像做几何题那样做科研（6）

                                         晏成和  卢继安

用这种格式写博客，为的是借鉴几何学的因果明晰、逻辑严谨。

几何证明题的格式是:已知，求证，证明。（符号：∵因为， ∴所以）

已知：为了简短文字，把已知事实直接列出，不写在题目中。

求证：能量是什么？（现代科学尚不能回答的问题）

证明： ∵ 中学我们就学了各种形式的能量：动能、势能；电能、化学能、热能、太阳能；学习了能量转换、能量守恒。（已知）

∵  微观能量究竟是什么，能量是怎样转换？能量为什么会守恒？一直是困惑科学界的自然之谜，是现代科学尚不能回答的问题。

∴ 破解能量之谜，是科学人应该面对、探讨的问题。

【动能与势能】

∵ 电能、化学能（汽油）、太阳能（发电）能够开动汽车，形成动能,同时能够抽水到高处，形成势能。（已知）

∴ 我们首先从看得见、方便测量的宏观能量——动能、势能来探讨，然后讨论微观的电能、化学能、太阳能。（由表及里）

∵ 游乐场上的过山车是势能、动能转换的绝佳体现。由此我们发现：首先是把过山车提升到最高-具备势能，势能是蓄势待发、将要运动所蕴含的能量和方向；动能是过山车运动中所蕴含的能量；二者能够相互转换。（已知）

∴ 宏观能量告诉我们：能量与物体运动及运动趋势密切相关。…（1）

思考：微观物质具备能量时，物质整体（原子、分子）没有运动。那么，微观能量应该是与物质的某些能够运动的部分（电子）的运动及运动趋势相关？

【电能】

∵ 在宏观与微观之间，最明显的能量是电能。

电能来自：电流——导体内电子的（宏观）运动；

电压——电动势、确立了电子将要运动的方向。

∴ 在电压作用下，电子运动形成电流、形成了电能。

很明显，电子的宏观运动（电流）携带了电能，电子的运动是电能的载体。……（2）

【热能】

∵ 电能可以与热能、化学能、光能等相互转化。（已知）

∴ 这各种微观能量也应该与电子运动相关。

∵ 前篇文章，谈到《热是什么？》谈到在火光中发现：物质温度高时核外电子速率高、跃迁发出高频光波；反之，温度降低时电子速率下降、跃迁发出光波的频率随之下降。[1]

∴ 核外电子的运动速率随温度有规律地变化，物质吸热温度高——核外电子速率升高。

∴ 热能就是核外电子的速率的能量-核外电子运转的动能。……（3）

【光能】

∵ 物质温度高了会发光-热发光。（实验事实，已知）

∵ 光一种能量，例如：太阳能。

∴ 阳光可以发电-光电池，光能可以转换成电能。

∵ 晒太阳可以感觉到热；石头、地面、水都可以晒热；（已知）

∵ 微波炉可以加热水、食物。微波是特定频率的电磁波。（已知）

∴ 一定频率的光可以使某些物质转换成热能。

∴ 一定频率的电磁波可以加速某些物质的核外电子的速率（发热）；

一定频率的电磁波可以形成某些物质的电子的宏观运动（发电）。

（一定频率的）电磁波就是光能……（4）

【化学能、生物能】

∵ 在《人为什么要呼吸？》文章中讨论到，氧气、碳等等物质核外电子速率很高，蕴含较高的化学能。[2]

∴  化学能就是物质内具有较高速率的核外电子的动能。……（5）

 ∴  亿万年来，太阳的辐射（光能）加速了地球上的核外电子，通过光合作用，形成了核外电子速率较高的碳氢化合物——植物、动物（生物能）、还有氧气。亿万年后形成了煤炭、石油，这些物质的核外电子速率仍然很高（富含化学能）。今天，我们开采了这些碳氢化合物，利用它们核外电子的部分速率，与氧化合、燃烧，推动了汽车、火箭。由光能-化学能-热能-机械能-动能、势能，自然的法则就是这么和谐简单。……（6）

【核能】

∵  核能具有强大的威力，能够发热、发光、发电，能量巨大（已知），

核能来自于原子核内的-衰变、裂变、聚变。

∵  除稳定的氦核之外，核内还会有中子、核元（图一）。中子和核元的结构不稳定，比较容易解体，容易形成核衰变；尤其是当原子量很大的重核原子，核内质子太多、体积大，加上较多中子、核元在核内抢位置，可能形成核裂变。

                                图一

∵  在《原子核内的结构》文章中谈到：

放射性物质的原子核发射出三种射线，α、β、γ射线。（已知）其中：

α射线，由2个电子以极高速率环绕4个质子旋转组成、氦核结构稳固、结合能量极大，在核爆炸氦核也不分离。辐射α射线，说明原子核已分裂。

β射线，是高速的电子流，说明在核变时部分中子、核元解体，发生放射性，原子核内高速运转的电子被辐射出来。 

γ射线，是核内电子跃迁振动发出频率极高的电磁波。说明原子核内存在着运转半径极小、速率极高的电子，速率达到每秒3X10^18转，因而跃迁时辐射出高频的γ射线。

∴ 三种射线的辐射，标识着核内部分运转中的结构解体，带出来核内信息。正是因为核内电子速率极高，所以原子核结合能很大。按平方反比计算，原子核的内聚力比原子核外电子的作用力要大一亿倍！所以显现为强力。

∴  核能是来自于核内中子、核元的结构不稳定、解体。所以核能就是这些核内结构解体时环绕运转电子辐射（β射线），以及高速运转电子跃迁所伴生的电磁波（γ射线）。

即：核能是核内极高速运转电子所携带的巨大的动能。……（7）

【讨论Ｅ＝ＭＣ²】

∵  核裂变，一个重核原子分裂成了两（几）个普通原子，有一部分核质量没有了，物质不灭的理论遇到挑战！为此，学界大伤脑筋。

爱因斯坦挥手写下了著名的公式：Ｅ＝ＭＣ²。先生就认为是这些质量转变成了Ｅ-能量，先生没有说明这个质能转变的机理和过程，仅此一个公式就能够威震四方！

∵  合适的数学公式只是物理全过程的概括和总结性的表达，不可能囊括、描述能量转换的全部物理机制。物理学理论应该由事实和逻辑构建。

∴  先生的数学公式不是物理，完全没有表达物理过程、不知道核能存在、辐射的细节，没有表述质量是如何转变成为能量，不知道能量究竟来自哪里？令学界浅尝辄止、失去了对核能物理机理的缜探深究。

【质量（质子）去了哪里？】

∵ 几百年来，现代科学确认了质子、电子的存在，单独的电子到处都是（如，静电）。可是科学界从来没有发现单独存在的质子！

∵ 在粒子加速器强力的轰击中，在原子核的碎片里找到了63种粒子。奇怪的是：这些粒子中除了电子、质子、中子（质子+电子）外，其它粒子竟然都没有质量！万物都有质量的理念在此遇到挑战，科学人开始思索：质量究竟是来自哪里？质量的本质是什么？这个物理学的基础问题提到了桌面。[3]

∴ 或者这就是大自然的安排：质子周围必须有电子，没有电子的质子不能够存在——自行消亡！就是：每个质子周围必须有电子、核内电子环绕质子以极高速运转、蕴含着极大的能量，这是大自然的周密安排。一旦在内力作用下（裂变）、在强力作用下（聚变），质子与最后的电子分离，这核内电子运转的巨大能量以核辐射的形式释放出来（β射线、γ射线），没有了电子的质子也就自然消亡。（核爆炸的现实）

∵在粒子加速器强力的轰击中、在精密仪器的监视之下，原子核的碎片里找到大量没有质量、寿命极短的夸克，万物都有质量的理念在此遇到挑战。

∴这些夸克算不上是什么粒子，极有可能是质子消亡过程中的短暂存在，记录着质子的消亡过程。

∴ 核能量不是质量亏损的转换、也不是爱先生的公式的计算。

以上（2）（3）（4）（5）（6）结论，微观能量本质上是电子环绕质子极高速运转所蕴含着的能量。核內能量来自于部分电子环绕质子结构的解体，即所有微观能量都是电子运动和电子跃迁辐射电磁波所蕴含着的能量。并不是什么质量转换成的能量。

∴ 质量的主体是质子，公式中的质量转变成能量-质子转变成能量，并没有物理机制支持，也没有逻辑关联，属于一种猜想。

∵ 根据公式，能量也能够转变成质量-质子。这个，不曾有任何物理体验。每天太阳有大量的能量辐射到地球，从来也没有发现变成质量的任何迹象。氢弹爆炸，辐射出很大的能量，在密集的仪器的监视之中，也没能发现能量变成了质量。

∴ 综上述，微观能量的实质是来自于电子的运动及其跃迁辐射。在重核裂变、轻核聚变中能量辐射（因）导致个别质子消亡、质量略有减少（果），二者虽然有因果关联，但是方向单一，不能用一个等式表达为互为因果。

从等式可以得到：质量也就是能量，所有的质量能够造就能量的荒唐；事实上90%的元素不能发生核反应，其质量如何能够变成能量？不探究物理机制、倒果成因，造成一个世纪物理思维的紊乱。

                                      2020/1/2

参考资料：

[1] 晏成和，科学网博客《热是什么？》

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=73066&do=blog&id=1194626

[2] 晏成和，科学网博客《物质是怎样构成的？》

http://blog.sciencenet.cn/blog-73066-1094685.html

[3] 晏成和，科学网博客《重力的本质是什么？》

http://blog.sciencenet.cn/blog-73066-1152599.html）