编者按：下面是何沛平转来的胡先生做的一个实验和他的理论认识。由于技术原因把插图省略了。2002，12，23

关于物体在重力加速度场中

产生温差效应的实验报告

胡杨斌 Tel:0576- 7772272

 联系地址: 317300 浙江省仙居县水利水电局

 2002年12月公布于熵信息复杂性网站

    A 导言

    为了进一步认识地球内部火热现象成因之谜，也为了证实引力场和加速度场对于物体热力平衡的影响，本人设计了观测重力场中物体产生温差效应的实验。希望能够通过实验来向人们说明引力和非惯性系对于分子热运动的影响，以及希望借助于实验结果能够引起人们对于形象理学的更多关注。根据严格检查的实验技术和实验数据分析表明，引力加速度场中的热平衡系统不是一个严格的等温体或等温系统。地球表面重力加速度可以使 1.0 M 长的隔热铜棒上下两端产生约 0.12 K 的温度差。

    从火山现象可以知道，地球内部是一个火热世界。人们也发现地壳地层越往深处越热，地球内部越深入地球中心温度越高。据推测地球中心温度为几万度的火热高温。对于地球内部火热现象和火热成因问题的解释，人们一般是认为存在于地球内部的放射性元素产生的热量能够维持地球内部的火热现象。根据地壳岩石的传热性能和地壳的厚度分布，我们可以推算出地球每时每刻通过地壳撒向外界的热量。但是，人们通过卫星观测显示地球内部没有那麽多的热量流向太空，大约观测到那个热量的一半数值。看来地球内部的热现象不是一个简单的问题。

    根据人类现有关于热现象的知识，地球内部的火热物质组织必定通过整个地壳地层向温度较低的地壳外面传递着热量。且根据热传导现象的规律，热流穿过导热性能较差的地层(比如沙漠覆盖层)会产生比较集中的温差，然而在陆地地壳的很多地方，地层温度的异常分布以及或是恒温层逆温层的发现令人们困惑不解。就总体上陆地浅层地层每深入 1.0 KM 平均地热增温约 25 K，这一数值也是偏低的。热流穿过导热性能相对较差的浅层地层并没有留下比较集中的温差。陆地地壳似乎没有什么热流从其中穿过，地热现象在现有的热现象知识体系里是一个难以解释的谜。

    在研究形象理论的过程中，我注意到热量的转移作为能量的转移的一种方式也必然伴随着物质的转移过程。根据形象理学的观点，所有形式的能量转移过程都是建立在实在的物质过程基础上的过程。我坚信能量过程是一个形式过程，实质上是一个物质过程，所谓的能量过程是人们思维的表述方式。一直来，人类的物理领悟是把物质转移与运动转移相分离。但是，如果人们坚信作为现象主体的物质不会因于能量的转移而湮灭，那么，根据近代物理实验发现的现象光与物质粒子的相互转换现象和运动物体的质量增加现象必定是由于包括热量在内的所有形式的能量转移都必然伴随着实像的物质转移过程这一事理，即所谓功质说。根据这一观点，机械功居然也是物质的转移过程。虽然，人们不能像观察玻璃管中的水流那样观察到机械做功过程中的物质传输过程。但是，如果我们坚信物质不可能被创生也不可能被消灭这一古老的物理学原则，则功是物质的传输过程这一思想观点则是可以理解的。从功质说的观点看，热质说依然可以成立。诚然，重新引进热质说不免在某些说法上的确显得有些多余，但是，如果自然物象的真实图景的确如此，那么只能说是我们人类的科学忽视了自然界某些隐蔽的物质运动方式。另一方面，如果我们能够克服把热现象当作一种纯粹的运动现象,并且相信热量拥有性质(惯性热效应和离心热效应)和热量拥有重量性质即热量拥有在星体的引力吸引下有着流向星体引力中心的趋势(引力热效应)，那么，人类在这样一种新的热力观点上, 可以很好得解释令人困惑的火箭头部高温现象和令人困惑的地热现象。

    我认为热既是运动也是物质，如果地球内部并不拥有热源而是和地球外面一样的温度，那么地球物质组织的热量在地球引力的作用下会沉向地层深处（地球表面的热量减少可以从来自太阳的辐射获得补充）,直至形成地球内部的火热世界。因此，我认为引力对于热量的吸引作用是形成星体内部火热现象和星体能够保持内部火热现象不可忽视的原因。正是因为是引力拥有对于热量的吸引作用，导致星体普遍地拥有外冷里热现象和星体普遍地拥有一个内部火热世界，这并不依赖于星体是否拥有内部核反应热源。

    考虑引力作用和非惯性系惯性效应对于分子热运动的影响，这里提出重力加速度场中的理想气体通过分子碰撞保持分子运动宏观平衡的条件是:

v 是分子热运动速度，g 是重力加速度，h 是海拔高程，p 为气体压强，d 为气体密度。也就是说重力加速度场中的分子运动和碰撞过程是接力抛射体过程，随着高程增加，气体分子热运动速度以抛射体规律减小。但是实际气体由于对流运动并不完全符合这一规律。由实验进行估计不是理想气体的地壳地层处于热平衡状态下拥有每米 0.04 K 的地热增温，或者说重力加速度在地壳地层产生的热动力相当于每米 0.04 K的温差热动力。现给出地壳热传导方程式的修正形式:

Q 代表热量、t 代表时间、K 代表岩石的导热系数、A 代表热流断面面积、T 代表温度、r 代表热量流动方向上的长度。在此基础上解释陆地地壳很多地方拥有地热增温却并不拥有传统意识中相应的温差热流以及近乎无关乎或者有背乎地层导热性能的地层温度梯度分布。

    为了从实验上表明重力加速度对于分子热运动的影响以及由此产生的温差效应，我进行了很长时间的实验技术方面的研究工作和整个夏季的实验观测工作。根据严格检查的实验技术和观测数据分析表明，地球表面的重力加速度产生的温差效果是 1.0 M长的充分隔热的铜棒可以产生约 0.12 K 的引力温差。严格地说，理论上应该认为这不是纯粹的引力温差现象，而是重力加速度作为地球引力和地球自转造成的地面系统作为非惯性系的综合效果，当然地球的引力因素是主要的，地面上隔热物体的温差现象主要是引力温差现象。应该相信纯粹的引力作用下或者纯粹的加速场作用下，物体的这种热离效应都是存在的，即单纯的引力温差效应和简单地说热量的质量性质导致的惯性热效应的(包括离心热效应)的必然存在。火箭穿越大气层时产生的头部高温现象应是一类惯性热现象。当然，有兴趣的学者将热量的惯性效应以实验进行检验也无偿不可。想必这方面的实验技术并不十分困难。

   
    B 实验装置     （图略） 

     C 实验技术处理

    本次实验由于临时找不到紫铜棒材料，以铜丝束代替紫铜棒进行实验。考虑到隔热和导热的不均匀因素，采用实验装置上下轮回倒置重复观测取平均值的办法来消除实验装置不均匀对称因素带来的温场干扰。署夏室内温度可以达到 33 ° C ，然而这依然达不到体温计的测量温度范围 35 – 42 ° C。采用体温计来观测主要是考虑体温计有足够好的灵敏度，体温计在放大镜下可以分辨出 0.02 ° C 的温度差别，用作实验的体温计 32 – 35 ° C之间的刻度由自己进行标贴。为了使铜丝束温度略高于室温，可以先将铜丝束通过阳光均匀加热。为免系统误差，实验中只用一只温度计，上下端轮回观测。

    D 实验纪录(摘录)

部位    温度(°C)    纪录时间  正倒置  日期和天气纪录

    上端    T1 33.72      13:40     正置

    下端    T2 33.74      14.05     正置    1996.08.19

    上端    T3 33.48      14.25     正置

    下端    T4 33.54      14.45     正置       晴

    上端    T5 33.54      15.26     倒置

    下端    T6 33.36      15.48     倒置    室温 32.5°C

    上端    T7 33.20      16.10     倒置

    下端    T8 33.04      16.30     倒置

    上端    T1 37.18      14:40     正置    1996.08.21

    下端    T2 37.46      15.50     正置      少云

    上端    T3 37.15      16.50     正置    室温 33°C

    下端    T4 37.35      17.50     正置

    下端    T8 34.30      20.07     倒置    1996.08.24

    上端    T7 34.24      21.07     倒置     阴到少云

    下段    T6 34.14      21.40     倒置    室温 31°C

上端    T5 34.08      22.18     倒置

 E 数据分析

    由于测量时间间隔比较均匀，可由下式估计铜丝束上下端温度差

          DT = ( T4 - 3T3 + 3T2 -T1 + T8 - 3T7 + 3T6 + T5 ) / 8

     8月19日测量数据分析结果 DT = 0.073°C，考虑隔热不理想(由实验装置温场分析得出)修正系数为1.4，自行标贴的刻度修正系数为0.07，估计隔热中的1.0M长的铜棒产生的引力温差是 DT = 0.11°C。8月 21 日和 24 日的实验加强了隔热措施，并使铜丝束温度尽量略高于 35 ° C，落在温度计本身提供的刻度范围。数据分析结果是 DT = 0.13 ° C，取平均值 DT = 0.12 ° C。

 F 实验结论

    实验采用了将实验装置轮回倒置重复观测取观测平均数值的办法，实验装置上下端不均匀对称造成的影响可以认为基本得到消除。隔热物体上下端温差现象是一件可以观测的事情。如果人们考虑到环境因素室温的不均匀因素是存在的，但是观测表明室温总是高处温度略为高于低处温度，不可能造成铜丝束下端温度比上端温度高出 0.13 ° C的原因。我认为隔热中的铜丝束上下端温度差是存在的，且是重力加速度场产生的温差效应，以及我们现有的温度热平衡概念在本实验得到确认后应予修正。

     实验日期和实验地点

    1996.07.06 – 1996.08.24，浙江仙居胡杨斌住所。

     报告日期:    1996.09.12