Rushan原理的两个推广

2023-03-16 08:53:26来源：哔哩哔哩

在“对称性和对称性原理”一文中从Rushan原理推导了对称性原理，与其说是从哲学原理推出了物理学原理，不如说是对物理学的“对称性原理”进行了哲学化的解读。正在酝酿和写作科哲专栏的“Rushan原理的两个推广”一文，主要探讨了地球内部的地核自转、地球和太阳磁场的翻转现象，与其说是哲学原理在地球和太阳物理学领域的两个推广，不如说是对地核自转、地球和太阳磁场的翻转进行了哲学化的解读。科学哲学是哲学和科学发生“量子纠缠”的产物，新科学哲学探讨和扩展了马克思和恩格斯的自然辨证法学说。

Rushan原理简单地描述为粒子和天体的转动方向不影响物质结构和天体系统的稳定性和完整性。Rushan原理的第一个推广是地球内部地核的自转方向不影响地球结构的稳定和完整性，换言之，地核既有正向转动性，也有反向转动性。最近，中国科学家在《自然》杂志发表的一项成果证实了一个惊人的事实：地球内核的自转方向与地球整体的自转方向发生了“脱钩”，开始了与地球自转方向相反的自转。内核是位于地心的结构层，地球半径为6378公里，从外到内依次分为五个层次：地壳、上地幔、下地幔、外地核、内地核。

地核半径大约为3470公里，相当于地球半径的一半，地核体积为地球的16.2%，质量为地球的31.5%，地核的密度高于地幔和地壳。地核分为外核和内核，内外核分界线在地表以下的5155公里处，外核主要是由铁和镍等元素构成的金属液体，金属液体在流动中产生了地球磁场，内核是致密的固态结构，内核中心的温度达到6800摄氏度，液体外核和固体内核处在旋转状态，彼此的旋转运动不受界面摩擦力的影响。

(相关资料图)

1996年，北京大学的地球物理学家宋晓东和哥伦比亚大学的地震学家鲍尔-理查德首次证实了地球内核的自转，《科学》曾将地核自转的发现评为1996年的十大科技成果。地核相当于一颗冥王星的大小，由铁镍等金属构成的液态外核发生了反向旋转。地球科学家将地球结构形象地比喻为鸡蛋的构造，蛋壳对应地壳，蛋白好似地幔、蛋黄对应地核，外核在地心引力作用下形成了一个在地球中心区“悬浮”的液态金属球体。地球中心区的液态外核在引力平衡或失重状态下发生了缓慢的自转，但外核的自转方向和地球整体的自转方向刚好相反。

通过对过去60年地震波数据的分析，中美科学家认为，地球的外核早在200年前就停止转动，然后快速地进入反转运动，地球的外核有一个70年的反转周期或每隔70年经历一次彻底的反转，由此推算，地球外核的下一次翻转或逆转将发生在2040年。外核和内核处于引力平衡的“悬浮”或零重力状态，外核周期性的反转不会对地幔层和地壳层产生显著的摩擦力，地核自转的翻转或倒转不会引起地球整体自转的翻转或倒转。

直接观测法和间接观测法适从科学哲学方法论的等效原理，不能直接观测到地核的静止或旋转状态，科学家采用了间接观测法，宋晓东和理查德利用重复发生的地震波证实了地核的自转。同一震源在两次或两次以上地震中发出了完全相同的地震波，可以证明地球内部的物质组成和层次结构保持不变，反之，可以证明地球内部的物质组成和层次结构发生了变化。同一震源的两次地震波有明显不同的波形和到达时间，这意味着两次地震波经历了不同状态的地核，地核层有旋转性的运动。

北京大学和哥伦比亚大学的两位科学家对1967年到1995年期间从南部大西洋到北部阿拉斯加发生的重复性地震进行了跟踪分析，从数据分析中发现，同一震源的二次地震波在到达地表站点时有不同的传播时间或传播速度，他们通过计算得出结论，从20世纪70年代到2009年的大约35年，地核呈现正向的差速转动，旋转速度快于地球整体的自转，从2009年开始，地核呈现反向的差速转动，旋转速度慢于地球整体的自转。

Rushan原理的第二个推广是地球和太阳磁场的翻转不影响地球和太阳结构的稳定和完整性，换言之，地球和太阳磁场既有南极变北极，也有北极变南极。还原原理是等效原理的表现形式之一，可以从还原原理解释天体磁场的产生，带电的地核自转产生了地球磁场，地核的正向转动产生了正向磁场，地核的反向转动产生了反向磁场，从正向到反向磁场的转换或从反向到正向磁场的转换表现为地球磁场的翻转或逆转。1905年，挪威探险家阿蒙森首次探明了地球磁场的存在。地球物理学家将地核形象地比喻为转动的圆形大磁铁，地理的北极是地球磁场或“大磁铁”的南极，地理的南极是地球磁场或“大磁铁”的北极。

地核内的带电粒子在自行运动和随地核的转动中产生了电磁现象，地核内带电粒子的运动方向改变了，地球磁场的磁极随之发生对调或偏移。20世纪初的法国物理学家布律内发现，70万年前的地球磁极发生过倒转。岩浆凝固成岩石，岩浆内含有铁、银等金属离子，在地球磁极影响下形成了类似吸铁石的磁性岩石，其磁场方向应与当时地球的磁极方向保持一致，但有些磁性岩石的磁场方向与现有地球的磁场方向刚好相反，科学家找到了地球磁极变化的证据。从磁南极变为磁北极或从磁北极变为磁南极，地球的物质组成和层级结构不受磁极偏移和磁极对调的影响，但动植物和人类的“生物极性”会受到地球磁场翻转的很大影响，像依靠磁性导航的信鸽可能迷路或飞向相反的方向。

地球物理学家在过去的研究中发现，在地球45年的演化史上总共发生了171次磁极大反转，大约每45万年发生一次，好在地球磁场发生翻转的周期长，平均周期为45万年，最近的一次磁极调换发生在78万年以前，而人类在一、两百万年前已出现在今日的非洲大陆，早期的非洲智人经历了地球南北磁极的对调。好在地球磁场的翻转是逐进式的发生，突然而极速的磁极转换将给地球生物带来一场灾难，在地磁极相互对调的过程中可能出现磁场的消失，地球磁场短暂地消失将给地球生物带来潜在的危害，太阳风暴在失去地磁场保护的情形下将会直接地侵袭地球。

无独有偶，太阳磁场每11年发生一次翻转，太阳磁场源于带电粒子的流动，电磁感应带来了“电生磁，磁生电”的现象。太阳内部在核聚变反应中产生了高温，氢和氦的原子通过释放电子产生了氢离子和氦离子，太阳内的带电粒子随着太阳的自转而转动，绕太阳的自转轴画出了一束束巨大的圆形线圈，太阳磁场的北极在圆形线圈的上方，南极在圆形线圈的下方，太阳和地球好似一个巨型的圆球大磁铁，一端是超极磁铁的北极，一端是超极磁铁的南极。

1994年，美航局和欧航局联合发射了尤利西斯号太阳探测器，对太阳磁场进行了三次观测，证实了太阳磁场的翻转周期大约为11年，除此以外，太阳黑子数量、太阳耀斑数量、太阳亮度和太阳辐射量的周期都是11年。太阳物理学家发现了结构和分布十分复杂的太阳磁场，太阳磁场的剧烈翻转、打结和断裂造成了太阳表面多样性的周期现象。太阳内部带电粒子的转动产生了磁场，但带负电的电子多集中在太阳的表层区域，带正电的离子多集中在太阳的深层区域，发生在太阳表层的黑子和耀斑主要与电子移动产生的磁场有关。

太阳自转时的赤道区域比两极区域的转速快得多，不同的太阳纬度区域有不同的自转速度，差速运动导致了太阳磁场的扭结和撕裂，太阳黑子和太阳耀斑的形成实际上是太阳局部磁场扭结和撕裂的结果。扭曲打结的太阳磁场每隔11年发生一次磁场线全部断裂的“解锁”，太阳磁场线整体的断裂导致了太阳磁场的翻转或磁场北极与磁场南极发生了对调，太阳磁场回到末打结的“清零”状态，此时的太阳表面集结的黑子和释放的耀斑现象显著地减少，直到下一个太阳活动高峰期的出现。

https://weibo.com/u/6320497409

标签：

责任编辑：hnmd003