力的方向反過(guò)來(lái)，將其理解為離心力時(shí)，太陽(yáng)對(duì)行星的引力,正好可以作為平衡行星離心力的反方向拉力。在這里 ，運(yùn)動(dòng)力與萬(wàn)有引力持續(xù)相等的情形,再次出現(xiàn)了。由F動(dòng)=F引×G,可得m行·=×G，經(jīng)化簡(jiǎn)和變換為=Gm太，由于=K（開普勒常數(shù)），則有= Gm太的形式。因此，Gm太=不是為了建立萬(wàn)有引力公式，而有意設(shè)置后用來(lái)進(jìn)行“黃金代換”的，它是太陽(yáng)對(duì)行星的引力同行星的離心力相等時(shí)的必然結(jié)果。如果用Gm太來(lái)代換F向=×中的，Gm太恒等于，就會(huì)是F向=Gm太公式成立的必要條件，當(dāng)G不變時(shí)，公式中至少要有

25、一個(gè)質(zhì)量因素m不能是變量，它需要同G的乘積恒等于。所以，用黃金代換得到的萬(wàn)有引力公式，不是對(duì)于任意兩個(gè)物體都成立的。而且，用黃金代換得到的F向=Gm太公式，在事實(shí)上仍然是行星的向心力計(jì)算公式，其中，m行是作圓周運(yùn)動(dòng)的行星的質(zhì)量，它不是一個(gè)無(wú)條件存在的物體的質(zhì)量，R是行星作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的半徑，它不是任意兩個(gè)物體之間的距離。在特殊條件下成立的物理學(xué)計(jì)算公式，是不能無(wú)條件地推廣到一般情形的。同運(yùn)動(dòng)力F=ma一樣，萬(wàn)有引力也是用定義來(lái)表述的作用力，其理論公式不可能從其它的前提條件中推導(dǎo)出來(lái)。只要抓住萬(wàn)有引力的定義，和萬(wàn)有引力的物理量單位同運(yùn)動(dòng)力的物理量單位，在基本性質(zhì)上的不同，常數(shù)G在萬(wàn)有引力公式中所起

26、的作用，是不難理解的。既然用黃金代換得到的萬(wàn)有引力公式是不成立的，用該公式反導(dǎo)出來(lái)的G的物理量單位牛頓·米2/千克2，同樣也是無(wú)意義的。物體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，事實(shí)上是物體在受到大小一定的持續(xù)作用力下，所體現(xiàn)出來(lái)的速度不變的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，雖然物體所受到的外來(lái)作用力，沒(méi)有使物體的運(yùn)動(dòng)速度獲得增加，但它卻在始終改變著物體的運(yùn)動(dòng)方向，使物體圍繞著一個(gè)固定中心作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并使物體不斷消耗的“動(dòng)量”，以持續(xù)的“角動(dòng)量”形式存在。同時(shí)，由于物體在作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，始終在消耗動(dòng)量，物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)的切線方向上，就必然同時(shí)存在著一個(gè)持續(xù)的推力，以補(bǔ)充物體損耗的動(dòng)量，維持物體原有的運(yùn)動(dòng)速度，使物體的勻速圓周運(yùn)

27、動(dòng)能夠繼續(xù)下去。這就需要在切線方向上對(duì)物體的推力，和物體所受到的向心力始終相等，以使物體增加的動(dòng)量和損耗的動(dòng)量保持平衡。例如，當(dāng)一個(gè)作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，它受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成135度夾角的外來(lái)持續(xù)作用力時(shí)，這個(gè)外來(lái)作用力會(huì)分解為兩個(gè)分力。其中一個(gè)分力為垂直于切線方向的法向力即向心力，它將起著改變物體運(yùn)動(dòng)方向的作用，另一個(gè)分力為切線方向上的推力，它將會(huì)使物體持續(xù)地獲得動(dòng)量的增加或補(bǔ)充，以維持物體原有的運(yùn)動(dòng)速度。在這樣的物理?xiàng)l件下，這個(gè)物體將以原有的慣性速度，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。據(jù)此，從行星繞太陽(yáng)作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的狀況來(lái)看，雖然目前還沒(méi)有直接的事實(shí)證據(jù)，能夠顯示行星所受到的向心力，究竟是某種從外部將行星向

28、太陽(yáng)方向的持續(xù)推力，還是太陽(yáng)從內(nèi)部對(duì)行星的吸引力，但行星在切線方向上所受到的持續(xù)推力，是必須存在的，因?yàn)樗菦](méi)有第二種可能性的單向作用力。所以，解釋行星作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)力平衡問(wèn)題，首先要以能夠解釋切向推力的存在為前提，然后再考慮行星所受到的向心力作用，究竟是來(lái)自于太陽(yáng)方向，還是外部方向。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，是認(rèn)為行星在作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星首先受到離心力的作用，為了克服這種離心力而不使行星脫離軌道，就必須要有一種向心拉力來(lái)平衡行星的離心力，太陽(yáng)對(duì)行星的吸引力，就是基于這樣的考慮而假設(shè)它存在的。但是，當(dāng)太陽(yáng)對(duì)行星的引力平衡了行星的離心力時(shí)，引力就不能成為改變行星運(yùn)動(dòng)方向的向心力，使行星不斷消耗的“動(dòng)量”，以持續(xù)的“角動(dòng)量”形式存在，從而使行星處于圓周運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。行星在上下兩個(gè)方向上所受到的作用力，處于平衡的情況下，應(yīng)當(dāng)沿著直線方向運(yùn)動(dòng)，而不是作圓周運(yùn)