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从隐形到显形的热辐射线
石崇鑫
我们在《对暗物质的初探》一文中讨论到一个观点，就是非可视态的暗物质在一定的条件下会显示出它的庐山真面目。例如磁力线本身是一种可感态的暗物质，在一般情况下是看不见的，但在特殊情况下，即如果在一块玻璃上放上一些铁粉，在玻璃下面放上一块磁铁，由于磁铁的磁力线的作用，玻璃上面的铁粉会呈现一种有规则的排列，这就是借助铁粉，磁力线显示出了可视态的几何图形。其实，并非只有磁力线这种暗物质可以显形，许多暗物质在特殊的情况下都会显形。例如大脑和心脏发出的电波在一般情况下是看不见的，可是通过脑电波测试仪和心电波测试仪，我们就能看到清晰的脑电图和心电图。又如，可听态的声波也是一种看不见的暗物质，但是如果把发声源放在水下然后让它发出声波，我们就会借助水的表面看到声波震颤的波纹。
本文，我们要讨论另一种暗物质热辐射线，它在特殊情况下也会显示出它的庐山真面目。
在经典物理学中，大家知道，热的传递在真空中，以辐射状态进行，在液体物质和气体物质中是以对流的方式进行，在固体物质中，是以传导的方式进行。其实，之所以把热的传递方式归纳为几种不同的形态，完全是由于对热的定义引起的，经典物理学把热只定义为一种物理现象，而没有把它定义为一种物质形态。现在，我们把热重新定义为一种等于或小于二维的暗物质，即热也是一种线类或波类的形态物质，这样我们再来理解热的传递，认识就会产生一种飞跃。例如，太阳发出的热，是一种线类形态或波类形态的暗物质，这种物质在穿透真空到达地球时，是以辐射状态完成的。那么它们进入地球后无论是穿过等离子体层，还是穿过大气层，还是穿过液体物质，还是穿过固体物质，它们都是以一种辐射状态完成的，只不过因为穿过的介质不同，辐射的路径受到一定条件的制约，辐射的功能大小也就不尽相同。但有一条是肯定的，热在辐射时，总是与发生源所处的最大引力方向反向而行。前面举的例子说明了这个问题，发生源太阳发生热时，太阳是最大的引力方向，而地球相对太阳来说，引力要小得多，因此太阳发生的热能够辐射到地球上来。又如，把一锅冷水加热，如果说热在水中的传递是对流的，那么把热的发生源放在锅的上面，水的下面也应该传热，但事实是我们必须把热的发生源放在锅的下面，而不能把热的发生源放在锅的上面，因为把热的发生源放在锅的上面是无论如何也不能把锅下部分的水烧开的。同样道理，加热一块边长为100公分的正方形金属盒，如果把热的发生源放在金属盒的上面，是很难把金属盒的底部加热的，但是如果把热的发生源放在金属盒的下面，整个金属盒都能够迅速受到热的传递。这两个例子充分说明在地球上产生的热与地球引力方向相反而行。再如，在地球上用一堆木材生一堆火，火焰产生的热力也总是向上的，与地球的引力方向恰好相反。其实，说热是一种隐形的线类形态的物质或波类形态的物质，并不是没有根据的，热辐射线同磁力线一样，在特殊环境下，也会显现自己的几何形态，由隐形变为显形。仔细观察火焰，我们就能观察到热辐射线的几何形态，透过火焰里热辐射线的几何形态，我们就不难理解热能产生的热力为什么总是与地球引力方向反向运行的原理。
火焰是一种特殊形态的物理场，燃烧的火焰中，除了有可燃性的明物质以外，至少还存在四种暗物质：其一是可视态光波（物质燃烧时，有火焰的区域及其周边的区域都会显得格外明亮），其二是可听态声波（物质燃烧时，火焰能发出轰轰的鸣声），其三是可嗅态味波（物质燃烧时能释放一种焦味），其四是可感态热辐射线（物质燃烧时，有火焰的区域，温度明显要高于无火焰的区域）。
观察火焰，需要在室内无风的环境下进行，在观察同时，还须注意屏住呼吸，在这种条件下，搽燃一根火材，或是打燃一个打火机，我们就会看到相对静态的火焰。火焰由于木材或可燃气体的燃烧而发出光、声、味和热。其中，声和味是不可视的，光是可视的；而热在这里却也借助了光的作用，形成可视的形态。当我们从一个方向观察过去，热的形态非常与毛笔的笔尖相似，并且呈现出三层梯度曲线，因此，我们可以这样形象地把火焰所展现的热辐射线称为“三层梯度笔尖曲线”。
其中，每一层梯度笔尖曲线的笔尖上的那一点是每一层曲线收敛的最高一点，每一层的热能因收敛运行最后也集中到这一点，因此，这一点的热能也最强。最下一层为内焰，内焰继续向上，到了第二层，是中焰，中焰继续向上，到了第三层，是外焰，热能逐层向上收敛，外焰的笔尖曲线最上面最集中的那一点，也是火焰温度最强的一点。我们在定义暗物质时，曾经指出暗物质在连续运动时形成的立方形态叫立方场，所以，火焰里热的三层梯度笔尖曲线在连续运动时也是形成了立方形态的热场。当然，火焰热场的范围还不只是三层梯度笔尖曲场的大小，在三层梯度笔尖曲场的外面仍然存在热能，只不过热能在三层梯度笔尖曲场之外呈锐减的趋势，同时，热的曲线在三层梯度笔尖曲场之外又开始隐形。另外，我们在这里讨论的火焰是有前提条件的，一是以一个燃烧质点为基础发出的光和热，二是火焰相对的静态，所谓相对的静态，是因为我们很难做到使火焰停止不运动来进行观察，最多只能做到使火焰动幅很小。当燃烧的质点不是一个而是多个时，若干个火焰汇合组合形成一组群焰。在这组群焰里，由于有若干组热辐射线和其它各种或明或暗的物质互相碰撞，每组“三层梯度笔尖曲线”都会呈现摇摆变形的梯度曲线，从而形成若干组摇摆变形的梯度曲线，大家挤压在一起，就像一群火苗在跳舞一样。如果在群焰的上方投入一些塑料泡末微粒或纸屑，我们可以看到一些体重较轻的塑料泡末或纸屑由于受到热斥力的作用，而悬浮在群焰上面飞舞的景象。（注：本文讨论的火焰只是点到为止，主要是为了讨论热辐射线，因此没有对火焰的其它几种暗物质和物理场作展开的讨论，）
另外，如果在一组群焰的上方放上一壶冷水，群焰发出的热辐射线能作用于冷水，并最后能使冷水加热成沸腾的热水，这时借助沸腾的热水，我们又能看到热辐射线呈现出多层的变形的梯度曲线，当沸腾的热水转变成水蒸气时，我们还能借助雾状的水蒸气看到热辐射线呈现出的多层的变形的不断向上漂浮的梯度曲线。
在这里，如果说，与地球引力方向相同的方向产生的力是一种向心力的话，那么我们可以把发生源产生的热与发生源所处的最大引力方向反向而行的力叫做离心力，或热斥力，因此热辐射现象的本质实质上就是一种热斥力现象。所以，我们把热称着热辐射线，或热斥力线，或热曲线。热以离心（离开引力中心）的辐射状态运行，因此，从数学模式上讲它是一种离心、向上的运行模式。热辐射线在连续运行过程中所形成的立方形态的空间环境，我们把它称之为热场。
二0一二年三月二十二日 |
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