锤子加速器,美国耗资近100亿美元的詹姆斯

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锤子加速器,美国耗资近100亿美元的詹姆斯?

就在刚刚过去的2018年3月27日,预算已经高达88亿美元的詹姆斯韦伯太空望远镜又宣布延期到2020年5月才可能发射。

锤子加速器,美国耗资近100亿美元的詹姆斯

考虑到期间的天价延期成本和可能的改进测试,估计总预算直逼100亿美元。

这比起它在1997年被批准的5亿美元预算、2007年发射的初步版本,已经相距甚远,从一个不起眼的小望远镜完全变成了一个载入人类史册的重大项目!

▲詹姆斯韦伯看起来犹如太空中的一艘巨型战舰(假想图)

这几年内,詹姆斯韦伯项目组开了无数次新闻发布会,而所有的新闻发布会如果总结为15个字的话,总是下面这五个部分:

大家好,有进展,要延期,没钱了,快打钱。

当然,NASA出现罕见的慎之又慎也有几个重要原因:

• 它是人类有史以来最高大上的太空望远镜!

它的最核心任务是:寻找宇宙的边界,也就是宇宙最初期大爆炸后残留的微波背景辐射。

• 它是目前仅次于阿波罗登月、航天飞机、国际空间站和GPS项目的美国/人类第五大航天项目,且它只有一个航天器,造价已经逼近100亿美元;比起之前这四个任务数十次到数百次发射分摊风险,但依然存在不可避免的发射失败,对詹姆斯韦伯而言基本意味着必须成功,否则就亏的太大了。

• 而且它飞在距离地球过远的位置,最远是月球距离地球的近四倍,出现问题是不可能营救的。

▲詹姆斯韦伯与哈勃望远镜的位置关系

由于理论上说它任何一个部件都会辐射出红外信号产生干扰,所以这个望远镜必须温度极低以减少影响,低到接近绝对温度(-273摄氏度)的零下220度。

▲低温测试中的詹姆斯韦伯

同时为了最大限度的收集红外信息,就需要超高反射率和超大的“镜子”,还需要尽量回避宇宙中干扰的热源,比如地球和太阳。也要回避地球附近的宇宙尘埃。

因此,詹姆斯韦伯的最佳观测点是处于日地引力平衡的拉格朗日2点,距离地球150万公里(月球距离地球不过38万公里),躲在地球背后,这个引力平衡点轨道稳定,也远离热源太阳和地球。

▲詹姆斯韦伯位置示意图

但这也意味着任务必须一次成功,不存在修理的可能性,像哈勃望远镜那种本来不能用慢慢修好的可能性也是不存在的。

而且,它还有两大绝活:

1、超级精密的镜子

▲这是哈勃望远镜的主镜和詹姆斯韦伯主镜的大小对比

由于詹姆斯韦伯镜面设计要求是6.5米口径,而这个大小超过了火箭发射的尺寸限制,所以选择方案是加工成18面一模一样的六边形,折叠起来再展开。

▲折叠在阿里亚娜火箭中的詹姆斯韦伯望远镜

普通镜面材料根本不行,因为温度变化导致变形,更何况零下220度。而且在反射电磁波的时候材料都会吸收掉一些能量(例如黑衣服白衣服区别),必须用抗弯刚度高、热稳定性好、热导率高、密度低的材料。 最后选择了碱土金属铍,这是军工行业极为重要的金属,是洲际导弹的导航设备等核心原料。 镜面的加工精度要求是:抛光误差不超过10纳米,每块镜片还能随意调整角度,调整精度不超过10纳米!!! 10纳米大概相当于几十个铍原子摆在一起的宽度。。。

▲主镜面

2、遮阳板

尽管已经远离热源,但还要尽力遮住可能的外界能量,比如地球辐射。然后詹姆斯韦伯就要打着这么一把五层的“遮阳伞”。 在测试中,这把伞从正面到背面,可以将辐射温度降低300摄氏度以上。 它完全展开时长宽占地大小有300平米左右,但即便这么大,每层的厚度其实才25微米或50微米(第一层),这已经包括了镀的硅膜和铝膜。

▲遮阳板实际大小

要知道,人的头发直径还有80-100微米,而考虑到这么薄的一层要做到这么大,真是不可思议。这恐怕也是人类历史上最牛的一个遮阳板了。 但你别忘了,无论是镜子还是遮阳板,都是需要先窝在一起塞进火箭里,然后进入太空后才慢慢展开的。也就是说经历了剧烈的火箭发射和非常大的温度变化后,它们要在太空中实现刚才我说到的10纳米和25微米精度,这就非常难了。 它的遮阳伞打开机构共计有100个,它们负责在经历剧烈火箭震动和恶劣太空环境后,将这把打伞打开,实现那么夸张的精度。

▲在地面上通过庞大的机械臂吊装测试

它到了太空中可没有这些大型机械臂辅助,就得靠自带器件缓慢展开这一层层庞然大物,

▲某结构测试

类似于在上面绑了100个小型拖车,把这庞然大物缓缓拖开。

所以目前大家觉得,还是在地面上使劲儿测试测试吧,再测试一年看看千万不能出问题啊。毕竟出一点差错就是100亿美元预算+几千个研究员参与项目+上百位博士的毕业问题啊。这个项目先后有欧美十几个国家参与,国际影响力也要求它必须慎重。

而且,对于大型任务而言,任务延期是太正常的事情了,延期3年5年都不是事儿。罗塞塔号当年本来计划探测的根本就不是那颗彗星,纯粹因为被各种延期而不断修改探测目标。毕竟彗星可不等你啊,人家该飞飞的,谁鸟你,错过了就换一颗吧。

詹姆斯韦伯自然也早不是第一次延期,按照原计划它现在应该已经接近结束任务了。

说实话,它延期发射并不担心,还是希望欧空局的阿里亚娜5火箭一定要给力,千万别出幺蛾子,因为这完全就是一锤子买卖!

一锤子100亿美元,这可真够刺激的说。

世界上有没有一些基本定律?

引言

在公元三百多年期间里,最古老的科学家、哲学家和教育家亚里士多德认为:各物体只有在一个不断作用着的推动者直接接触下,才能保持运动,否则物体就会停止。即力是维持物体运动的原因。亚里士多德的时代生产、生活都处在原始低下发展状态中,对自然界的认识主要靠直觉、思辨性猜测。随着社会的进步,生产、生活和机械物体运动的初级简单的发展,亚里士多德统治一千多年的理论被伽利略斜面实验和落体运动实验动摇了。斜面实验首先提出了惯性原理。表明力不是产生物体运动的原因,而是改变物体运动的原因。伽利略斜面实验的特殊之处提出了理想化推理。伽利略首先假设平面越光滑,小球前进就越远。假设表面绝对光滑,物体将以恒定的速度永远运动下去。

牛顿根据前人研究成果加以总结,得出了一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。

疑问1:从现代角度来看,假设一切物体在没有受到外力作用时,运动的物体运动并非正确。物体运动是个系统概念,物体运动形式是多样的,有在空间、水上、地面等等。就地面而言,假设物体在绝对的光滑平面中运动,存在两种形式,一是滑动,另一种是滚动。滑动的物体存在接触面或点,这将或多或少存在摩擦阻力,除非物体的质量消失;如果物体是滚动,要么是原地轮子转,车体不动,就像汽车在光滑的冰面中发生打滑现象状态一样,轮子转而车体不动。这种现象的出现关键是发动机制动轮子才出现,但也说明绝对的光滑平面不能证明物体运动一定直线和整体现象的存在,更不能反应物体运动就能一直运动,除非物体的质量是零。

疑问2:科学技术发展到了突飞猛进的今天,人们至今尚未创造出绝对的光滑平面。即使利用气垫可以做到,但气垫仍需要损耗能。一方面匀速物体运动不需要外力,另一方又损耗力达到绝对没有摩擦阻力的表面层,这跟无外力和有外力的损耗相矛盾,所以本定律是虚拟的,无任何科学意义和现实意义。

疑问3:动、植物的生长需要温度和吸收外界营养不断累积。并非由于惯性的原理无需外界的自然条件和营养物体保持生长的惯性状态。

疑问4:大自然界中,假如没有能源,包括地球储存的、外界源源不断进来的的太阳能,一切机械器物体的运动和大自然界现象的发生可想而知是无法出现,能是物体运动的基础,没有能也都将处在冰冷、死静、灰暗、无迹像的世界中。

疑问5:假如没有阻力损耗和转化,地球的温度将直线上升,地球上的物体只存在单一运动现象,能源的利用和价值分文不值。

疑问6:伽利略、牛顿等人对物体运动本身存在的本质并未进行深入探讨研究过,以为物体运动和静止是常态。甚至当代人也认为物体运动本身无可理论,其实这只是外表的形态,内在因素并无人知晓。

疑问7:三百多年前,中国还是明朝,可想而知,中国几乎还是处在生产力非常落后状态,相信西方也好不了很多。牛顿三定律在那时问世应该从此将使产生力、机械物体运动产生飞速发展。然而瓦特并非牛顿三大定律的理论发明了蒸汽机,而是瓦特发明的蒸汽机开创了机械物体运动的新时代。可想而知,伽利略、牛顿的时代在没有繁华机械物体运动的景物下能验证此定律吗?值得人们深思。

许许多多的疑问告诉我们,惯性定律只是“纸上谈兵”。惯性定律的存在并非出现永动机,并非使动、植物长生不老,并非改变能源的利用和肆无忌惮的开采。种种迹象告诉我们,物体运动的本质需要重新思考和探索。

第一章:物体运动的性质

最早发现惯性定律是笛卡尔、伽利略等科学家,为了还原惯性定律的正错,我们重新分析伽利略斜面实验;如图所示:

a b c

伽利略认为,假如没有摩擦力,铁球下落的高度和上升的高度是一样的,或者铁球下落在绝对的光滑的平面上将保持原有的运动速度。这种假设几乎天衣无缝。

分析(1):任何物体在地球表面上都受到垂直向下的重力(或引力)作用而被地球表面支承着,因此存在接触点或接触面。即使在大自然界的空间中,任何飞行物体都受到垂直向下的引力作用,对飞行器无疑必须考虑克制这种垂直向下的重力或引力。更不用说机器、车辆由各种饰件组合接触点或者接触面就更多。这些客观存在对物体运动或多或少(无论光滑程度)都存在摩擦阻力或损耗力。即使现代气垫可以做到,但创造气垫仍需损耗能(力)。为什么在现实中永动机不能创造?为什么动、植物不吸收营养而无法生长?为什么匀速物体运动不可能永久出现(没有作用物体的力)?这些都是客观存在损耗的结果。因此,事物本身在现实中不存的现象是虚拟的,不存在任何科学价值,所以假设成立而未能对生产、生活、科学技术有实质作用,脱离了原有存在的事实和价值,其存在也没用任何科学价值和意义。

分析(2):斜面上的铁球是人为用力改变铁球的高度,使铁球获得势能,使铁球具有了相应的力,也就是说,斜面实验的存在创造高度,高度的存在制造了重力。当我们放松铁球后,随着铁球重力不断累积,铁球的运动速度也就不断加快。这表明铁球重力在没有外力的损耗下(空气的阻力可忽略)累积以铁球加速度的外表形式来表达。也就是说铁球不断储存重力以加速度运动的外表形式展现。铁球下到平衡点为累积最大重力值,此时以铁球外表运动表达重力方式为最快。

分析(3):铁球在地平衡点速度达到最快的速度,以运动方式储存的力最大。如图(a),铁球在向上滚动时,由于铁球伴随受垂直向下重力的作用和接触点所产生的摩擦阻力的不断损耗下,包括空气阻力,铁球运动速度储存的力不断释放以运动的速度表达渐渐递减直到耗尽以物体运动方式储存的力才达到最高点。每一次往返下落和上升的高度由于存在阻力的消耗而存在高度差。

分析(4):无论我们怎样稳定铁球不动在斜面上松手后铁球都会在斜面上产生滚动形态。而没有斜面的铁球松手在空中下落将看到竭力保持原有形态。上述产生铁球在斜面接触点上受阻挡改变铁球运动形态——滚动。

分析(5):铁球下落在地平点的速度为最大,储存的力为本实验终极数。如图(c),这时伽利略和牛顿等人认为没有外力铁球将保持原有的速度运动着。其一,伽利略、牛顿等人避开铁球是自身的重力以运动快慢的外表方式表达重力的大小。其二,铁球和平衡面存在接触点,无论表面怎样光滑都无法改变摩擦阻力的损耗,只是或多或少而已。别忘了铁球是有质量的,铁球在重力和支持力的点和面之间运动别幻想无阻力的损耗,除非铁球没有质量,不存在重力或引力而出现虚拟的动漫现象。

小结:

以上就是伽利略斜面实验分析的全过程。我们总结一下结论:物体是传递作用力的煤质。作用物体的力必须不断克服阻力以运动的快或慢的外表表达方式储存作用力的大或小,作用物体的总力等于物体以运动的方式储存的力加损耗的阻力。或者说作用物体的总力等于物体运动全过程的损耗阻力。伽利略的斜面实验告诉我们,用力改变铁球的高度使铁球获得了相应的力,使铁球下落后以加速度外表方式表达铁球重力累积的过程。所以铁球无外力作用被遮盖而排外。

物体在传递力的过程中总是朝阻力小的方向传递,在阻抗力的作用下将发生力的方向改变即转移了作用力。

物体运动实质简称:传递作用力;储存作用力;在受阻的状态下朝阻力小的方向传递就出现转移作用力,在这整个过程中不断损耗作用力。

物体并非无缘无故发生运动,作用物体的力通过物体不断克服阻力以运动外表形式的快慢储存作用力的大小,把作用力通过物体运动特有方式储存表达作用力,也叫活力。

1-1物体传递作用力

物体或相互组合的物体必须牢固结合或牢固连接在一起,在作用力的作用下以次相互传承作用力。否则物体不能相互传递而断链,导致物体结构不牢固后受力不匀产生运动状态的不同或受强大的作用力作用下物体结构不牢变形、断裂等。

证明物体传递力:可以在物体之间短接一个弹簧或组装一个气压式的活塞,无论是向前的拉力还是向后的推力,弹簧或气压室都能发现形变表达、显现传递作用力的大小。

1-2物体储存作用力

打个比方来说明物体运动是储存作力的类似情况。冷水在加热时,冷水不断增温,这表明冷水在加热中不断储存热量,当停止对水加热时,水储存的热量就确定了。冷水仅代表吸热的煤质,不会自然而然降温或升温。物体运动也是如此。物体并非无缘无故存在运动状态,作用物体的力通过物体运动外表的快慢形式表达储存作用力的大小(就像我们称物体的质量一样由数据的大小表达出来)。把作用力通过物体与物体相互传递克服阻力以运动外表方式表达储存作用力,也叫活力。当物体失去作用力后运动的物体以快慢方式储存作用力后与该物体结构无关,储存的力贯穿整个物体本身,无论怎样分割、拆散本物体,它们依能以运动方式表达储存作用力的存在,直到阻力的不断损耗殆尽才停止运动。

1-3转移作用力

作用物体的力通过物体相互的传递受到阻抗作用时力总是朝阻力小的方向传递,这时就发生力的方向改变即转移作用力。作用和反作用就是这样产生的。转移作用力取决阻力(阻抗力)的大小,并非所有物体都能出现作用和反作用相等的现象,只存在效率的高低。

第二章:破解牛顿第一定律

1-1物体在没有外力作用时,将保持匀速直线运动或静止状态。

分析(1):本定律首先固定或锁定匀速物体运动和静止物体的统一理念,匀速物体运动跟静止物体是存在区别的。匀速物体运动的位置随时间而改变,是有方向的,具有活力。而静止物体不存在方向、位置的改变,处在力的平衡状态。伽利略斜面实验告诉我们,如果不用力改变铁球的高度,使铁球获得到势能,在引力驱动下是不可能存在球的最后速度“匀速”。因此伽利略、牛顿等人把因除去,而在果上下文章(运动中的物体以运动的方式储存了作用力)。

分析(2):假如没有外力作用,匀速物体运动将保持不变。假如没有外力本身在现实中就不存在。物体受垂直向下重力或引力的作用,物体与物体之间存在支点或接触面。这将或多或少产生摩擦阻力。假如没有外力作用,也就是说,外力将改变物体匀速运动的方向和损耗匀速物体运动中的力,这就证明匀速物体只是外表形态,实是物体以运动方式储存了作用力。即作用力通过物体外表运动不断克服阻力以快或慢表达储存作用力的大小。物体只是传递力的煤质。假如没有损耗力,只有一种现象,那就是物体永无止境的运动,而不存在静止现象。但现实并非如此。爱因斯坦曾这样批评牛顿第一定律有循环论证的嫌疑,不需要也无法证明。因此惯性定律的存在没有任何科学意义,假设是虚拟的。

下面我们来分析现实中的事例。如图所示

1-2如图:当用平衡力撞击平衡板时,平衡板出去了,而球落入杯子中。人们认为球由于惯性而停留在原来的位置中 。假如用力在平衡板底下敲打平衡板,此时平衡板和球相互传递力同时发生运动。上述由于球和平衡板没有牢固组合为一体,球在光滑的平板中绝大部分平衡板无法传递力到球上而出现这一现象。假如平衡板凹凸不平,轻轻用平衡力敲打平板,凹凸不平结构阻挡起到一部分传递力的作用使球随同平板发生向前运动。此实验只能证明平衡板和球受作用力不匀才出现不同的状态,这无法证明物体存在惯性现象。如果说是物体的惯性现象,那作用物体的力跟没有受力的物体就没有任何的区别,相反就出现上述现象。

1-3:子弹离开枪口后还会继续向前运动,水平道路上运动着的汽车关闭发动机后仍向前运动。这些人们认为运动着的物体仍然运动(惯性)。火药的含量决定子弹的速度和飞行的距离。子弹在瞬间强大的气爆压力推动下,在不断克服垂直向下引力和空气阻力以极快运动速度外表表达方式储存作用力,伴随引力和空气的阻力的不断损耗下,子弹储存的推力由快变慢最后耗尽才坠落。行驶中的汽车关闭发动机后由于汽车储存了发动机作用汽车的力以运动方式储存而存在,这时运动中的汽车自身储存的力不断释放克服汽车行驶中产生的阻力和空气阻力的损耗下渐渐缓慢耗尽以运动方式储存的力才停止运动。物体运动不是自然而然的产物,而是作用力作用物体通过物体运动的外表形式来表达累积作用力的状态,把作用力通过物体运动的方式累积成为物体的活力,并在运动中不断损耗以运动方式储存作用力。

1-4公交车突然启动时,人向后倒。由于人体的重力压在脚和车的接触点中,车启动时传递到脚上的力伴随车体向前运动,但人体上身由于未牢固和车结为一体而并非同时受到力的作用,产生人体受力不匀使脚向前运动,人上身在瞬间来不及由脚上传到人体中的力而被脚向前运动快速拉倒。假如人体完全和车牢固结合为一体,这种现象就不会发生。发生这种现象主要出现传递力不匀而产生。

1-5紧急刹车时,人体会向前倾倒。人和车在向前运动中以运动外表方式储存了作用力,当紧急刹车时,运动中的人由于没有牢固和车组合为一体,车刹死了,运动中的人由于储存了作用力未受车刹死的作用而未抵消人体运动中储存的力,使车停而人由于运动储存了作用力继续运动。这告诉我们,物体牢固的组合才能伴随运动的状态变化而同时变化,使作用力在传递和损耗中伴随力的作用而同时发生变化。

1-6汽车在高速度行驶时紧急刹车,不是马上停下来,而是滑行一段距离后停下来。高速度行驶的汽车以运动外表方式表达储存了巨大的发动机连继作用的力,当我们刹轮子时,汽车自身的重力通过车轮压在地面产生的摩擦阻力,产生的阻力未能抵消汽车以运动的方式储存的作用力,剩余的力就拖着轮子继续滑行一段距离,直到阻力耗尽以运动外表表达方式储存的力才停止。

小结

运动员在冲过终点之后,不能立刻停下来,小孩子玩滑板“刹不住”撞到别人,运动员用力扔铅球突然松手,铅球立刻飞出去,等等。这些现象告诉我们不是惯性现象,而是作用物体的力通过物体运动快或慢的外表表达方式储存作用力的大或小。在没有完全损耗物体以运动外表方式储存的力情况下仍然向前运动。物体运动告诉我们,物体运动只是外表形态,实是力的储存的表现——活力。一切运动的物体都储存了力。所以物体运动是力——作用力的累积,叫活力。人们通常错误认为运动中的物体在没有力作用的情况下仍然继续向前运动是惯性现象,其实是作用物体的力以运动外表表达方式储存了作用力,在没有完全损耗这种力的情况下, 物体储存的力以运动的方式继续存在直到外力(阻力)消耗殆尽才没有以运动方式表达力的可能。

惯是积久成性的意思,也可以说是累积释放的表现。人们错误认为惯性是物质一种属性,把匀速物体和静止物体强加在一起,然后出现了惯性、惯性力的自我矛盾中。所以物体惯性现象实是作用物体力的累积释放表现。世界上没有不劳而获的事,也不会梦想能成真,天上不会掉馅饼。知识是靠天天学习才能累积,勤劳才能创造财富,探索才能发现。所以物体匀速运动是力累积后释放的表现,在阻力的损耗下物体运动渐渐缓慢减速,直到消耗殆尽才停止。存在因果关联,不是无缘无故天生的固有的属性。所以惯性现象并非伽利略、牛顿等人描述那样是物体固有的属性,把惯性含义曲解了。伽利略斜面实验为什么要在斜面做,斜面意味着什么?这种看不到的力,被人遗忘而忽略的势能(重力),从此朦胧遮盖了几百年物体运性质的奥秘未能打开,而借用惯性概念替代匀速物体运动物体(永动机)。

第三章:破解牛顿第二定律

物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。数学表达式F=ma

分析(1):物体加速度的大小跟作用力成正比。这说明作用物体力的大小是通过物体克服阻力以运动快慢的外表表达作用力,物体本身只是传递力的煤质。作用物体的总力等于物体运动中储存力加损耗的力(阻力),力是守恒的。物体加速度的大小跟作用力成正比不会错,但物体的加速度出现将伴随物体同时不断产生阻力的增加而损耗作用力,很简单,物体速度的增加是接触面或点摩擦阻力的频率不断攀高而损耗作用力。所以作用力等于阻力的损耗加物体以加速运动方式储存的力。换句话说,作用力要不断加大克服阻力的损耗,不断加大作用力由物体加速方式储存来表达作用力即加速度。所以,阻力的损耗决定有多少的作用力能以物体运动方式储存表达,阻力随物体运动的快慢来决定大小,即可小于物体的重力,随速度的不断的加速,出现的阻力也可超越物体质量的重力,这跟物体的质量成反比有着清晰的界限,作用力与阻力才是对立和统一的关系,阻力才是影响物体运动的因素。而我们学习牛顿第二定律的错觉在于物体质量的大小和在运动中产生阻力的大小似乎相提并论,甚至直接考虑是物体的质量的关系,物体的质量不等同物体在运动中出现的阻力。要知道,在大自然界中,物体的质量都被地球表面支承,许多机器在技术上和动物本身具有独特的方式减小自身质量的重力所带来的阻力,让作用力达到最佳效果以物体运动方式表达储存力作用力。将会出现f<ma的现象,这时出现阻力小于物体的质量(重力)。

分析(2):物体的质量不变,在不同的状态条件中发生物体相同的运动速度所产生的阻力不同所需作用力也将不同。如:一块几百斤的石头躺在平坦的道路上,在常人看来,要让巨石抬举起来几乎不可能;要用绳子拉动它估计要费九牛之力;假如把巨石放在有轮子的车箱中,那么几乎谁(成年人)都能推或拉动它。同一物体质量在不同的条件下出现不同的阻力而发生物体的运动所需作用力不同而不同。这告诉我们,作用物体的力必须不断克服阻力通过物体的传递以物体运动方式储存表达作用力的大小。所以,物体加速的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比是不完全正确的,存在缺陷。再如一个大力士可以在水平地面上拉动小汽车,甚至可以拉动浮在水中几十吨或几百吨的装甲车。假如按牛顿第二定律计算大力士使用力跟实际大力士使用的力有着巨大的差距。原因是小汽车的重量通过轮子把车的重量分成二力平衡状态(这就是轮子省力的效果),只要作用力克服车体重力在各个组合点产生的阻力及摩擦阻力,这时大力士拉小汽车的力以小汽车向前运动的方式储存表达出来(加速度)。大力士能够拉动浮在水中装甲车,是由于装甲车受浮力作用使重力处在平衡力的状态,只需克服装甲车在水中水对装甲车产生的阻力,把大力士的力克服水的阻力以装甲车向前运动的外表表达方式储存作用力(加速度),这时装甲车就向前运动。但大力士决不可能把小汽车或装甲车抬起或抛在空中。以上说明物体的质量的大小将产生阻力的大小还跟物体质量所处的状态产生的阻力大小并存,并非物体的质量的大小就是产生阻力的大小是唯一的独立存在,物体所处条件状态的不同产生阻力的大小而不同,物体在不同的状态条件下发生相等的加速度所需作用力不同也将不同,这将改变牛顿第二定律的数学方程式:f<ma或f>ma。作用物体的总力等于以物体运动方式储存的力加损耗的力或作用物体的总力等于物体整个运动的过程中损耗的总力。由于物体是传递力的煤质,质量越大,传递的力就越大,同时需要作用力也就越大,产生的阻力随之增大,损耗作用力也随之越大,因此,作用物体的力必须不断克服阻力,把剩余不断增加的作用力以运动加速度方式表达作用力。相同的物体质量在不同的状态中发生相同的加速度由于阻力的不同所需作用力的大小是不一样的。阻力是随物体运动的速度变化而变化,而物体的质量是永恒的,所以加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比并不完全正确。

分析(3):我们在实验室中验证牛顿第二定律无非是质量不变,增大作用力,比较一下加速度的变化;或者作用力不变,质量增加,比较一下加速度的变化。得出的数据是:质量不变,作用力加大而物体速度随之加快,作用力不变,质量增加,物体的速度随之递减。这不能证明物体加速度的大小跟作用力成正,,跟物体的质量成反比。没有试验数据通过f=ma的验证。只表明这种因果的关系,但不存在数学中的等式,其一:物体是传递力的煤质,作用物体的力通过物体不断克服阻力以物体运动的方式储存作用力、表达作用力,把作用力通过物体运动成为活力。作用物体的总力等于损耗力(阻力的损耗)加活力。其二:物体质量的大小只能证明损耗作用力的多少,也就是说物体质量的大小是产生阻力的大小,但不能代表物体的质量的多少等同阻力的多少。因为此时物体的质量无论大小都被小车接触面支承着,小车承载物体质量被轮子支承而处在二力平衡之中,作用力作用小车不断克服小车整体质量带来的阻力,把剩余不断作用小车的力以加速度方式储存表达出来,而小车的总质量在轮子二力平衡的作用下,阻力大大减小,使小车的质量值比小车在运动中产生的阻力值大得多,这跟物体的质量成反比是不相符。只有一种可能,那就是物体垂直向空中飞行。这时物体的重力等同阻力,作用力不断克服重力所带来的阻力,把剩余不断作用的力以运动方式表达储存作用力。所以牛顿第二定律只适用垂直发射的飞行器。面对地面的车辆、动物等都被地球表面支承着,只要不断克服物体质量所构成的阻力,把剩余不断作用物体的力以运动方式表达储存的力叫活力。

分析(4)为什么自由落体是加速度运动?在高空中物体的坠落过程就是重力累积的过程,在没有阻力的损耗下(空气的阻力很小)由物体加速度来表达,质量的大小只能证明物体储存重力的大小,不能反应速度的快慢,这将有力证明跟物体的质量成反比是错误的,也反应物体是传递力由物体运动来表达力的大小。

小结

物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。本定律存在绝对性和不确定性。物体的运动是多样性,包括空中、水里、水面、地面上等,同一样的物体质量相等,在不同的自然条件状态下,物体为了减小阻力的损耗,有着独特的、天然的、人为的方式方法减小自身质量的重力带来的阻力的损耗,使物体在不同的自然条件中发生同一样的加速度所需作用的力大小是完全不一样的。我们无法根据牛二定律去统一计算所有的物体加速度中的作用力,物体在运动中阻力是个变量的,而质量是不变的量,阻力随物体运动速度变化而变化。所以牛二定律存在缺陷,我们只能这样说:把不断加大的作用力在不断克服阻力的损耗的同时不断以物体加速度方式储存表达作用力(活力)。物体只是传递作用力的煤质,在传递力的过程中以物体运动的现象表达作用力。总之,物体运动就是作用力的一种外表表达形式,我们可以把这种力叫活力。匀速是:作用力维持物体运动中所需的损耗力(阻力)即作用力等于损耗力而保存了原有以运动方式储存的力。加速是:不断加大作用物体的力不断克服阻力的损耗由物体运动的速度表达不断加大的作用力。这就是物体传递力所具有的性质。

第四章破解牛顿第三定律

作用力等于反作用力,大小相等,方向相反。本定律在现实中存在缺陷。并未阐述作用和反作用的原由,只是说有作用就一定会出现反作用,而且大小相等,方向相反。

分析(1)人在非常光滑的地面上行走时将发生滑倒现象。车辆在结冰光滑的道路上行驶时发生轮子转,车不向前行驶的打滑现象。这时作用和和反作用就失灵了。原来作用力传到脚底板或车轮子中时,如果接触面不产生足够的阻力阻抗,作用力就无法改变力的方向而朝阻力小的方向传递。只要人或车辆的重力压在地面上,地面产生足够的阻抗力(阻力),这时作用力作用地面受阻就朝阻力小的人或车辆上,使人或车体通过地面的阻抗把作用力转到人或车体中以运动方式表达并储存作用力,这时就出现力的转移现象。力在物体的传递中总是朝阻力小的方向传递。

分析(2)人如果在几层楼中坠落到坚硬的地面上将“粉身碎骨”。人在空中受引力作用下,人的重力以加速度方式储存着,最后落到地面产生巨大的碰撞力,碰撞力的产生是地面坚硬阻抗把力转移到人体中而骨折人亡。倘若此人落在很深的水里或松软海绵中,情况就有了转机。人下落的重力大部被水的阻力或松软的海绵产生的弹性减缓,使阻抗力减缓缓慢损耗作用的重力,剩余小部分的重力被水或海绵的阻抗下转到人体接触面中作用的力大打折扣而保全了生命。因此作用和反作用的产生效率取决中间的阻抗力的大小。此现象告诉我们,损耗或缓慢损耗作用力,转移的力(反作用力)就会起到减小或损耗作用力,运动员高空跳水就是由于水产生阻力的损耗缓慢消耗人体高空落下的重力而安然无恙。

分析(3)两只小船靠近在一起,其中一只船上的人用力作用另一只船,发生两只船都各自相反的方向运动,人们就认为是作用和反作用。从力的传递来分析:用力作用一只船后瞬间船向前运动,同时受水的阻力作用,把一部分的力转传到另一只船中,另一只船受力后也向后运动。作用一只船的力之和等于两只船以运动方式储存表达的力加损耗力(水的阻力)。倘若一只船固定,用力作用另一只船,这时固定船只巨大的阻抗作用,作用另一只船的力除水的阻力就完全以运动的方式储存表达作用力。这就是力转移现象,力总是朝阻力小方向传递,并非作用等于反作用,而是效率高低罢了。

一个人从活动的船上跳到岸上的成功与否,主要靠这个人的速度,速度越快,跳到岸边机会就越大。因为脚瞬时作用船的力,船受力后向受力的方向前进,这时水对船有一个阻抗未能极时以极快速度方式储存表达作用力而给跳船人的时间和作用船后产生的阻抗力转到人体上,使人在船的阻抗下力转移到人体中而跳到岸面。人作用船上的力等于人和船得到的转移力和传递力之和加损耗力(水的阻力)。并非作用与反作用相等,而是作用船的总力受阻出现分力:转移人体中力、力传递给船后以运动方式储存作用力、船运动中水产生阻力。

分析(4)火箭、飞机利用喷气式发动机产生的推力向前或向上飞行,人们都认为是作用和反作用。其实在燃烧室内,气压充满室内,开口一端气体向外喷射而损耗了压强,而对面另一端气压存在,正是对面气压产生的压强单向性而推动火箭、飞机向前运动。其它室内轴对称压强大小均匀相等不存在单向的力 ,因而未能对火箭、飞机产生力的作用,这要求室内的容器坚硬抗衡室内压强。火箭、飞机是利用单向的压强产生推力作用的效果,并非存在作用和反作用,这种喷气发动机产生的推力的效率极低,每时每刻都在消耗大量的气体而又必须不断燃烧能源产生气体去补室内压强。

分析(5)子弹、炮弹在火药爆炸后产生强大的气压作用,子弹、炮弹就以极快的运动方式储存表达作用力。同时我们感觉到有一股力向后作用枪体、炮体。由于火药爆炸产生的气压是全方位的,而力总是朝阻力小方向作用。除了子弹、炮弹的阻力不够大,气压朝此方向作用,向后气压冲破枪体或炮体的阻力也作用了枪体或炮体,并非作用和反作用的效果。它们的总力是火药爆炸产生的压强之和,为了减少向后气压产生的推力作用,必须在枪或炮后方开口排气减小气压或消除气压而不作用枪体或炮体对人体的冲压,但火药爆炸产生的气压瞬间消耗巨大,作用子弹、炮弹的压强效率就不高,就像喷气发动机一样能耗大,产生的效率低。如图所示。单向力的出现不受任何条件限制达到单向的作用力或不需阻力的阻抗转移作用物体的力以运动方式储存表达作用力。这种发动机适用任何环境状态中都使能物体发生运动。

分析(6)钉子被打进木头中是由于钉子受力克服木头挤压的阻力,同时在木头的挤压对抗中有部分力的返到锤子上,作用的力和转移的力并非相等,否则我们无法把钉子打进木头中。篮球怕打后被弹得多高取决接触面的阻抗力的大小,并非由于作用和反作用相等而一样高。

小结:

作用和反作用是在阻抗力的作用下作用力朝阻力小的方向传递,这时发生力的转移现象。力的转移效率取决阻抗力(阻力)。并非作用和反作用大小相等,方向相反。否则我们怎样破坏物体的结构、改变物体的形状,怎样使物体由静止变运动等等。作用物体的总力等于物体在传递的过程中出现的各个分力。如相互传递的力、运动中储存的力、转移的力、阻力的损耗等,这是作用力在传递力的过程中受阻后出现力的方向分解而方向发生改变,力是守恒的。阻力的大小决定作用力的转移效率高低。

结束语

回过头来,我们不难发现,亚历士多德无法解释运动的物体仍然运动的原因不知道物体运动是储存了作用力以运动方式表达,在没有阻力完全消耗下继续以运动的方式表达力的存在,直到阻力缓慢消耗下,物体就由速度缓慢减速,直到阻力消耗殆尽才停止运动。

伽利略、牛顿等人认为力不是物体运动的原因,而是改变物体运动的原因。此话相当自相矛盾,假如没有斜面,假如没有能源,假如没有太阳能,一切物体运动还存在吗?既然力不是改变物体运动原因,那物体运动又是如何产生?这个问题困惑了牛顿的一生,牛顿只好说上帝才知道。但牛顿万万没有想到的是物体运动是力的表达形式,是通过物体运动的快慢表达力的大小即储存力的大小,在阻力没有完全损耗下继续以运动方式表达力的存在,直到被阻力损耗殆尽才无力表达运动。

牛顿试图假设没有阻力的损耗,但他忘记了自己发现了万有引力所产生的重力而构筑了阻力的产生毁灭了理想状态的诉求,因而导致物体运动是绝对的,静止的物体是相对的。殊不知物体只是媒体,能源是物体运动的基础,没有能源,物体就无法以运动方式去表达传递力、储存力。面对自然界千变万化的物体运动,这将唯一的告诉我们能源的存在将伴随物体运动的转化和消耗。

物体运动是表达力的形式即活力,物体只是媒体(煤质),是能源导致的结果,阻力才是运动的克星,它们相互存在,相互制约,有了这种关系,加上能源的存在自然界才出现了物体的运动和物体的静止。阻力,阻而不产生力,只是损耗力和改变力的方向。

面对浩瀚的宇宙,恒星、行星、卫星由于失去了支承力的作用,不存在支承点和接触面,所以不存在平衡力、阻力(相对而言)而保存原来的速度即表达原储存的力,这也告诉我们宇宙不同的空间存在不一样的科学规律,所以许多科学规律也存在局限性,区域性。

千百年来人类对物体运动的性质终于被打开,这将揭开所有物体运动的奥秘,这将在生活、生产、科学技术中产生深远的影响,将创造更多更好的运动器物,造福人类社会;将改变人们对牛顿三定律的认知,将是力学新的里程碑。

本文为《破解牛顿三定律》,打开物体运动的的性质,解开自然界物体运动是力的表达形式

阐明作用力作用物体是克服阻力运动方式表达并储存的大小,阻力及阻力的损耗才是物体运动对立克制的关系。

谁可以给一些关于量子方面的知识?

字数有点多,不过看完够你完全了解量子力学了。

你一定知道磁铁吧,你也知道金。

当你把你手上的金戒指连续26或27次对折后,最小的那块就是黄金的最小单位了:金原子。

宇宙中所有物质都是由原子构成。

原子又是由什么构成的呢?

原子

现在,你就要进入“量子世界”,它是由基本物质和光组成。

现在,我们将你无限的缩小,我们去看看两个磁铁之间会有什么火花。

两个磁铁将要靠拢,你就紧贴着其中一个磁铁。

你能看到摇摆的原子,当他们无限接近时,突然!一阵光闪现,再接近,越来越多的光珠出现,你或许快被闪瞎了。

这就是超距反应。你刚才看到的是一种神秘力——电磁力。这种作用力由虚光子携带。

宇宙中的任何地方,都存在电磁场,虚光子可以在任何时刻出现。

这种作用力,被一种叫做“电磁荷”的东西支配。

虚拟光珠就是把同种电荷排斥,异种电荷吸引的东西。它们距离越近,虚拟光珠就越多。

事实上,电磁场不仅规范了所有电荷和磁荷物体的运动,还创造了一切带电粒子、光!

现在我们再来研究一下原子,我们大多数人知道原子核,以及外面的电荷。当你变得足够微小时,事实上,你还是很难抓到电子,因为它们总是以无法预测的方式改变自己的轨迹。

好不容易,你抓住了一个电子,是的,你确实抓到了他,你握紧,再握紧……突然,它消失了。

确实,它消失了。

原来它在你手心挖了地道,钻出去了。

量子跃迁,这是只有在足够小的尺度才会发生的现象。它的特性之一:它能自由跳跃。这种现象被称为“量子隧穿”或者“量子跃迁”。而且,量子世界的所有粒子都能如此。

它们的神秘在于,的确以隧穿的形式运动,而实际上这里没有什么隧道……

因为量子隧穿,它们可以任意穿梭不受任何阻碍。一切的一切,只是因为,它们能够在周围的“场”中借到能量。并且,你不可能会知道它们借到了多少能量,因为你无法测得它的速度。

量子隧穿会让你觉得天方夜谭。爱因斯坦曾经对他的学生说:“如果你们理解了我要告诉你们的事情,那么显然我没有讲清楚”。

德国物理学家宾宁和瑞士物理学家罗雷尔用实验证明了量子隧穿。他们将一根极细的针连接到电流仪上扫描物体表面,不让针尖接触表面,然后他们检测到了电流,这意味着电流来自电子跃迁。他们还造出了“隧道扫描显微镜”。这台机器能看到原子本身。因此,他们获得了1986年诺贝尔物理学奖。

如今的科学认为,电子不由比它更小的微粒组成,它们就是电磁场的产物,是电磁场的一种表现。先前我们称之为虚拟光子的,它们是虚拟粒子,是各种作用力的力载流子,存在的意义在于携带作用力。

实光子和电子一样,也是电磁场的基本表现,不由任何其他物质构成。而他们的碰撞,却能产生神奇的反应。

光子透过场的假想图

很多光子从太阳的内核中,大约花了8分钟到达地球,当它好不容易逃出太阳时,见到电子,它就消失了。

而与此同时,电子变得狂暴不安,因为它被激发了。

电子吞下了光子。

它们能相互作用,能相互转化。

看上去很奇妙,事实上你早就熟悉它。当阳光照耀在你的肌肤上,你会消去寒意沐浴在阳光的温暖中,你的皮肤当然和其他物质一样由原子构成,当阳光照射时,皮肤的原子和电子会捕获一些光子,进入激发状态。在激发状态下,电子摇摆不定,于是你就感受到了皮肤带来的热量。

在此,你得到了惊人的发现,物质与光能相互转化。

这也能解释这世间的颜色。

原子在吞了光子后,也能吐出,让我们和其他物体以颜色的形式“发光”。那些颜色就是原子的电子所吞噬而又释放的颜色。其他的颜色就被物质所吸收变成热能或被储存。

如果没有电子和光子的反应,我们看到的将是一片黑暗的世界。

前面我们提到了引力,引力让你紧贴着地面,但是为什么没有让你直接渗透到地心呢?为什么我们不能穿越地面呢?

电子依然会给你答案。

如果你想在原子核外增加一个电子,那么它就必须符合一定的规则,因为每个电子都有自己的电子轨道,如果一层已经填满,新来的电子就只能寄托在其他轨道上。(这里提的轨道是一个区域)

这叫做泡利不相容原理,1925年瑞士物理学家泡利发现了它,也因此在1945年获得了诺贝尔物理学奖。

因此,你无法穿越地面,因为地面原子的最外层电子不允许你的最外层电子通过,因此,你们之间只能保持距离。

那我们为什么又能随意的穿越空气呢?

因为我们的原子绑在一起,构成了我们相对固体的状态,而空气的原子(分子)并没有绑在一起,它们可以为你让路。这也是固体和液体气体的区别。

我们弄懂了原子核外的电子,那我们势必进入原子核一探究竟了。

原子核比电子重了1836倍,初中物理告诉我们,原子核由质子和中子构成,当然,现实世界并不这么简单。

新西兰的物理学家卢瑟福在1911年发现了原子,但他不知道质子之中还有物质。

在质子内部,你会发现无数的虚拟粒子出现,消失,他们不同于虚拟光子,他们携带了另外一种作用力,这些力让我们的原子不至于瓦解,他们更加强大,因此成为“强相互作用力”。

质子中,有三个小东西,叫做“夸克”,他们真的是三个形影不离的家伙,也是世界上最忠诚的家伙(可惜是轰轰烈烈的三角恋)

粒子

他们之间的距离越远,强相互作用力就会越大,那些虚拟粒子也就越多越狂暴。夸克相互绑在一起,自然要有人来看守他们,而看守这个监狱的守卫就是胶子(它们的确像胶水一样)。

胶子和夸克构成了世界上的质子。

胶子是我们已知的最强大力量——强核力的携带者。

胶子和质子属于另一个“场”,这也是一个量子场,它们也能隧穿,突然出现,突然消失,它们属于强相互作用场。

这个场中有六种夸克,这里我们只介绍其中的两种:“上夸克”和“下夸克”。质子中有两个上夸克一个下夸克。

与此对应的中子,英国物理学家詹姆斯首先发现它并因此获得诺贝尔物理学奖,中子里,胶子禁锢了两个下夸克和一个上夸克。

中子和质子能共存于原子核,这一切得益于一种强作用力。

两个胶子,在一瞬间变成了夸克!这时它们成为另一种强作用力的携带者,它们飞奔到附近的夸克监狱时,又变回了胶子,这样的物质交换,让中子和质子能共存,确保了原子核的稳定,参与交换的粒子,那两个胶子(夸克),被称为“介子”,它们携带的力被称为“强核力”,一种非常大的吸引力。日本物理学家预言了它的存在也获得了诺贝尔物理学奖。

而有趣的是,原子的核聚变,让多个原子变成一个原子,自然会有多余的胶子和介子被解放。(就如部门合并会裁员一样),胶子和介子带有质量,而这丢失的质量变成了能量让恒星闪耀。

根据爱因斯坦的E=mc²(E是能量,m质量,c光速),转化而来的能量也很大了,所以太阳如此闪耀。

有了强相互作用力和强核力,当然自然界就有弱核力了。(因为大自然总是像阴阳一样平衡)。

这种力可能会让你恐惧,因为它们和强核力的作用相反,它们能让原子核崩裂,这种量子场成为“弱核力量子场”,它们也有自己的基本粒子和作用力携带者。

“放射性”就是它们的特征之一。

放射性

放射性能对人体造成伤害,人人都知道,也因此,科学家们在研究它时作出了很多牺牲,著名的科学家居里夫人就是其中之一。

要对它研究,我们或许需要在大一点的原子中去探究。

在你身边让你最熟悉的或许就是金原子了。

黄金实在恒星爆炸时产生的,而不是在恒星活着时诞生。

不过金原子还不够大,我们需要对钚-239进行研究。在它的原子核中,会有一个虚拟粒子击中下夸克,让其变成上夸克,于是,一个中子变成了质子,胶子监狱难以平衡了,整个原子就不再平衡。

那些原子疯狂地分裂,变成更小的原子,每个原子核都在争抢电子,这每一步都会有大量的能量释放。这就是弱核力的一种表现形式,其携带者就是W和Z玻色子。

刚才的现象,叫做原子核的自发裂变,放射性衰变。

纵观这次衰变,你会发现能量少了一些,它被一种粒子带走了——“中微子”。它们不受任何阻碍,能穿越皮肤,这似乎很恐怖,它甚至能穿越地球。或许这让你惴惴不安,不过不用担心,这不是对你造成伤害的粒子,而危险的是:夸克监狱,电子和光子。

夸克监狱,也就是两个质子和两个中子,成为“阿尔法粒子”。它们实际上就是失去一个电子的氮原子,所以它们为了保持稳定,就疯狂地从外处寻找电子,当你在附近时,它们就会在你的皮肤上寻找电子,形成了所谓的放射性灼烧。

第二种是高能电子,它能将远处(你的皮肤)上的电子击飞,击飞后,结果可想而知。

第三种是高能光子,如伽马射线,它们也能从原子带走电子,同样的带来灼烧,而更恐怖的是,伽马射线能穿透皮肤,还会对我们的DNA构成威胁,这带来的可能就是基因突变和癌变了。

可见,放射性衰变后果异常可怕,但它也没那么坏,它也创造了我们。

在地幔层,无时无刻都在发生衰变(远古时期或许更频繁),它们释放的这些高能粒子产生巨大热量,让我们地球有了温暖,爆发了地震或火山爆发,这在现在是灾难,但在远古时期,正是这些剧烈的地质变化产生了原始海洋,在其中孕育了生命。

没有放射性,我们也就不存在了。

自此,我们了解了4种作用力:引力,电磁力,强核力,弱核力。他们都有自己的基本粒子。

引力:引力子(或许它不存在,我们稍后会说到)

电磁力:光子

强核力:胶子

弱核力:W和Z玻色子

这里,或许我有必要说说什么是虚拟粒子了。

虚粒子:根据量子力学的不确定原理(之后会提到),宇宙中能量在短暂时间内在固定的总数值左右起伏,在这起伏时间里,会诞生粒子,之后又消失。

当你学习知识时,或许你需要先站在伟人的肩上。

我想我可以很有把握的说,没有人懂量子力学。

理查德·费曼 1965年诺贝尔物理学奖得主

上帝很微妙,但他不会恶作剧。我又很怀疑,或许上帝喜欢恶作剧。

阿尔伯特·爱因斯坦 1921年诺贝尔物理学奖得主

没有任何能够转化为图像的语言能描述量子跃迁。

马克斯·玻恩 1954年诺贝尔物理学奖得主。

那些在一开始接触量子理论时没有感到震惊的人不可能真正理解它。

尼尔斯·1922年诺贝尔物理学奖得主。

物理学毕竟是一门科学,科学就应该从简,于是,有科学家企图将4中作用力统一。

在1979年,三位美国科学家作出了一个惊人的发现:电磁力和弱核力是另一种作用力、另一种场的两种不同表现。被称为“电弱场”。

这为更大理论——一个理论铺下了道路。

真空真的什么都没有吗?

让我们想象一下,给你一个粒子,如果你不去观察,它会沿着什么轨迹运动呢?实际上,一个粒子能经过你想象的所有途径,并且是同时!这是因为量子场会给粒子带来奇怪的效应。

这就的确意味着它分裂成很多自己的影像,这些轨迹填满了空间和时间的所有点,你在任何时间地点都可能见到他,只是概率不同罢了。

再重复一遍,它经过了所有途径,同时。

慢放来看,它出发,似乎分裂了无数自身的影像,成为一种波,然后突然聚集,到达终点(你的检测器吧或许)

其实,这并不可能被侦查到,在没有人观察时,它无处不在,而你观察时,它只在一个地方。

微观世界,看上去是一个由各种可能性构成的混合体。

可能性而非确定性是微观世界(量子尺度)你不得不接受的事实。

在微观世界中,你能看到粒子无中生有地自发形成,在它们消失前,按照一切可能途径运动,然后又转瞬无端消失。

这因为,量子场无处不在。

真空也一样,你可以把空气拿走,但你不能拿走时空,你也无法拿走空气中的量子场,所以,真空中存在量子场。

1948年,荷兰物理学家亨德尔克·卡西米尔研究了这个现象。

卡西米尔效应

想象两块很小的金属板平行相对放置,你应该在脑海中描述这个画面。结果是,它们相互移动了。这个现象被称为“卡西米尔效应”。

原因很简单:两块金属块外面空间大于两者之间,后果就是两板之间产生的虚拟粒子应该和之外的空间不同,两个真空就有所不同,于是就有移动的趋势了。

当电子产品越来越小时,工程师也不得不考虑这种效应。

我们知道,世界上没有相同的两片树叶,但我告诉你,世界上所有的基本粒子(光子等)都是一模一样的。因为宇宙中,所有的基本粒子,都诞生在同一个背景场中,也在任何时候被同一背景场湮没。真空中能量越多,产生的基本粒子也越多。

要想统一他们,需要足够的能量。科学家们称(我也不知道他们怎么计算的)一千万亿度(这个数字似乎毫无意义)能让电磁场和弱核力场统一成“电弱场”。(所以我都不想提电弱场)

但这也不是不可能,你忘了大爆炸了吗?在那个体积足够小,质量无限大的地方,或许能满足这个条件,或许还能统一所有场,或许只有一个场存在。

等等,什么是质量?

百度文科告诉我,质量是改变物体运动状态的难易程度。

那么,谁来改变?

2012年(是的,是这一年人类科学才知道质量的奥秘),科学家在瑞士日内瓦的粒子加速器中唤醒了一种粒子,它是宇宙质量起源,媒体称之为“希格斯粒子”,它的场成为“希格斯场”。

由于希格斯场的存在,原本没有质量的基本粒子可以从中获得能量,粒子通过希格斯场,使其有阻碍作用。光子因为不受希格斯子的影响而不具有质量。

希格斯场

不过,它不代表了宇宙中所有的质量,中子和质子大多数质量来自夸克束缚在其边界的作用力,来自夸克-胶子浓汤。

现在,或许你还是迷惑为什么粒子能凭空产生,天下并没有免费的午餐,因为这其中还有“反物质”。

人类中的一位天才告诉我们:构成我们的物质,行星、恒星等物质,只是所有物质的一半。他就是保罗·狄拉克。当然这个结论不是想象的,而是依据爱因斯坦对于物体高速运动的研究和量子粒子们的奇特行为。顺便说一下,他创建了量子理论,作为结果,他发现了反物质。

在你眼前,一个电子凭空出现。

不同的在于,电子带有电荷,物质能产生可以理解,因为可以由能量转化而来,但电荷就不同了。一个负电荷的出现,而正电荷又没有出现。这不可能。

最简单的答案往往是正确的:正电荷和负电荷(电子)同时产生,这个正电荷我们成为“反电子”。

电子和反电子无中生有地过程叫做粒子-反粒子偶的产生。同样,当他们下次相遇时,它们的质量变回了能量,变成光。

首先探测到反电子的是美国物理学家卡尔·D·安德森。但他取名正电子。因此,他也获得了诺贝尔物理学奖。

这样,反物质诞生了。

反物质相撞湮灭

我们说所有物质都有反物质,不仅电子,还有夸克,胶子,光子……因为光子与反光子都不带电子,所以它们一模一样。

我想我可以毫不负责地说,你本身也有你的反本身,说不定他还在另外一个世界等你呢,或者他分布在世界各处,还未成形罢了。为什么我敢这么断言呢?

任何反粒子都与它对应的正常粒子遇到都会湮灭。

所以,当你在一个反物质的世界里看到你的“反你”的时候,你还是祈求别和他握手吧,否则你们会瞬间湮灭……

现在,或许我要将你带入大爆炸了,因为你已经知道了量子粒子的场。

它们可能被统一。

你知道了质量和反物质。

当你再次来到最后散射面,前面是可以通行的,光无法前行是因为它周围太多能量。现在我们假设你能无视这些能量,它们不会让你湮灭。

你像是在被密集的粒子构成的浓汤中,其中是各种激发态以及基本粒子、作用力携带者。

你逐渐发现,时空被弯曲到惊人的地步。

这里的宇宙有38万年历史。

现在你来到了最后散射面的38万年前,这里原子核都被崩解了,这里没有了强核力,这里有一千亿度。

你现在看到的是各种W和Z玻子,这些在地球上几乎看不到的粒子。

当然,最终,在那个点的附近,我们成为“开端”的,所有的力(除了引力)都被统一,所有的场都被统一,宇宙的物质和能量忽然消失,只有一种基本粒子,浸泡在它的场中。

这就是“暴胀场”。

暴胀时期

在这里,引力带来的时空扭曲过于强烈,量子效应不复存在。

没有了这些,还有什么科学能让我们继续前进呢?

我们先暂时回来,说说我们吧。

因为这些粒子的存在,我们的生活,或者说我们的历史留下了一系列图像在时间和空间的移动。从它们身上反射出来,所有的光和粒子都形成了我们存在的意义。这些影像成为一个以我们为中心以光速向宇宙扩散,成为虽不可见但无处不在的场中的涟漪。

我们已经了解了爱因斯坦主宰的相对论,我们也了解了量子理论,现在我们要综合起来,尽管两者格格不入,现在,我们将引力和量子物理学混合起来,让你在极大和极小的世界穿越。

或许,你早就想了解黑洞了,你发现我们所说的“开端”和黑洞是如此的相似。的确,它们存在很多共性。

不过,我们的黑洞只是和早期宇宙相似吧,和我们所到达的最后点还是有很大差距,我们称那个科学止步的墙为“普朗克墙”,在这个墙的一切数字都被成为普朗克尺度。

普朗克

在这个墙外,也就是黑洞这种尺度,引力只有在考虑了量子效应后才会适用。这似乎是大自然唯一能同时适用两种理论的尺度吧。

或许你应该集中注意力了。

在量子世界里,某事可能发生,那么它一定发生。

哪怕只是两个微小的电子相互作用,在这个过程中产生的虚拟粒子都会有无限多,所以会有无穷多的粒子牵扯其中。这必然意味着宇宙各处都有无穷大的能量。而无穷大的能量必然给时空带来巨大引力效应!那就各处都有黑洞了,这就显然不正确了!

这就是量子理论和相对论的冲突之一。

对于量子力学的科学家来说,解决的办法很简单:除去引力。

而这给他们带来了很多成就,除去了引力,他们预言了很多粒子,甚至精确了它们的质量和电荷。

这个去除引力和无穷多的过程,叫做“重正化”。

但事实上,这样来说,就不是真实的世界了,所以,我们还是把引力拉回来,现在我们想象把引力引入量子力学,想象引力不是时空扭曲造成的,而是引力场和它们的粒子——引力子造成。

所以,我们认为这个场是时空,基本粒子是时间和空间。

这就意味着我们周围有时空的基本小块。它们甚至服从量子跃迁!

换句话说,广义相对论的时空概念和量子理论的时空概念不同。

这样的冲突似乎无法解决了。

在最后一章中我们会为你介绍一个疯狂地理论来解决它。

量子(各种场的基本粒子)在你不观察时呈现量子波动性,但当你检测到时,它们便失去了这种波动性。这种过程叫做“量子波坍缩”。

在物理学中,你无法知道粒子所在的位置和速度。因为你只要观察到了它的位置,它便不再波动,失去了速度。这个规则叫做“海森堡测不准原理”。

现在我们为你介绍一个非常非常著名的量子理论的实验。它的设计者是奥地利物理学家埃尔温·薛定谔。他将量子效应放到了人类的尺度。

薛定谔的猫

现在,你需要一只猫,一个封闭的盒子,关上后,没有人知道里面发生了什么。你还需要一种放射性材料,它有一半的几率释放放射性。你还需要一把锤子和一个放射性探测器。

简单的说,这只猫有百分之50的几率会死亡,一半的几率会活着。

那么问题来了,猫死了吗?

量子效应出现了,但除非你打开盒子,现在你不要作任何猜测,在真实生活中,在我们的尺度,你可以估计猫是死是活。

在量子世界中,可能发生,就必然发生。

大多数时间,缘于各种不明确原因,各种可能性的叠加不被我们注意到。或者还没到达我们的尺度。

所以猫死了,又活着。

你立刻打开确认,发现它活着。

但你这个动作干扰了实验,因为你造成了“坍缩”。

那么坍缩真的发生了吗?

几年后,薛定谔设计实验,他们用原子和光,验证了量子叠加的真实,他们发现几乎所有量子粒子都能同时以不同且互斥的状态存在。这也是如今量子计算机的基本原理。

所以,在那个时间里,猫既死了,又活着。

那么那只死了的猫去哪儿了?

一些人认为,这和我们的意识有关,我们的动作和思想把现实冻结在了某个状态,因而创造了现实。

这听起来很疯狂不是吗?

当然,我们不会这么解释,我会为你介绍它,或许会让你信服一些,那就是“平行宇宙”。

平行世界

你一定知道坐标系吧,二维坐标系很简单,X方向左右,Y方向上下,所以,你随便画一条线,它的每一个点都想着它的切线方向前进,或上或下。

如今,我们想象在宇宙中,这是一个多维的世界!

平行宇宙

也就是在多维的坐标系上,猫活着在你的这个尺度发生了,

在另一个相反的方向它却死了。现在理解了吗?

在平行宇宙中,所有可能都被实现了。那些我们没有体验的可能性都非常真实,只是存在别处。

宇宙中,任何可能发生的事情必然发生。(墨菲定律)

或许,量子世界让你受够了,也许你还没看懂,又或许你得从头再看一遍。

1000元到2000元之间哪些手机值得推荐?

感谢您的阅读!

前言:千元机的发展一定是遵循着几个最主要的特点——性能、续航、拍照、综合能力等等各个方面。我们现在综合聊一聊到底在这个区间,怎么选择适合的机型?

性能优势极强的处理器

在1000~2000元之间,我认为目前性能极强的处理器有两款,一款是骁龙855处理器,一款是麒麟980处理器,这两款处理器,它们的特色都非常明显,不仅仅采用了7纳米的工艺制成,而且都使用了A76的大核心。在这里我们刚好推荐两款机型:

iQOO Neo 855版本。这款手机采用的是骁龙855处理器,而且它的价格在2000元以下,可是它的整体性能表现却非常的强劲,我们分别来说一说。

处理器和系统。我将处理器和系统放在一个地方,是因为它们能够相互促进,骁龙855处理器,使用的是2.84Ghz的主频,并且使用了Adreno 640的GPU。在系统方面,使用的是vivo Multi-Turbo 2.0,并且从系统、网络、散热等 6 个方面进行深度优化,能够有效加快应用运行、减少卡顿、提升读写性能、降低发热、延长续航、保持网络稳定。而且手机还可以开通 Monster 模式,提升手机整体的系统能力。极强的续航能力,使用的是4500mAh的电池,并且配合的是33W的超快闪充技术,会给手机更好的性能方面的守护,而且,这款手机也有一大特色,它领先的电荷泵半压充电技术,充电转换率高达 97%,更快的充电速度。游戏能力。在这款手机上,我们除了看到它的处理器和它的续航表现之外,当然也要关注这款手机的游戏能力。超级液冷散热技术,以及双wifi技术,能够带来更好的网络速度,并且游戏魔盒+ 游戏空间 2.5的组合,配合HDR10 高清显示,会给手机更好的视觉,听觉效果。

荣耀V20。这款手机其实推荐的因素也是在于它的处理器麒麟980处理器。这款处理器的优势很明显,不仅仅是采用了7纳米的工艺制程,而且这款手机的外形特质,使用挖孔设计,增加了手机的屏占比。

后置4800万的索尼镜头,刻画了整体的细节表现,4000毫安时的电池让整款手机在续航表现中也中规中矩。在游戏方面,The nine液冷散热技术,以及GPU turbo 2.0的加持,更好的让游戏性能得以守护。

续航优势的机型

我一直认为一款千元机,它的续航表现一定要非常优秀,这样才能符合我们对于千元机的需求。

上图是小白测评续航数据库的数据,在千元机中表现比较抢眼的就是vivo z5x。这款手机采用了5000毫安时的电池,配合了智能省电技术,所以在5个小时的使用过程中,还剩余47%的电量。

极强的续航表现配合骁龙710处理器,让手机在性能和续航都有自己的特色,而且这款千元机还采用了三摄镜头,800万的广角镜头能够带来我们看到更广的视角。

除了vivo z5x这款千元机之外,在续航表现比较突出的另外一款是红米note 8 Pro。虽然这款手机使用的是联发科的处理器,但是4500毫安时的电池也保证了这款手机充足的续航能力。

拍照优势

刚好要在提到了红米note 8 Pro这款手机,使用的是6400万的像素,拥有极强的性能方面的优势,并且能够更加符合我们对于拍照的需求。

而在前置拍照和后置拍照综合力比较强的机型,我们考虑的就是vivo Z5这款手机了。不仅仅3200万的像素,能够带来更好的像素特色更能够给我们更好的颜值方面得提升,像焕颜相机的能力等等。

后置的4800万的索尼镜头,配合了800万的广角镜头,让我们能够更好的去了解手机的拍照能力,特别是超级夜景和超级逆光等等方面。

其实,能够选择的机型非常多,我们考虑的时候要综合多个方面的特点,比如说续航,比如说性能等等。

锤子坚果pro与魅蓝E2?

你好,锤子坚果pro与魅蓝E2选择的话,我会选择锤子坚果pro。看完下面我的分析后,我想会有很多人跟我一样同意我的观点。

首先说说性能:

魅蓝E2搭载联发科的p20处理器,这款处理器之前在魅蓝X上使用过,虽然安兔兔跑分上来看跟高通骁龙625处理器差不多,可是在实际的日常应用,特别是玩游戏上是要明显弱与高通骁龙625的。而坚果pro正是搭载的高通骁龙625和升级版626处理器。

续航方面:坚果pro配备了3500mAh电池,而魅蓝E2为3400mAh,虽然只大了100mAh,不过从实际使用来看,坚果pro的续航是要明显高于魅蓝E2的。

拍照方面:魅蓝E2配备了后置1300W单摄和800W前置摄像头。坚果pro搭载了后置1300W+1300W双摄,1600W的单摄。两者都没有使用特殊的传感器,鉴于坚果pro后置双摄实际拍照的表现并不是太好,所以跟魅蓝E2在拍照方面实力较为接近。

系统方面:魅族的Flyme我想不用我说,大家都知道,在国产手机里面的系统好用度数一数二的,了,不过由于现在扁平风盛行,系统同质化严重,魅族的Flyme跟其他的的系统相比,已经逐渐相同了。

而锤子手机搭载的Smartisan OS,我觉得在系统同质化非常严重的时代,可谓是一枝独秀。无论是系统的UI风格还是系统交互和一个非常独特且实用的功能,都给人眼前一亮的感觉。

在系统这一票里我投给锤子Smartisan OS,可能会有人反对,这里我有必要说一下,不可否认Flyme确实是国产里数一数二的好系统,可是现在跟其他的相比,已经没什么独特的风格了,我不喜欢平庸。我喜欢不一样的感觉。

在手机外观上来看,魅族祖传式的外观已经不知道用了多少代了,而这次也只是稍微的改变了下闪光灯的位置,使得闪光灯放入了天线条内,随便还加入了不同闪烁方式的跑马灯设计,

而坚果pro的设计则较为独特,圆滑当道的异类,在发布后也迎来了一阵好评!外观方面我也更喜欢坚果pro。

综合来看,我更推荐于坚果pro,而且以目前两款产品的售价来看,坚果pro的性价比明显更高。

这里拿同位顶配版为例:坚果pro顶配版为4+128G,搭载骁龙626的处理器,而且还配备了NFC功能,目前售价在1250左右;而魅蓝E2顶配版为4+64G版本,处理器不变,还是联发科P20,没有增加NFC功能。

综上所述,我个人更推荐坚果pro,不知道你们的想法呢?

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