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戚江士 摘要：天体的自转是由动力维持的非惯性运动，这动力是天体由其引力强度即场强g作用于它自身的引力mg。这引力因同天体的半径不重合有夹角，故除了在把物体推向天体和不能自由离开之外，还在推动天体旋转，支配天体自转的所以是它的场强。这场强、自转速度和周期分别是g=V2/R、 、 。这自转的变化因而出于天体场强的变化而非潮汐摩擦。天体的自转同带电粒子的自转（自旋）一式一样。 引 言 像旋转的陀螺和台风一样，天体也都在恒自旋转，这是其一大特性。这自转的原理有谁阐述过吗？还没有。因此，一直以为这自转是一种无动力维持的惯性运动、地球自转减慢的原因是潮汐摩擦；月球总以同一面对着地球，是其自转周期和它绕地球而转的周期相等，由长期的潮汐摩擦所造成。其实则不然！这里要来看翻开新的一页，用天体的自身的引力在推动其自转，这动力之弱化则使其自转变慢的理论来说明。 一、天体自转的原理 小孩子玩陀螺时，在用软软的绳子不断地抽打着它。这抽打为物质的碰撞！是小孩通过绳子施于陀螺的作用力，它便是驱使陀螺旋转的动力。陀螺旋转也需的向心力和切线方向的力，就均由这动力所提供。台风是大气的旋涡，固态物质被它卷进其中心而成一球体时它亦必旋转。使这球体旋转的动力，是台风中那旋转着的风力，这旋风的风力似小孩用绳子抽打陀螺的力，因与这球体的半径不重合有夹角（见图1），所以是在使它旋转的动力。这是上述陀螺和球体旋转的原理。 地球与其引力场合为一个旋转的整体，同台风与台风眼这个整体相当，如笔者的前篇所述，是个以太为主体的旋涡！地球这星球则是这旋涡中心必有的一个核，由旋涡中在涡流于其中心的以太和被它推到那里的普通物质凝聚而成，也在不断地旋转。地球自转的原理与上述陀螺和球体的一样。地心吸力、地球的引力，同是以太旋涡中那在涡流于地心的以太之压强，它因产生了落体加速度g就用g表示的。由于它同地球的半径不重合有夹角，故除了在使物体下落和不能脱离地球之外，还在推动地球不断地自转。这自转也需之向心力和切线方向的力，亦由地球的场强g作用于它自身的引力mg所提供，这引力所以是地球赖以自转的动力。地球自转原理是这样，所有天体自转的原理皆如此。 使地球（天体）自转的动力，因是其引力的场中同时在把物体推向其中心的引力mg，且它还在规定分原子的场强而规定物质间的引力即内聚力，所以，这引力有多大它产生的自转速度和物质的内聚力相应有多大，这就不会有后者超过前者而使地球有像沙轮转速过大时破裂的情形。 二、电及带电粒子的自转（自旋） 所谓的“电”，早先英国的吉伯医生说它是一种特殊的流体、卡文迪许说它是一种弹性的流体、麦克斯韦在其电磁场理论中则假定它是一种运动的物质。据此，电不是一种力或物质的运动，而应是一种运动的物质而有力的作用，法拉第的“力线”是属于它的。这似流水和风而有作用力的运动物质为何物？可以判断，它应是流动的以太！而与所谓的“电”有本质上的联系，它占据的空间则叫电场。电因即是流动的以太而为一种特殊的流体，为粒子带有的电就必在流向它或自其流出来。质子带的电叫正电应在流向它，对外界所以有引力的作用，其电场在力的作用上为引力场。电子带的电叫负电则在自其流出来，对外界因而有斥力的作用，其电场在力的作用上为斥力场。电的正负之别就在其流向和作用力的相反，无本质上的不同。 同天体一样，带电粒子也都在恒自旋转的，质子与其带的正电或者说引力场合为一个旋转的整体，本质上是电的一种极小的集聚型的旋涡。质子是这旋涡中心必有的一个硬核，由涡流到旋涡中心的电凝结而成。质子的自转是此种电的旋涡必有的旋转，其动力是质子的电量e作用它自身之叫引力的推力me，而同地球由其场强g作用于其自身的引力mg相当。它因与质子的半径不重合有夹角，所以在推动质子不断地自转。与此不同，电子与其带的负电或者说斥力场合为一个旋转的整体，本质上是电的另一种极小的扩散型的旋涡。电子是这旋涡中心必有的一个硬核，它早先也由涡流到旋涡中心的电凝结而成，现在则在自外至里一层层地弹散开来复返为电而扩散，致使它带着在自其扩散出来的负电。电子的自转是此种电的旋涡必有的旋转，其动力是电子的电量 作用于外界的叫斥力的推力所受之反作用力，它与电子的半径因也不重合有夹角，亦在推动电子不断地自转。 以上便是电的本质及带电粒子自转的原理。 三、天体的带电和自转 粒子因带电而有电场，其电场在力的作用上为引力或斥力场，天体之有引力或斥力场说明它与带电粒子一样也都带电的！其引力或斥力场亦都是电场。微观方面有分别带正电与负电而分别有引力场与斥力场这两类对称而相反的粒子，宏观方面也必有这对称而相反的两类天体。地球、太阳和银河系诚然均为带正电而有引力场的天体，但彗星、耀星和耀星系则都是带负电而有斥力场的反天体！后者为前者弱老冷死后的尸体。 天体与其引力场、斥力场合为一个旋转的整体，是宏观方面两种对称而相反之以太（电）的旋涡，粒子与其引力场、斥力场合为一个旋转的整体，则是微观方面两种相反而对称之电（以太）的旋涡。这带电的粒子和天体因都是电的旋涡而带有电，均因带电而有引力或斥力场，均因有这引力或斥力场而都有“自旋”即自转。其自转的原理相同，都是电的旋涡必有之自转。驱使带正电有引力场的粒子和天体自转的，分别是其场强（也是电量）e和g作用于其自身的引力me和mg。驱使带负电有斥力场的粒子和天体自转的，则分别是其场强 和 作用于外界的斥力之反作力 和 。因此，决定粒子和天体自转之速度和周期的都是其场强，都要随它而变化的。这场强同粒子和天体的质量均无关，同温度则有线性的关系。 四、粒子和天体的场强同温度的关系 粒子所带的电叫电荷，质子和电子的质量相差近两千倍，但其电荷的绝对值则是相等的。这说明粒子的电荷绝对值与其质量无关！而就叫“电荷的独立性”。这电荷的绝对值是粒子所带之电的动量性质的压强，而即是其电量和场的强度（场强）。它在力的作用上为一定的引力或斥力，在冷热的程度上则为一定的温度。连无可秤物质存在的“真空”也有的温度和引斥力，就同是这电荷的压强。它同电荷自身的密度和流速这二者成正比，与带电粒子的质量则无关。天体的引力场、斥力场因也是其电荷构成的电场，其场强g与 和粒子的电量e与 相当，便亦有同天体的质量无关的独立性！这是带电粒子和天体共有的电荷独立性。 带电粒子和天体的场强、电量叫电荷的绝对值，因在力的作用上为一定的引力或斥力，在冷热的程度上则为一定的温度，这电荷的绝对值便势必同温度成正比，与距离的平方成反比。这样，粒子和天体的场强和电量分别是： ±e=kt/R2、±g=kt/R2。（4-1） 式中的K均为比率系数，t是粒子和天体的温度。按此公式，粒子和天体的场强、电量必随温度而变化，均非不变的常数。粒子和天体的温度有多高，其场强和电量相应有多大。因此，把电子的温度升降至任何量值时，其电量便要随之为任何的分数值。以色列科学家发现电子的电量可取任何的分数值，[1] 便是这预言的证据！ 带电粒子间的相互作用均因其电量而产生，温度越高其相互作用之所以越强而运动速度越大，就因其之电量越大。质量不等的粒子其电量即电荷的绝对值何以相同？这是我国胡宁教授生前期望解决的问题（见自其《场的量子理论》）。现在看来，其原因一是电荷的独立性；二是在于粒子的温度之相同！ 五、自转的速度、周期之计算和规律 传统观点认为，引力由物体的质量引起，地球的引力是由其全部质量集中于地心而产生的，故mg与Gmm/R2是同一个引力即mg=Gmm/R2。因此天体自转所需的向心力是： mv2/R=4π2mR/T2=Gmm/R2 支配天体自转的是它的质量，其质量决定了它自转的速度和周期。这质量、速度和周期所以分别是： 与此不同，如笔者的前文所述，引力直接由物体的场产生、mg与Gmm/R2是两个不同的引力即mg≠Gmm/R2、天体自转所需的向心力是：
mv2/R=4π2mR/T2=mg 支配天体自转的是它的场强g，而非其质量M，它自转的速度、周期均由其场强所决定。这场强、速度和周期所以分别是：
因此，由于 消去中 的g便得
这样，以地球为例，其半径和自转周期均为已知数，将其代入公式（5-3）地球的自转速度便为： 而同实际吻合。 其他行星的场强和自转周期不可靠，就不能如此去推算，须先求知其确凿的场强和自转周期，这求知是有个办法的。处身在太阳场中的行星都恒受其作用，行星的场强、温度、自转和公转的速度所以均为太阳场所规定，其轨道上太阳场的强度有多太，行星的场强、温度、自转和公转的速度相应有多大。因此，行星的场强、温度与其自转和公转的速度的比值都是个常数，即 g1/V1 = g 2/V2…… g1/t1 = g2/t2…… 因此，便有不下面的两个关系
这样，以水星和木星的为例 如此推算出行星的场强后，因其自转速度决定于它的场强，它的场强与自转速度则也有前面式（5-4）的关系，而地球的自转速度已知（465m/s），便可用它去推算其他行星的自转速度。仍以水、木两星的为例，水、木两星由其场强决定的自转速度，因分别是地球的1.61和0.44倍，所以 V水 = 1.61×465 = 748.7m/s V木 = 0.44×465 = 204.6 m/s 如此推算出行星的自转速度便可用前面的公式（5-3）去推算行星自转的周期了，仍以水、木两星的为例 按上述的推算，从行星的场强到其自转的速度和周期，数值同旧观点的相差很大！关于行星的自转周期《中国大百科全书》天文学上说的是：
归纳起来，天体自转的规律如下： 1、决定自转速度的是天体的场强g，这场强同温度成正比，和距离的平方成反比，与天体的质量则无关，即 g = kt/R2。（4-1） 2、自转的速度同天体的半径成正比，与自转的周期成反比，即V=2πR/T。(5-3) 3、自转的周期同天体的半径的方根成正比，与天体的自转速度成反比，即： 天体的自转，是如此有物理和数学依据之规律的，故不能单凭天文观测为依据！天文距离因巨大天文观测的正确性较差不可靠，同理论计算的不符就难免。按本文上面的计算，行星的自转和公转一样都是离太阳越近的越快！而不是相反。按自转和公转的原理，这是十分合理的！与此相反动理论，是旧观点 ， 的产物。 六、有关现象的解释 天体自转的速度因是V=2πR/T，而同其半径成正比，故任一个天体其不同半径处的转速因都不同，便可解释下列的现象： 1、 2、 3、 据说，几十年关于地球核心是否比表面旋转快的争论已结束。结论是内核的旋转快，因地震波的传播内核的快。实际则相反！地震学家已发现，“地震波沿地球南北极传播比向赤道平面路线传播快3%到4%”[2]。其中的原因在于地轴上的自转近于零，地震波的传播便少走了弯路所以较快。 六、自转的快慢和变化的原因 如前所述，决定天体自转速度和周期的是其场强g，即 、 ，故这自转的减速度慢，只能在这场强变小下发生。地球的自转若是无动力维持的惯性运动，康德把它的减速变慢归结到潮汐作用上去有道理，但这自转因是由动力克服着阻力之匀速的非惯性运动，康德的观点便错了！另外，文献上说“潮汐摩擦引起地球自转角动量减少，同时使月球离地球越来越远，进而使月球绕地球公转的周期变长”。也是错误的！按公式 应当相反。实际上，地球在近日点上因太阳的场比远日点上的强，致使它自转和公转的速度都比远日点上的大而要奔向远日点；地球在远日点上因太阳的场比近日点上的弱，致使它自转和公转的速度都比远日点上的小而要回落到近日点。地球在近日与远日点上的情形是这样，月球在近地与远地点上的情形也如此，所以月球自转减速而角动量减少时，不是使它远离地球，而应是相反。 天王星的自转轴几乎倒在其轨道的平面上，这种奇特的倾倒，一直认为是太阳系起源学说中一个难以解决的问题。对此，笔者已在《太阳系起源的新理论》中作了探讨性的解决。实际上卫星的自转轴只要倒在它绕主星公转轨道的平面上，它就必始终以同一面对着主星。据此推论月球之总以同一面对着地球，也必因其自转轴倒在它绕地球而转的轨道平面上！而非别的原因——长期的潮汐作用使这自转和公转的周期之相等。 七、天体自转的变化 决定地球自转之速度的因是其场强g，故在时间中这场强如果在逐渐减小即弱化，地球的自转就必在逐渐减速变慢。反过来推论，地球的自转要是在变慢其场强必定在弱化！地球自转的的变慢是事实，其场强之弱化便也必为事实！这是地球的场强和自转速度总的变化趋势。 天体与其场合为一个整体都是以太的旋涡，太阳系是个巨大的旋涡系。行星和彗星与其场合为一个整体均为较小的旋涡，都处身在太阳的场中而恒受其作用。太阳场中在流向阳心而产生引力的以太即太阳所带有的电荷，它在流向阳心的途上凡撞上了行星的，都在被其引力场不同的部位分别吸收、折射和反射（见图2）。太阳由其场强g作用于行星和彗星的引力mg/R2，就建立在这电荷的吸收、折射和反射上面。因此，行星、彗星的场强g均为太阳场所规定和制约。这二者轨道上太阳的场有多强，行星和彗星的场相应有多强！场的强度因均同距离平方成反比，故首先，行星和彗星离太阳越远，因那里太阳的场越弱，这二者的场相应越弱，与此对应其自转越慢。另外，近日点上太阳场因比远日点上的强，行星和彗星的场相应要比远日点上强，因而其自转要比远日点上的快！农历的冬至和夏至，地球因分别在近日点与远日点上，地球的自转所以有春慢秋快的季节变化。 太阳爆发时，爆发出的热和光因要加大太阳和行星的场强，故太阳和行星的自转都要突然加快而有突发性的起伏变化。而当太阳系处于近银核点、远银核点附近时，其内众天体的场强因都要被分别加大与减小，其自转便都要随之分别变快与变慢。天体自转这种长周期的变化。可作此推论：地球处于冰河时期时，若正值太阳系处于似远日点的远银核点附近，那么，伴随太阳系众天的温度和场强之普遍降减其自转便都要减速变慢；太阳处于似近日点似的近银核点附近时，情形相反。这是地球自转应有的长周期越伏变化，它只能在跨越冰河期的树和珊瑚的年轮变化上去发现。 总之，天体自转动力变化的多样性，产生了这自转变化的多样性。 关键词：天体和粒子、自转、电即流动的以太、自转是有动力的非惯性运动、支配天体自转的是它的场强g。 参考文献 [1] 以色列电荷研究有新发现《科学美国人》中文版2000.7.80 [2] Rober.Ne1so水星：被遗忘的行星《科学美国人》中文版98.2:60 [3] David Schneider 地震学家发现地球内核在转动《科学美国人》中文版97.2:60 附
图1
2000年3月于杭州 |
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