(光压)斥力相互作用理论建立的哲学思维和数学原理

宋贯一1960年开始,就从哲学的思想角度探讨物理学问题,致力于对自然界是否客观存在与(万有)引力相互作用相对应的(万有)斥力相互作用理论的研究.依据1901年俄国物理学家列别捷夫(Н.Н.Лебедев)做出的光子压力的实验测定及1916年爱因斯坦(A.Einstein)光子学说的提出与证实,预示着宇宙中应存在着以光子为媒介粒子的自然力—光子斥力.于是启动了从地球上寻找太阳辐射出的光子斥力是通过什么样的耦合物理机制作用到地球上及太阳光压斥力引起地球物质产生宏观运动的证据这一漫长的探索之路.直到1991年之后,终于发现了太阳的能量(动量)是通过日-地间天然形成的"轧制"式及"摇摆"式耦合物理机制传递地球的,成功地解决了地震力源、地壳运动力源及近200多年来地球自转学科中遗留下来的极移、地球自转速度的变化和长期极移的成因等若干难题.2008年之后,依据在地球上找到了的一连串太阳(光压)斥力引起地球物质产生宏观运动的证据链条,明确提出了(光压)斥力相互作用理论,并用纯数学的构造来描述恒星向外传播能量(动量)的数学表达式,以及把这些数学符号联系起来的定律—(光压)斥力相互作用的数学原理F=(1+K)3JS/4πR~3,(1)式中F为任一恒星对其系内某一被辐射物体产生的斥力;J为恒星自身每秒钟辐射出的能量;S为被辐射物体接受到的光照表面积;R为恒星与被辐射物体之间的距离;K为物体对光子的平均反射率;π为圆周率.即任一恒星对其系内任一被辐射物体均产生(光压)斥力,斥力的大小跟恒星自身每秒钟辐射出的能量及被辐射物体接受到的光照表面积的乘积成正比,跟以恒星与被辐射物体之间距离为半径的体积成反比.与两物体的质量大小、物理状态及化学结构本质无关.(光压)斥力相互作用的主要特性是:(1)恒星内部的核聚变是(光压)斥力相互作用的能源,它可辐射到宇宙中的所有物体;(2)能源扩散方式为体扩散,扩散速度为光速;(3)只有排斥力(矢量),斥力方向为以恒星为中心沿恒星与被照射物体两质点连线向外;(4)媒介粒子是光子(其他粒子占比例甚小),其性质稳定,寿命可达无限长;(5)对物体的作用方式是碰撞,通常仅作用于物体的表面;(6)作用力范围为长程力(理论上可达无限远);(7)在通常的情况下,只对恒星系内的物体起重要作用.(光压)斥力相互作用是人类揭示出的自然界客观存在的第五种物质世界基本关系的表现形式.其他四种物质世界的基本关系表现形式是:(万有)引力相互作用;电磁相互作用;强相互作用和弱相互作用.本文着重叙述了作者在辩证唯物主义哲学思维的指引下,提出(光压)斥力相互作用的数学原理(定律)的过程.     

(太阳光压)斥力相互作用是解开地球动力学力源奥秘的钥匙

宋贯一(2008,2012)先后发现并提出了(光压)斥力相互作用理论.(光压)斥力相互作用的主要特性是:(1)恒星内部的核聚变是(光压)斥力相互作用的能源,它可辐射到宇宙中的所有物体;(2)能源扩散方式为体扩散,扩散速度为光速;(3)只有排斥力(矢量),斥力方向为以恒星为中心沿恒星与被照射物体两质点连线向外;(4)媒介粒子是光子(其他粒子占比例甚小),其性质稳定,寿命可达无限长;(5)对物体的作用方式是碰撞,通常仅作用于物体的表面;(6)作用力范围为长程力(理论上可达无限远);(7)在通常的情况下,只对恒星系内的物体起重要作用.(光压)斥力相互作用的数学表达式为F=3JS/4πR~3,(1)式中F为任一恒星对其系内某一被辐射物体产生的斥力;J为恒星自身每秒钟辐射出的能量;S为被辐射物体接受到的光照表面积;R为恒星与被辐射物体之间的距离.π为圆周率.即任一恒星对其系内任一被辐射物体均产生(光压)斥力,斥力的大小跟恒星自身每秒钟辐射出的能量及被辐射物体接受到的光照表面积的乘积成正比,跟以恒星与被辐射物体之间距离为半径的体积成反比.与两物体的质量大小、物理状态及化学结构本质无关.本文以太阳系为例,依据太阳光压理论,详细解析了日-地间天然形成的能量(动量)相耦合的"轧制"式物理机制、地壳内部水平应力的产生机理、地壳内部的应力分布特征、及地壳内部垂向构造活动产生的原因等.利用近百年来全球地震的实际观测资料为(太阳光压)斥力相互作用及日-地间"轧制"式耦合物理机制的客观存在提供了验证依据.论证了(太阳光压)斥力相互作用确是解开地球动力学力源奥秘的钥匙.(光压)斥力相互作用是目前人类已知四种(引力相互作用;电磁相互作用;强相互作用和弱相互作用)相互作用之后发现的第五种相互作用,它与(万有)引力作用方向恰恰相反,对天体物理学中为什么宇宙一直处于膨胀状态之中这一难题的解决给出了可用牛顿力学理论加以描述的答案.     

(光压)斥力相互作用在自然界客观存在的宏观证据

在宇宙中,众多恒星发出的光线充斥于万物之间.光压虽然早在1901年就被人们发现和试验证实,但一直未把它作为一种客观存在的自然力看待.其原因是(光压)斥力相互作用(自然力)主要表现在宇观物体(天体)上,在太阳系内的(太阳光压)斥力作用下,能否证明地球物质的宏观运动状态发生了变化及发生了什么样的变化,则是人们把(光压)斥力相互作用是否作为一种自然力看待的关键.宋贯一(1991)发现,太阳光压、地球的自转与公转组成了一套类似金属塑性压力加工中的一套天然"轧机",太阳的能量(动量)就是通过这种"轧制"式耦合物理机制传递给地球的,并依据这种耦合机制产生的地壳"轧展"效应特征,发现(1999)太阳光压斥力作用才是控制全球地壳运动和地震活动的唯一重要因素.宋贯一(1992)又发现,太阳光压、地球的自转与公转及赤黄交角的存在,组成了一套天然的日地间太阳能量(动量)相耦合的"摇摆"式物理机制,依据这种耦合机制特征,发现和证明(2006,2011)太阳光压斥力相互作用才是激发自转轴摆动并产生极移及地球自转速度季节性变化的主要力源.上述一系列发现,为(光压)斥力相互作用在自然界的客观存提供了具有说服力的证据.它与(万有)引力相相互作用一样,在宇宙的演化中起着同等重要的作用.     

用狭义相对论解析(光压)斥力相互作用

(光压)斥力相互作用是宋贯一(2012)提出的物质世界基本关系中的第五种自然力.本文利用爱因斯坦创立的侠义相对论对(光压)斥力相互作用进行解析得知,质能关系式揭示了斥力相互作用的能源本质,宇宙中恒星所具有的惯性质量为斥力相互作用的客观存在提供了巨大的能源贮藏.本文作者持此新的观点审视自然界,对(光压)斥力相互作用是恒星演化过程中必然产生的自然现象,对光为什么具有"波、粒"两象性,对当今天文学界猜想的"暗物质"、"暗能量"的本质,对(光压)斥力相互作用有关的斥力场与斥力波的性质,对宇宙大爆炸理论,对2016年2月11日,美国加州理工学院、麻省理工学院及"激光干涉引力波天文台"的研究人员当天在华盛顿举行记者会上宣布探测到的引力波等问题,都一一作出了新的见解.     

地球天体表面地震成因的多物理耦合数学模型

为系统地研究地震成因,提出了日地恒星行星系统质心模型,引入了地球引力场概念。经分析太阳与地球在系统中的角动量平衡关系,以及地球各物质层次与地球引力场场强之间的作用关系,计算得到了接近真实地震数据的地震能量聚集、运移、释放的物理数值。由此,给出了太阳调整角动量形成"力源"以及地球内部引力场非均匀分布耦合物质,经运动与相变传递能量引发地球表面地震的成因解释。     

地球科学的革命——用(光压)斥力相互作用理论解析青藏高原成因动力学

近几十年来,地球动力学的研究虽然提出过包括板块学说在内的各种不同的成因模式,但距揭示它的实质还相差甚远.宋贯一认为其原因主要有两个:(1)没有创新性的能源(力源)思维;(2)没有创新性的物理学理论的支撑.经过近60年的的不断探索,宋贯一在新的地球动力学能源观和创新性的物理学理论的建立两方面都取得了突破性的进展.本文详细介绍了太阳辐射才是地球动力学的能量(动量)源泉及(光压)斥力相互作用理论建立的依据和实践证据.上述两方面的进展应用于解析青藏高原成因动力学,则获得了完全意想不到的结论.加之近几十年来一系列直接冲击和动摇着传统地质科学所厘定的若干基本概念和理论的地质新发现不断涌现,引发地球科学产生一场真正的革命将不可避免,地球动力学将由运动学的描述进入成因动力学的新时代.     

关于钱德勒章动的探讨

本文从地球在太阳系内的自转和公转运行规律及太阳与地球之间的动量交换机制,来探讨地极的移动。为此,作者引出了光压矩和光压冲量矩的概念。在地球的自转和公转运动中,由于赤黄交角的存在和地球北南半球陆地表面积分布的不平衡性,在太阳光压的作用下,北南半球相对赤道产生不相等的光压矩,从而使原来平衡的以地心为支点的自转轴两端分别施加了周期性的外力,导致自转轴的晃动,产生极移。本文计算了(1)二分点(日)及二至点(日)地球北南半球相对赤道产生的较差光压冲量矩的大小,即极移的激发量级;(2)夏至点(日)和冬至点(日)地球北南半球相对赤道产生的光压矩及光压冲量矩呈反向变化,即极移振幅衰减和产生阻尼的原因;(3)从光压等效面积对称轴及光压冲量矩对称轴计算,钱德勒章动周期为435天左右。作者通过对地球东半球和西半球的北南部分相对赤道产生的光压矩对比分析,认为理论上地极的长期漂移是存在的。按现代全球陆地表面积沿经线的分布格局,长期极移的运动方向大致是沿西经90°向北美移动。作者引用统计资料,为太阳活动在地球上产生相对赤道的光压矩导致极移的理论提供了证据。     

地球自转学科中遗留若干主要难题的解析

近二百多年来的地球自转学科研究中,除岁差和章动的成因依据(万有)引力相互作用理论已经得到解决外,极移(包括长期极移)和日长(l.o.d)的变化问题一直还处在探讨和争论之中,尚遗留如下七个主要难题没有解决:1)极移是欧拉(Eular,1765)根据刚体自转的分析得出地球自转极相对地壳作周期为305天的摆动吗?2)极移周期的定量解释,钱德勒周期为什么不是单值的,约在425~440天之间变化?观测的极移轨迹运动周期为什么也不是单值的,而是在13.0~13.3个月之间变化?3)作为自由运动,钱德勒摆动最终将会逐渐衰减殆尽,为什么二百多年来的天文观测资料却未发现钱德勒振幅有任何渐自减弱的迹象,是什么因素在克服阻尼而维持这种运动呢?它的能量消耗到哪里去了?4)极移的成因机制是什么?5)极移与地震的关系?6)地球自转速度季节性变化的主要原因是什么?7)长期极移的成因及其运动方向?宋贯一(1991,2006,2008,2012)依据大量的宏观事实,发现和证明了自然界还存在有与(万有)引力相互作用相对应的(光压)斥力相互作用.本文依据(光压)斥力相互作用理论去解析上述七个难题,取得了立竿见影的效果.     

地震过程韵律性——宇宙能量源与地球构造单元相互作用的结果

地球内部物质构造转换过程虽然取决于内(地球成因)能,但受宇宙(宇宙成因)力的配置和调节。同时,每一不均匀层对宇宙力分量有独特灵敏性。宇宙对地球作用主要以重力和电磁场时空变化来实现。电磁场变化能量源主要与太阳过程有关,月球和太阳对地球起最大重力作用。8.1地球自转速度和地震活动性在近100年来,北半球大陆发生了7.0级或以上地震约200次(图略),震源深度达200km(图8.1)。实际上,所有强烈和灾难性地震都发生在赤道扇形区内,主要是阿尔卑斯—喜马拉雅带地区,地震能量释放达1018J。图8.1震源分布图地震随时间分布确定有4个活跃阶段(图8…     

地基观测的夜侧极光对行星际激波的响应

行星际激波与地球磁层相互作用通常会导致日侧极光活动增强,随后沿着极光卵的晨昏两侧向夜侧扩展的激波极光.行星际激波也可能直接导致夜侧扇区极光活动增强,甚至沉降粒子能通量的数量级可以与典型亚暴相比拟.本文首次利用我国南极中山站和北极黄河站连续多年积累的极光观测数据,对行星际激波与地球磁层相互作用期间地面台站在夜侧扇区(18—06MLT)观测的极光响应进行了分析.对18个极光观测事件的分析结果表明:行星际激波与磁层相互作用可以在夜侧触发极光爆发和极光微弱增强或静态无变化事件;太阳风-磁层能量耦合的效率以及磁层空间的稳定性决定着行星际激波能否触发极光爆发.     

A Monte Carlo study of rainfall forecasting with a stochastic model

A procedure for short-term rainfall forecasting in real-time is developed and a study of the role of sampling on forecast ability is conducted. Ground level rainfall fields are forecasted using a stochastic space-time rainfall model in state-space form. Updating of the rainfall field in real-time is accomplished using a distributed parameter Kalman filter to optimally combine measurement information and forecast model estimates. The influence of sampling density on forecast accuracy is evaluated using a series of a simulated rainfall events generated with the same stochastic rainfall model. Sampling was conducted at five different network spatial densities. The results quantify the influence of sampling network density on real-time rainfall field forecasting. Statistical analyses of the rainfall field residuals illustrate improvement in one hour lead time forecasts at higher measurement densities.     

Information for authors

正SCIENCE CHINA Earth Sciences,an academic journal cosponsored by the Chinese Academy of Sciences and the National Natural Science Foundation of China,and published by Science China Press and Springer,is committed to publishing high-quality,original results in both basic and applied research.     

INTERNATIONAL RESEARCH AND TRAINING CENTER ON EROSION AND SEDIMENTATION(IRTCES)

正Director:Shangfu Kuang,China Vice-directors:Chunhong Hu,China Duihu Ning,China Guangquan Liu,China The International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation(IRTCES)was jointly set up by the Government of China and UNESCO on July 21,1984.It aims at the promotion of international exchange of knowledge and cooperation in the studies of erosion and     

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Earthquake Engineering and Engineering Vibration Aims And Scope

正This journal is established by the Institute of Engineering Mechanics(IEM),China Earthquake Administration,to promote scientific exchange between Chinese and foreign scientists and engineers so as to improve the theory and practice of earthquake hazards mitigation,preparedness,and recovery.To accomplish this purpose,the journal aims to attract a balanced number of papers between Chinese and