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  • 1 # 章彥博

    不是,甚至可以這樣說:宇宙中的幾乎所有東西,都不是緻密的。至於黑洞中的奇點,則未可知,但也不能輕率的下一個斷言,認為那裡就是緻密的。

    題主說了,「鋼鐵經過壓縮之後體積不變」。先不說這句話有事實性的錯誤,即便說不能被壓縮,也不可以認為「鋼鐵是緻密的」。因為,剛性與緻密,是沒有直接關聯的。比如說,一個極端的例子,即使有某個「剛性」的物質(當然,這是不存在的),其中有一個空洞,那麼,它就同時擁有了「剛性」/「不可壓縮」和「不致密」的兩種性質。也就是說,透過這個反例,就說明了不可壓縮和緻密之間,沒有因果關係。

    同時,還想說一下物質的微觀結構。我們平日要將東西連線起來,都需要有具體的物質來連線。比如要把紙連線起來,就要有訂書釘這種物質;要將衣服和牆連線起來,就要有掛鉤這種物質。但是,在微觀世界裡,起到這種作用的,大多是無形的「場」,也可以認為是一種力。通常來說,是庫侖力。也就是不同電荷之間產生的相互作用力。

    我們想象有兩個鐵原子。距離太近的時候,由於電子雲會有重疊,會產生排斥力;而距離太遠的時候,電子雲會發生形變,產生吸引力。這樣,太近就排斥,而太遠就吸引,使得原子的間距會保持在一個相對狹窄的範圍之內。我們看到鋼鐵的堅韌、難以壓縮,都是由於這個「自由的範圍」非常狹窄,近不得,也遠不得,非得恰到好處才可以。這種「嚴苛」的要求,就是題主觀測到的現象的本質。

  • 2 # 語境思維

    一,緻密性的語義學解釋

    有四個術語,可謂異名同指或大同小異。①緻密性或緊度(compactness, consistancy),強調物質成分聯絡在一起的緊密程度。例如,緻密特種鋼做出的螺栓強度遠超普通鋼。

    ②密度或稠密性(density, thickness),強調粒子的空間分佈特性。例如,中子星的中子湯就特別濃稠,深太空有極低的質密或能密分佈。

    ④硬度或彈性(hardness, elasticity),強調物質的抗壓效能。例如,鑽石很硬,但不耐衝擊。

    附及:不宜用softness表硬度,因為違背“陽性非標誌性原則”。又如,清晰度clarity,用模糊度dimness, fluzziness更貼切。

    二,緻密性的小物理解釋。

    我說的小物理,是指目前的有待進階的膚淺物理學。考察幾個典型現象,作為切入點。

    你在空氣中手舞足蹈,感覺不到空氣阻力,此時你會說:空氣分子緻密性幾乎為零。快速騎行,你覺得空氣有很大阻力。

    航天器返回地球,空氣如金剛砂摩擦產生4000℃以上高溫。流星進大氣粉身碎骨見證空空如也的厲害。

    可見:物質的緻密性C與質密ρ與動能½mv²成正相關:C=kρv²。k與ρ是特定常數,相對速度v是關鍵,越快越緻密。

    還有若干證據:一個柔性的小鳥會穿越高速飛機;鑽地導彈可以穿越數十米厚的鋼筋混凝土。為什麼高速度會獲得高緻密呢?可從微觀層面尋求答案。

    通常,物質是由原子構成。原子由原子核與核外電子構成。原子的半徑約1e-10m,電子與原子核的半徑約1e-15m,相距5個數量級,原子內空間的粒子分佈非常稀疏。好比太陽系的天體分佈。地球半徑6.4e6m,地日間距1.5e11,大約也是相距5個數量級。

    原子為什麼有很大穩定性與緻密度呢?因為:關鍵在核外電子雲,以至少2.2e6m/s,即2200千米每秒的速度繞旋,電子雲如銅牆鐵壁,似乎密不透風,造就了原子緻密性的整合結構。

    若你是一枚中微子,足夠小,而關鍵是足夠快(0.99c),你覺得原子空空如也,四大皆空。可是,如果你是一枚子彈,速度只有600米每秒,就很難入侵充滿原子的材料。

    三,緻密性的大物理解釋。

    借用楞嚴經的色空亦空:色是形形色色的有形物質或費米子物質,空是隱隱約約的真空物質或玻色子物質。色空亦空是一個核心理念,同時有兩大機制:萬物皆旋轉,萬有引斥力。

    粒子的自旋,是物質性或緻密性的根源。根據上述C=kρv²原理,粒子的自旋越快,其穩定性/緻密性/剛體性/自在性就越大。

    電子與質子以光速自旋,因此電子與質子具有極強緻密性,幾乎不可衰變。根據牛二定律,電子自旋勢能Ep=mc²=0.505MeV,質子自旋勢能Ep=mc²=938MeV。

    關鍵問題:真空介質有無緻密性?還是先從現象著手。就原子結構來看,核外電子與原子核之間,存在萬有引力與庫倫引力。

    為什麼電子不被吸進原子核?因為電子自旋同時因為轉動慣量不均衡而進動伴隨的繞旋,既有旋渦真空場的引力,又有繞旋慣性力的斥力,才能保證自我的獨立性。這就是萬有引斥力的深層機制。

    無論是強互動力、弱互動力、電磁互動力、萬有引力、分子間力,都是在特定空間能密分佈下的萬有引斥力。

    萬有引斥力是自在獨立性的根源:引力提供緊緻結構,斥力提供排他空間。引斥力載體都是漩渦真空場,從渦心到渦邊有一個真空梯度。真空場佔據的空間可大可小。

    不妨設最小真空漩渦場,是宇宙中最小的真空漩渦場,或稱場量子/漣漪子/虛粒子/軸子/空子/引力子,質量1.26e-39kg。

    漣漪子以光速自旋而無序運動,當然有極強緻密性。但是,由於漣漪子的尺度極小,毫無障礙的穿越任何物質,幾乎無法被儀器測出,人們想當然覺得是空空如也。不過,這不妨礙理論或智慧地把漣漪子作為有質量的基元粒子。

  • 3 # 閒看楓林

    標準鋼材確實是緻密的。其實這個大家不難想,鋼有鋼的密度,這個密度並不因壓迫而發生改變,即體積不變,這確實是鋼材是緻密的一個佐證。當然,這個還不可以完全證實這一點,還得再透過另一個微觀觀察才能完整證實。遺憾的是,本人並未做過此類觀察(等有機會做了這方面的實驗後一定將結果公佈出來)。另外,其實有種反證的方式對這個觀點也是有極積意義的。比如,我們若要得到一塊更緊實堅硬的鋼的時候,能不能透過機械壓縮而獲得呢?目前我們尚未發現這種可能的存在。——這不也更趨向於證明鋼是緻密的麼!

  • 4 # 飛龍1

    鋼鐵是緻密的結構組織,實現了原子之間的結合。

    但這種緻密是相對的不是絕對的。鋼鐵在冶煉過程中,由於有雜質、空氣進入等,會形成夾雜物、氣孔、凝固時還可能造成裂紋等。

    但這些缺陷有時很小,小到肉眼無法觀察要用高倍顯微鏡觀察。雖然缺陷很小,但這些缺陷有時對工程質量和產品的影響都是致命的。

    所以鋼鐵的質量檢測和缺陷分析非常重要,千萬不能掉以輕心。越重要的裝備要求越嚴格,比如航空發動機的葉片,要求單晶定向凝固,這樣散熱和耐高溫效能會更好。

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