新原理:第四卷-力的新概念

第一章-力的个体化和能量的假设转变

1.能量的转换

在今天,没有人不知道——第一批通过摩擦两块木头而成功地获得火的野蛮人可能就怀疑过这样一个事实——有了某种能量形式,就可以产生其他形式的能量。然而,力和力的转换等效理论直到有关能量守恒的发现时才被清晰地表述出来。

最初级的教科书现在教导说,自然界所有的力都是可以相互转换的,而且只是单一实体的转换,即:能量。

庞加莱在《物理学的进化》一书中总结了现有的思想如下:-

“19世纪末的物理学家们认为,在所有的物理现象中,都有幻影和消失的现象,它们是由各种能量来平衡的。然而,我们很自然地认为,这些等价的出现和消失对应的是变化,而不是同时的创造和毁灭。因此,我们对自己表示能量有不同的形式——机械的、电的、热量的和化学的——它们能够从一种形式变成另一种形式,但以这样一种方式,能量的量值始终保持不变。”

这一理论的起源很容易理解,但当我们深入研究它时,我们既没有发现它的必要性,也没有发现它的准确性。唯一对它有利的是,它逃过了实验的考验。可以肯定的是,各种形式的能量似乎都在转变自己,或者更好的是,任何形式的能量都可以产生其他的能量。但这些仅仅是表面上的转变,就像把钱变成商品一样。5法郎一件,我们可以得到一米的丝绸;但是没有人会想到用来制造硬币的银会变成丝绸。然而,当我们确信一根树脂棒与一条法兰绒的摩擦转化为热和电时,同样的转变也是可以接受的。现代的能量等效和能量转换理论似乎确实只是一种错觉,因为我们选择了同样的单位来测量它们,即用千克或卡路里来估计功的单位。

在它最不同的形式下,能量被简单地定义为等同于一定量的机械功。对现代物理学家来说,能量和功一直是同义词,尽管它们实际上是截然不同的东西。如果我们把自己局限于衡量一匹马、一个黑人和一个白人所能生产的公斤数,我们就会对它们的相对价值知之甚少。仅仅通过测量其中一种定量元素,我们对事物的了解很少。当其他迹象无法得到的时候,我们必须对这些迹象感到满意;但在这种情况下,我们必须承认我们的知识不足。

运动、电、热等显然是截然不同的东西,因此,我们似乎可以很自然地说,不同形式的能量相差太大,不能相互转化为另一种能量,而可以由不同的原因产生相同的效果。电动机是由蒸汽、电、体力劳动或风等各种动力推动运转的,尽管它们产生的效果相同,但它们彼此并不相似。当运动或任何形式的力产生热量时,除了我们用不同的方法得到产生热量的分子平衡的变化之外,这还意味着别的什么吗?像运动转化为电或光这样的变化,肯定比简单物体的变化——例如,把铅转化为黄金——更为神奇。

我不打算在这个理论上作进一步的讨论,因为它与当今的教导不太相符。如果不是偶然的机会把奥斯特瓦尔德教授的一本回忆录带到我的眼前,我甚至会认为这是没有用的。奥斯特瓦尔德教授通过其他途径得出了与我相同的结论。以下是他的原话:

“众所周知,自汉密尔顿时代以来,我们区分两种物理量——标量和向量。这两种量,本质上是不同的,不能用另一种来表示。我相信存在着更多不同种类的量,我相信我有理由承认,不同形式的能量都以具有这种个体性的量为特征。让这一点得到证实,到目前为止,力学还不能给出一个自然的完整形象,这一事实将成为必然。这样的概念对于科学来说,就像化学元素的个体性的概念在当时一样珍贵,而现代的机械理论专家,虽然声称能把一切形式的能量都转化为机械能,却同那些想把铅变成金子的炼金术士一样,做不出什么有用的工作。在这样的工作过程中,各种各样的发现,都是出乎意料的有趣的,这与这些顽固的淘金者通常丰富的活动更有相似之处。”

2.能量以什么形式存在于物质中

在我的上一部作品中,我已经研究过这个问题,我得出了一个结论:物质所表现出的能量是其元素运动的结果。物质在非常小的体积中包含了非常大的能量,这一定要归功于它们的速度。众所周知,在分解水的过程中释放出1克氢,相当于产生96,000库仑的电,也就是说,每小时输出近27安培。

看来化学家们并没有从这种角度来考虑能量的表现形式,而物质可能是能量的根源。尽管他们谨慎地肯定能量绝不是任何物质,但他们对待能量的态度却完全像对待一种被身体吸收和恢复的液体,就像海绵在被挤压时吸收液体并释放出来一样。事实上,人们经常说热是由一种组合吸收或放出的,所有的热化学都是建立在测量这种吸收和释放的基础上的。事实上,身体在转变过程中什么也不吸收。当我们被告知一个物体吸收热量来改变自身时,这仅仅意味着为了迫使它的元素改变它们的平衡,它们必须消耗能量。当它们回到初始平衡时,能量就会恢复,就像弹簧释放的功等于它在压缩过程中所消耗的功一样。

这幅弹簧图,虽然可能很粗糙,但却使我们清楚地认识到,化合物在转化过程中对热的吸收或释放,只是平衡变化后的能量位移。很容易看出,弹簧释放时产生的功率等于固定它所消耗的功率。整个热化学科学和能量守恒原理都可以参照这个基本事实。碳的燃烧——也就是说,它与氧结合——产生一定数量的热量,这为我们提供了一种应该能够吸收能量然后保留能量的物体。关于煤,化学家告诉我们,“燃烧的热量代表储存的太阳能”。看起来,煤储存热量就像水库储存水一样。

事实上,它在形成过程中没有储存任何东西;但是,作为一个对空气中的氧气有很强亲和力的物体,当它与空气中的氧气结合时,产生平衡,并伴随着大量的热量释放,我们利用氧气产生水蒸气,水蒸气的弹性使蒸汽机的活塞运动起来。如果空气中只含有氮而不是氧气,煤就永远不会被认为是能量的仓库。事实上,它并不比自然界中铝和镁等其他物质含有更多的铝。这些金属,如果还没有形成某种组合,就会通过与氧结合而产生热,就像碳氧化所产生的热一样有用。

我的原子内部能量理论认为,所有的原子都是一个巨大的能量宝库,如果读者记住了这一理论,他无疑会反对,除了任何组合之外,任何物体都是一个力的宝库。但是这些力量到目前为止还没有得到利用。只有分子反应而不是原子内反应被化学和商业所承认。因此,它们是我们在前面的评论中必须处理的唯一问题。

第二章-物质平衡和作为力起源的以太平衡的变化

1.改变等级作为能量生成器

物理学家测量力和能量,但不定义它们。对他们来说,力只是运动的原因,他们通过力产生的加速度来评估力的大小。当力使施加点的位移超过一定长度时,就会产生一定的功。机械功是测量各种形式的能量的单位,结果最终与原因混淆了,对许多物理学家来说,功和能量就像前面所说的那样,成了同义词。力是宇宙中不可还原元素的一部分。不像时间和空间,可以与任何事物相比较,我们无法定义它们。在这里,我们只想把它们表现出来的一般情况证明出来。

自然界所有的力都是由以太或物质的平衡被扰乱而产生的,当被扰乱的平衡被恢复时,力就消失了。例如,随着以太振动而诞生的光,随着以太振动而终止。

两个带电的热、电、运动的物体,无论它们之间的大小有多大的差别,除非它们所带电的元素失去平衡,否则它们不可能相互作用而产生能量。从这种平衡的缺陷中产生了所谓的张力,或者,再一次,势。在热中,张力用温差表示;在电学中,由电动势决定;在运动能量方面,由速度决定;在重力下,由下落等。

这种平衡的打破激发了一种能量的流动。这个过程从张力最高的点到张力最低的点,一直持续到平衡重新建立,也就是说,直到两个物体之间达到平衡。因此,我们可以把液体从较高的水平流向较低的水平视为能量的产生者;热量从热的物体传给冷的物体;电从高电势的物体流向低电势的物体;从一个受速度影响的物体向另一个受速度影响较小的物体传递的运动。因此,能量取决于存在的物体的状态。只有当它们处于不平衡状态时,它们之间才会发生交换,也就是说,如果它们具有不同的张力。其中的一个物体会失去一些东西,它会向另一个物体让步,直到它们的张力相等。为了使它们产生新的能量,它们必须被放在与它们不平衡的第三个物体面前。

一般来说,物质在交换过程中相互让步的就是运动的形式。所有的能量模态都可以通过这些运动来知道和测量。

根据平衡扰动表现出来的介质和它们的形式,它们被称为热、电、光等。

产生力的平衡扰动本身就是其他扰动的结果。它们通过替换自己,跟随在另一个力上,这就是为什么一个力只有在另一个力牺牲的情况下才会出现,而另一个力同时被消去了。

以这些事实为出发点,我们可以用下列方法来阐述能量守恒的原理。在一个封闭系统中,平衡不可能被破坏而不被另一种等价形式的平衡所取代。这些事情的发生,就好像宇宙的所有元素都以这样一种方式相互联系,构成了一种清晰的系统。然而,没有任何东西表明宇宙是一个封闭的系统,而能量在转换时总是退化的事实——也就是说,变得越来越不可用——似乎表明,我们假定的清晰系统的弹簧不能在不失去一些东西的情况下工作。

平衡的扰动是能量的起源,这一基本概念可以由几个例子来证明。让我们把两个装满水的容器放在同一层,用管子连接起来。在平衡状态下,它们不能产生任何能量。将其中一个容器置于另一个容器之上,它们所含液体的平衡就会立即被打破,一部分液体就会从较高的容器流向较低的容器,直到平衡重新建立起来。在这种中断过程中,也只有在这种中断持续的情况下,水才会做功——例如,抬升一个活塞。

热、电或其他任何能量都是如此。两个物体被加热到相同的温度,就代表在同一高度上的两个储物器,或者在天平的天平上的两个相等的重量,因此就没有能量的表现。相反,如果其中一个物体的温度低于另一个物体的温度,就会发生平衡紊乱,产生能量,直到两个物体达到相同的热量水平。

电力也是如此。不中断平衡就不可能产生电能。无论我们给一个物体充多少电,如果它与另一个物体具有相同的电势,也就是说,在相同的电水平上,它就不会产生能量。

我们的测量仪器,如温度计、检流计、压力计等,都只是表示存在于某种能量源和作为参考点的任意零点之间的能级的能量差,我们以此来命名温度、压力、电压等。如果温度计的球与被测源的温度相同,也就是说,与被测源的温度保持平衡,显然,水银柱就会保持不动。电压表测量的同样是电源与电源本身之间的电平差。我们的仪器,就像我们的感官一样,只对差异敏感。

因此,如果不改变物质醚的水平,就不可能有能量的表现。如果太阳的整个质量都有6000度的均匀温度,而太阳中可能存在能够维持这种热量的人,那么太阳对他们来说就不是能量。因为没有冷的物体在它们的支配下,它们就不能产生热量,这是产生热能所不可缺少的条件。

现在让我们假设一下,这些想象中的生物并不是生活在恒定温度为六千度的环境中,而是生活在恒定温度为零的冰世界中,但在它们世界的某个更冷的角落里却拥有无限的液态空气。与那些在6000度的介质中投入的不同,他们会在周围的冰块中发现相当大的能量来源。实际上,如果把它们投入180度的液体空气中,它们的温度就会发生相当大的变化。在冰的接触下,空气会立即沸腾,而冰的蒸汽可以用来驱动马达运转。因此,那个世界的居民将用冰块代替我们蒸汽机的煤,他们肯定比我们更有理由认为冰块是能量的储存器。

有了这些冰和液态空气,它们很容易产生最高温度。实际上,得到的蒸汽张力可以用来驱动发电机,通过这种方式可以获得能够产生足以熔化和挥发所有金属的温度的电流。

前面所说的平衡的中断是能量产生的条件,这一点适用于所有的能量形式,包括运动的物体所具有的能量。它只能在遇到张力不相同的物体(也就是说,速度不相同的物体)时产生,因此无法达到平衡。如果猎人的子弹杀死了在他面前飞行的动物,那是因为两者的速度不同。如果两者相等,子弹显然就不会起作用。速度的等式使动能的表现不可能。

尽管火车头质量很大,但它对以同样速度在它前面盘旋的苍蝇却无能为力。被赋予动能的质量对它们所遇到的物体的作用,完全来自于物质的惯性,这种惯性使它不能立即获得作用于它的元素的速度。如果物体没有惯性,也就是说,对运动没有阻力,它们就会简单地接受撞击它们的质量的速度,而不会被这些质量所摧毁。

因此,动能归根结底是指从一个物体传递到另一个物体的运动。此外,热能也是如此。它表现为分子从高温物体向低温物体元素的运动,后者的运动速度较慢。传递它的总是运动,目的是使它自己与另一运动相等,并与另一运动保持平衡。

在我为解释能量的起源而引用的平衡的扰动中,量的概念并没有进入。处于运动状态的物体所拥有的热、电、运动或重力的数量无关紧要。只有当带电的运动、电或热具有不同的张力时,它们才会相互作用。无论把一公斤还是一百公斤放在天平的两个盘上,只要两个重量没有差异,它就不会动。所有能量的表现都服从同一法则。我再说一遍,在相互存在的物体中,只有在不同的张力下,它们才能相互让步。

张力的差异,也就是说平衡的差异,是所有能量产生的首要条件,但这种能量的大小显然是由张力的差异所产生的质量所决定的。很明显,从100米的高度坠落的100公斤重量比从同样高度坠落的1公斤重量产生的能量要多。因此,能量的大小必然由两个因素的乘积表示——数量和张力。张力表示水平的差异。无论应用于非常大的质量还是非常小的质量,它都是产生能量的基本条件。

最后,我们看到,所有形式的能量都是几个量值之间的平衡中断所产生的暂时效应,这些量值是重量、热、电或速度。因此,把能量说成一种具有类似于物质的真实存在的实体是相当错误的。刚刚提出的考虑允许想象一个世界物理学家会接受热力学的第二个原理,但会拒绝第一个,也就是能量守恒原理。让我们假设在一个温度恒定的宇宙中,已知的唯一能量来源是来自山顶上的巨大湖泊的瀑布,就像我们在地球的不同地区有时遇到的那样。从事这方面工作的学者们无疑很快就会发现把这些瀑布的能量转化为热、光和电的可能性,但他们也会通过实验证实,在没有大量渗漏的情况下,他们无法通过水流本身产生的力使水恢复到原来的水平。这样,他们就会相信,能量是一种会被用光和丢失的东西,当所有湖泊的水都流到平原上时,他们世界的能量就会耗尽。

2.能量是由什么元素组成的

对于前面的这句话,我们可以提出反对意见:不是因为一件东西没有产生任何效果,它就不存在了。用线支撑的重物仍然是重物。没有作用的热仍然是热;一种力被另一种力的作用所消除,并不因此而失去它的存在。但是,当我们反思热、引力、电等现象时,我们就会认识到,它们只能作为平衡的扰动而被认识和测量,而且,除了这些扰动之外,我们的感官和仪器都无法证实它们的存在。热下落时产生动能;但是,不改变其能级的热量并不比固定在屋顶上的瓦片多多少少。毫无疑问,太阳使我们感到温暖,在那里我们看到了一种似乎相当独立的能量,似乎有它自己的存在。然而,所有产生的能量都完全是由于温度的差异——也就是说,是由于温度的平衡——恒星发出的射线所产生的热量效应,使我们感到温暖,而接收它们的身体所产生的热量效应。如果把任何一个与自身温度相同的物体带到离太阳尽可能近的地方,那么我们所说的热量就不可能交换了。

此外,物理学家的争论就好像他们承认了这一切一样。他们充分意识到必须有水平的改变来影响工作,并且当水平的改变停止时,没有工作可以表现出来。但是,由于能级的新变化有可能产生能量流,他们断言,这种没有表现出来的能量存在于一种势能状态中。

所有这些关于势能、不可利用的能量、退化的能量等等的概念,都是观念混乱的结果。按照这种观念,能量是一种物质,它的存在和物质的存在一样真实。这个无形的实体,事物的秘密推动者,被认为通过不断地改变自己,在宇宙中不断地循环。此外,当物质被认为是惰性元素的集合体时,这种假设是必要的,因为物质只能恢复它所接收到的能量,而不能产生任何能量。确实需要某种东西来使它有活力,而正是这种东西构成了能量。

如果这个神秘的实体对于必须想象出一种崇高的原因才能使惰性物质产生活力的时代是必要的,那么它的存在在今天就没有意义了。我不去想象一种无法解释的力量,它永远在这个世界上循环而不会枯竭,我说:——

在事物的起源时,在其元素运动的形式下,有一种巨大而有限的能量凝聚在物质中。在这个集中的阶段之后,是一段消耗积累的能量的时期,太阳和类似的恒星现在已经进入这个阶段。它们原子的衰变是现在所利用的一切自然力的起源。这些原子形成了一个巨大的蓄水池,但这个蓄水池不可避免地会耗尽自己。那么我们称之为能量的东西,就会像物质一样,永远消失。

通过这样的推理,我们只诉诸于可想象的现象。我们的解释使我们可以简单地说明,在物质形成时,它所储存的力是有限的,当物质最后分解时,这些力产生的不同的能量只是暂时存在的。这是非常简单的,然而被认为是不朽的,被称为能量的实体是完全不可理解的。科学并没有把诸神赶出他们古老的帝国,用比他们更难以理解的形而上学过程来取代他们。

第三章-宇宙的演化-物质和宇宙力的起源

1.物质的起源

事物的起源和它们的结局是宇宙中两大谜团,这使宗教、哲学和科学花费了最多的冥想和思考。由于这些奥秘似乎深不可测,许多思想家对它们敬而远之。但人类的头脑从未屈服于无知。当被拒绝解释时,它就会发明嵌合体,而这些嵌合体很快就会成为它的主人。

科学还没有点燃能够照亮笼罩着我们的过去和遮蔽着未来的黑暗的火炬。然而,它能够在这深沉的夜晚投射出一些光束。

如果一切都是从以太出发,然后又回到以太,我们就不得不首先追问,如此非物质的物质是如何转变为沉重而刚硬的物体的,例如一块石头或一块金属。

我所提出的关于物质结构的观点使我们能够在某种程度上理解这一点,并由此推论出下列理论:

物体是由原子的集合组成的,每个原子都是由旋转粒子的集合组成的,可能是由乙醚的漩涡形成的。由于它们的速度,这些粒子具有巨大的动能。根据它们平衡被扰乱的方式,它们产生不同的力——热、光、电等。

很可能,物质之所以具有刚性,只是由于它的元素旋转运动的迅速,如果这种运动停止,它就会立即消失在虚空中,不留任何痕迹。在阴极射线的快速旋转作用下,气体漩涡十有八九会变得像钢铁一样坚硬。这个实验是不可能实现的,但是我们可以通过注意高速作用下的流体所获得的相当大的刚性来想象它的结果。

在水力发电厂做的实验表明,一个直径只有2厘米的液体柱从500米高的管子里掉下来,用军刀猛击是打不破的。当机械臂到达液体表面时,就像被一堵墙挡住了一样。目睹了这个实验的伯纳德·布伦伯斯教授相信,如果液体柱的速度足够大,炮弹就不会穿过它。几厘米厚的水层,在足够的流速作用下,就会像铁甲上的钢板一样,使贝壳无法穿透。

如果我们把上面的水柱看成漩涡环的形式,我们就可以得到物质粒子的图象和它的刚性的解释。

这使我们能够理解,当非物质的以太在足够的速度作用下转化为小的涡环时,是如何变成非常物质的。人们还会理解,如果这些旋转运动停止,物质将立即消失,返回到以太中。

物质似乎给我们一种稳定和静止的形象,但它的存在只是由于它的粒子旋转运动的速度。物质就是速度,由于受速度作用的物质也是能量,所以物质可以被认为是能量的一种特殊形式。

速度是物质存在的基本条件,我们可以说,当以太的漩涡环由于不断凝结而获得一种足以使其具有刚性的速度时,物质的速度就产生了。当物质元素的速度减慢时,物质就会变老。一旦它的粒子失去运动,它就会停止存在。

因此,我们便得出了第一个基本概念:物质的粒子,无论我们想象它们多么微小,都可能仅凭它们的速度这一事实,就获得非常大的刚性而转变为物质。现在让我们来看看,如何利用以太粒子和速度这两个元素来理解宇宙的起源。

2.太阳系的形成

我们知道,关于世界起源的第一个科学理论是由康德提出的,并由拉普拉斯发展起来的。根据最后一种说法,我们的太阳系及其附属行星一定源自一个与在太空中观测到的类似的原始星云。在引力的作用下,也就是原始力的作用下,它凝聚在一起,形成了一个中心球体,球体的粒子在不断的吸引下,越来越靠近。

由于太阳的第一个核心在凝结之后旋转的速度越来越快,它就变得扁平了,在某一时刻,由于离心力的作用,它就和土星周围的光环一样脱离了。

这些圆环继续旋转着,最后在离心力的作用下,碎成了碎片。从这些碎片投射到太空中,就诞生了围绕太阳旋转的行星。它们起初是白炽灯,但由于体积小,很快就冷却下来,最后才有生物居住。

拉普拉斯停止了对这颗冷却了的行星的研究,不再忙于研究构成这颗行星的元素,也不再忙于研究那些可能构成其他太阳系的元素。

现在我们可以更进一步,把似乎主导宇宙诞生和形成的规律应用到原子上。

现在人们已经承认,原子是由无数粒子以光速围绕一个或几个质量旋转而形成的。因此,可以把原子比作被众多行星环绕的太阳。它的小规模并不妨碍这样的比较。在一个没有极限的无极中,极端的渺小与极端的伟大并没有明显的区别。足够小的生物会认为由原子元素组成的行星系对我们来说就像天文学观察到的巨大恒星一样重要。

在研究世界的演化时,如前所述,今天很容易超越拉普拉斯的范畴。在他那个时代,没有人会怀疑光谱分析会使人们知道太阳的成分,并在其中揭示出与地球上相同的元素——这是一个明显的证据,表明地球上的元素是从太阳的元素衍生出来的。

此外,光谱分析还使我们能够追踪构成各个世界的元素的起源。红外光区和紫外光区恒星光谱的变化表明了它们的温度,从而表明了它们的相对年龄;而其他的光谱射线表明它们的组成。因此,我们已经确定了出现在恒星中的天体的温度变化与演化的不同阶段相对应。在最年轻的恒星里,也就是说,最热的恒星里,除了一些气体以外,几乎什么也不存在,主要是氢气;然后,随着这些恒星温度的降低,就会陆续出现我们所知道的简单天体,从原子量最低的天体开始。

自从天文学学会了通过拍摄恒星的图像来确定恒星的数量,它就确定了恒星的数量比以前想象的要多得多。据估计,天空中有四亿多颗发光的恒星、行星和星云,当然还不包括那些看不见因而不为人知的。光谱分析表明它们处于非常不同的进化阶段。它们的历史一定很长,因为地质学家估计我们的星球存在了几亿年。

在这些历史上不为人知的岁月的积累中,居住在太空中的数百万颗恒星一定开始或结束了类似于我们地球现在所进行的进化周期。像我们这样的世界,充满了繁荣的城市,充满了科学和艺术的奇迹,一定是从永恒的黑夜中出现的,并没有留下任何痕迹。苍白的星云带着朦胧的形状,也许代表着世界的最后痕迹,它们即将消失成虚无,或者成为一个新宇宙的核心。

世界如何经历本章简要指出的上升进化之后的下降进化阶段?我们很快就会研究这个问题。

我们将特别记住,通过对恒星的观测所揭示的变化指出了世界演化的总体进程。它总是被包裹在事物的致命循环中——出生、成长、衰退和死亡。

无论是世界的变化还是生活在世界表面的生物的变化,这是一个问题,缓慢永远是进化的规律。为了成功地形成具有人类所拥有的少量智力的生物,大自然使先于人类的动物形态经过数千个世纪的进化。她的转变只能以非常缓慢的努力为代价。她不可能像早期传说中的神那样在七天内创造一个世界。如果强大的神灵统治着某个遥远的地区,他们也不是至高无上的神灵,因为时间支配着他们,没有时间他们什么也做不了。

3.分子和原子内能量

为了避免接下来的一切混乱,我们必须首先清楚地把分子能量和原子内部能量区分开。它们之间的关系可能很密切。

分子能量是迄今为止科学所知的唯一能量。它们产生内聚力、亲和力和化学结合和分解。原子内部能量的表现有时伴随它们,如白炽现象,但它们以前没有得到所有的研究。

热力学和热化学的定律只适用于分子能量。他们总是回到这一点:一个物质的物体只能发射它首先收到的能量。

所有化学和工业作业中所表现出的力只是能量的恢复或位移;我们认为,在这种条件下,后一种物质的数量是不变的。这些操作与把另一个水库的一定数量的水引入各种形状的水库所进行的操作是相同的。这种替换自然不会改变液体的重量。

因此,科学只研究了那些可以给身体充电的分子内能量。这项研究使得物质被认为完全不同于能量,而只是作为能量的支撑。当加热或通电时,物质确实可以吸收能量;但之后,它就像海绵吸水一样,把借来的能量恢复了过来,却没有增加它的数量。

物质只是能量的支撑,因此我们似乎完全有理由在物质和能量之间建立起一种深远的区别,正如人们所认为的那样,是不可减少的。

4.原子内部能量作为宇宙力量的来源

看过我上一部作品的读者都知道,我是如何试图消除这一巨大的二分法的,因为我向他们展示,物质不仅能够从外界恢复它所借用的能量,相反,它还是一个巨大的力的宝库。它本身只是能量的一种特殊形式,其特点是它的相对固定和它的量大而体积小的集中。1克任何物质所积累的能量相当于30亿公斤煤。我最后指出,这种原子内部的能量是太阳热的来源,是电的来源,也是宇宙中大多数力的来源。

此外,原子内部的能量非常稳定,否则这个世界早就消失了。它甚至是如此的不可破坏,以至于化学家们认为被称为物质的能量的聚集是绝对不可破坏的。我们现在已经学会了分离物质,但数量非常有限。然而,人们或许希望未来的科学能找到更彻底地分解它的方法。到那时,它将拥有一个巨大的力量来源供其支配。在我以前的工作中,我已经证明,通过人工手段,非常稳定的物体(表面对表面)的放射性是自发分解物质(如铀)的40倍。

对原子内部能量的研究现在才刚刚开始,它使我们能够进入一个全新的世界,在那里古老的化学和物理定律不再适用。其中最重要的区别之一是:-

在处理原子内部的能量时,我们只能从一个孤立的物质系统中获得与最初供给给它的能量最相等而绝不超过的能量。在原子内部能量的表现中,我们观察到的恰恰相反。物质能够自发地释放出大量的能量,既不需要外界的任何帮助,就像我们在铀和镭等高放射性物质中看到的那样,也可以在光线等微弱的影响下释放出大量的能量。因此,我们可以用极少量的能量产生非常大量的能量,这一事实与以前认为是坚不可摧的原理相反。

在我以前的工作中,在寻找太阳热量和夜间恒星白炽的原因时,我指出,原子内部的能量比冷却的球体上的能量大,应该足以维持这些恒星的温度。随后,我研究了电机的孤立极点发出的辐射的性质,证明了它们与放射性物体解离产物的同一性。因此,电可以被认为是原子内部能量的一种表现形式。因此,它在自然现象中所起的作用,在几年前还没有引起我的注意,现在在我看来是完全占优势的。我们的太阳,在它所进入的世界阶段,只消耗它的原子在早期集中阶段所积累的能量。

这种在事物开始时积累在物质中的原子内能量供应的分离解释了宇宙力的起源。在我们太阳系混沌的遥远时期,星云呈现出一幅混乱的图像,以太慢慢凝结。乙醚的局部涡旋,可能形成物质的原始元素,由于它们旋转速度的增加而积累起来,我们注意到存在原子内的能量。接着是集中的阶段,后来是分解的阶段。我们的宇宙进入了一个新的循环,在原子中慢慢积累的能量由于原子的分离而开始释放自己。我们所使用的大部分能量都来自太阳的热量,这是这种分离最重要的表现形式。

虽然原子内部能量的供应是巨大的,但它不是无限的,因此它的释放不可能永远持续下去。围绕恒星的行星已经冷却,因为这种能量减少了。太阳本身也必须服从同样的法则。当它的原子内部能量被耗散后,它将不再照亮周围的行星,地球将变得不适合居住,除非科学发现了轻松释放仍然包含在物质中的大量原子内部能量的方法。但是,即使它在这方面成功了,它也只会延迟静止,因为原子内部能量的提供是有限的。

因此,作为地球上大部分能量的产生者,太阳只是消耗了原子在以太的原始云团中储存能量时,在物质中慢慢积累起来的能量。

这种原子内部的能量——太阳热能、电能和宇宙中大部分力量的来源——是如何分解和丢失的呢?我们将重新审视这一点。

第四章-能量的消失和宇宙的终结

1.能量的老年和力量的消失

我们刚才已经看到,原子内部的能量是一个有限的量级,它每天都在减小。怎么会丢失呢?在我的上一部作品中已经讨论过这个问题,我将只总结我已经解释过的内容。

说物质最终是如何消失的,就是在解释力是如何消失的,因为物质是一种特殊形式的能量,它与其他能量的区别仅仅在于它的相对固定性和它在非常微弱的体积中的高度集中。

我已经指出,物质解离过程中最恒定的产物之一就是所谓的电粒子,根据最近的研究,它被剥夺了一切物质的支持,而被认为仅仅是由一个乙醚漩涡环构成的。

前面所描述的实验已经表明,这些粒子发射出力线,并且总是以各种形式伴随着被称为赫茨波的以太振动、辐射热、可见光、不可见的紫外线等。这些振动对我们来说代表着原子元素的消失阶段和它们所承载的能量。

以太的漩涡环和它们产生的能量怎么能失去它们的个性而消失在以太中呢?这个问题可以归结为:在流体中形成的漩涡如何通过引起流体中的振动而消失在流体中?

用这种形式表述,这个问题的解决办法是相当简单的。事实上,我们可以很容易地看到,一个以液体为代价而产生的漩涡,当它的平衡被打乱时,尽管它在理论上是刚性的,但它是如何通过辐射它所处的介质的振动形式所包含的能量而消失的。例如,一个由液体旋转形成的水柱就是这样消失在海洋中。

毫无疑问,以同样的方式,构成原子元素的以太旋转也能转化为以太的振动。最后这些代表了物质的非物质化和转化为能量的最后阶段,直到它最终消失。

因此,当原子以发光的热量或其他振动的形式辐射出它们所有的能量时,由于这些辐射随着它们的分解而返回到它们来的原始以太。物质和能量回到了事物的虚无,就像海浪回到了海洋。

能量守恒假设的捍卫者显然会对上面的问题作出回答,根据能量守恒假设,能量是不可破坏的,消失在宇宙中并没有消失,而是保持在势能状态,淹没在无边无际的宇宙中。这样看来,能量守恒理论显然只是一种无法证实的概念,特别是由于我们想相信宇宙中存在某种不朽的东西而创造出来的。我们不愿承认自己只是无限中的一闪,我们梦想着一种永恒的运动。

但是,即使按照前面的假设,能量应该继续以这样或那样的形式在空间中循环,然而,从我们宇宙的球体中释放出来,它就不再是宇宙的一部分,宇宙的能量也会以这样或那样的方式消失。正是在这一点上,这也是最基本的,我们把我们的论证限制在这一点上。

乍一看似乎很难理解,一个在冷却时看起来越来越稳定的世界,可能会变得如此不稳定,以至于后来完全分离。为了解释这一现象,我们将询问天文观测是否不允许我们见证这种分离。

我们知道,运动中的物体,如陀螺或自行车,当其旋转速度下降到某一极限以下时,就不可能保持稳定。一旦达到这个极限,它就会失去稳定性,掉到地上。j·j·汤姆森教授甚至用这种方式解释了放射性,他指出,当组成原子的元素的旋转速度下降到某个极限以下时,它们就会变得不稳定,并倾向于失去平衡。这将导致原子开始解离,其势能减少,其动能相应增加,足以将原子内部解体的产物发射到太空中。

我们绝不能忘记,原子作为一个巨大的能量宝库,正因如此,它可与爆炸物体相媲美。只要它们的内部平衡不被破坏,最后这些物质就会保持惰性。因此,一旦某些原因或其他因素改变了这些,它们就会在自己被粉碎后爆炸并粉碎周围的一切。

因此,由于原子内部能量的一部分减少而老化的原子逐渐失去了稳定性。当这种稳定性非常弱的时候,物质就会以一种爆炸的方式或快或少地消失。镭族的原子团提供了这种现象的一个图像——一个相当模糊的图像,然而,因为这个原子团的原子只达到了一个不稳定的时期,这时解离相当缓慢。它很可能是在另一个更快速的分裂期之前,这个分裂期能够产生它们最后的爆炸。镭、钍等物质无疑代表着一种年老的状态,所有的物质总有一天都会达到这种状态,而且它们已经开始在我们的宇宙中显现出来,因为所有的物质都有轻微的放射性。如果解离现象相当普遍且相当迅速,那么在这个世界上就会发生爆炸。

这些理论的考虑在恒星的突然出现和消失中得到了坚实的支持。产生它们的世界的爆炸也许向我们揭示了宇宙是如何在老化时消亡的。

由于天文观测显示这些快速毁灭是相对地***的,我们可能会问自己,在漫长的老年期之后,一个突然的爆炸所导致的宇宙的终结是否代表了宇宙最普遍的终结。这种突然的湮灭表现为一颗白炽星在天空中突然出现,有时在几天内就会变得暗淡和消失,几乎不留痕迹,最多也就是留下一个暗淡的星云。

当这颗新恒星首次出现时,它的光谱起初与太阳的光谱类似,证明它含有与我们太阳系类似的金属。然后,在很短的时间内,光谱发生了变化,最终变成了行星状星云的光谱——也就是说,它只包含一些简单元素的射线,其中一些元素是未知的。因此,很明显,这颗临时恒星的原子已经迅速而深刻地发生了转变。这种向下的演化与恒星向上的演化是相反的。当温度很高时,这些元素就会变得越来越复杂,数量也越来越多。

这些短暂的恒星,无疑是由于一个世界的突然爆炸伴随着原子的解体而产生的,并不罕见。几乎每一年都有一些被直接观察到或通过对照相底片的研究。其中最引人注目的是最近在英仙座观测到的一颗。几天后,它就变得耀眼起来,成为天空中最耀眼的星星。但24小时后,它开始变白,它的光谱慢慢地发生了变化,变成了前面说过的行星状星云的光谱——我再说一遍,这是原子分离的明显证据。就在这个转变发生的时刻,长时间曝光的照片显示,恒星周围有一团星云,这无疑是由原子分解产生的,原子以光速的速度迅速离开了它——也就是说,类似于放射性物体分解时释放出的贝塔粒子。这样,天文学家就能够目睹世界的迅速毁灭。

2.力量消失学说综述与异议论

在本章和前一章所论述的世界的一般演变中,包含了实验和观察的事实,而我则努力通过假设将这些事实联系起来。我将通过一个概括来总结这个叙述,展示一个系统的不同演化阶段,这个系统类似于我们的系统,也类似于那些继续在天空中诞生和转变的系统。

3.一个世界的演化时期

(1)混沌或能量诞生的阶段-由引力或未知原因的作用,云和以太形成。在它们的影响下,不平等产生了电势的差异。以太凝聚成分散的粒子,这些粒子呈漩涡环的形式。它们起初运动缓慢,能量非常少。

(2)星云的相位或能量的集中——乙醚的旋转加速了它们的运动。由此产生的吸引力使它们聚集成核,即物质未来的细菌。建立了质量的一般浓度。星云形成了,起初形状模糊,最后变成球形,最终成为太阳系的起源。当这个质量的粒子凝结成一定比例时,以太漩涡的运动就会加快,凝聚并形成原子核。由于它们旋转的速度越来越快,原子核的能量就越来越饱和。

(3)恒星白炽或能量消耗的阶段——这一阶段是太阳和类似恒星形成的阶段。通过不断的凝结,原子最终获得了一定数量的原子内部能量,而这些能量是原子本身所不能包含的,因此就以热、光或各种形式的电的形式辐射出去,而热可能只是这些形式的次要表现形式。球体的温度太高了。未来的原子还不是个性化的。

(4)恒星制冷和物质个体化开始的阶段——由于其辐射的连续性,球体的温度变低了,尽管它仍然是白炽的。原子的元素形成新的平衡,并产生各种各样的简单体,随着恒星冷却程度的增加,这些简单体按比例分化和繁殖。

(5)行星的阶段,或称为制冷阶段和原子内部能量的平衡阶段——行星被它们继续围绕着旋转的太阳中心的离心力所分离,由于体积相对较小而变得温度较低,最终达到足以使生命在其表面存在的温度。以物质形式积累的能量达到了稳定平衡的阶段。固定取代了流动性。世界将在很长一段时间内成为宜居的。

(6)原子内部能量的最终解离和世界回归以太的阶段——原子虽然几个世纪以来保持自身的平衡状态,但并没有停止轻微的辐射,由于这种辐射以及随之产生的元素自转速度的降低,它们失去了一些稳定性。然后开始一段分解期,随着原子内元素稳定性的下降,分解期迅速增加。起初是渐进的,后来就变成瞬时的;在特定的年龄阶段,元素会回到它们来的地方。

在这最后毁灭的时期之后,也许在时代的进程中,会出现一个新的诞生和进化的周期,而不可能给这些毁灭和重新开始指定一个名词,也许是永恒的。

(1)这使人想起尼采的“回归永恒”;而且,它是一个假设,毫无意义,我早在那位作者之前就提出了这个假设,正如利希滕伯格教授在一本专门研究哲学家学说的书中回忆的那样。

以上的叙述,是从我上一卷的相关研究中推导出来的,可以用几行话概括。我是从一位学者那里借用的,他曾好心地分析过我的学说:-

“我们想象世界最初是由弥漫的以太原子形成的,这些原子在未知力量的作用下储存了能量。这种能量是物质的一种形式,它分解并以各种形式出现——电、热等,从而使物质回到以太。“无物被创造”意味着我们不能创造物质。“一切都失去了”的意思是物质完全消失了,正如物质返回到以太中时一样。因此,这个循环就完成了。世界的历史有两个阶段:第一,能量在物质形式下的凝结;2、这种能量的消耗”。

著名的物理学家M.伯纳德·布鲁内斯在最近的一本回忆录中对这种关于能量在世界起源时的集中以及能量在其存在的后续阶段的消耗的概念提出了质疑。以下是他的反对意见:-

“宇宙物质的集中和物质的分离是两种看似对立的现象,但它们有一个共同的特征。两者都释放热量,对应于能量的退化。因此,请相信,如果产生了任何放射性物质,无论它储存了大量的储备能量,它都有利于更大的能量退化……物质在转变结束时解离,似乎要把它带回起点,那么它肯定会损失可利用的能量”。

上述例外得到了卡诺原理的支持;但是,适用于进化的向下阶段的原则不一定适用于其早期的向上阶段。

著名的数学家麦克斯韦已经用一个比我大胆得多的假设——因为它暗示着非常微妙的恶魔的存在——证明了卡诺原理是如何被违背的,以及事情的发展过程是如何被回溯的。我们必须等到对自然规律有了更充分的了解之后,才会认为她还没有找到把凝聚在原子里的力量从黑暗的虚空中带出来的方法。如果类似于我的假设被拒绝,我们就必须回到一个造物主从他的意志中创造世界的状态——也就是说,从一个比我努力创造世界的基础还要神秘得多的东西中创造世界。神已经从大自然中被消灭了,仅仅是我们的无知把神安置在那里,我们必须试着在没有神的情况下解释事物。显然,从地质时代开始,各种现象似乎总是按照热力学第二定律发展;但是,我再说一遍,这个定律是宇宙逐渐消逝的时期,而不是现在所消耗的能量被凝聚的时代——因为我们必须承认,我们的太阳系有一个开端,就像天文学所记录的所有类似的系统一样。同样有必要承认,能量的集中是首先形成的。此外,布鲁内斯本人也在他的回忆录中承认了这一点,这是我能给他的最好的回答:-

“在想象目前的退化阶段之前和之后可能会有可利用的能源可能增加而不是减少的时期,这是没有任何不合理的”。

此外,正如这位作者所指出的,玻尔兹曼在他关于气体理论的伟大著作中也得出了类似的结论。在他看来,世界向与现在的进化相反的方向前进,不再是绝对不可能的事,而只是一种非常微弱的可能性,尽管如此,在一个又一个时代的更替中,还是可能实现的。

在无限的时间里,关于世界的演变,我们所能说的一切,都是由于这些简单而不确定的概念。我们现在离开这些神秘的区域,回到那些可以用实验来指导的区域。光对金属碎片作用的研究是我研究的起点,它引导我进入了非常不同的物理学领域。现在,我将引导读者了解这些问题,并研究一些新的问题。

作为我第一部分工作的总结性结论,我将提出以下命题:-

能量不是坚不可摧的。它不断地被消耗,并象代表它的一种形式的物质一样趋于消失。