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奇迹，用一个公式把太阳系和原子统一起来？你也试试看 文/袁玉刚 图/来自互联网 我们的太阳系有太阳和八大行星，以及许许多多的卫星、小行星和彗星。重力控制的太阳系赤道平面半径为10万个天文单位（奥尔特云），约1.5×10∧13千米；磁力控制的赤道平面半径为110个天文单位（太阳风），约1.65×10∧10千米。总质量为2×10∧30千克。 太阳位于太阳系中心，半径6.955×10∧5千米；质量1.989×10∧30 千克，拥有太阳系质量的99.86%。八大行星以及卫星、小行星和彗星都分布在太阳周围，沿椭圆形轨道逆时针绕太阳公转，并且自转方向和公转方向基本相同（金星除外）。 八大行星的间距符合提丢斯—波德法则。 图1 太阳系 原子实际控制着一个球形区域，原子核和电子都分布在赤道平面上。最大的原子钫（Fr）的半径为 1.43×10∧－10米；最小的原子氢 （H）原子的半径为0.53×10∧－10米。钫（Fr）原子的质量为223个原子质量，即3.7×10∧－25千克。电子都沿椭圆形轨道逆时针绕原子核公转，并且自转方向和公转方向相同（科学家假设有些电子自转方向相反）。 原子核位居中心，质量是整个原子的99.9%以上。电子分层分布在周围。电子亚层的间距相等。各电子层最多容纳电子数目为2n∧2。 图2 镭原子核外电子排列 原子核也是分层的，并且与核外电子的层相对应。德裔美籍女物理学家迈耶夫人的核壳层结构模型成功解释了原子核壳层和幻数。 图3 原子核能级 如果把原子放大10∧26倍，变成10万个天文单位那么大，原子就是一个活脱脱的太阳系。 你能用一个公式把太阳系和原子统一起来吗？我先试试看！抛砖引玉。 1766年，德国的一位中学教师提丢斯（J.D.Titius）发现行星与太阳的平均距离从里向外成倍地增加，符合某个倍增数列的规律，并且空出了一个位置。柏林天文台台长波得（J.E.Bode）将其归纳成一个经验公式即“提丢斯——波得（J.D.Titius - J.E.Bode）法则”。数列的每一项乘以0.3再加上0.4就等于行星到太阳中心的距离（天文单位）。用公式表示为： L=0.3n+0.4 （1） L——行星与太阳系中心距离（天文单位）， n——数列项。 太阳系太阳与行星距离 表1 行星 水星 金星 地球 火星 ？ 木星 土星 数列子项 0 1 2 4 8 16 32 太阳行星距离 0.387 0.723 1 1.524 ？ 5.203 9.539 法则计算距离 0.4 0.7 1 1.6 2.8 5.2 10 提丢斯—波德法则强调八大行星的间距有一个规律即从里向外成倍地增加。根据（1）式计算的行星间距与实际间距非常接近。并且据此在1781年发现了天王星（19.22），在1800年1月1日发现了谷神星（2.77）。 我发现：如果把水星、金星、地球和太阳都算做第〇层，则数列即可重新排列。行星与相邻内侧星球的间距取决于其所在的壳层,即0.3乘以2的壳层次方。用公式表示为： S=0.3×2N （2） S——行星与相邻内侧星球的间距（天文单位）， N——壳层序数。N=0～6。 太阳系太阳与行星距离 表2 行星 地球 火星 小行星 木星 土星 天王星 海王星 壳层序数 0 1 2 3 4 5 6 0.3倍数 1 2 4 8 16 32 64 壳层倍数 1 2 4 8 16 32 64 由此推演出太阳系其实就是一个大旋涡，而旋涡里的物质分布则呈现一个个壳层结构，数学上叫斐波那契螺旋即黄金螺旋。公式（2）可以解释太阳、水星、金星、地球的间距为什么为0.3个天文单位，为什么行星的轨道为椭圆形，为什么海王星不能算一个独立的行星。 大家都熟悉《元素周期表》。地球上的元素共分成七个周期即七个电子层。但氢原子光谱表明：电子层间距也应该存在一个从里向外成倍增加的规律。 图4 氢原子光谱 联想到迈耶夫人的核壳层结构模型，我把《元素周期表》做了一些调整，编制了一个原子周期表：元素周期表中的第、第二周期为原子周期表的第一、第二周期；元素周期表中的第三、第四周期（可能是小周期）合并为原子周期表中的第三周期；元素周期表中的第五、第六和第七周期合并为原子周期表中的第四周期。 原子壳层结构 表3 壳层序数 元素周期 原子周期 核子亚层数 核子数 核子总数 最大质子数 1 1 1 2 4 4 2 2 2 2 4 16 20 10 3 3,4 3 8 64 84 42 4 5,6,7 4 16 256 340 170 巧的是，核子亚层数分别是2、4、8、16个，符合旋涡的壳层结构模型。 s=2n （3） s——核子亚层数， n——核子层序数。n=1～4。 图5 核子分布壳层结构图（袁玉刚） 太阳系和原子都符合我的旋涡壳层结构模型。这样，就把宏观世界与微观世界有机地统一起来了。现在，科学界还在为力的统一焦虑着。我的思路是一个蹊径。希望大家把这篇文章转发出去，让更多的人了解。 |
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