28. 论速度
侯工
你坐在汽车里，与汽车在一起，是因为你与汽车同“速度”。
但是，你坐在火车里，在火车里走动，你的“速度”与火车不同，为什么你和火车仍然在一起？
还有，我们看到的太阳、月亮和满天星斗，都有几十亿年历史了，各有各的“速度”，为什么直到今天它们仍然在一起？
关键原因是它们的固有的真实速度相同。
我们先明确一下一些速度的概念：线速度是指圆周上切线方向的速度，相对速度是指两个物体之间位移的速度。宏观速度是指肉眼可观测的物体的速度，微观速度是指肉眼看不到的微观粒子的速度。其实，我们所看到的“速度”是一种宏观速度，它是相对速度，而不是物体的真实速度。物体的真实速度都等于光速。如果你与光不同速，你就看不到光。而光的速度，就是固有的真实速度，即宇宙本身的速度，也是物体本身的速度，是物体宏观速度与微观速度之总和，称为本速。
为什么无论在什么条件下测到光在太空的速度都是个定值？因为观测者的本速等于光源的本速，两者的“速度差”永远等于0，所以测到的光速是不变的。比如，以速度V运行的火车发出一道光，在任何方向传播的速度都等于光速c，前方的光速不等于c+V，后方的光速不等于c-V，而且不需像相对论那样改变时间快慢和空间的大小。那种通过改变时间和空间来保持光速不变的方法是不科学的，因为这种方法实际上否定了光速不变。光速实际上是宇宙球面的径向速度，即宇宙本速，本速不变，光速就不变。
当你明白了光速不变的原理后，你就能够理解看来不同相对速度的物体为什么可以共存了。
你可以这样想：我们搭乘着地球，与地球同速，所以与地球在一起；地球搭乘着太阳，与太阳同速，所以和太阳在一起；太阳搭乘着银河系，与银河系同速，所以和银河系在一起；银河系搭乘着宇宙，与宇宙同速，所以和宇宙在一起——也就是万物同速，所以万物在一起。
地球有地球的速度，太阳有太阳的速度，为什么地球能够搭乘太阳？原来，我们所说的速度，除了可见的物体的宏观速度，还有不可见物体的微观速度，如物体内分子的速度、原子的速度、电子的速度……最后归结为物体内最小粒子的速度。任何一个物体，它所有宏观速度加上所有微观速度的总和都等于光速，这种现象称为速度守恒定律。
虽然物体有了惯性以后，其宏观速度有快有慢，但是万物都要宇宙球面牵引着同步前进，而这个同步就体现在最小粒子上。物体是由最小粒子构成的。最小粒子的速度相同，物体的总速度也就相同了。例如，太阳就是通过调节微观粒子的速度来保持其本速的——由于太阳在自转，表层速度快，里面的微观粒子就要提高速度，才能与表层速度一致，这样里面的温度就升高了，这是太阳产生高温的原因。
物体的总速度（本速）是所有宏观、微观速度之和。例如，月球上一块石头的总速度等于月球相对宇宙球面的速度加石头内分子相对石头、原子相对分子、质子相对原子、电子相对原子、最小粒子相对电子……的速度之总和；地球上汽车的总速度等于地球相对宇宙球面的速度加汽车相对地球的速度，再加汽车内分子、原子、质子、电子、最小粒子……的相对速度之总和，两者是相等的，即本速相等，因此地球上的汽车与月球上的岩石能够共存。
根据速度守恒定律，宏观速度与微观速度是可以互相转换的。飞机起飞的时候，宏观速度增大，其微观速度必然减小，汽车刹车的时候，它的宏观速度减小，其微观速度必然增大，否则它们就会因为总速度脱离本速而湮灭。例如，陨石进入地球大气层，宏观速度减小，微观速度随之增大，因而产生高温而燃烧，而在相同纬度的条件下，高山顶的宏观速度比平原大，其微观速度减小，所以温度比平原低。
由于月球的宏观速度大于地球，所以地球的微观速度大于月球，那么地球温度就高于月球。太阳的宏观速度小于地球，所以太阳温度高于地球。靠近银河系中心星球的速度低于太阳，可想而知，它们的温度高于太阳的温度。
地壳宏观速度比地心的大，导致地心微观速度比地壳的大，因而温度增高而形成岩浆。
随着地球不断远离太阳，再加上潮汐摩擦导致的能量损耗，其宏观速度不断变慢，而微观速度在不断增大，地球温度将不断升高，两极的冰块也会加速溶化，从而使海平面不断上升。
相对速度是物体相对运动的度量。
宇宙本速是宇宙的径向速度。
时间是宇宙径向运动的标志。
宏观速度使物体运动千变万化，但万变不离其宗，万物的总速度——本速，是永远等于光速的。这样，我们就可以解释，为什么定位卫星上的原子钟与地球上的原子钟会产生误差，原因是卫星上的原子钟的宏观速度比较快，其计时的原子的微观振动频率变低，因而产生时间误差，这里并没有相对论什么事，因为是仪器本身的问题，并不是时间变化了——仪器不等于时间。

41.速度守恒定律
侯工
1971年，两位科学家利用5台铯原子钟做实验来测试相对论。他们将四台原子钟放到一架飞机里，地面上留一台作为标准钟，随后让飞机在赤道附近环球飞行，往东飞一周，再往西飞一周，将两次飞行的4个原子钟和地面原子钟的时间差异记录下来。
这次实验得到的数据如下表：

平均实际值：向东飞行一圈，飞机上的时间比地面慢了59纳秒（10^-9秒）；而向西飞行时，飞机上时间比地面时间快了273纳秒。
可以发现，飞机在向东和向西绕地球一圈后原子钟的差异还是很明显的。
这是什么原因？
有人认为根据广义相对论，是因为飞机上重力发生了改变，但是，飞机上向东和向西的重力是一样的，为什么两者快慢不一样？
有人认为根据狭义相对论，是因为飞机速度比地面上的快，但是，相对论说的是相对速度。飞机向东向西与地面的相对速度是一样的，为什么两者不一样呢？
其实，真正的原因是速度守恒。
一般人们只关注物体的宏观速度，如银太阳系相对银河系的线速度，地球相对太阳的线速度……觉得飞机比汽车快，汽车比自行车快，所以觉得速度是变化的而且各有不同，怎么可以守恒呢？
但是，物体除了宏观速度外，还有微观速度，如物体内分子的速度，分子内原子的速度，原子内电子的速度……将不同物体各自所有各级的宏观相对速度加上其所有各级的微观相对速度，其总和是相等的，都等于各自的本速，也就是等于宇宙运动的速度。如果有一个物体的总速度不等于本速，就会被宇宙抛弃掉。根据物质守恒定律，宇宙不会抛弃任何一个粒子，所以所有物体的本速是相等的，这种现象称为速度守恒定律。
根据速度守恒定律，物体的宏观速度与微观速度是可以互相转化的。比如：（1）陨石进入大气层时，其宏观速度减慢了，其微观速度就相应增快，因而产生高温而燃烧。（2）冰箱由于压缩气体流出时宏观速度增大，其微观速度相应减小，因而产生低温而制冷。——这样我们就可以解释上面飞机上的原子钟快慢的问题了。
向东飞行的原子钟之所以比地面的慢，是因为向东的要加上地球自转的速度，其宏观速度比地面的快了，其微观速度就会减慢，原子钟反映的就是微观速度，所以向东飞行的原子钟比地面的慢。
向西飞行的原子钟之所以比地面的快，是因为它与地球自转速度的方向相反，因而其相对速度是负数，即其宏观速度比地面的慢了，其微观速度就会增快，原子钟反映出来就是向西飞行的原子钟比地面的快。
至于各个向东和向西的钟为什么数值不一样，那是因为仪器本身的误差。之所以要带4台原子钟，是为了说明时钟仪器的误差不等于时间的差别。那些忽悠大师往往将时钟仪器的误差当成时间的差别，将飞机上原子钟慢了，说成是飞机上的时间变慢了。好在这次又有快又有慢，而且4台钟也不一样，他们才无话可说。如果只带一台钟，只向东飞一次，那就是相对论的伟大成功了。

42. 光是按照拓扑学原理传播的
侯工
什么是拓扑学？
拓扑学，是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。
我们经常接触到的拓扑学，就是地铁交通图。地铁的轨道虽然错综复杂千变万化，但是地铁交通图却一目了然，应用起来非常方便，就是因为地铁交通图保持了地铁站位不变的性质，可以指引你正确搭乘，这就是拓扑学的贡献。
由于光速不变，所以，无论光的传播路径如何变化，但是时间是不变的。这样就可以运用拓扑学原理了。
以前的物理课本说，光是直线传播的。到现在，一般人还是这样认为。
自从知道宇宙是个球面，又知道光一边沿着径向匀速运动，一边沿着球面方向匀速传播。这样，光的路径就不可能是直线的。
光的路径如下图：

光的拓扑原理图
A是观测者，BA是宇宙球面上的弧线。光传播是需要时间的，也就是说，光是比实体滞后的，所以光是沿着曲线OA传播的。某天体B从宇宙原点沿着径向运动，现在已经到达球面的B点，但是我们看到它仍然在原点O处。光的路径是曲线OA，但是OA不是光传播的距离。光传播的距离是OA或弧线BA，等于１３８亿光年，即时间是１３８亿年。有人将曲线OA当作天体B的距离就错了，因为光是按照拓扑学原理传播的。
为什么光要沿着曲线OA传播？不是说光是沿着球面方向传播的吗？
光确实是沿着球面方向传播的，但不是沿着球面传播的。请注意“球面方向”与“球面”的区别。“方向”仅仅是方向而已。当球面运动时，路径就会随时改变。所以在光传播这个过程中，光一边沿着径向运动，一边沿着球面方向传播，其路径就相当于两个矢量的合成，沿着对角线方向走了，这样就形成一条渐开线（图中的OA）。
但是计算光速的时候，又不能按照OA的长度来计算，因为光在实际上只能沿着球面方向传播，所以是按曲线OA上的相应点在弧BA上投影的长度来计算的，当然也可以按曲线OA上的相应点在半径OB上投影的长度来计算，因为光在球面传播的速度等于径向速度。这是符合拓扑学原理的：光线沿着曲线OA传播，必须符合光速不变性质。拓扑学就是关于几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。
光的传播也是错综复杂千变万化的，但是离不开拓扑学原理。当你掌握了拓扑学，你就能正确认识光的传播，可以知道光不是沿着直线传播的，也不是沿着球面传播的，而是按照拓扑原理传播的——始终保持光速不变。

43. 为什么光线经过太阳会拐弯
侯工
日食的时候，人们看到了太阳后面的天体，是因为光线拐了一个弯，绕过太阳传到人们的眼睛。
为什么光线经过太阳会拐弯？
有人根据爱因斯坦的广义相论，认为时空与物质之间的关系和它们的运动规律，使光线在经过黑洞或其他强引力场如恒星情况下，被引力吸引，产生了较大的弯曲，从而形成“引力透镜”效应。
其实，光线只是一些电磁波，根本没有质量，引力对其不起作用，怎么可能被引力吸引呢？
其实，太阳使光线拐弯，是因为光线经过太阳外层大气时产生了折射。太阳后面的天体就会沿着折射线传到人们的眼睛。你将一根筷子插到水杯里，筷子也会拐弯的，这是光线经过不同介质时产生的折射现象，是常见的物理现象。光线经过太阳时与这种现象是一样的，所以不要想复杂了。
上面这些现象都与太阳引力无关，因为光线是没有质量的，引力只对有质量的物体发生作用。
真正的科学，是将复杂的问题简单化。而伪科学往往将简单的问题复杂化。他们会故弄玄虚，制造新名词，创造新方程，然后通过繁琐的演算，再加上引经据典，将他们的理论说得天花乱坠，将人们的思想搞乱，使广大低维度的人们相信他们，这样，谬误就成为真理，皇帝的新衣就能大行其道了。“引力透镜”就是这样流行开来的。
维相者就这样被忽悠瘸了。

44. 何物引力透镜现象
侯工
度娘对引力透镜效应是这样描述的：引力透镜效应是爱因斯坦的广义相对论所预言的一种现象。由于时空在大质量天体附近会发生畸变，使得光线经过大质量天体附近时发生弯曲。如果在观测者到光源的直线上有一个大质量的天体，则观测者会看到由于光线弯曲而形成的一个或多个像，这种现象称之为引力透镜现象。
由于宇宙是个径向运动而膨胀的球面，光在径向上以光速作匀速运动，同时又在球面上以光速作匀速传播运动，所以观测者到光源（最初发光点）之间不可能是直线，只能是一条渐开线的曲线。
由于人们长期接受愚化教育，已经失去独立思考的能力，因而对爱因斯坦产生了迷信，认为他说的就是绝对正确的，不容怀疑的，谁怀疑他就跟谁急。所以现在要进行科学研究，就要有天马行空的精神，不要理会喷子们的狂吠，也不要顾及官科卫相士的藐视。因为你生活在第三维度，他们生活在第一维度。他们无论如何也不能理解你的观念，你也没有必要降低自己的维度去迎合他们。和夏虫讨论冰雪是没有意义的。真理往往在少数人手里。
首先，爱因斯坦并不知道什么是时空，也不知道什么是引力和质量，更不知道光的本质。既然不知道时空、引力和质量是什么，也不知道光的本质，又怎么能够知道时空在大质量天体附近会发生畸变呢？又怎么知道光经过大质量天体附近会拐弯呢？这在逻辑上就已经不成立了。
爱因斯坦根本不知道宇宙空间的形状，是平面，还是球面？抑或是立方体？宇宙是如何运动的？什么是时间？什么是速度？什么是质量？什么是光线？光有没有质量？光速为什么不变？什么是万有引力？万有引力是从哪里来的？这些他一概不知，就呜哩哇啦地乱讲一通，什么时间会随着速度加快而变慢啦，什么尺缩啦，什么质量变大啦，什么光是粒子啦……就像皇帝新衣一样，却有大量粉丝狂赞新衣漂亮！
第二，他在相对论中，认为时间与空间构成了一个不可分割的整体——四维时空。其实，空间与时间一起才构成三维，时间不能离开空间单独成为一个维度。时间是空间运动的度量。时间不能离开空间单独存在。
第三，爱因斯坦由一条靠错误的洛仑兹变换推导出来的质能关系式，就断言质量和能量是一回事。其实，质量是物体包含最小粒子的数量，而能量是物体运动的能力，两者不能直接地互相转化。物质释出能量并没有消失，而是改变了形态，由有质量的物体变成没有质量的物元（最小粒子）。物质只是形态的改变。能量也不能直接转化成物质，只是通过力来回传递。
第四，爱因斯坦认为光是粒子，具有质量，可以被大质量物体吸引。其实，光只是一种电磁波，是能量传递的一种方式，有能量没有质量，不受引力影响，但经过不同介质时因产生折射而改变方向，所以应该叫做折射透镜效应，而不能称为引力透镜效应。
根据宇宙球面运动规律，宇宙视域在理论上是围绕观测者以1弧度圆心角所作的圆锥面与宇宙球面相交的球冠面。观测者到视域边界的距离等于宇宙的半径即138亿光年。但是在实际上，由于光的传播是有速度的，球冠面上的天体不可能即时传播到观测者的眼睛，所以我们看到的天体，不是天体现在的实体，而是它当年发出光时的样子，处在当年的位置上。比如：我们通过望远镜观测到138亿光年远的天体，它的实体此刻在宇宙球面上离我们138亿光年远的地方，但是我们看不到它，我们看到的是它138亿年前在宇宙原点时的样子；我们看到的太阳，并不是它的实体，而是它8分钟前的样子——宇宙一直在欺骗着我们。
现在，某天体以光速在径向到达宇宙球面，又以光速走过138亿光年传到我们的眼睛（相当于该天体从球面上视域边界以光速走过138亿光年传到我们的眼睛），那么它是138亿年前的样子，它与我们的圆心角等于1弧度。如果我们观测到某一天体的距离是69亿光年，那么它与我们的圆心角等于1/2弧度，34.5亿光年，圆心角等于1/4弧度……1.38亿光年，圆心角等于1/100弧度。以此类推，知道地球到太阳距离，就可以算出地球与太阳的圆心角了。
计算
已知地球到太阳距离=0.0000158光年=1.58*10^-5光年，设太阳与我们的圆心角为X：
（1.58*10^-5）/1.38*10^10=X/1
解得：X=1.1449*10^-15弧度
由计算得知，太阳与我们的圆心角是1.1449*10^-15弧度。
圆心角1弧度的点离开的速度为光速c，那么我们离开太阳的速度X：
1/c=(1.1449*10^-15)/X
X=(1.1449*10^-15)c=(1.1449*10^-15)(3*10^8)=3.4347*10^-7m/s
1年=3.1536*10^-7s
那么我们每年离开太阳
3.4347*10^-7X3.1536*10^-7=12m，这与通过实测月球每年离开地球3.8cm计算出来的结果14.7m非常接近。
根据下图分析光运动的轨迹：

原点圆心角为1弧度天体光线传播示意图
从图中可以看出，光线走的是一条曲线，再加上光线的折射效应，其中起主要作用的是折射效应。例如：日食时我们可以看到太阳后面的天体，是因为这些天体的光线经过太阳旁边的大气层时发生了折射，使我们能够看到它们。所谓的引力透镜效应，实际上是折射效应加光的曲线效应的双重作用，与引力一点关系都没有——光没有质量，引力对光不起作用。引力透镜现象实际上子虚乌有。

45. 光产生的原因是什么
侯工
光产生的原因是什么？
目前的解释基本上停留在物质层面，可以归结为两种形式：
（一）物质因受热而使内部微观粒子运动加剧，原子外围电子获得较多能量产生跃迁从而释放出电磁波（一说是光子），例如火光、白炽灯光等。
（二）原子外围电子受到电场或磁场的作用获得能量产生振动因而释放出电磁波（或光子），例如LED光、萤火虫光等。
（一）称为热光源，发光效率很低，例如白炽灯只有7%。
（二）称为冷光源。冷光源是在电场、磁场作用下电子受激振动所伴生的电磁波。这里，电子振动是指自然界游离电子或原子的核外层电子的非跃迁运动，因为冷光源的发光只是电子在磁场或电场作用下发生振动所产生的电磁波，仅仅与电子振动的频率、振幅相关，与核外电子运转的速率无关，也与物质的温度无关，发光时不会伴有强烈的发热，不会伴有大量的红外波、微波。所以发光效率高，能节约大量的能源。如：日光灯、节能灯、极光、萤火虫的发光、半导体发光（ LED）等。
但是，以上两种并不是光产生的终极根源——热、电场和磁场来源于哪里？
例如，太阳的光是怎样产生的？
你可能会说来自太阳的高温。
太阳的高温来自哪里？
你可能会说，来自太阳里的核聚变反应。
但是太阳里的氢在10亿年内并没有显著减少，说明太阳里核聚变反应不存在。
难道太阳的光和热是太阳自秉的吗？
所谓自秉，就是本身自有的。有人就认为粒子自旋是粒子自秉的。其实，宇宙不存在自秉的东西：粒子自旋是由宇宙结构力作用产生的；宇宙结构力来自宇宙结构能；宇宙结构能来自宇宙统一场，宇宙统一场来自球面与其半径的不确定关系，这种不确定关系只是一种数学现象，谈不上自秉不自秉。
我们说过，地球是一只花尾渡，其实，太阳也是一只花尾渡，不过是大型的而已。
那么，太阳的能量来自哪里？
你可能会说，来自上帝。
这是一种无奈的解释。如果这样解释是对的，所有人不用上学读书了，因为所有问题都可以由上帝来回答了。
太阳本身没有能量和质量，因此不会运动，不会发热，也不会发光。太阳的能量和质量是宇宙结构能通过结构力作用不断传递过来的。如果结构能不再给太阳输送能量，太阳依靠现在自身已有的质量和能量发光和热，太阳的氢全部进行核聚变反应，不会超过一百年，如果太阳是一堆煤，燃烧时间不会超过一千年。然而，太阳已经过去47亿年了，如今还在青壮年时期，太阳的氢存量也没有显著变化。
所以，太阳的能量只能来自宇宙结构能。
实际上，宇宙结构能通过宇宙球面对太阳施加挟持力，使太阳与球面同步运动，这样，太阳才获得能量和质量。由于太阳表层的相对速度比里面的微观粒子快，而内部的微观粒子也要与表层同步前进，于是结构力就对内部的微观粒子加速，越是里面的加速越大，温度也就越高，这就是太阳不断发光发热的机理。
地球内部发热也佐证了这一点：地球内部没有热源，但是几十亿年也没有冷却，反而温度在不断升高，火山喷发更加激烈了，两极冰层也在加速溶化，印尼首都将要沉入大海。所以地球的能量也来自结构能。
至于冷光源的磁场、电场，来源于电子的运动，即电子的1/2自旋运动，而电子的运动也来自结构能的挟持力，所以归根结底还是来自宇宙结构能。
光是电磁波，也称光波，可分为三部分：
（1）低频率不可见光：（A）低温不可见光。只要高于绝对0度（摄氏-273.15度）就有光波存在，反映的是分子的运动速度。低温不可见光主要是由分子运动带动内部电子振动产生的：在低温状态下，分子的相对速度很慢，于是电子振动频率相应很低（频率1Hz~3×10^4Hz）。（B）无线电波（长波：频率3×10^4Hz~3×10^5Hz ，中波：频率3×10^5Hz~3×10^6Hz ，短波：频率3×10^6Hz～3×10^7Hz，超短波：频率3×10^7Hz~3×10^8Hz）。无线电波是由导体中电流强弱的改变使电子振动产生的。（C）微波(频率3×10^8Hz~3×10^11Hz)。微波是由强磁场和高电压使电子产生振动产生的。在自然界 ，可由原子运动带动内部电子振动产生。（D）红外线（频率3×10^11Hz~4.2×10^14Hz）。红外线也是由原子运动带动内部电子振动产生的。红外线人类看不见，但是蛇可以看见。
（2）可见光（频率4.2×10^14~7.8×10^14 Hz）。可见光主要由电子在外层的两个能级间来回跃迁的振动产生的。
（3）高频率不可见光：（a）紫外线（频率7.8×10^14 Hz~10^17Hz）。紫外线主要由电子在中层的两个能级间来回跃迁的振动产生的。人类看不到紫外线，但是蜜蜂、鸟、鱼等动物可以看到紫外线。(b)x射线（频率10^17Hz~10^18Hz）。x射线主要由电子在内层的两个能级间来回跃迁的振动产生的。（c）伽马射线（频率10^18Hz~10^23Hz）。伽马射线主要是在原子核内发生衰变时使电子剧烈运动或解体时产生的。
综上所述：在物质层面，光是由电子在不同运动状态下产生的，它本质上是电子的波动，电子的波动通过介质最小粒子传播，就像声波通过介质空气传播一样。声波没有粒子，光波也没有粒子；在结构层面，光产生的根源在宇宙结构能，即宇宙球面与其半径的不确定关系。

46. 在天文观测中如何计算距离
侯工
根据报道，某天文学家发现宇宙半径为195亿光年。
根据科学测定，宇宙的年龄是138亿年。由于宇宙是个球面，在径向以光速膨胀，那么宇宙的半径应该等于138亿光年。为什么他发现宇宙半径为195亿光年？
在上章《光是按照拓扑学原理传播的》里，我曾经说过：“光是沿着曲线OA传播的。某天体B从宇宙原点沿着径向运动，现在已经到达球面的B点，但是我们看到它仍然在原点O处。光的路径是曲线OA，但是OA不是光传播的距离。光传播的距离是OA或弧线BA，等于１３８亿光年，即时间是１３８亿年。有人将曲线OA当作天体B的距离就错了，因为光是按照拓扑学原理传播的。”
这个天文学家就犯了这样的错误。他将光走过的路径曲线OA当成宇宙的半径，所以就将宇宙半径138亿光年变成了195亿光年。
那么，在天文观测中如何计算距离？
在天文观测中，如果测量某天体D的“距离”为10亿光年，如图：

A为观测者。D’A是观测“距离”，是天体D的光走过的路径曲线D’A，，不是实际距离。实际距离是弧线DA=D’D。
设D’D=p，D’A=q，由于光的径向速度等于球面向速度且互相垂直，速度对应于距离，所以分量Δq可以看作是以分量Δp为边长的微正方形的对角线，那么Δp=Δq/√2，写成微分形式：
dp=dq/√2
两边积分，得：
p=q/√2
即D’D=D’A/√2
本例天体D的实际距离为：
10亿光年/√2=7亿光年。
在天文观测中，将观测到天体的距离，打个7折就可以了。
相当于以这个天体实际距离为边长的正方形的对角线，所以实际距离要将100光年除以方根2：
100/1.414=71（光年）
也就是说，这个天体的实际距离是71光年。
远距离的天体，就要用作图法求出曲线在半径上的投影从而求出其实际距离。

47. 为什么天会下雨
侯工
为什么天会下雨？一般人以为，水蒸汽升上天空，温度降低，水蒸汽凝结成水，落下来就成为雨了。
有人以为这是永动机原理。
永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。
持有永动机观点的网友认为，湿热空气，绝热上升，自动变冷，不需要放热，所以降雨是单热源热动，符合永动机原理。
但是，为什么湿热空气，绝热上升，会自动变冷，也就是说，为什么天空的温度比地面低呢？
原因在于速度守恒定律——物体总速度等于其宏观速度加微观速度，地面的宏观速度比高空小，其微观速度就大，而温度是物体内微观粒子速度的标志，微观粒子速度大，其温度就高。另一方面，由于地球在自转，高空的旋转半径比地面大，旋转的线速度就比地面大，也就是宏观速度比地面大。根据速度守恒定律，其微观速度就会减小，微观粒子速度越小，温度越低，所以，随着海拔的升高，温度就下降，那么，湿热空气上升的过程就是放热的过程，这个过程是通过速度改变来实现的，而不能说不需要放热，这样，就不符永动机原理了。
湿热空气的形成，有人认为是因为阳光，阳光提供太阳能，有人认为是因为空气，空气形成温室效应，这些只是表面因素，不是实质原因，因为地球内部，既没有阳光，又没有空气，为什么温度过千度那么高呢？所以，地面温度比高空温度高，主要原因还是速度守恒。
综上所述，天会下雨的原因是速度守恒，高空的宏观速度比地面大，其微观速度就比地面小，导致温度降低，从而使湿热空气凝结成水，这样就有雨下来了。联想到高山顶上的皑皑白雪，也是同样的原因——高山顶的线速度大，即宏观速度大，其微观速度减小，温度降低而结冰。

48. 解析光电效应
侯工
以前人们觉得光电效应是一个神奇的现象。所谓光电效应，是指在高于某特定频率的光照射下，某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流。
光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现，人们因此认为光有波粒二象性，即光既是波又是粒子。
其实，波与粒子是矛盾的。波的传播，就像水波一样，是水的振动，水的分子并没有随着水波传播。同理，光是一种电磁波，是宇宙球面中的最小粒子振动，最小粒子也不会随着光波传播。
既然认为光子是有质量的粒子，就不可能一边“上下（前后）”摆动，一边向“前”移动，根据最节省能量的原则，有质量的粒子的运动是走捷径的，而波动不是捷径，波动定义为质点在原地有规律的摆动，所以粒子的单向运动与波动是不可能共同进行的。
光波遇到较小的障碍物可以绕过去，粒子就不能了。
如果光束是由粒子组成，将光束照射于一条狭缝，通过狭缝后，在探射屏应该会观察到对应于狭缝尺寸与形状的图样。可是，实际进行这单缝实验时，探测屏显示出衍射图样，光束会被展开，狭缝越狭窄，则展开角度越大。在探测屏上显示出，在中央区域有一块比较明亮的光带，旁边衬托著两块比较暗淡的光带，说明光是波而不是粒子。
如果光束是由粒子组成，将光束照射于两条相互平行的狭缝，则在探射屏上会观察到两个单缝图样。但实际并不是这样，在探射屏显示出一系列明亮条纹与暗淡条纹相间的图样——波干涉效应。
以上这些实验结果意味着光是一种振动波。
用双缝实验来检试电子的物理行为，发现电子也会发生干涉现象。1974年，皮尔·梅利，在米兰大学的物理实验室里，成功的将电子一粒一粒的发射出来。在探测屏上，他也明确地观察到干涉现象，这又是什么原因呢？
电子是公认的粒子，但是电子运动是半奇数形式的，一边自旋一边作线性运动，这样就产生了波动。电子的波粒二像性是由电子的特殊结构和运动方式决定的，而光就没有这样的结构和运动方式，不能将电子的波粒二象性套到光的头上。
既然没有光子，光电效应就不是由光子引起的。那么是由什么引起的？——是由光的频率引起的。
事实上，由于电子的固有频率与光的频率产生共振，使其能量增大逸出原子而成为自由电子，从而形成光电效应。
光电效应与光波的频率有关。马克斯·普朗克发现的普朗克关系式E=hv （h为普朗克常数，v为光波频率），将电子逸出能量 E与光波频率 v关联在一起，而与“光粒子”（质量）无关，说明光电效应是电子对光波的频率响应而导致的共振(谐振)现象。同时说明光电效应不能证明光的粒子说，因为，光电效应必须要达到一定频率的光。如果存在光子，只要普通的光就可以了。
再说，光是由电子跃迁产生的。电子由5个最小粒子构成。最小粒子是不可再分割的粒子，光子不可能小于最小粒子。如果电子在跃迁时放出光子，这些光子从何而来？如果从电子来，一个电子只能放出5个光子，那么光源很快就消耗殆尽了。
由此可见，光电效应证明光的波动性，因为这里不需要粒子的特征——质量，只需要波动的特征——频率。在光电效应中，与粒子无关，与光的强度也无关。达到或超过一定频率阈值的光可以使电子获得逃逸所需的能量，这就是光电效应的实质。

49. 光电效应的应用
侯工
我们看旧式胶片电影的时候声音是通过什么媒介记录和播放的，又是怎么做到和画面同步的呢？
原来，在电影胶片上除了画面之外一边还有一条声带，上面有不同的密度（或光带不同面积，有点象乱涂乱画的样子)。声带有变积式和变密式两种形式，效果是一样的。声带和画面部分一样，也是由感光材料涂布的。拍摄时声音经话筒转变为电信号再经放大器放大驱动光源使声带部分感光。由于声音信号强弱不均，输出的电信号也是强弱不均，光源发出的光线也是强弱不均的，声带感光后留下疏密不均（或光带不同面积）的形态。
放映时画面在前进，声带也在同步前进，另用光源照射声带。由于声带的疏密不均（或光带不同面积），透过的光线也是时强时弱的，照射到光电管后转换为变化频率和光线相同的电信号，经放大器放大，到扬声器得到声音。
这个光电管就是将光变成电流的装置。那么，光是如何转变成为电流的？
光转变成为电流的现象称为光电效应。

光电效应图
光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象称为光电效应。
以前，人们错误地认为，按照粒子说，光是由一份一份不连续的光子组成，当某一光子照射到对光灵敏的物质(如硒)上时，它的能量可以被该物质中的某个电子全部吸收。电子吸收光子的能量后，动能立刻增加。如果动能增大到足以克服原子核对它的引力，就能在十亿分之一秒时间内飞逸出金属表面，成为光电子，形成光电流。
如果这一假说是真的，那么任何频率的光线都可以产生光电效应，但是，并不是任何光线都可以产生光电效应的，实际上是具有（或大于）某个频率的光线才可以产生光电效应的。
这就说明，光电效应与“光子”无关，只与光的频率有关。说到频率，与之相关的有共振、谐振——当波的频率是某物体频率的倍数时，就会产生共振、谐振现象，光电效应就是一种共振、谐振现象。
什么是共振？一个物理系统在必须特定频率下，相比其他频率以更大的振幅做振动的情形，称为共振。例如一列军队齐步经过一座桥梁时，由于共振可以将桥梁踩断。
原子及其外围的电子可以看成是一个物理系统，其电子的运动是一种波动，具有一定的频率。当它的频率与光的频率相同时，就会产生共振，使振幅不断增大。当振幅的能量大于原子核的束缚力时，电子就会逃离原子而成为自由电子，从而形成电流，这就是光电效应产生的机理。
为什么光的频率会与光电管里电子的频率相同呢？原来，光是电磁波，它的频率不是自身具有的，而是来自某个电子的振动频率，所以，归根结底，是光电管里电子的频率与某个电子的频率相同，光只不过起到联系两个电子的作用而已。
在光电效应里，光频率大于某一临界值时方能发射电子，即截止频率，对应的光的频率叫做极限频率。临界值取决于金属材料，而发射电子的能量取决于光的频率，而与光强度无关。有人认为这一点无法用光的波动性解释，这是因为他们不懂共振——共振取决于光的频率而与光强度无关。
还有人对光电效应的瞬时性无法理解：按波动性理论，如果入射光较弱，照射的时间要长一些，金属中的电子才能积累到足够的能量，飞出金属表面。可事实是，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，电子的产生都几乎是瞬时的，不超过十的负九次方秒。对此，他们错误地以为，光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。这是因为他们不懂得，在微观世界里，十的负九次方秒已经是非常长的时间了，因为光的频率范围为4.2×10^14~7.8×10^14赫兹，表示在１秒时间内振动10^14次以上，那么在十的负14次方秒内就已经产生共振了。
根据普朗克方程，光的能量表示为：E=hv，h为普朗克常数，v为光的频率。由此可知，在光电效应里，发生作用的是光的频率，而不是“光子（或光量子）”，从而说明，光电效应不能证明光具有粒子性，只能说明光具有波动性。
胶片电影的声音是光电效应的一种应用。

47. 下雨和极光的成因
侯工
为什么天会下雨？一般人以为，水蒸汽升上天空，温度降低，水蒸汽凝结成水，落下来就成为雨了。
但是，为什么水蒸汽升上天空，温度会降低？也就是说，为什么天空的温度比地面低呢？
——一般人以为是因为高空（高山）空气稀薄，温度容易散失，所以温度会降低，但是，温度与空气的厚薄没有必然关系——在真空里，电炉照样可以产生高温。
原因在于速度守恒定律——物体总速度等于其宏观速度加微观速度，地面的宏观速度比高空小，其微观速度就大，而温度是物体内微观粒子速度的标志，微观粒子速度大，其温度就高。另一方面，由于地球在自转，高空（高山）的旋转半径比地面大，旋转的线速度就比地面大，也就是宏观速度比地面大。根据速度守恒定律，其微观速度就会减小，微观粒子速度越小，温度越低。所以，随着海拔的升高，温度就下降，于是，水蒸汽就凝结成水。
又有人以为这是永动机原理。
永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源不需要向外放热的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。
持有永动机观点的网友认为，湿热空气，绝热上升，自动变冷，不需要放热，所以降雨是单热源热动，符合永动机原理。
但是，为什么湿热空气，绝热上升，会自动变冷呢？这里隐含着速度守恒定律——由于随着海拔升高，旋转半径增大，宏观速度增大，微观速度减小，温度下降，那么，湿热空气上升的过程就是放热的过程，而放热是向云层外即系统外进行的，因而不能说不需要放热，这样，就不符永动机原理了。
湿热空气的形成，有人认为是因为阳光，阳光提供太阳能，有人认为是因为空气，空气形成温室效应，这些只是表面因素，不是实质原因，因为地球是一个整体，它的内部，既没有阳光，又没有空气，为什么温度有过千度那么高呢？——这是因为地球内部宏观速度小，根据速度守恒定律，其微观速度会加大，因而产生高温。
水蒸汽的能量无疑来自太阳能，但是，高山上接受的太阳能更多，理应温度更高，为什么温度反而比地面低呢？
——原因也是速度守恒，由于高山的旋转半径比地面大，宏观速度大，微观速度小，因而温度低。同理，由于云层温度低，因而水蒸汽凝结成水而形成雨落下来。
速度守恒定律是解释水蒸汽到高空时为什么温度会下降的问题，这是指相同纬度说的，不同纬度，接收的太阳能是不同的，纬度越高，接收的太阳能越少，温度越低。地表的温度主要还是依靠太阳能。虽然赤道地面温度很高，但是赤道高空的温度仍然是很低的，这是赤道下雨的原因。两极接收的太阳能少，因而温度较低。然而，由于两极的宏观速度较小，其微观粒子的速度就会加大，所以形成大量微观粒子加速运动发射到太空，遇到太空的宇宙射线就发出绚丽的极光——两极以这样的方式实现速度守恒。
综上所述，天会下雨的原因是速度守恒，高空的宏观速度比地面大，其微观速度就比地面小，导致温度降低，从而使湿热空气凝结成水，这样就有雨下来了。联想到高山顶上的皑皑白雪，也是同样的原因——高山顶的线速度大，即宏观速度大，其微观速度减小，温度降低而结冰。两极的宏观速度很小，其微观粒子速度更大，因而一发射到太空形成极光。

50. 重力不是万有引力
侯工
1687牛顿所发现了万有引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2表示两个物体的质量，r表示它们间的距离，则物体间相互吸引力为F=（Gm1m2）/r^2，G称为万有引力常数也可简称为引力常数，G由卡文迪许使用扭秤装置测出，其值约为6.67×10^-11 N·m^2/kg^2。
据说，牛顿是看到从树上掉下苹果，突然产生了灵感，想到这是因为存在万有引力。其实，苹果从树上掉下来，并不是因为万有引力，而是因为重力。重力不是万有引力，是宇宙结构力。重力是针对星球本身的作用，而万有引力是两个星球之间的作用。
我们可以通过计算来证明，重力不是万有引力：
设F为苹果的万有引力。根据万有引力公式
F=（Gm1m2）/r^2 （1）
地球半径r=6.3781*10^6m，苹果质量m2=0.2kg，地球质量m1=5.965×10^24kg
代入（1），得
F=0.2(6.67×10^-11)(5.965×10^24)/(6.3781×10^6)^2
=1.9561N
苹果的重力F1为
F1=m2g=0.2*9.8=1.96N (2)
(2) 中的g=9.8m/s^2是重力加速度。
在上面（1）和（2）计算中，（2）的量值比（1）大，即苹果的重力大于它的万有引力，说明重力不是万有引力。
宇宙球面对不同天体的牵引力是由其重力加速度决定的。月球的重力加速度是地球的1/6，月球上任何一个物体的重力都等于mg/6，那么，宇宙球面对月球所有物体牵引力的总和就是对整个月球的牵引力F宇月：
地球上任何一个物体的重力都等于mg，那么，宇宙球面对地球所有物体牵引力的总和就是对整个地球的牵引力F宇地：
F宇地=gm地=9.8×5.965×10^24
=5.8457×10^25N
宇宙结构力表现为宇宙球面对星球的挟持力，而重力就是这个挟持力的反作用力。其方向作用在星球的周围，是宇宙球面牵引力从四面八方捆绑天体的表现方式。
宇宙球面牵引力作用在电子上，产生了正负电磁力两个分力，作用在天体上，使天体随着球面膨胀，从而产生膨胀力，膨胀力的反作用力就是万有引力，作用在微观粒子上，产生了弱力和强力两个分力……，这些现象体现了宇宙牵引力是万力之源。
综上所述，万有引力来自宇宙球面膨胀力，是宇宙球面膨胀力的反作用力，其方向作用在两个物体重心的连线上，是两个星球之间的作用。而重力是结构力通过宇宙球面对星球施加作用，是针对星球自身的作用，是宇宙球面挟持力的反作用力。两者定义不同，所以说，重力不是万有引力。
牛顿是歪打正着，将重力误当作万有引力，是因为不知道重力与万有引力的定义——重力是宇宙球面挟持力的反作用力；万有引力是宇宙球面膨胀力的反作用力。但他能正确推导出万有引力公式，这就不简单了。

51. 不确定性原理的根源
侯工
不确定性原理（又称测不准原理）是由德国物理学家海森堡于1927年提出的。这个理论是说，你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度（动量）。
海森堡认为，测量这动作不可避免的搅扰了被测量粒子的运动状态，因此产生不确定性。稍后，厄尔·肯纳德给出另一种表述，他认为位置的不确定性与动量的不确定性是粒子的秉性，与测量的动作无关。这样，对于不确定性原理，有两种完全不同的表述。
这两个人的看法都是片面的，都没有说到根本上，也就是说，他们不了解不确定性原理的根源在哪里。
其实，不确定性原理的根源在于球面与半径的不确定性。
粒子不确定性直接原因是粒子在运动。由于粒子是运动的，它的位置每一霎间都不同，它的速度也会因为互相碰撞而发生改变。这确实与测量的动作无关（测量与否，粒子都在运动），但也不是粒子的秉性，因为粒子是被宇宙球面牵引着运动的。秉性，是指自带的本性。由于粒子具有惯性，本身不会运动，全靠宇宙球面牵引，粒子才能运动，又何来秉性？
宇宙球面的运动，是一切运动的根源。
根本的问题是：宇宙球面为什么会运动？
宇宙球面运动的原因是球面与半径的不确定性。
因为球面S=4лr^2，
又因为л没有确定值，当球面确定时，半径不确定，当半径确定时，球面又不确定，两者永远处于不稳定状态，也就是说，球面和半径都在运动，这就是产生运动的原因。宇宙球面的运动就是这样产生的，从而带动了宇宙万物。所以说，不确定性原理的根源在于球面与半径的不确定性。在量子力学中，表现为粒子的恒运动性，因此测不准。
Л称为圆周率，是二维封闭曲线圆周与一维直径的比。根据圆周C与半径r关系：
C=2πr （1）
由（1）得:
R=C/2π (2)
(2) 与不确定关系式
△q·△p≥ｈ/２π (3)
无论在形式还是在本质上都是一致的。(3)中的△q是位置变量，△p是动量变量，ｈ是普朗克常数。可见，（2）是不确定关系式的基本表达式。实际上，（3）来源于（2）。由于圆与半径的不确定关系是永恒的，所以位置和动量的不确定关系也是永恒的。所以，不确定性原理不是因为测量的干扰，也不是因为粒子的秉性，而是在于球面与半径的不确定性。实际上是二维封闭曲线圆周与一维直径的比值π，因为圆周与直径维度不同，所以比值是不确定的，但又是实际存在的，这就是宇宙运动的根本原因。

52. 重力从哪里来
侯工
1687牛顿所发现了万有引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2表示两个物体的质量，r表示它们间的距离，则物体间相互吸引力为F=（Gm1m2）/r^2，G称为万有引力常数，也可简称为引力常数，G由卡文迪许使用扭秤装置测出，其值约为6.67×10^-11 N·m^2/kg^2。
据说，牛顿是看到从树上掉下苹果，突然产生了灵感，想到这是因为存在万有引力。其实，苹果从树上掉下来，并不是因为万有引力，而是因为重力。重力不是万有引力。重力是宇宙球面挟持力的反作用力。万有引力是宇宙球面膨胀力的反作用力。重力是针对星球本身的作用。万有引力是两个物体之间的作用。
根据万有引力公式
F=（Gm1m2）/r^2 （1）
地球半径r=6.3781*10^6m，质量m2=0.2kg，地球质量m1=5.965×10^24kg
代入（1），得
F=0.2(6.67×10^-11)(5.965×10^24)/(6.3781×10^6)^2
=1.9561N
苹果的重力F1为
F1=m2g=0.2*9.8=1.96N (2)
(2) 中的g=9.8m/s^2是重力加速度。
在上面（1）和（2）计算中，重力与万有引力的值相差不大，是因为重力是球面挟持力在球面上的反映，大小等于球面膨胀力。
如果两个星球距离较远，那么两者之间只有万有引力而没有重力，这就是万有引力与重力的区别。
宇宙球面对不同天体的牵引力是由其重力加速度决定的，而天体的重力加速度是由其对宇宙球面的相对速度决定的，因为重力加速度是速度补偿的度量，相对速度越小，补偿量越大，重力加速度就越大。
地球上任何一个物体的重力都等于mg，那么，宇宙球面对地球所有物体牵引力的总和就是对整个地球的牵引力F宇地：
F宇地=gm地=9.8×5.965×10^24
=5.8457×10^25N
月球的相对速度比地球大，其速度补偿量只有地球的1/6，即它的重力加速度是地球的1/6，那么，宇宙球面对月球的牵引力F宇月：
F宇月=m月g/6
=(9.8/6)*0.07348×10^24
=1.2002×10^23N
宇宙结构力表现为宇宙球面对星球的牵引力，而重力就是这个牵引力的反作用力，是通过宇宙球面实现的——其方向作用在天体的周围，是宇宙球面牵引力从四面八方捆绑天体的表现方式。
万有引力来自宇宙球面膨胀力，是宇宙球面膨胀力的反作用力，其方向作用在两个物体重心的连线上，是两个星球之间的作用。