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宇宙为什么这么黑暗

已有 1012 次阅读2016-9-15 04:46 |个人分类:科学爱好者|系统分类:科技教育| 宇宙分享到微信

前言

经过6年的写作，2012年，我完成了我的学术专著《宇宙为什么这么黑暗》，同年，它由美国学术出版社出版、发行。该书涉及物理学、天文学和宇宙论等领域，为了让科学界了解该书中开创性的学术思想和物理学理论，我继续寻求出版该书的英文版。

2014年，我在TranslatorsCafe.com发布翻译任务，寻找译者，香港人Isabelle通过邮件与我取得联系。经过一番协商，我们达成合作意向，Isabelle答应在1年内完成翻译。

经过近两年的曲曲折折、漫长等待后，2016年8月3日，Isabelle表示，她已经完成翻译，只要我预先支付她1万港元，她就将交付全部译稿。

Isabelle声称她是香港大学的硕士研究生，人权和妇女权益活动家，出于对她的信任，8月5日，我将1万港元汇入Isabelle的银行账户，但是，她并没有按照约定交付全部译稿。此后，我通过邮件和电话多次与Isabelle联系，但她从此不再回应。

很明显，在这个过程中，Isabelle不但违反约定，没有完成翻译任务，还利用谎言，对我进行了诈骗活动。

两年的苦苦等待，热切盼望，不但被骗走了1万港元，更重要的是，我无法按照与编辑的约定向出版社按时交付英文稿，从而导致信誉受损，出版计划也被迫搁置。

该书英文版的出版计划被迫搁置，悲痛之下，我决定将其中文稿呈现给世人，由人们将那些开创性的学术理论传达给国际学术界，这些理论可以解开众多自然和宇宙之谜，并将人类对自然和宇宙的理解引向深入。

2016年9月15日

张怀庆

前言

能够降生人间，对每个人来说都是一件非常幸运的事！来到人间，生活在生机盎然的地球之上，面临着奥妙无穷的自然和时间上无始无终、空间上无边无际的宇宙，因为具有智慧，每个人都有自己的思索，并在思索中探求着自然的奥妙和宇宙的真相。在曲折、艰苦的探索中，一代又一代的科学家丰富着人类的知识宝库，推动着人类文明的进步。人类文明发展到今天，在自然科学领域，我们对自然和宇宙已经有了一定的了解，但是，同宇宙相比，人类太年轻、太渺小了，它们依然有数不清的谜题在困惑着人们。这些谜题一定引起过你的思索，我也一样。

记得在小时候，汽车、飞机和轮船能够运动就给我带来极大的困惑。我曾认为它们的运动原理是一样的，它们本身就能运动，汽车只不过是多了几个支撑用的轮子而已。年幼的头脑知识和经历都很贫乏，只能根据自己非常有限的知识和经验做出直观的判断，当然无法知道它们内在的运动原理。随着知识的积累，我现在对它们已经有了足够的了解。

在成长的历程中，相信你也一定和我一样有过很多类似的经历。

纵观科学的发展史，人类对于自然和宇宙的认识过程又何尝不是如此。自然神秘莫测，宇宙浩瀚无垠，要想充分了解它们，人类需要漫长的时间，只能一步步逐渐深入。单就宇宙观的发展历程来说，远古的人们根据他们的生活环境直观地认为宇宙只有天和地两个层次，随着观察的深入、知识的积累，人们的认识也逐步深入，地心说和日心说相继诞生。它们曾被人们当作是真理大约两千年。

近一个世纪以来，人们的视野从银河系拓展到总星系，距离上延伸了十多万倍，达到137亿光年。尽管有先进的各类天文望远镜，但天文学家的视野仍然受到限制，由于视野之外仍有信息传来，总星系只不过是我们的可视宇宙。客观宇宙到底有多大？这个问题超越了目前人类的认知能力，谁都无法给出答案。

对于可视宇宙的状态，根据谱线红移和超量红移，科学家推测它在暴胀。今天，宇宙暴胀模型在科学界占据主导地位，但是，它仍然只是一种直观而片面的推测，只要将分析稍微深入一些，就会发现它歪曲了客观世界。光线在它几十亿年甚至上百亿年的旅程中，很多因素都能改变它本来的面貌，比如光疲劳、漩涡场的撕扯等，如果不能认清这些因素，只根据简单而片面的经验做出最直观的判断，认为只有远离运动引起的多普勒效应和介质膨胀才能够引起红移，难免会误解光所带来的信息。像那些历史上曾经出现的宇宙观一样，暴胀宇宙模型仍然只是一个历史过客，它离客观宇宙仍然很遥远。

值得庆幸的是我们总是在进步，或曲折或简捷，或快或慢。这靠的是人类科学家张开想象的翅膀，让思维驰骋在充满谜题的知识的海洋，进行不懈探索。

作为一个普通人，我的思维也常常这样驰骋着，它游荡在自然和宇宙空间的时间远远多于人间。作为一个社会人，本应把自己的精力用在人间的事务中，以尽量谋求某方面的成功，我这样做显得有些另类，特别是在中国，以致被同事和朋友看作很怪异的一个人，并闹了一些笑话。

幸运的是这样的游荡并非一无所获，我最先发现带电粒子的速度必须影响电场力的大小。我的推理过程是这样的，依靠无数次试验和实践，我们可以确认电场是辐射场，场中的能量是以光速流动的。这样，当带点粒子在电场中吸收能量时，吸收能量的速率必然和自己的速度有关。无论按照波动性理论、粒子性理论还是相对论，都能得到这样的结果。能量交换的结果是带电粒子的动能和动量发生了变化，而电场力是能量交换的纽带，所以它必定发生了改变。只是辐射场传播的高速性影响了科学家的实验鉴别，从而没有在实验中意识到这一点。

要想形象地理解上述情形，我可以打一个比喻。比如有一个人以恒定的速度向你抛投苹果，如果站在那里不动，你单位时间里得到的苹果数量是恒定的，而你如果以一定的速度远离或者靠近那个人，你单位时间里得到的苹果数量就会发生改变。在电场中，带电粒子吸收能量的情形就像你得到苹果，只是能量数量的改变就影响到电场力的大小。

磁场和引力场与电场一样都是辐射场，磁力和引力的形成与电场力也具有相似性，依据相同的原理，磁力和引力的大小也都和速度有关。

在库伦和牛顿时代，人们对电磁场和引力场的认识还都极其肤浅，对其能量的流动性还缺乏了解，实验的验证也只能在静态下进行。而今天，我们对此已有了足够的认识，场并不是静态的能量的海洋，场中的能量是流动的，其产生的作用力虽然是极快的光速，但并不是超距作用。这样，依靠最基本的物理学原理，通过严密的逻辑推理，就能够改进库伦定律和修正牛顿万有引力定律。

我坚信自己认识，将它写成论文，投稿到一些中文物理学期刊，可以预见，它们犹如石沉大海。因此，我也曾苦学英语，试图将论文翻译成英语，投到英文期刊。我不知道杂志社的工作人员是否能够看得懂自己的译文，只好请翻译公司的人校对。可以料到，只有高中英语基础的译文被建议完全重新翻译，负债累累的我只好挤出一千多元钱去付翻译费。翻译完成后，我将它们先后投到了美国的两家物理学杂志，之所以选择美国，是因为那里有世界上最好的学术氛围，但遗憾的是也被退稿。按照杂志编辑的话说，这样的讨论只适合在私下里进行，不适合登上学术杂志。

要对那个时代已经被人们普遍接受的理论进行挑战，总是会面临这样的遭遇。在人类科学发展史中，一个新理论的诞生往往就意味着某些已经普遍被人们接受的旧理论的灭亡，而人是有思维惯性和惰性的，所以几乎所有的物理学理论在诞生时都不是一帆风顺的。

投稿杂志社是2010～2011年间的事，我的写作始于2007年，在这几年里，我对许多物理学问题进行了深入、全面的思索。要定量地衡量电场力和引力的大小，需要正确认识电力波和引力波的性质，找到它们进行能量交换的规律。在对电场和引力场进行分析的过程中，我发现目前光的波-粒二象性理论和量子场论都是错误的，用它们无法准确地度量电磁力。这样的错误根源于物理学家在实验中没有发现以太的存在，而这又是因为他们错误地理解了以太运动的规律。因此，要想让我的论文无懈可击，就需要从最初的理论基础做起，让人们认清宇宙的物质组成和它们运动的规律，这样我只好写成一个论文系列。

以以上思路为基本线索，我对论题进行了拓展和深入，还讨论了电磁波的干涉相消问题。在修正旧的理论、用合理的逻辑推理得到这些新理论后，我用实验去验证它们，还把它们和实践相结合，用它们去揭示自然现象和宇宙物质运动后面隐藏的真实原理，这就构成了你即将阅读的本书。在本书中，众多自然和宇宙之谜将得到正确的解释，一个个物理学谬论将迎刃而解。其中最突出的是本书解答了星系和星系内天体运动的力学原理，并打破了光速壁垒，驱散了它给人们的思想所带来的桎梏。

本书推翻了许多被科学界普遍所接受的理论，即使那些理论已形成思维习惯。读了本书，你对自然和宇宙的认识将焕然一新，但是，由于在一些方面超越当前这个时代有点远，所以，要让科学界迅速接受它们，可能有些困难。当然，如果遭受非议、嘲笑和污蔑，就像历史上经常出现的场景一样，也很有可能。尽管如此，由于该书中的推理逻辑严密，理论证据鲜明，且浅显易懂，我认为只要经过认真地思考、分析，有点科学常识和自主思考能力的人都理应很容易理解，并接受它们。

本书将极大地推动科学的进步，我常想，即使没有我，没有本书，本书中的这些理论也终将被人类所发现，人们对自然和宇宙的那些众多误解也终将被化解。科学的进步也是一种自然规律，只是，如果没有我，不知道人类还需要多久才能做到这一点。多年来，推动科学的进步，提升人类文明一直是我所追求的人生目标，为了实现这一目标，在工作之余，我一直专注于科学探索和写作。在本书写作完成后，如何出版它—让学术界了解这些理论—就成了我所直面的一个难题，在这里，我首先要感谢美国学术出版社对北美中文图书市场所做的开创性的尝试，她曾为我和读者提供了交流的平台，也衷心感谢编辑Anita Cencil女士曾对我所做的耐心指导。

由于该书的读者群首先面对的是科学界和教育界-新理论只有通过学术界的介绍才能为普通公众所熟知，而学术界的通用语言是英语，中文处于无足轻重的边缘地带，所以中文版的该书很难被学术界所知晓，尽管它在美国已有1000多本的销量。没有专家、学者的介绍，公众也就无法知晓它。

中文版出版后，我开始争取出版英文版，为了获得相关领域专家的支持，出版英文版，我曾南下安徽合肥和江苏南京，去了中国科技大学和南京大学；北上山东济南和北京，去了北京大学、中国科学技术出版社和中国科学院。在缺乏科学和探索、创新精神的中国大陆，我经历了重重困境，遭受了众多意料之中的挫折和冷漠，经过3年多的努力，我在中国仍然没有找到任何希望。

生活中的种种不公平的遭遇和追求理想的艰难都让我常想放弃自己的追求，开始完全沉浸在世俗生活之中。常言说：这个世界离开谁，地球都照样转。是的，离开了谁，地球都照样转，可是人类至今并没有真正懂得地球为什么会转，尽管他们已经经历了数百万年的进化史和数千年的文明史。一想到离开我，在这方面，人类将继续沉迷在愚昧无知中，不知道还要经历多少个世纪，我就决心忍受这众多屈辱，在重重苦难中继续求索。

在国内没有找到希望，我继续将目光投向了网络和国外，在网络上，我得到了一些译者的回应。经过多次协商，2014年9月3日，香港的Isabelle Chan女士答应在一年内完成该书的翻译。尽管翻译完成的日期一拖再拖，最终拖到了两年以后，在这里，我仍要感谢她为该书的翻译所做的努力，没有她的辛苦工作，该书英文版的出版可能还要经历更多的坎坷。

在探索自然和宇宙的征途中，人类仍在艰难跋涉、砥砺前行，新的科学发现（虽有对有错）不断涌现出来，照亮科学的殿堂。经过长期地思索、论证，我坚信自己也有所发现，现在，我把它们呈现给你。如果你想真正了解地球为什么会自转？所有天体和天体系统为什么会保持自转和公转？如果你想认清黑洞、大爆炸、相对论和暗能量等众多时尚学说、理论的真面目，如果你想看看人类对宇宙的了解究竟有多么的肤浅和无知，请抛弃那些习惯性思维和教导，放飞你的想象力，继续阅读本书，我将带你进行全新的分析和探索，寻求自然和宇宙的真相。读了本书，你对自然和宇宙的了解将进一步地深入，但是，由于受学识和能力的限制，所以在一些枝节上可能也有一些错误，欢迎读者和各个领域的专家批评指正。

2015年12月7日

张怀庆

第二章难以探测的以太---对迈克耳逊-莫雷实验的思考