(8)导电辨析
学校里的日子过得真快,又一个星期五到了,下午4点半,鸣萱、尚麦在校门附近会合,到超市那边去乘公交。车上,尚麦迫不及待地拿出物理书阅读,鸣萱不时看眼睛里的网站。车开7站,他们在山田小学下车,背着书包、走向掩映在远处山林中的绿墅。
“我们是第一次走这条路,”鸣萱说,“走在路上的感觉比在车子里感觉更漂亮。”“是还不错,干净、整洁绿化不错。”“我上网查了,1.3公里,要走40分钟。”鸣萱说,“我们唱个歌或者是讲个故事?”
“不想,我在考虑一个事情。”“什么事情?”
“你们班物理课讲了导电吧?”“上个星期就就讲了啊。”“我们也是,”
尚麦心事重重的说,“上个星期讲金属内充满自由电子,靠由自电子传热、导电,我就觉得有点别扭;昨天做了静电实验、又讲了静电平衡。我觉得物理好乱啊!”
鸣萱:“我也有这样的感觉,上个星期我还跟教授讨论了这个事,教授也说,我们现在学的导电理论有问题。”
“噢——”尚麦长长出了口气,“我就感觉有问题,想不通啊!绝缘体不能导电说明电子不能通过、内部没有通路。金属导电-电子能够在金属内部流通,说明金属内有通路、物理学就是要解答金属内为什么会有这样些通路,可是,得到的回答是因为有自由电子,原子有一两个电子,就是自由电子,六七个就没有自由了。”
鸣萱:“这自由不自由是谁给的呢?是谁在按价电子的个数给自由?”
“这就像,提问:滑板为什么能够在树林里滑动?合理的回答是,树林里有滑板通过的小路。可是现代物理的回答是,因为树林里有自由滑动的滑板。”尚麦激动地,“而且,有一两个滑板的就可以自由滑动,有五六个滑板的就是次品滑板、滑不动!都是电子、都是滑板,凭什么你就给他规定差异!”
走了一会,鸣萱讲了上周跟教授谈话的情况、谈了绿星教材的导电原理。
尚麦:“我在绿星没有上初三,失之千里,我回去就上网找一部绿星的教材来看看。”接着说,“昨天讲的静电平衡理论更不像是科学、简直是欺骗!”
鸣萱:“绿星教材里就根本没有静电平衡理论。”
走着、说着、讨论着。不知不觉回到了绿墅,融老师开门:“累了吧,怎么没有坐的士回来?”
鸣萱:“坐公交,然后走回来,路上还可以讨论问题,挺好。”
教授从书房走出来:“什么问题呀,说来听听。”鸣萱:“就是上个星期我和您说过的金属导电性能是怎么形成的问题,我提出了、是因为我在初中学习过绿星的导电原理。今天尚麦凭逻辑推理就批驳了现在课本上的金属导电理论,很有见地哦。”
教授:“呃,是怎么推理的呢?”鸣萱:“跟你那天在后院分析的差不多。”
教授:“哈哈,我们所见略同。”
尚麦:“我主要是怀疑那个静电平衡理论,然后推理自由电子的错误。”
“静电平衡理论?我怎么不知道。”教授困惑的说,“静电怎么个平衡法?”
鸣萱:“静电实验你应该知道吧?”
“那当然。平衡是什么意思?”
尚麦:“在开始的实验课中,让电荷进入绝缘起来的金属体,这时外来电荷总是立即在金属体的平面、柱面上均布、在凸出的表面聚集,同时产生电压,能在尖端放电。”
“是啊!这是实验事实,绿星蓝星都一样。”
尚麦:“这事实说明金属物质内部的原子数及其核外电子的数量是精确的,是精准对应的,运动是规律的,没有所谓的自由,也没有外来电子呆的地方,外来电子只能被挤在表面,或被挤在曲率(原子空隙)较大的尖端、向外逃逸。这个实验说明金属内,不存在自由电子。”
教授:“你的这个理解是对的。”
尚麦:“这个时候就应该反思自由电子导电理论;放弃自由电子导电理论,以事实为依据寻找金属能够导电的真实的导电原理。”
教授:“言之有理。”
尚麦忿忿地说:“可是下一节课,实验老师松本讲,金属体内有大量的自由电子,以一千公里的速度/秒,在原子之间自由乱跑。电荷进入绝缘的金属体,从接触发生的瞬刻电荷在导体上分布达到稳定,自由电子立即各就各位、不再出现宏观的自由运动,这种状态称为导体的静电平衡状态。”
“哦!就这样瞬间平衡了,没有自由了”教授调侃说,“这个理论富有想象。”
“什么想象,自欺欺人。”尚麦气愤地说,“教材例举了1立方厘米铜材,就一个指甲头那么大。我也来想象一下,想象有一个月球那么大的金属球,按现有理论金属月球内充满自由电子,以每秒1000公里速度自由运行。从飞碟上导入几百个电子,那么这几百个电子就会聚集在环形山的某个最尖端。”
鸣萱:“按静电平衡理论,这表明整个金属月球中所有的自由电子瞬间全部都平衡了。”
“你相信吗?”尚麦愤愤地说,“导入几百个电子,不到零点零零一毫克,让一个金属月球,多少亿亿吨的金属,多少亿亿亿的自由电子顿时失去自由,在瞬间急刹车、急转向、顿时回位,这真是太神奇了!符合能量守恒定律吗?符合动量守恒定律吗?实在是匪夷所思!”客厅安静了。
“中学教科书——”融老师若有所思的说,“自由电子本来就不存在,在静电事实面前站不住脚,弄了个静电平衡理论,整个蓝星科学界又被这个平衡理论欺骗了一百年。”
“科学的弯路啊!”教授感叹,接着对尚麦,“你能够有这个见识,我们真高兴,这就是读书不能尽信书,有自己的思考。今天的这个静电平衡我要考证一下,也可能是我论文素材,谢谢你啊。你跟高乔谈了这些想法没有?”
“谈了一点,他觉得我说的也有道理,但是还是要听书上的。”
“也只能这样,你们现在的考试还是要按书上的。”教授说,“好!严谨的逻辑思维得到认可,按目前的理论做题只是暂时的,我相信蓝星学者将来一定会回归到逻辑、理性的轨道。”
质疑大爆炸
“翰教授,”尚麦鼓起勇气说,“我在飞碟里,一直在看星际天空,我们的前后左右上下全是星星,宇宙的星星真是太多、太多了,比沙滩上的沙子还要多。我就想:这么多星星是怎么形成的?可是有同学说,宇宙所有天体物质是一次宇宙大爆炸形成的,我觉得不大可能。”
“哈哈,你也知道宇宙大爆炸了,人家可是有依据有理论的哟!”
尚麦:“一次爆炸,炸出这么多、这么大的宇宙,我们飞了几千年,还只是在银河系里很近的两颗恒星之间。大爆炸、实在难以相信。依据是什么?”
翰教授:“大爆炸理论讲述了宇宙来历,当然是红极一时。连你们中学生都略知一二。要回答你还有一点难度,你知不知道多普勒效应?”
“知道,老师跟我们讲过。当一列火车开向观察者,其声音频率升高;离开,其声音频率降低,这就是多普勒效应。”
“理解的不错。多普勒效应来源于声波,其道理也应该适用于光波。同理,当一束光线高速移向观察者,其光波频率升高(蓝移);离开观察者,其光波频率降低(红移)。这个推论你认不认可?”
“认可。”
“好!”教授接着说:“天文工作者用天文望远镜看到:遥远的恒星附近,发光频率较高,经过几亿光年到观察者跟前,频率降低了,那么,按多普勒效应理论,说明什么?”
“说明火车离开观察者-说明恒星离开观察者,向离开观察者方向运动。”
翰教授:“说得很好。天文观察者看:在宇宙中四面八方所有的恒星天体发光频率都降低了,表明什么?”
“表明所有的恒星天体都在离开观察者。”
“不错,你的思维逻辑很好。”翰教授接着说:“所有的恒星天体都在离开观察者,而且越来越远,说明宇宙天体在膨胀、以观察者为中心向外膨胀。这没有问题吧?”
“没有问题。”
教授:“天体在膨胀,距离越来越大,反过来看,说明越是在早期所有的天体距离会怎么样?”
“越小。”
“好,越是早期、天体与观察者所在地越是相距得近,那么,在很久以前所有的天体都应该是距离很近、乃至聚集在一起、甚至是聚集在一个点(叫做奇点)。由此推理,所有宇宙天体来源于奇点的一次爆炸,也就是宇宙大爆炸。”
“听您讲的是有道理,”尚麦依然犹豫地说:“可我看到那么大的宇宙,实在是难以想象是来源于一次大爆炸。”
翰教授笑着说:“你是应该相信你的感觉,还是信任科学理论。”
尚麦犹豫了一会慢慢说:“还是应该相信科学道理吧。”
翰教授:“可是我宁可相信你的感觉。的确,上述宇宙大爆炸在事实依据和逻辑推理上没有任何错误。但是宇宙大爆炸学说的推理之外还有推理:绿星人观察:周围所有天体都离绿星远去,那么大爆炸的中心就在绿星;地球人观察所有天体都离地球远去,那么大爆炸的中心就在蓝星。大爆炸总不会有两个、三个奇点吧?其中一定有理论疏忽、有不严谨的问题。”
鸣萱认真听着教授和尚麦的讨论,说道:“谁观察谁就是宇宙的中心,这也太不科学了吧!这个理论肯定有问题。”
教授:“是有问题:观察发现,越是遥远的天体,飞离得越快,近慢远快,这规律也有点奇怪。更神奇是,快得离谱。依据红移量计算,许多遥远天体的飞离速度大大高于光速!按现在宇宙温度、按常理,爆炸完了天体应该减速,遥远的天体怎么能够越飞越快,推动能量是哪里来?大爆炸理论的很多细节是难以理喻,值得推敲。”
融老师:“爆炸完了之后很长时间还越飞越快、越远越快,还超过了光速,看来地球人现代物理有些基本理论还是不严谨。”
尚麦:“炸完了之后百亿年还越飞越快,这不符合常理啊!”
融老师:“今天先到这里,大家可以找些资料再思考,我们下一次还要讨论大爆炸问题。你们走回来也累了,我去给你们做点吃的。鸣萱传来的UFO探索社团活动通知我们看到了,吃完饭我们也来讨论有没有外星人的问题。”