——用中國智慧解讀大自然的奧秘

（本書已由華齡出版社於2020年10月出版發行，書名《探索自然之謎全三冊》上冊《天地自然》）

（接上篇）

第二章 迴旋共振——宇宙的真諦？

電子圍著原子核轉，衛星圍著行星轉，行星圍著太陽轉，太陽圍著銀心轉……如此和諧有序、毫釐不爽的運轉至少已有數十億年，據說還要以百億年計地旋轉下去。它們的執行需要能量、需要動力嗎？似乎從來也沒有人“關心”、過問一下，給它們“加加油”。如果需要，那麼是誰賦予了它們如此強大、精準而又看不見、摸不著，不可觀測的動力？如果不需要，豈不成了“宇宙永動機”？

為什麼宇宙能夠永恆運轉？是因為行星際空間沒有空氣因而沒有阻力嗎？若如此，如果發射一顆人造衛星到沒有空氣的空間，是不是它就可以永久執行，不會掉落下來呢？

這是個需要認真回答的問題。

宇宙的執行如此精準、和諧、統一，曾令無數科學家歎為觀止。如果有一種力量隱身幕後，不露聲色地推動著宇宙執行，那它不啻就是宇宙真諦。

深入骨髓的研究發現，推動宇宙執行的力就是迴旋共振力。

1.宇宙起源於帶電粒子的迴旋共振？

一直以來，天文學家們似乎總是習慣於用單一的引力理論來解釋天文現象，宇宙學的情況同樣如此。似乎引力是宇宙天體間唯一重要的作用力。儘管物理學早已闡明，自然界存在四種基本作用力：電磁力、引力、強核力、弱核力。電磁力與引力同為長程力，而且電磁力遠比引力強大得多，是引力的2.3×1039倍。

事實上，單純地用引力描述宇宙天體的運動，還未能回答一些基本的問題。比如，按照人們對引力的最直接的觀察，引力的作用是把被吸引的物體徑直拉向質心，所以蘋果會向地面掉落，太陽的引力也應該是把地球等行星徑直拉向太陽，而不是圍繞太陽旋轉。如果引力能使物體圍繞質心旋轉，那麼從樹上掉落下來的每一個蘋果，都應該成為地球的“衛星”。行星不過個頭大一點，距離遠一點，但“其理一也”。

因此，引力只能使兩個物體相互靠近，而不能導致一個物體圍繞另一個物體旋轉。正因為如此，牛頓才不得不把行星圍繞太陽旋轉歸結為“上帝的第一次推動”，似乎有了這個“第一次推動”，行星就可以永恆地數以十億年、百億年地運轉下去，這使得行星、恆星執行的動力成了無源之水。宇宙似乎成了一架不消耗能量而不停運轉的“永動機”。但是，能量守恆定律明白無誤地告訴人們，自然界的任何運動都不是無緣無故的，都必定受某種能量的支配。沒有能量的推動，任何物體都不可能發生運動，行星沒有什麼“特權”，不能例外。即使有了“第一推動”，如果沒有持續的後續推動力，宇宙機器也會停止運轉。我們明明知道，即使小小的人造衛星，如果失去了動力，就會被地球引力吸引而掉落到地球上來，為什麼卻偏偏相信巨大的行星、衛星不需要動力就能圍繞太陽或行星永恆運動？太陽與行星、行星與衛星之間的引力是巨大的，沒有動力推動是無法長久地在它們各自的軌道上執行的。

行星圍繞太陽執行如果需要能量，將是一筆巨大的“開銷”。因為行星不但星體巨大，數量眾多，執行速度也很高，如水星47.89千米/秒；金星35.03千米/秒；地球29.79千米/秒。而且已經持續運行了數十億年。沒有任何理由，沒有任何理論證明行星可以享受“免費午餐”，可以不消耗能量便能圍繞太陽永恆運轉。如果要設法阻止行星圍繞太陽的公轉，也要消耗巨大能量才能實現，這說明行星的執行必定是受某種能量推動的。

那麼維持天體執行的動力來自哪裡？要了解宇宙的執行就不能脫離宇宙的歷史，就要回溯至宇宙的起源過程一探究竟。為了討論方便，我們不妨把討論範圍限制在星系層級上。一般認為，星系起源於原始星雲，原始星雲由帶電的等離子體組成。經過一定時間的演化，一些原始星雲逐步形成了整體的穩態磁場，而在穩態的外磁場中，電子受洛倫茲力的作用在垂直磁力線的平面中作拉莫爾（Lamor）迴旋運動。迴旋運動角頻率ωce=eB0/me（B0為磁場強度，e，me分別為電子的電荷和質量）。（丁振峰等，1996）因此星雲整體穩態磁場中的洛倫茲力就會使星雲中的帶電粒子發生拉莫爾迴旋運動，如果這個迴旋運動角頻率正好與星雲中的帶電粒子固有的振動頻率相同，就導致整個星雲的“迴旋共振”，迴旋共振的強大威力推動星雲形成旋渦狀星雲，使星雲物質進入旋轉軌道，並在軌道中因共振碰並和靜電吸附、引力作用漸漸凝聚為恆星；演化成恆星的星雲物質最初也可能會在恆星範圍內形成整體穩態磁場，洛倫茲力引發恆星系星雲物質發生次一級的迴旋共振，使恆星周圍的物質進入圍繞恆星運轉的軌道並凝聚成各大行星；行星系物質重複這個過程，使行星周圍的物質進入圍繞行星運轉的軌道並凝聚成衛星。這樣的迴旋共振屬於超長波（指回旋半徑）迴旋共振，長波的特徵就是穩定性好。這可能就是旋渦星系的成因。沒有形成整體穩態磁場的原始星雲則形成橢圓星系、不規則星系。

迴旋共振乃是宇宙執行的統一法則。

這聽起來似乎不可思議。宇宙如此之大，動輒以百億光年計，在如此遙遠的距離上，電磁力或引力還能起作用嗎？而且，宇宙的年齡又是如此之老，動輒以百億年計，經歷瞭如此之久的歲月，天體還能維持它原有的運轉機制嗎？但是，如果不存在這樣的機制，如果在極大距離上電磁力、引力不再起作用，宇宙又如何形成整體有序的結構？如何形成旋渦星系、棒旋星系等等？既然並沒有可靠證據證明電磁力、引力在極大距離、極長時間上會失效，就可以認為電磁力、引力這樣的長程力是可以駕馭宇宙的力。充滿了電離雲的巨大星雲中的帶電粒子“手拉手”組成了一個整體，形成了整體運動。無論多麼遙遠的距離都不能阻礙這種整體運動的形成。

在經歷了數十、數百億年的運轉之後，宇宙的迴旋共振力還會存在嗎？以太陽為例，目前已知，太陽不但存在普遍磁場，也存在整體磁場。太陽整體磁場產生的洛倫茲力也會導致太陽系各大行星中的帶電粒子作拉莫爾迴旋運動，如果這種迴旋運動角頻率與行星固有的振盪頻率相同，必然導致行星迴旋共振，釋放強大的共振能，推動行星圍繞太陽迴旋運動。由於太陽磁場極為複雜，發射的迴旋波頻帶很寬，總會有一個頻段與行星固有頻率相同，所以這樣的迴旋共振必然發生。正是這樣的迴旋共振能即真空零點能推動著大小行星的執行。只要太陽磁場不發生大的改變，行星帶電粒子也不發生大的改變，這樣的迴旋共振就會無限期地非常均衡地持續下去，無論多少億年。就是說，推動行星運動的迴旋共振力是始終存在著的，這才保證了行星精準地永恆圍繞太陽旋轉。行星執行消耗的是共振能。同樣，地球與月球，各大行星與它們的衛星也都是透過迴旋共振把自己的“衛士”牢牢掌握在自己“掌心”裡的。迴旋共振力令衛星和諧優美地圍繞行星運動，行星環同樣起源於、受控於行星迴旋共振力。

但是為什麼人們卻感知不到行星被推動的能量之源，沒有任何蛛絲馬跡表明行星是被某種能量推動著的呢？因為共振力是難以觀測的。更重要的原因是人們還從沒有關注過這樣的問題，也沒有做過這方面的任何觀測。

星系核也會存在整體磁場，同樣會產生洛倫茲力形成迴旋波，這個迴旋波同樣是寬頻的，總會有一個頻率與各恆星系的固有旋轉頻率相同，於是整個星系中的恆星及其衛星都會與星系核發生迴旋共振，形成圍繞星系核旋轉的螺旋星系。星系團、總星系同樣如此。宇宙並非永動機，也沒有免費午餐。是迴旋共振力在推動宇宙的執行。

彗星是太陽系中一種很另類的天體，是進入太陽系內亮度和形狀會隨日距變化而變化的繞日運動的天體，呈雲霧狀的獨特外貌。彗星分為彗核、彗發、彗尾三部分。彗核由冰物質構成，當彗星接近恆星時，彗星物質昇華，在冰核周圍形成朦朧的彗發和一條稀薄物質流構成的彗尾。由於太陽風的壓力，彗尾總是指向背離太陽的方向形成一條很長的彗尾。彗尾一般長几千萬千米，最長可達幾億千米。冰物質組成的彗核帶電量自然也很小，因此受到的太陽迴旋共振力也較小。當它執行到太陽附近時由於受到太陽加熱形成彗發、彗尾，體積增大很多倍，因此受到太陽風吹拂和太陽光壓影響較大，會使它偏離圓形軌道，走向遠離太陽的深空。但是由於太陽風和太陽輻射、光壓對彗星的影響仍然小於彗星受到的太陽迴旋共振力，所以彗星一旦遠離太陽，彗發、彗尾消失後，受到太陽風、太陽光壓的影響減弱，仍會掉回頭來圍繞太陽運動，只是形成了一個巨大的橢圓軌道。如果彗星受到的太陽迴旋共振力小於太陽風和太陽光壓的影響，就會進入拋物線或雙曲線軌道，一去不返。由此我們就解開了彗星奇異軌道之謎。也可見天體執行必定是受到某種能量的推動才能維持。由於彗星每一次執行到太陽附近時受到的太陽風吹拂的程度都不一樣，當太陽風相對較弱時，彗星會靠近太陽一些，反之亦然。經過億萬年反覆震盪，軌道不斷變化，彗星有可能與行星相撞，落入行星的懷抱。

行星由於帶電量較大，受太陽迴旋共振力作用較大，受太陽輻射和太陽風影響較小，所以形成了近圓形的橢圓軌道。

控制宇宙執行的力不只是萬有引力，起動力作用的是迴旋共振力。萬有引力是向心力，只能將衛星拉向行星懷抱，將行星拉向太陽懷抱……迴旋共振力才能推動衛星圍繞行星運轉，行星圍繞太陽運轉。迴旋共振力就是宇宙執行的動力之源！這就是宇宙真諦！

如果地球帶電粒子增加，地球電場增強，迴旋共振效應也會增強，地球自轉、公轉速度就會加快。已有觀測表明，當地時間2012年2月27日智利南部康塞普西翁市發生里氏8.8級地震，美國國家航空及太空總署科學家3月1日表示，智利的8.8級強震威力巨大，已推動地球的地軸移位，使得地球自轉一圈的時間變短，每天縮短了1.26微秒（1微秒為百萬分之一秒）。[1]我們的研究表明，大地震是發生在地殼內的龍捲風伴隨雷電-熱核聚變。大地震爆發的時刻，也是太陽活動噴發的帶電粒子流到達地球的時刻（參閱《解開地震成因的真相》）。地球帶電粒子增加了，地球自轉也加快了（地球公轉也會加快，但很微小，不易測出），間接證明地球自轉、公轉是受與太陽的迴旋共振效應控制的。

共振在宇宙形成和維持宇宙執行中起到了不可低估的作用，沒有共振，就沒有宇宙。

可以對這種機制做出某些佐證的是關於19世紀美國發明家約翰·科利的一個小故事。是當時的毛皮交易家族的艾斯特在1889年世博會上看到的一幕。據艾斯特描述，科利正在世博會上展示他的音樂球，這個球一半是白色的，一半是黑色的，與一個神秘的振動結構相連，當調整得當，球就會對口琴或敲擊樂器有響應，隨著音樂自轉起來，艾斯特非常感興趣。科利還告訴艾斯特，這個音樂球只是一個儀器的一部分，並邀請艾斯特去參觀那個儀器，艾斯特非常高興地隨科利進入了他的實驗室。在科利的實驗室，艾斯特看到了一架外形奇特的儀器，中心是一個大的金屬球，裝在一個圓環上，周圍是許多各種大小的球，但相對於中心大球來說，周圍的球都比較小，而且都間隔一定距離排列在一個更大的圓環上。整個儀器看上去有點像迷你型的太陽系。只見科利開啟他的儀器，撥動了刻度盤，進行適當的調節，之後就看見那個大球開始自轉起來。不久，那些較小的球也開始自轉起來，並且開始沿著圓環圍繞大球旋轉起來。至此，也許這些現象並沒有什麼可奇怪的，因為控制球旋轉的機械或精密儀器是很常見的。但是，當繼續往下看，艾斯特嘴巴張著呆住了。原來，幾分鐘後，那個大球自轉著離開了支撐它的圓環升了起來，那些圍繞它旋轉的小球們也脫離了圓環，跟著升到了空中，到達一定的高度後，那些小球的旋轉軌道逐漸向外擴充套件，好像在自己尋找自己的最佳軌道。之後，這個迷你太陽系就自由地懸浮在空中運動了。艾斯特回過神來，瞅準機會，抓住了一個小球，想讓它停止轉動，出乎意料的是，艾斯特並沒有能夠讓小球停止轉動，而是被小球拽著圍著大球跑，這讓艾斯特更震驚了，艾斯特自覺得力氣不小，卻無法對小球的高度和速度有一點影響！（嶽明，2009）

顯然，這是約翰·科利利用共振原理對太陽系執行進行的成功模擬。雖然我們無法證明這個故事為真，但我們的太陽系不正是這樣一個絕妙的系統嗎？這正是共振效應的奇特、奇妙之處。類似這樣遠遠超出人們想象力的故事不可能憑空虛構，必有其真實依據。

在橢圓星系、不規則星系中，雖然沒有形成星系整體磁場導致整個星系的迴旋共振，但其中恆星系的形成仍要依賴於恆星系的整體磁場的形成，如果恆星系整體磁場也不能形成，就只能仍以星雲狀態存在於宇宙之中。這可能就是為什麼恆星與星雲物質並存的原因所在。

與此相類似，在原子內部，電子之所以圍繞原子核高速旋轉，既不逃逸也不坍縮，同樣可能起因於原子核與電子之間的迴旋共振效應。帶電的原子核形成一個微型穩態磁場，磁場中的洛倫茲力使電子發生拉莫爾迴旋運動，只要迴旋運動角頻率與電子固有的頻率相同，就導致電子發生迴旋共振。因此電子會圍繞原子核作高速旋轉，電子的能量同樣來自共振能。

這是一種超微波（迴旋半徑）迴旋共振，所以它極不穩定，總是以機率波形式存在。而中子則是電子以更小的波長圍繞質子的迴旋共振。

一個氫原子是一個電子圍繞一個質子的迴旋共振；一個氘原子，則是除了一個電子圍繞一個質子作原子半徑級波長的迴旋共振外，原子核裡面還有一個電子圍繞另一個質子作原子核半徑級波長的迴旋共振（中子）。一個重原子則是有很多電子以不同的（原子半徑級）波長圍繞不同的質子作迴旋共振，核內又有很多電子以原子核半徑級波長圍繞不同質子作迴旋共振（中子）。猶如很多“套環”套疊在了一起。一旦因外力打破了這些套環，原子核中的共振能便被釋放出來（核裂變），所以核能本質上是共振能。這可能就是原子世界的物理本質。

某些重原子由於質子、中子、電子過多，軌道混亂，電子常常發生碰撞，原子會自行裂變，這就是放射性元素的衰變。

（未完待續，接下篇）