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引力与斥力问题

《自然杂志》１９卷４期的‘探索物理学难题的科学意义'的９７个悬而未决的难题：１．自然界是否存在五种以上的基本作用力？５．负引力存在吗？1998年12月29日《科技日报》评选出世界十大科技新闻之一：宇宙中存在反引力，1998年美国《科学》杂志评选出世界十大科技突破之一：宇宙中存在反引力.

黑格尔非常不满意牛顿的引力论，他说：“泰勒斯说磁石有灵魂，这比牛顿说物质有引力要好.因为磁石的灵魂和物质是固结在一起的，而引力则是力和物质相分离.与其说物质有引力，还不如说人到城里去，城对人也有引力”（引自恩格斯《自然辩证法》1971年中文版本中）.黑格尔在《自然哲学》第88页上写道：“绝对自由运动的定律是由开普勒发现的，这是一项享有不朽荣誉的发现……但此后却形成一种普遍的说法，似乎牛顿第一个发现了这些定律的证明.一种荣誉很不公平地从第一个发现者，转给另一个人……关于这件事，我要作出以下说明：（1）数学家也承认牛顿的公式可以从开普勒的定律推演出来……就整体来说，所谓证明的陈旧方式表现出一种胡乱编造的谎言.”

目前大多引力异常现象是在动态仪器上发现的，1953年日全食时首次发现引力异常现象的法国科学家阿勒斯曾惊讶的说，为什么引力异常现象总是在锥摆、扭摆等动态仪器上出现，并频频发生，却用牛顿和爱因斯坦引力理论既不能预言，也不能解释.

笔者认为宏观世界以及宇观世界中引力与斥力的关系类似于微观世界中分子的引力与斥力的关系，也就是说具有全息现象.尼古拉•特斯拉认为：“……假设身体作用于周围的环境，引起同样的弯曲变形，它在我的头脑出现的印象是，扭曲的空间必定反作用于身体，产生了相反的效果，使弯曲变直.由于作用力与反作用力是同时共存的，接下来假设空间扭曲是完全不可能的——但是即使它存在，它也无法解释身体的运动，正如所观察的一样，它的假设无需空间扭曲.所有关于这个课题的著作都是不重要的，注定要被遗忘.所以，不认识到以太的存在，以及它在现象世界里发挥的不可缺少作用，所有对宇宙运作的尝试解释都是无用的.”

分子力实际上来源于多个方面，精确的计算与各分子内部结构有很大关系，会变得十分复杂.对于无极性分子，两分子间作用力可近似用以下半经验公式表示：

其中正表示排斥力，负表示牵引力；r为两分子间距，λ、μ、s、t为常数，随两分子不同而不同，且s>t.这种力的特点是

• 在某一个值r₀以内，分子里表现为排斥力并且随r减小而急剧上升；

• 在r₀以外表现为牵引力，分子力逐渐增大，到某最大值后减小；

• 力程短，在r约为r₀十倍时已几乎为零.

由此，对无极性分子间的相互作用势能有以下几个常用曲线.一个典型且常用的模型是兰纳-琼斯势，该势能仅与两分子间距有关，具有球对称性，其函数解析式为：

其中，r为两分子距离，E_p0为分子势能的势阱（势能最低处的势能绝对值），r₀为势阱处两分子间距.E_p0与r₀需要对于具体分子通过实验确定.

对兰纳-琼斯势在排斥力部分简化，成为苏则朗势（Sutherlandpotential），即：

其中E、d为常数，因分子而异.满足苏则朗势的气体称为范德瓦尔斯气体，分子力又称作范德瓦尔斯力，满足范德瓦尔斯方程.

对苏则朗势在引力部分再次简化成为刚球势，即：

d=0时，分子势能完全忽略，变为质点势，这时气体称作理想气体，满足理想气体状态方程.

北京天文台胡景耀研究员讲：“在数学，天文和物理等学科高度发展的今天，理论界无法解释的天文现象还很多”.南京大学曲钦岳院士讲：目前研究主流是采用已知的物理规律去解释新的天文观测现象，很有必要弘扬由已知的天文现象综合新的物理规律的科学方法.对于公转角速度大于或等于其绕转行星自转角速度的卫星或者逆向卫星就不一定成立，如火卫一公转周期，正在每周1毫秒的速度缩短，就无法解释.2003年2月11日，美国太空总署公告当时探测到的宇宙学参数，证明宇宙中确实存在“反引力”，因为观测结果表明许许多多的星系正在“加速远离”，而不是在引力作用下减速.美国著名的《科学》杂志也把“宇宙反重力”的发现列为二十世纪几项重大科学发现之一.在物理学上往往因为看出了表面上互不相关的现象之间有相互一致之点而加以类推，结果竟得到很重要的进展.