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地球动力学新探索初步结果简介

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日地月 发表于 2015-7-18 08:09:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
论文
学科分类: 自然科学 » 地球科学
摘要: 作为开拓新领域的起步阶段,本人立足日地月平面系统探索固态地球上部诸圈层的交互作用,从中推演出一系列属于三体系统质的新结果。
作者: 王万欣
发布时间: 2015-07-18
原创/转载: 原创
本帖最后由 日地月 于 2015-7-18 08:11 编辑

       众所周知,产生于近代自然科学早期阶段的地球动力学,其研究方法是牛顿确立的二体作用模式。以牛顿为代表的近代力学过分简化客体的作法,在科学史中虽有近代科技水平所制约的必然性,但其严重的历史局限及由此产生的理论缺陷,时至今日应依据复杂系统演化论来扬弃。毋庸置疑,基础理论的探索方法一旦有重大突破,其相关领域很可能涌现超乎想象的新结果。
         考虑到日地月是力学作用紧密体及量力而行的原则,我立足日地月共面系统考察固态地球上部诸圈层的相互作用。经过推导计算、分析综合冗繁过程,归纳出作为三体系统质的下列结果。不言而喻,若以二体作用模式理论为标准来评判这些结果,则必有削足适履之难堪。
        一、相对于地球处于假想的隔绝状态时的内部压力,地球现在置于日地月系统中其内部压力需减小十万分之二左右。依照常规,宏观物体自然释放内部压力的捷径是膨胀体积,即通过膨胀自身减压达到适应三体环境之目的。显而易见,因为地球内部还存在同位素衰变等多种方式的增压机制,所以为减压而发生的膨胀现象会比单一因素的效应更明显。因此,新结果为地胀说提供的三体动力学根据,只是地球实际膨胀现象的一方面原因。
        二、从表面上看,地球好似受太阳一排斥力。其值与日地距离的三次方成反比。地球1千克质量受此斥力的极大值为百万分之6.3牛顿。此力使日地距不断加大及地绕日椭圆轨道偏心率逐渐变小。不言自明,此结果与国际公论定性吻合。
        三、地月间的引力有规律地增减,总体呈减小趋势。此致地月距非平稳地增大。显见,这比现有认识又深化了一步。
        由上可知,三体动态系统中存在着对抗万有引力的排斥机制。美国科学家菲施巴赫发现的“奇怪斥力”(《飞碟探索》1990年第1期第4页),国内外20多年前热烈探讨的“第五种力”(1990年第9期《自然杂志》刊文【第五种力的理论发展与实验检验】,1990年第2期《国外科技动态》刊文【丧失魅力的第五种力】),与此排斥机制可能存在某种联系。学术界普遍认为地绕日轨道“偏心率和地轴倾斜的改变是由太阳系其它行星,主要是土星和木星的摄动引起的”(《地球科学进展》1991年第6期第39页)。毋庸讳言,这种由二体作用模式理论衍生的陈旧观点,在现行科教书中屡见不鲜。由此可知,地球动力学创新已到刻不容缓地步。
        四、假设地赤道是标准圆圈,则其各处单位质量的物重,按现行理论均相等且相对稳定;新结果则不尽相同且随时而变,最大变幅为千万分之六。
        在每个弦时,背日半圈各处的物重值,与其到月的距离呈反变关系。在每个上弦时,处于当地时间4点半到13点半区域里的各物重值均相等。在每个下弦时,处于当地时间10点半到19点半区域里的各物重值均相等。这对中科院在武汉进行的物重精测值的分析评估似有裨益。
        五、地赤道面各处1千克质量,在垂直于日地连线方向上,每时每刻都受到相应的同向等值力——为叙述方便,后面以F代替之——的持续作用。F的变化概况及其力学效应如下。
        地绕日从近日点到远日点的前半周,F顺地绕日运动方向。依地公转时序,F值在近日点时为0,经过四分之一朔望月,迅速升至百万分之4.7牛顿后,缓慢降低到地绕日轨道正焦弦上的力值——百万分之4.5牛顿。继而逐渐降到距远日点还有四分之一朔望月时的力值——百万分之4.3牛顿,接着在地绕日前半周的最后四分之一朔望月里,迅速降至远日点时的0。 地绕日从远日点到近日点的后半周,F逆地绕日运动方向,力值极接近于完全反演前半周的量值变化顺序。
       不难看出,随时而变的同向等值力F,就是“造成”并维持“行星轨道的未被说明的切线力”(人民出版社1972年第1版《马克思恩格斯选集》第三卷第449页)。另外,困扰牛顿的“第一次推动”迷雾也被F所驱散。
        似应指明,地球在以近日点为中点的半个朔望月里,F由逆地绕日运动方向极大值百万分之4.7牛顿,迅速转变为顺地绕日运动方向的极大值百万分之4.7牛顿。这会影响地球公转及地轴倾斜度的稳定性。不难看出,远日点处存在与之反向的力学过程。
        六、地壳对软流圈的压力有两个变化周期。在每个朔望月中,压力的极小、极大值分别在朔望时,上下弦时的二力值相等。与弦时力值比较,朔望时的力值分别小百万分之32和大百万分之30。因此,在前后半个朔望月中,压力分别逐渐增大和逐渐减小。地绕日前后半周里虽也有类似朔望月里的变化,但变幅大约减至百分之二。软流圈受压状态周期变化的力学效应待深入研究。
        七、假设地赤道是没有断裂现象的刚性圆圈,则其各处1千克质量在其切线方向上受到的平均作用力X的概况如下。
        1、各弦时的力值均接近于千万分之55牛顿。
        2、地绕日前半周的每个朔望月:在以下弦为中点的四分之一朔望月里,X均逆地自转方向,其余时间X均顺地自转方向;地在近日点或远日点且三体一线时,X均顺地自转方向,力值均为百亿分之2.4牛顿;三体一线其它位置,力值在百亿分之2.4牛顿到百亿分之87.0牛顿之间。
        3、地绕日后半周的每个朔望月:地在上述以外的三体一线位置时,力值在百亿分之2.4牛顿至百亿分之82.2牛顿之间;在以上弦为中点的四分之一朔望月里,X均顺地自转方向,其余时间X均逆地自转方向。
        可以看出,上述地赤道圆圈顺地自转方向的平均作用力,在地绕日前后半周里分别占主次地位,整周它显示微小优势。
        八、下面提示孕育地质构造水平应力的地球动力学机制。
        1982年确认“全球大约由20个大小不等的板块镶嵌而成”(《地球科学进展》1991年第3期第50页)。既然地壳由众多板块所组成,那么各个板块在地赤道面上的各部分受到的水平力,存在着本人已初步揭明而本文不能说清的差异——力方向或者力量值或者力方向及力量值兼而有之的各种类差异。其中包括方向相同或相反但都在力值数量级方面相差悬殊的情形。据此不难想象,在其它相关机制的协同作用下,地壳会在某些部位累积出终将爆发的拉张或者挤压形式的巨大应力。顺便说明,30年前已“发现地壳上部广泛存在着比岩石自重高得多的水平压应力,而且认为它们可能受统一的应力系统控制”,“控制我国大震发生的大地构造运动力是水平分量占优势”(《地球科学进展》1990年第5期第28页)。
        九、原山东海洋学院1972年编印的《潮汐讲义》,青岛海洋大学1990年编印的《海洋水文预报(潮汐)》,均按下述方法给出引潮力概念的定义。
        如视地月二体为稳定的平衡系统,则地绕地月共同质心运动的惯性离心力,必定与地受月的万有引力相平衡。如视地球为刚体且不考虑地球的自转运动,则地绕地月共同质心的转动保持着平移运动。据此可知,地球上任意地点单位质量的惯性离心力,均与地心处单位质量所受月球的万有引力等值反向。由此可得月对地的引潮力即月球引潮力的定义:地球上任意地点单位质量绕地月共同质心运动的惯性离心力与其受月引力之合力。如以日代月,则可得日对地的引潮力即太阳引潮力的定义:地球上任意地点单位质量绕地日共同质心运动的惯性离心力与其受日引力之合力。其它天体对地球的引潮力的定义,亦如法炮制。别的天体对月球的引潮力的定义,亦可照虎画猫。——作为潮汐学基础性概念的引潮力的这种定义,明显存在五方面问题(详见本博客《潮汐学批判》一文)。因本文论题所限,故在此不予评议。
        理应指明,关于潮汐成因和引潮力概念的定义,虽然还有不占主流地位的其它说法,但它们的共同点都是二体作用模式。
        众所周知,日地月是力学作用紧密的体系,地球是多个活跃圈层交互作用的复杂体。像脱离了人体的手只是名义上的手一样,从日地月系统隔离出去的地月二体的特性,与其现实属性必然大相径庭。由此可以断言:好似概念孵化器的上述月球引潮力的定义,必定打上了形而上学唯心论的印记。按照复杂系统演化论的基本原理,地球潮汐应是日地月系演化过程里的一种系统质的外在展示。基于此因,我提出的“地球三体潮汐力”假说不存在类似现行潮汐学说的两个称谓——“月球潮汐力”和“太阳潮汐力”。现行教科书宣讲的牛顿潮汐学说,正如其引潮力定义所表明的那样,因直接来源于二体作用模式,故必然而生“月球引潮力”、“太阳引潮力”等形而上学机械论名词。
        除了上述形成机制方面的差别外,地球三体潮汐力假说与牛顿潮汐学说还有以下重要区别。
        1、前者的极大值约为月球引潮力和太阳引潮力之和的极大值的1.5倍。这便消除了现行理论碰到的下述实际困难。
      牛顿平衡潮学说把整个地球视为理想水球时,理论计算得出“太阴潮和太阳潮潮差的总和也不超过0.9米”,而“夏威夷群岛和檀香山最大潮差0.9—1.0米”(上述《潮汐讲义》第10页)。在胆大包天的理论假设下得到的理论极限值,本应远高于太平洋中心地带的实际潮差最大值。若得相反结论,岂非咄咄怪事?据此断言:牛顿潮汐学说的权威性已被大洋所淹没。
        2、日或月对各处均布1千克质量的地赤道圈的引潮力,力值在任意精度上都以二体连线为对称轴分布。三体潮汐力仅当三体一线时才有可能在十亿分之一牛顿精度上呈轴对称分布;三体处于其它各种位置时,呈轴对称分布的取值精度均低于此。例如,每个弦时以地月连线为对称轴分布的取值精度,均为千万分之一牛顿。
        3、在远日点的上弦或者下弦时,各处均布1千克质量的地赤道圈上,对、背日点处的日月合引潮力,均为千万分之一牛顿;而对应的同精度的三体潮汐力均为0。在其它弦时,对、背日点处的三体潮汐力,在百亿分之一牛顿精度上均为0;与此对应的日月引潮力的各合力,在亿分之3牛顿至亿分之8牛顿之间。因此,依据三体潮汐力计算结果可以预言:同一地域或同一纬度区相近强度地震发生时间与地月距离周期变化之间,可能存在其它相关或协同机制掩盖下的某种对应关系。
      不仅如此,地在近日点、月在近地点的弦时,月球对、背日点处各1千克质量,在千亿分之一牛顿精度上,均不存在三体潮汐力;而与此对应的地、日引潮力的合力的垂直分量均为十万分之1.21牛顿,方向均指向月心,详见http://blog.tech110.net/?24431中博文《月球动力学创新成果简介》。月震统计资料对此作出评判:“地月距离周期变化与相同强度月震发生时间的对应关系,显示月球上无太阳引潮力”(《飞碟探索》1992年第6期第20页)。——牛顿潮汐学说的权威性又遭月震之冲击。
        众所周知,为落实国际地学界跨国科学攻关计划,1991年我国把“现代地壳运动和地球动力学研究”列为国家基础性研究的重大关键项目,并用高新技术获得一批重要精测结果。但令人遗憾的是,地球动力学研究因拘泥于二体作用模式而未获实质性突破。
        毋庸讳言,上述结果只是开拓性的初步探索之收获。因课题庞大而本人水平及条件较差,故无力臻于完善。因此,诚邀志同道合者协力深入研究,力争在国际一流刊物发表成果,为夺取诺贝尔物理奖而奋斗。















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雪山树 发表于 2015-7-21 18:40:51 | 显示全部楼层
研究宇宙自然得以哲学基础为依据具体的数是描述不了自然的因为数有大小数是具体的量的表示
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