第四章 熱 學
熱學是一門涉及面最廣泛的學問。自然界物體的一切變化無不與熱相關。可歎者,物理學發展至今,其成就最膚淺者,莫過於熱學。誇張乎?非也。物理學雖然發現了熱力學三大定律,雖然發明了各式各樣的熱機和測溫儀器,但我敢說,對於什麽叫“熱”的問題,還沒有一位科學家講得清楚。
我們知道,早在十八世紀就出現過“熱質論”(或熱素說)。這種理論認爲,熱是一種既不能被創生又不能被消滅的“熱質”(或熱素)。這種學說在確定熱量、比熱、溫度等與熱有關的物理量方面取得了一些成就。但是,由於回答不了摩擦可以生熱的問題,熱質論只存在了幾十年便銷聲匿迹了。取而代之的是分子動力論的“熱能說”。
“熱能說”認爲,熱是一種能量,是物體中所有微粒的不規則運動的能量之和。分子動力論的“熱能說”,在解決熱與功和能的關係上是成功的。
但是平心而論,就熱的本質而言,熱學由熱質論到分子動力論的熱能說算不得一大進步。因爲,熱質論雖然不能解釋摩擦生熱的道理,即不能解釋熱與功和能的關係。但它到底接觸到了熱的物質性。而熱能說把熱當成一種分子運動現象,一種熱能,則是不問熱爲何物的。所以,後來的熱力學就只講能量轉化,只講熱與功和能的關係,至今不明白熱的本質。
由於熱質論只講熱的物質性,熱能說只講熱的精神即動因,二者各執一端,皆不明白熱的本質,因而皆産生出了荒謬的學說。如果說“熱寂說”是熱質論産生出來的荒謬,那麽,宇宙大爆炸說則是“熱能說”産生出來的更大荒謬了。兩個荒謬的共同點,皆是從熱力學第二定律出發,皆把宇宙當成一個封閉系統。
“熱寂說”按照熱力學第二定律,把宇宙當成一個封閉系統,把熱當成一種只能從高溫一端流向低溫一端的,如水那樣最後可以持平的熱質,從而得出了各天體之間的一切溫差都將消滅,宇宙終將陷入完全均勻的溫度分佈狀態之中的結論。由此導致了宇宙存在著“原始推動力”的結論,即認爲這種“原始推動力”曾經創造過溫度的不均衡狀態,之後才有逐漸趨於均衡狀態的可能。這種“原始推動力”是什麽呢?當然是神,是上帝的作用。然而,對於“熱寂說”的批判.科學界唯物一派也僅僅達到了指出它不該將適合於有限範圍的熱力學第二定律推廣到無限宇宙的範圍,仍是不知熱爲何物的。
宇宙大爆炸說也按熱力學第二定律,也把宇宙當成一個封閉系統,荒謬地把克勞修斯得出的,在封閉系統中“熵”總是增加的結論描繪爲“熱力學時間箭頭”,且由“熵”表示無序度即表示亂序的程度的觀點,而認定“有限”的可以“封閉”的宇宙中的“熵”總是沿著“熱力學時間箭頭”方向增加,甚至認爲生命的存在和人的思維中使用熱量的過程都是宇宙中“熵”增加的原因,即宇宙越來越亂的原因。進而認定沿宇宙越來越亂的方向上的“熱力學時間箭頭”,與宇宙膨脹方向上的“宇宙學時間箭頭”相一致,以此來作爲宇宙在膨脹,將來會收縮到針眼大小的數千萬分之一的宇宙大爆炸說的熱力學依據。由此觀之,“熱能說”與“熱質論”一樣,同樣導致了宇宙存在“原始推動力”的結論。即認爲宇宙原本是有序的,這個比針眼還小的有序的“宇宙”,是通過“原始推動力”對越來越無序的膨脹的宇宙加以收縮來形成的。這個“原始推動力”當然也是神,是上帝的作用了。這就是宗教十分重視宇宙大爆炸說的根本原因。
通過對“熱質論”和“熱能說”及其産生的後果的分析,可以看出,對熱的本質的正確認識是何等重要了,它決不只是一個物理學範疇的問題,而是涉及到了哲學與神學觀念的大問題。
其實,物理學早已經發現了將熱分裂爲“熱質”和“熱能”的矛盾,即將熱分裂爲單純的物質和單純的精神——動因的矛盾。我們來看看由福裏斯和季莫列娃合著的《普通物理學·熱力學》§64是怎樣談這個問題的:
“雖然被傳遞的熱量與功之間的當量被確定之後,熱質論已被完全捨棄,但到現在爲止,‘熱’這個字仍時常在熱質論所給與它的那些意義之下被使用著。例如,一方面‘熱’這個字在‘被傳遞的熱量’這意義下被使用著,如我們已經說明過的,這被傳遞的熱量相當於功,並且是能量變化的度量。而在另一方面,物體所含的‘熱’這個‘熱’字表示物體的熱能,關於這,我們以後再談。‘熱’這個字如此雙重的用法很易引起含混不清,這種含混又被下述的事實所加強:有時認爲物體所含的‘熱’量決定於‘被傳遞的熱量’,這是和荒謬的熱質論相符合的。”
從上面的論述中我們看到,“熱能說”總是企圖否定“熱質論”,而又不可能達到否定的目的。這真有點象一個人站在自己的右手一邊企圖否定自己的左手一樣,那怕他罵左手一萬個荒謬,可是不用左手又辦不到。這是爲什麽呢?原來,“熱能說”與“熱質論”只不過各自反應了熱的一個側面而已,能與質是不可分離的,一旦分離就要出現怪像。象“熱寂說”和“宇宙大爆炸說”就是質與能分離産生的怪像。
宇丹質論則不同,它認定宇宙是“神質不二”即“質能不二”的。因爲力和能皆是動因,皆是精神的表現形式。物質與精神,即物質與能和力是不可能須臾分離的。所以,宇丹質論認爲,“熱”絕不是單純的“能”,也不是單純的“質”,而是“質能不二”的共體。
直言之,宇丹質論總是把“熱”視爲“質能不二”的宇丹質運動的表現形式。即認爲“熱”是宇丹質微粒構成的“熱子”在運動中不斷地沖斷物體中原子之間或分子之間具有彈性的引力線——宇丹質連射線,使原子或分子産生振動並增大間距(物體膨脹)的表現形式。
那麽,“熱”究竟是怎樣産生的呢?
宇丹質論認爲,“熱”是由於物體在外力(機械力、化學力、電力、磁力等)作用下,或者在高能粒子(光子、電子、質子、中子等)轟擊下使物體産生劇烈振動,這種劇烈振動使原子之間或分子之間的引力線産生劇烈變形而斷裂産生的巨大彈力,將原子中的正負電子彈出,正負電子在劇烈彈動下損失掉部份宇丹質外殼而變成正負光子,正負光子再損失掉部份宇丹質外殼而變成熱子所産生的。
總之,“熱”與物質的運動是不可分離的。“熱”是熱子在物體中運動産生的效果,熱子的産生則是物質運動變化産生的效果。
象摩擦生“熱”,就是物體表面原子(或分子)之間的引力線變形斷裂彈出的電子轉變成熱子的表現。摩擦生電,則是摩擦産生的部份電子尚未轉變成熱子的表現。當我們將摩擦生電與摩擦生熱兩種現象聯繫起來分析時,就很容易理解摩擦生熱的道理。
象核裂變生出的熱,就是用中子轟擊原子核,使核子之間或核子中正負電子之間的引力線變形斷裂而彈出的正負電子轉化爲熱子産生的。
物體在機械力作用下變形或斷裂釋放出來的熱,則是由於原子(或分子)之間的引力線在外力作用下變形斷裂而彈出的正負電子轉變成熱子産生的。
總之,熱的産生無不與引力線斷裂産生的彈力和正負電子或光子轉變成熱子相關。倘無原子間或原子中引力線的斷裂,便不可能發生正負電子脫離物體,也不會有損失宇丹質外殼的現象,當然就不會有産生出熱子的可能。爲了深入理解“熱”和生熱的道理,下面,我們就專門來討論光熱源、電熱源和化學熱源的形成過程和機理。
(一)、熱源形成的機理
熱源的種類頗多,人類賴以生存的熱源主要是太陽熱源,以及由太陽熱源轉化而來的化學熱源和電力熱源。但不管什麽熱源都有産生熱子的過程,只不過産生熱子的機理不同而已。所以,對熱源形成的探索,主要是研究熱子形成的機理。
A、太陽熱源形成的機理:
時至今日,無論是物理學還是天文學和宇宙學,都很少探索太陽發光發熱的原因。一般認爲,太陽的光和熱是由太陽上的氫轉變成氦的核反應産生的。這種見解是膚淺而錯誤的。因爲這種見解回答不了太陽上的氫從何來?太陽何以會源源不斷地爲核反應提供氫?太陽上的氫可否會燒盡?等等問題。當然,宇宙大爆炸說就認爲比太陽大1.5倍的恒星可以因燃料用盡而變成冷恒星,但是,質量更小的太陽仍在發光發熱的事實,就證明此說荒謬。可以說,太陽熱源形成的機理絕非現代科學可以解釋得了的。
宇丹質論認爲,太陽的光和熱不是核反應産生的,恰恰相反,(如果太陽上有氫)那麽氫的熱核反應只能是太陽提供上千萬度的高溫産生的。太陽上源源不斷地産生出來的氫只能是太陽形變産生的。
這種觀點似乎有點離奇,讀者一定會問:太陽具有的高溫又緣何而生呢?
宇丹質論認爲,太陽的高溫是由於太陽的高速自旋和周圍天體對太陽不均勻引力共同作用産生形變的結果。
我們知道,太陽大約每兩個多小時就要自旋一周,它以每秒435公里的赤道線速度自旋著。太陽之所以會有如此驚人的自旋速度,那當然是由於從銀河中心炸出時,受到銀河中心高速自旋和爆炸不均勻衝力的共同作用所致。太陽的自旋本應是各部份協調一致的慣性旋動,但由於它周圍的恒星和行星並不是均勻分佈的,因而太陽所受的引力並不是均勻的,所以,太陽的各部份在自旋中並不是協調一致的。這種不協調,即太陽上各部份的運動速度有快慢之別,就是太陽在自旋運動中産生形變的原因。太陽的形變是天文學早就觀察到了的,如坑凹的黑子,凸出的光斑,噴射的日珥,爆炸的耀斑等等都是太陽內部形變的外部表現。
筆者在《力學·論四種力的關係和區別》一文中指出,由強核力,弱核力直到萬有引力,皆是原子核中質子的正電子發射的磁力線與負電子發射的電力線相連接的作用。所以,原子之間和分子之間的引力也是原子核中質子的正電子發射的磁力線與殼層電子發射的電力線相互連接産生的作用。有了這個概念,就容易理解正負電子之間的引力線變形斷裂會將核子中的正負電子彈離原子核的道理了。
由於太陽的形變是在極高的速度下的巨大形變,這種形變使太陽只能是液體和氣體而不可能形成固體狀態,所以,形變産生的效果就是原子之間和核子之間引力線的變形和瞬斷瞬接。由於引力線在瞬斷時會産生彈力,這種彈力將大質量的原子核分解,就産生出了小質量的元素如氫、氦等等;這種彈力從核子中彈出的正負電子,就會在運動中受到來自各方面引力線的彈動作用而進一步損失掉部份宇丹質外殼而變成光子或熱子。
太陽不停地連續地巨大形變産生出的熱子數量是驚人的,熱子的高密度就表現爲高溫度,爲熱核反應提供溫度條件。熱子在太陽中無規則地運動,不斷地沖斷原子之間的引力線而增大原子間距就是太陽膨脹的原因,這也是太陽始終處於液體和氣體狀態,而不可能形成固體狀態的原因。
總之,大陽的光和熱是由於高速自旋和不均勻引力使太陽産生形變而産生的,絕不是核反應可以解釋得了的。
太陽發光僅僅是太陽表面上被彈出的光子的表現形式。這些被彈離太陽的光子和熱子,便在空間萬有引力線交織成的宇丹質立體網络中運動。它們與立體網络相碰撞便是它們以波的軌迹形式運動的原因,也是光子和熱於發生宇丹質外殼的質量虧損而表現出光譜“紅移”量隨它們的運動路程而增大的原因。
太陽光射到地球上,光子進入物體後,就會在不斷地沖斷原子間引力線的同時,不斷地損失宇丹質外殼而變成熱子,這就是太陽光可以生熱的原因。
B、電力熱源形成的機理:
筆者在《電學·發電機的發電原理》一文中指出,直導線在機械力作用下切割磁力線産生的效果,是使導線上的自由電子按右手定則在導線上作螺旋推進運動。並在《電學·論導體中存在正電子及正電子動力的來源,兼論電燈絲發光發熱和熱電子發射原理》一文中,論證了導體中存在自由正電子,正電子處在緊挨導體表面的內層之中,正電子運動的動力是由導體表面自由負電子提供的。正電子所受阻力比負電子大得多,它們所受的阻力就叫電阻。電阻主要是由原子間的引力線對正電子的阻礙作用産生的。原子之間的引力線越密,電阻也就越大。所以,原子量很大的鎢元素,由於其原子之間的引力線密度很大,便成了電力産生熱源的好材料。正電子在鎢絲的原子之間運動,要衝斷的引力線就特別的多,因而受到引力線斷掉産生的彈力也特別的大,這種彈力就會彈掉正電子的部份宇丹質外殼使其轉變成正光子而被彈出。而導線表面的自由電子是由鎢原子核發射的磁力線吸引著的,所以,當受到被彈出的正電子的衝擊要飛離導體時,它就會象被人抓住衣服而要掙脫的人會失去衣服一樣,也要損失部份宇丹質外殼而變成負光子。由於正光子與正電子一樣發射的是宇丹質陽極導前的磁力線,負光子與負電子一樣發射的是宇丹質陰極導前的電力線,所以它們的引力線可以相互連接而使正負光子偶合著飛離鎢絲。倘若正負電子的質量虧損過多,就會轉變成熱子飛離鎢絲。這就是電力熱源——通電的電阻絲可以發光發熱的機理。
C、化學熱源形成的機理:
我們知道,所謂的化學反應,實際上就是分子(或原子團)解體成原子和原子重新組合成新分子(或原子團)的過程。由於參與反應的分子中的原子之間,原先是由質子的正電子發射的磁力線與相互間的殼層電子發射的電力線連接著的,當把參與反應的分子(或原子團)加在一起要重新組合成新的分子的時候,原子和分子就必須通過劇烈的運動在原子和分子的相互衝撞中,它們原先的引力線就要産生變形斷裂而産生彈力。這彈力不僅會將原子核中的正負電子彈離核外,而且會彈掉正負電子的宇丹質外殼,使正負電子轉變成光子或熱子而形成熱源。這就是一些化學反應不僅發熱而且可以發光的機理。日常生活中煤的燃燒和火藥的爆炸,就是“引火”中發射的熱子以高速沖斷煤的碳原子之間,火藥分子的原子之間,以及氧分子的原子之間的引力線,引力線彈出核子中的正負電子轉變成光子和熱子而發光發熱的。
(二)熱的物理量的本質
熱的物理量一般有溫度、熱量、熱容量和比熱等。按照物理學的定義,溫度是物體冷熱的程度;熱量是量度物體內能改變的物理量;熱容量是物體溫度升高1℃所需的熱量;比熱是某種物質組成的單位質量的物體的熱容量。總之,物理學通過把熱量解釋爲“內能改變”來描述熱量、熱容量和比熱,是“熱能說”在物理學中的具體表現。對上述物理量的解釋,不但不能說明其本質,也不可能正確解釋熱的本質和傳遞機理。尤其是將溫度解釋爲“冷熱程度”,與主觀感覺相聯繫,此種觀點是“熱能說”抛棄熱的客觀物質性的最突出的表現。“熱能說”對熱的物理量的解釋,妨礙了人們對熱的本質和作用原理的正確認識,是必須擯棄的。
宇丹質論與“熱能說”完全不同,它公然聲稱熱是“質能不二”的,它要將熱的物質性與精神動因——力和能結合起來去認識熱的本質和熱的物理量的本質。
A、熱量的本質:
從十七世紀以來,熱量被先後解釋爲“熱質”和“熱能”的量度,把熱的本質分離了,故“熱質論”解釋不了熱具有能量的原因,“熱能說”則解釋不了熱量會一份一份地進行交換的原因。兩種理論各執一端,皆不能認識熱和熱量的本質。
宇丹質論認爲,熱量是物體中含有熱子的數量及其動能的表現形式。
熱子是客觀存在的。熱子是宇丹質微粒構成的最小物質微粒,它是光子和電子的心部結構,它由光子和電子失去宇丹質外殼轉化而來。熱子和光子一樣,也是轉變成電子的基本物質微粒,當熱子進入物體中動能耗盡之後,它就要吸收周圍的自由宇丹質微粒加厚宇丹質外殼逐漸變成電子。
熱子是“質能不二”的共體,它是宇宙中傳遞能量的最重要物質微粒之一。作爲一個具體的熱子,其質量和能量皆有一定的數值。但對一個熱子的質量和能量,科學儀器是永遠無法測定的,但可以靠科學的推理計算出來。熱子的質量有大有小,能量有多有少。熱子的質量只能界定在紅外光子質量 7.3×10-36克到宇丹質微粒質量 3.3×10-146克的範圍之內。其能量只能按大量熱子所具有的動能的統計平均值確定。
熱能,嚴格地說包括物體內部熱子的動能和原子分子之間的勢能。但是,由於原子分子的勢能是靠熱子的動能,不斷使原子分子之間的引力線瞬斷瞬接來維持的,而且,勢能是一種用來維持物體狀態(液態或氣態)的能量,是不能用來作爲熱量交換的。象水的液化熱80卡/克和汽化熱539卡/克就是水用來維持其液態和氣態的熱子動能形成的水分子的勢能,倘若損失了這種勢能,水就變態了。所以,我們在研究熱能時,爲簡便起見,只從物體狀態保持不變而且可以交換熱子的基點出發,把用於保持狀態的熱子數量及其攜帶的動能,加上由溫度和熱容量決定的從交換得來的熱子數量及其攜帶的動能,就是物體的總熱量。
總之,熱量的本質是熱子數量及其攜帶的動能的表現形式。
B、熱容量的本質:
宇丹質論認爲,熱容量是由物體中原子分子的質量、結構和狀態所決定的原子分子之間自由磁力線和相連接的引力線的多寡,所表現的物體容納熱子數量及其攜帶動能的能力的表現形式。
不同物質的熱容量不同,就象不同的人具有不同的食量一樣。當各種物質處於同一系統的熱平衡(即無熱子交換的)狀態中,由系統之外輸入足夠的熱子,使系統處於新的平衡狀態時,輸入的足夠熱子在各種物質之間分配的熱子數,就是各種物質的熱容量。
那麽,各種物質熱容量不同的原因是什麽呢?這只能用引力線作用原理才能得出正確的答案。
我們知道,熱容量的一般規律是,原子量越大的物體熱容量越小;熱容量最大的是氫元素,凡是含氫的物體熱容量皆較大。這是爲什麽呢?因爲氫原子核發射的磁力線大量未被殼層電子屏蔽住。這些未被屏蔽住的磁力線大量是一端自由的。筆者在《力學·論四種力的關係和區別》一文中專門分析過這個問題。由於熱子是由電子轉變而來,負熱子與負電子一樣要發射電力線,所以,負熱子的電力線不但要與正熱子發射的磁力線相連接,而且要與氫原子核中質子的正電子發射的磁力線相連接而受氫原子的吸引。這就是含氫物體熱容量較大的原因。原子量大的物體,它的原子的殼層電子的數量和層數都很多,核中發射的磁力線大量被屏蔽住了,剩餘的小部份磁力線中的大部份與別的原子的殼層電子的電力線相連接來構成晶格引力線,這樣,不但很少有磁力線與負熱子的電力線相連接來形成對熱子的引力,而且,大量的晶格引力線交織成的宇丹質立體網络還會對熱子産生很大的阻礙作用。這就是大原子量的原子構成的物體熱容量小的原因。
總之,熱容量的本質是物質中原子質量、結構和狀態決定的原子分子間自由磁力線和相連接的引力線的多寡,所表現的物體容納熱子數量的能力。
C、比熱的本質
比熱的本質是表示各種物質單位質量的熱容量之間的比例關係。在同一系統中,以一克水的熱容量的熱子數,去除各種一克物質的熱容量的熱子數而得出的值,就是各種物質的比熱。
D、溫度的本質:
宇丹質論認爲,溫度是各種物質按比熱輸入或輸出熱量即熱子數量的倍數。
宇丹質論不贊成用冷熱程度來定義溫度,因爲冷熱是人的感覺,是有主觀性的。
水銀溫度計用刻度測定溫度的原理表明,溫度計是用物質體膨脹的性質來衡量溫度的。體膨脹意味著什麽呢?意味著熱子沖斷原子間瞬斷瞬接的引力線的數量。物體中熱子越多,原子之間瞬斷瞬接的引力線的數量就越多,體膨脹就越大。可以說,水銀溫度計就是通過測定物體的體膨脹的量,來測定熱子數量的儀器。
人的神經對冷熱感覺不準確的原因,在於神經感覺是以主觀的冷熱程度去比較客觀冷熱程度的,而且神經不象溫度計有刻度即有量的精確標準。然而,人的神經感覺與溫度計的量度卻有相似之處,神經感覺是通過皮膚和肌肉的膨脹(或收縮)對神經的壓迫(或鬆弛)程度來判定冷熱的,而膨脹和收縮與熱子數量的增減相關,所以,神經和溫度計一樣,也是通過對皮膚和肌肉脹縮的感覺來斷判熱子數量的增減的。
由於溫度計中水銀的膨脹率是按其比熱吸收的熱量即熱子數量來決定的,單位質量吸收的熱量爲比熱吸收熱量的N倍,體膨脹也增加膨脹率的N倍,溫度計就上升N刻,即溫度上升了N度。可見,按比熱輸入或輸出熱量的倍數來定義溫度才是與實際情況相符合的,客觀而科學的。
總之,溫度的本質就是物體按比熱吸收或釋放熱量的倍數。
(三)氫吸引熱子的論證
焦爾——湯姆孫效應指出:大多數氣體在絕熱膨脹時變冷,只有氫和少數氣體在絕熱膨脹時反而變熱。
氫氣的這種現象,與氣體溫度隨熱能密度減小而下降的絕熱膨脹規律是相悖的。對於這種奇特現象産生的原因,物理學按范德華方程的解釋是:由於氫分子之間的引力非常微小,氫氣在絕熱膨脹時溫度反而升高是氫分子之間的斥力作用的結果。
宇丹質論認爲,氫分子之間確實存在很大的斥力。這是因爲氫原子中質子的正電子發射的磁力線大量未被其殼層電子屏蔽住,所以氫氣中一端自由的磁力線特別多之故。按照宇丹質連射線同向相斥的性質,氫分子之間必然存在很大的斥力。
但是,氫分子之間的斥力並不是溫度升高的原因。因爲,如果說在絕熱膨脹時氫分子之間的斥力是産生熱量使溫度升高的原因,那麽,氫氣在絕熱壓縮時,氫分子之間的斥力不是更大嗎?爲什麽氫分子之間更大的斥力不但不會使溫度升高,反而會使溫度下降呢?這一事實證明,氫分子之間的斥力並不是使氫氣溫度升高的原因。范德華方程是解釋不了這種奇特現象的。那麽,氫氣在絕熱膨脹時溫度升高的原因究竟是什麽呢?
宇丹質論認爲,氫氣在絕熱膨脹時溫度會升高,恰恰是宇丹質論關於氫原子會吸引熱子的觀點的有力佐證。
由於熱子是由電子和光子失去宇丹質外殼轉變而來,正負熱子和正負電子的宇丹質結構完全相同,所以,正熱子要發射磁力線,負熱子要發射電力線。在通常情況下,正負熱子總是通過電力線與磁力線相連接形成的引力線偶合著的。而氫原子核中正電子發射的未被屏蔽住的大量一端自由的磁力線,是很容易與負熱子發射的電力線相連接來形成對負熱子的引力的。這樣,氫原子不但吸引住了負熱子,也同時吸引住了與負熱子偶合著的正熱子。這就是氫原子可以大量吸引熱子的原因。
由於熱量是熱子的動能的表現形式,溫度是熱子密度即熱子動能密度的表現形式,所以,當吸引著大量熱子的氫氣被絕熱壓縮時,熱子散發不出去,便被氫原子吸引著通過縮小運動的空間而減小了運動速度和動能。這時,熱子的運動速度所決定的動能,便轉化成了熱子與氫原子核之間引力線的鼓曲而儲存的勢能。這就是氫氣在絕熱壓縮下溫度會降低的原因。
當氫氣由絕熱壓縮過渡到絕熱膨脹時,熱子與氫原子核之間的引力線原來因壓縮而儲存的勢能,這時就會通過具有彈性的引力線的伸展而將儲存的勢能轉化爲熱子的動能。於是在絕熱膨脹時熱子的運動速度加快了,動能增加了,氫氣的溫度就升高了。這就是氫氣在絕熱膨脹時溫度會升高的原因。
通過上述論證,充分證明氫原子對熱子具有很強的吸引能力。如果將氫元素化學性質最爲活潑即單位原子量的電負性最強,最能吸引別的原子的殼層電子的性質,以及氫元素比熱最大和凡含氫的化合物分子的比熱皆較大的事實,與焦爾——湯姆孫通過實驗得出的效應聯繫起來,就能夠更加明瞭氫原子對熱子具有很強吸引能力的道理了。
其實,在日常生活和自然現象中,可以證明氫原子對熱子具有很強吸引能力的事例頗多。譬如,人們爲什麽要用水銀蒸汽、氮氣和氦等惰性氣體來充入電燈泡和燈管之中,而不用氫氣和含氫的氣體呢?啊,氫氣會發生爆炸!爆炸的原因不就是因爲氫原子會大量吸引熱子,使熱量劇增,氫氣會劇烈膨脹之故嘛。此外,爲什麽人們要在煤氣中通人蒸汽來獲得具有高發熱量的水煤氣呢?不就是因爲水煤氣中存在大量可以吸引熱子的氫氣嘛;爲什麽水的比熱比空氣的比熱高四倍以上?不就因爲水的含氫量比空氣中的含氫量高出千餘倍嘛。……
那麽,氫原子吸引熱子的機理是什麽呢?
我們知道,氫元素的單位原子量的電負性爲一切元素之冠,即氫原子吸引負電子的能力爲一切原子之冠。這是因爲氫原子只有一個孤電子軌道,這個孤電子軌道的電子發射的電力線與氫核中質子的正電子發射的磁力線,要通過瞬斷瞬接來産生引力。殼層電子以每秒1016周旋轉著瞬斷瞬接對磁力線産生著屏蔽作用,但由於只有一個孤電子軌道,所以屏蔽能力非常之弱,大量的磁力線漏出就要與別的原子的殼層電子發射的電力線相連接,這就是氫元素電負性特別強的原因。
由於正負熱子是由正負電子或正負光子失去宇丹質外殼轉變而來,其結構完全相同,故正熱子要發射磁力線,負熱子要發射電力線。通常情況下,正負熱子是通過電力線和磁力線相連接而偶合著的。但是,除用於偶合的引力線外,正熱子要向外發射少量磁力線,負熱子要向外發射少量電力線。所以,負熱子發射的少量電力線就要與氫原子漏出的磁力線相連接而産生引力。這就是氫原子會吸引熱子的原因和機理。
(四)熱的傳遞
物理學認爲,熱傳遞是“內能的傳遞”:對流是依靠液體或氣體本身的流動而實現的熱傳遞;熱傳導是內能在物體內或一物體向另一物體的熱傳遞;熱輻射是借助於不同波長的各種電磁波來傳遞內能的方式。
這些定義全是按“熱能說”的觀點來描述的,總是把熱當成“內能”來看待。“內能”是什麽呢?分子動力論認爲,“內能”是分子的動能與勢能之和,即分子無規則運動的動能與分子之間與平均距離相關的相互作用的勢能之和。分子動力論的結論是:平均動能
,即分子動能只與絕對溫度T相關。那麽溫度是什麽呢?按分子動力論的解釋,溫度是“冷熱程度”,是“分子平均動能的標誌”。那麽
分子的動能是從哪里來的呢?
“內能”到底是怎樣傳遞的呢?
對流是怎樣形成的呢?
熱傳導是怎樣形成的呢?
現代物理學根本講不出個所以然來。
至於對熱輻射的解釋,那就很荒唐了:“借助”電磁波來傳遞。那麽,這“電磁波”究竟是從何處“借”來的呢?
現代物理學對熱傳遞認識的模糊,與對熱源形成和熱的物理量認識的模糊一樣,皆源於對熱的本質認識的模糊,皆源於不承認熱的物質性,把熱視爲一種“能”而又講不清這種“能”緣何而生。將能與質分離開來,這不僅是熱學的毛病,而是整個現代物理學的通病。要弄清熱傳遞的機理,就非擯棄“熱能說”的觀點而承認熱子是“質能不二”的共體不可。
必須重申,熱子這種物質微粒並不是宇丹質論杜撰出來的,而是從物理學實驗證明電子可以轉變成光子,光子在物質中可以逐漸被“吸收”即逐漸減小質量和能量,以及光子可以使物質生熱等客觀事實中推定的。現代物理學既然承認電子具有質量,比電子更小的光子就具有質量,光子變成微小的熱子也是具有質量的。光子的質量可以通過光頻率v,用公式E=hv和E=mc2計算出來。熱子質量可以通過紅外光子頻率v=1012赫茲求得其質量爲7.3×10-36克而推定質量小於7.3×10-36克的也是熱子。倘若按照宇丹質論計算的宇丹質微粒質量爲3.3×10-146克來判斷,熱子質量就在3.3×10-146克到10-36克之間。由這個質量區間,就可通過公式E=mc2判斷出熱子的能量區間。可見,熱子確實是“質能不二”的共體。
當物理學有了熱子是“質能不二”共體的概念後,加上宇丹質連射線——引力線的性質,以及熱子與電子具有相同的宇丹質結構並可以向外空間發射宇丹質連射線的概念,就可以有充分的理論依據去揭示熱傳遞的機理了。
A、熱輻射的機理:
熱輻射是最普遍最基本的熱傳遞形式。因爲,無論對流還是熱傳導都是與熱輻射相關的。
熱輻射是熱子存在的證據之一。熱輻射不依賴於任何媒質,在“真空”中即在沒有原子分子存在的空間中照樣可以傳遞熱量。象太陽輻射到地球上的熱量,中間就相隔著上億公里的“真空”空間。這種不依賴於任何媒質的熱傳遞方式,唯有將熱子視爲“質能不二”的共體,並承認其存在才能作出正確的解釋。
可是,熱輻射現象卻長期被物理學錯誤地解釋爲“借助電磁波傳遞內能的方式。’那不用說,是由於物理學深受愛因斯坦影響之故。因爲愛因斯坦就曾把光視爲電磁波,而把太陽視爲電動波源。就此觀點,讀者應當發問:這種與分子緊密聯繫著的“內能”,是從何處“借”來“電磁波”,又是怎樣將“內能”搬運到“電磁波”這種運載工具上去運走的呢?我敢說,這肯定是物理學講不清楚的一筆糊塗帳。如果物理學硬要堅持愛因斯坦關於太陽是“電動波源”的觀點,那麽請問,在黑體空腔中輻射著的熱能,又是從哪個“電動波源”中“借”來“電磁波”作運載工具的呢?
老實說,電磁波是根本不存在的。筆者在《電學》一章中指出,“電磁波”是麥克斯韋在不懂得電與磁的本質、區別和聯繫,不懂得法拉弟力線理論的情況下隨意推論而臆想出來的。筆者已經論證,無線電波根本就不是電磁波,而是宇丹質陽極導前運動著的磁力線構成的疏密平面波。光波也不是電磁波,而是正負光子以波的形式相互垂直運動的軌迹。軌迹是物體運動過去之後留下的痕迹,象照片上的人不會說話一樣,軌迹是根本不可能作爲運載工具的。所以,把光子的運動軌迹與水波或聲波相比皆是錯誤的。“電磁波”既然不存在,一切用“電磁波”去解釋物理現象的理論,包括熱輻射理論,當然就成了無源之水,無本之木而被否定了。
筆者在《熱源形成的機理》一文中揭示了太陽熱源、電力和化學熱源的形成機理,並指出,所有的熱源皆是外力作用使原子間引力線變形斷裂産生的彈力將核子中正負電子彈離原子,並彈掉正負電子的部份宇丹質外殼,使正負電子轉變成正負熱子而形成的。這些熱子以高速度在原子之間穿行,就要衝斷原子之間瞬斷瞬接的引力線,因此,就要受到斷裂的引力線産生的彈力的彈動。這個過程是動能與勢能相互轉化的過程。這個過程對於被彈離物體的熱子而言,就是熱輻射形成的過程。所以,熱輻射是熱子從發射物體中斷裂的引力線的彈力那裏獲得動能而飛離物體的表現形式。
B、熱對流的機理:
對流是由於同一流體系統中不同區域的熱子密度和動能密度不同而形成的。由於熱子密度不同,由熱子動能決定的流體分子的勢能、分子間距和分子密度亦不相同。分子低密度區域的熱子必然是高密度的。這樣,低密度的分子在高密度熱子的高動能高速度衝擊下,它們就要連帶著以高速度向周圍擴散。而在分子高密度流體區域,由於熱子較少,流體的原子核中正電子發射的磁力線與負熱子發射的電力線相連接形成的引力線就較少,即剩餘的一端自由的磁力線較多。所以,高密度區域的流體分子對低密度分子區域輻射和擴散著的熱子皆具有較強的吸引能力。由於這種吸引熱子的引力的方向與低密度分子的擴散方向相同,而被吸引熱子對原先吸引它的分子的反向引力則與擴散分子的流動方向相反,這兩方面的共同作用,就是使流體分子的對流加快的原因,也是熱子及其動能重新分配的原因。這就是通過對流傳遞熱量的機理。
C、熱傳導的機理
熱傳導的機理,除不存在原子分子與熱子連帶著産生位移外,與熱對流機理基本相同。熱量由熱端向冷端傳遞或由熱物體向冷物體方向傳遞的原因:一是由於冷端(或冷物體中)存在未與負熱子的電力線相連接的,過剩的原子核中正電子發射的一端自由的磁力線。這些過剩的自由磁力線,就要與熱端(或熱物體中)的負熱子發射的電力線相連接來形成對熱子的引力而吸引熱子;二是由於熱端(或熱物體中)的熱子會向冷端(或冷物體中)産生輻射之故。總之,冷端(或冷物體中)的原子對熱子具有較大的吸引能力,和熱端(或熱物體中)的熱子具有輻射能力這兩種作用共同形成了熱傳導的機理。
(五)“熵”的本質
“熵”,是現代科學很缺乏認識的一種熱力學現象。霍金在他寫的《時間簡史》第七章中寫道:
“人們非常容易從黑洞面積的不減行爲,聯想起叫做熵的物理量的行爲。熵是測量一系統的無序的程度。”
“熱力學第二定律……陳述道:一個孤立的系統的熵總是增加的,並且將兩個系統連接在一起時,其合併系統的熵大於所有單獨系統熵的總和。……狀態更加無序,所以人們說熵增加了。”
“但是,如果附近有一黑洞,看來存在一種非常客易的方法違反熱力學第二定律:只要將一些具有大量熵的物體,譬如一盒氣體仍進黑洞裏。黑洞外物體的總熵就會減少。”
總之,在霍金等人看來,熵,就是無序,就是混亂。而且認爲整個宇宙越來越亂,熵總是增而不減。只有將整個宇宙“扔進”黑洞中去才能消滅混亂——熵。
這真是一段絕妙的神話。
豈知,宇宙是“序亂不二”的呀!
序中有亂,亂中有序,這是宇宙生生不息的永恒規律。
宇丹質論認爲,亂,僅僅是物體間傳遞能量——動能表現出來的一種形式,而不是傳遞動能的所有形式。整個宇宙之所以以有序和諧爲主,就因爲動能的傳遞主要是由宇丹質有序構成的熱子,和有序的宇丹質連射線——引力線具有引力和斥力(彈力)二者“不二”地共同作用的結果。即使是在傳遞動能時表現出來的“亂”中,也存在“亂”後引力線自動連接而恢復的“序”。譬如說,原子分子間的引力線被宇丹質有序構成的熱子沖斷了,原子分子“亂”了,間距增大了,但憑著宇丹質連射線具有瞬斷瞬接的性質,這些斷了的引力線就會瞬間自動連接起來而達到新的有序。化學反應正是如此。化學反應就是通過“序亂不二”的“亂”,才建立起新序的分子來的。倘若沒有“亂”的前提,就不會産生化學反應。
現在有人很贊成霍金的下述觀點:認爲思維活動也會産生“熵”——亂,世界上人越多思維就越多,“熵”就增加得越多。由這種觀點推之,就必須用消滅人類的手段來消滅這種産生混亂的“熵”。若此觀點得逞,人類豈不悲乎!
必須指出,霍金等人的上述阻礙科學發展的觀點,是在唯字號哲學指導下産生出來的。這種觀點把現代科學推向荒謬的極端去了。
宇丹質論認爲,“熵”,是宇丹質構成的熱子傳遞動能的一種表現形式。
宇丹質論認爲,熱力學第二定律所發現的,熱能不可能被全部利用的原因,即“熵”産生的原因,就在於由宇丹質構成的熱子非常之微小,它與製作熱機的材料的原子分子間的空隙比較起來,簡直可以同一個人的體積與太陽系的體積相比。所以在熱機的運行過程中,就會有少量帶著動能的熱子通過原子分子之間的空隙逃逸出去,從而減少了熱機所輸入的熱量的利用。這是其一。其二,熱機中的氣體之所以能夠給容器——氣缸的壁和活塞造成壓力使之做功,就在於氣體分子獲得勢能而膨脹和熱子的衝撞使容器壁獲得了動能,這種動能與勢能之和就對容器壁形成了壓力。這種高壓力使容器——氣缸振動,就將系統中的動能傳遞到系統外面去了。這兩種熱量的損失——熱子逃逸和容器振動造成的熱量損失,是熱能利用中無法避免的。等溫膨脹是吸熱過程,這過程有上述兩種能量損失是肯定的。那麽,對於“絕熱”的實際過程,難道就真的可以“絕熱”嗎?這一過程真可以封閉住比原子間距起碼小1010倍的熱子的逃逸和避免容器發生振動嗎?那當然是不可能的。所以,在熱能做功的過程中,不可能用來做功的熱量——“熵”,即通過上述兩種方式損失的熱能是絕對地存在的。
“熵”,按照現代物理學的解釋,“熵”——S是物體的狀態函數。“熵”的全微分公式是:
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此式表明,“熵”是溫度變化l℃時系統與外界交換的熱能的變化量。由於熱子可以在容器壁中穿入穿出,所以,對於系統而言,“熵”就有正有負。
能斯特的熱力學第三定律認爲,當溫度爲絕對零度時,任何物體的“熵”都等於零。這是對“熵”的誤解。
“宇宙熱寂說”將宇宙視爲有限的封閉系統,從而得出:“最後各個天體的一切溫差將消滅,而宇宙必將陷入一完全均勻的溫度分佈狀態(熱寂)”的結論。
無論是能斯特的熱力學第三定律、“宇宙熱寂說”,還是霍金的“熵是無序程度”的論斷,皆表明他們對熵缺乏正確認識。之所以缺乏認識,就在於他們對熱的本質缺乏正確認識。他們只知道熱是一種能量,但就不知道有攜帶這種能量的熱子存在,更不知道熱子會有如此之小;他們對熱力學的研究,只從氣體分子動力論的角度去考慮問題,而不知道氣體分子産生運動的原因,也不知道熱傳遞的原因。所以,物理學就只能從不可能穿過容器壁的氣體分子去考慮問題。他們僅從分子混亂的熱運動現象出發,就認定宇宙會越來越變得無序;他們僅從熱交換可以使封閉系統中溫度均勻的現象出發,就得出宇宙必將陷入完全均勻的溫度分佈狀態的結論;他們僅從“熵”與溫度相聯繫,就以爲溫度沒有了——絕對零度了,所以物體的“熵”也沒有了,等於零了。這些科學家對熱現象之所以得出極端的,偏向一邊的結論,從他們的哲學根源來看,那就是“唯”字號哲學引導的結果。他們完全不懂得宇宙是“有限與無限不二”、“序亂不二”和“等差不二”的道理。而且,不會把熱現象與物質結構聯繫起來看待問題。
象能斯特的熱力學第三定律:“溫度爲絕對零度時任何物體的熵都等於零。”絕對零度對於熵的全微分公式
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就是T=0。T=O只意味著物體內熱子的動能等於零,因爲溫度只與熱子的動能相關。但不能說熱子和它與分子之間的勢能都變成零了。例如,將氫氣絕熱壓縮到絕對零度或近於絕對零度,即氫氣的T=0或近於零,可它的熱量並未消失而是轉化成熱子與分子之間的彈力勢能了。此時,氫氣的絕熱系統中的熱子仍舊可以穿過容器壁而造成“熵”的增加即熱量損失。這時,倘若去掉絕熱殼層(並未讓氫氣膨脹)系統中就會釋放出熱量來。這就可以證明,當T=0時Q並不爲零。dQ≠0,dS→∞了。物理學完全有能力做這樣的實驗來證明能斯特觀點的錯誤。此外,對於那些在絕熱壓縮時具有升溫性質的氣體來說,經製冷使其T=0時,也不可能達到 Q=0的程度;因爲,這個絕熱系統並不是絕對絕熱的,這個系統外的熱子照樣可以穿過絕熱殼層進入系統之中。即可以産生負“熵”來增加系統的熱量。在T=0時,那怕增加極微小的熱量,“墒”S就會趨於-∞。可見,能斯特認爲絕對零度時“任何”物體的熵都等於零的觀點是不能成立的。如果說能斯特的觀點成立,那麽,“熵”就不是絕對存在的物理量,而是可以消除的了。如果說“熵”函數僅表示熱量隨溫度的變化率,即凡有熱量和溫度變化存在皆存在“熵”,那麽,能斯特的觀點就不能成立。這是熱力學第三定律與熵函數之間不可調和的矛盾。
那麽,對於上述兩個無窮大,即T=0時“熵”可以出現∞和-∞的問題作何解釋呢?這∞和-∞純屬人爲的數學結論。因爲。T=0即以-273℃爲熱力學溫標的絕對零度就是人爲地規定的。倘若當年規定-274℃爲絕對零度,-273℃就等於l0K,不就不存在∞和-∞了嘛。關於熱力學溫標問題,勞厄在他的《物理學史·第七章》中寫道:
“根據實驗,用於定義溫度的兩個熱量總是取正量。因此,沒有負的絕對溫度;這種溫標有一個絕對零點。如果人們採用這溫度的適當函數,比如以溫度的對數作爲溫度的度量,就可避免這個零點,這是完全可以的。”
要緊的是,時至今日物理學尚不知道“熵”爲何物,或者把“熵”視爲“物體的狀態函數”,或者視爲“能和熵這兩個相互獨立的態函數”;或者以爲“熵”與“同一物質的不同聚集態的平衡”相關,或者把“熵”與“分子無序假說”相聯繫,或者把“熵”與“狀態幾率”相聯繫。總之,講不明白“熵”的本質。然而,宇丹質論則不同,它明白指出,“熵”就是穿越容器壁的熱子的動能和容器壁分子振動的動能所損失的能量。這個量,是由系統內溫度、系統內外溫度差和絕熱殼層材料的性質共同決定的。所以“熵”不可能存在絕對值,也不可能用任何方法去消除。
宇宙大爆炸說把“熵”視爲“無序的程度”,則更是無稽之談。因爲,“序”,只能是物質結構的空間之序和物質運動的時間之序。宇宙中根本不存在脫離物質的單純的能量之序。霍金先生根本不可能告訴我們他所指的“序”是什麽序。如果你要窮問不舍,他最多只能從純數學堆裏搬出他的數學公式來證明。我敢說,霍金先生的數學推理,肯定是從量子力學對分子動力學的概率中得出來的。這只要聽一聽他關於“譬如一盒氣體扔進黑洞裏”的論述就明白了。不容質疑,氣體分子在高溫下的運動肯定是隨溫度升高而越是“無序”的。但是,筆者已經闡明,“熵”,並不是分子運動的表現,而是熱子穿越容器壁以及容器壁振動來傳遞動能的表現。可見,“熵’與容器內分子運動的無序毫不相干。所以,將熱力學第二定律中存在的“熵”,毫無根據地推廣到宇宙中去,甚至認爲人的思維也會使“熵’增加而使宇宙更加無序的理論,就不值一駁了。