《大自然寻真》第25章

非生命宏观大自然辩证分析探讨-11

（第25章太长，共分为13部分上传）

（ 注明:《大自然寻真》全文可到“跨学科版块”下载或参加逐章讨论 ）

25.16  必须认清流体转动实验的实质并严肃确认星球自转力学原理的权威性

    多年来，由于对流体转动实验缺乏了本质分析，就严重地影响了人们对于整个大自然的正确认识。只有应用自然辩证法认真地剖析流体转动实验的本质，才能真正确认星球自转力学原理的正当性和权威性。

    与贝纳德实验和煮开水过程完全不同，微型流体转动实验（见16.1～16.5）的最终流场是平衡态，它的实验结论因缺乏了辩证分析的内容，给人误用于解释了大气环流现象，从而掩盖了星球自转力学原理，耽误了整个大自然科学的发展。该实验不用热能做能源，而用动能做能源，却没有让动能对环境开放，没有能够将动能耗散出去的窗口。当容器的转速均匀了一段时间之后，流体就会与容器同步转动而再不能从容器得到任何动能，流体已经得到的动能也无处可以释放，整个实验装置便成了孤立系统。说白了，孤立系统实际上就是死的系统，就像生命界中的“植物人”一样再不能与环境相联系的系统。于是，实验流体处于平衡态，流体只与匀速转动的装置相互适应而作了同步的匀速旋转，流体与容器之间达到了动态平衡，根本无能力做功。这样的系统与我们的海洋系统或大气系统都毫无相同之处。

    知道了耗散结构的本质之后（见25.12），可以设想一下，如果对于微型流体转动实验做一点改造，它也能变成有序的耗散结构。具体可以在系统之外固定住一块小板，并且将它一直伸入流体之中与流体流动方向相垂直（小板面积约占水流截面积的几分之一即可）。这样一来，这个匀速转动的系统既然有恒定的动能供给，便是个远离平衡态的系统；动能既然可以通过固定的小板释放出去，就会与环境发生能量交换（若将小板变成叶轮并带动与其相连接的机械运转，则可以使动能对环境做功而不是让小板无谓的消耗能量）；水流又能传递和转换能量。三个条件都具备，一定时间后必然会被自组织成为一个有序的耗散结构，造就成一种稳定的水流模式。大气、海洋、改造后的流体转动实验，三者虽然各有自己的环流模式，但它们都是耗散结构，都是通过系统自组织而形成的有序的运行系统。

    笔者写这本书的整个思路起因于原来的大气环流动力理论，那个理论则顺从于上述的微型流体转动实验。该实验的结论认为垂直稳定转动流体最后都同步稳定转动，整体转动与流体内部的微观流动之间再无任何能量传递和转换，也即彼此达到所谓“动态平衡”。结论本来没错，问题在于对它缺乏辩证分析的情况下，大气科学就长期用以解释大气环流现象，认为大气层也已经与地球自转达到动态平衡，地球本体与大气之间再无能量的相互传递和转换，目前的大气环流是太阳热力影响才造成的。这种观点就完全掩盖了真实大气运动的本质，只看到太阳热力这个外因，却完全忽视了地球自转和地下热能对大气环流的根本影响因素。显然，由于以往人们对微型流体转动实验缺乏做出本质的分析和理解，又首先错误地套用于解释大气环流问题，从而就影响了人们对星球自转力学原理的发现。一个本来并不难理解的，对宇宙影响最大最广的宇宙大原理，就这样被严实地捂盖起来了。这正如恩格斯所说：“……从歪曲的、片面的、错误的前提出发，循着错误的、弯曲的、不可靠的途径行进，往往当真理碰到鼻子尖上的时候还是没有得到真理。”[29]。

    在大学里，大气环流动力理论的代表课程是“动力气象学”，其内容包揽了物理学、高等数学、流体力学等复杂工具，所以最难学，成了气象专业中的王牌学科。大气环流动力理论已历经上百年毫未动摇，根深蒂固，而且是目前气象行业中所谓“最先进技术”的数值天气预报的理论根基，幻想通过侥幸发表一些文章就扭转乾坤，简直是蚍蜉撼大树，谈何容易。实际上，笔者也实在拿不出多少真正的定量分析文章，但对于定性分析文章确是投寄无门。尤其是，这种“否定气象事业发展成绩”的稿件绝不可能被发表！于是，如何正确地理解那个实验和如何分清大气环流与实验之间的本质差别，就一直成为笔者几十年的心头大石。因担心自己难得的特殊思路会随身带离人间，才在退休后不敢安于养老而下大决心出了这本书。

    原来误用了微型流体转动实验的结论来解释大气环流的人，认为地球自转是匀速的（实际上非匀速，详见第21章），所以大气层已经与地球自转达到了动态平衡，地球本体与大气层之间再无能量的相互传递和转换，大气也与实验流体一样，无法得到地球的任何能量供给。既然大气层如此，海洋也是理应如此。或许就因为受到了大气环流理论的影响，所以确实没有人考虑海流的成因是与地球自转或者地热有关，却只考虑有风海流、密度流、补偿流等，而且主要是风海流（参见20.1）。按照这种思路，大气环流靠太阳热能产生，海洋环流又靠大气环流推动。可是，难道地球表面所能接收到的太阳热能真有那么大的力量吗？虽然对于整个大气层的总动能之巨大量，可能没很多人知晓，但对于整个海洋环流的更加巨大的总动能，就是一目了然，不应该太难理解了吧！看一下很多地图上都画了出来的海流图，就可以知道整个大海洋都在那里作相对稳定的大规模旋转。不妨粗略估量一下，每天究竟需要多少能量给予补充，才可能让全球的海流都维持下来呢？看了本书之后，如果还有专家怀疑地球自转和地热作用是海流和大气环流的根本动力来源，认为本书只是定性分析而缺少定量论证的话，就请有关专家设法估算一下整个地球表面每一昼夜的热量平衡情况。在高、低纬度不同地域进行平均的情况下，看一看究竟白天和黑夜总收入的太阳热能，是否能够弥补地球向太空辐射掉的热能？是否不仅有了盈余，还能推动海水形成海流？笔者的观点是认为“整个地球系统所收入的太阳热能必定远不足以补充地球不断向太空耗散掉的能量”（见25.12），就要看看是否真的有人能用地球与太空环境之间的热量平衡概算来否定笔者的这一观点。笔者在此严正声明，只要能否定这唯一的一点，也就等于否定了整本书的正确性。笔者在短暂的有生之年，将热盼着本书的真理得到最严厉检验。科学真理最盼望能得到认真检验，却最怕因为没有土壤和阳光而失去发芽和出土的机会。

    我们必须认清流体转动实验的实质，严肃地确认星球自转力学原理的正当性和权威性。否则，整个大自然宏观领域的广泛科学都将难以再继续向前发展。