为什么天文学是最浪漫的学科

　　天文学是当之无愧最浪漫的学科。比如，我有一次给小学四年级的学生讲流星雨，谈到自己2007年看流星的事情，一个小学四年级的小女孩马上问我，你许愿了没有？

　　曾经有个师妹，在高考前的一个雪夜，看到漫天繁星，忽然想到，去做个天文台的观测员，一定很浪漫。这个梦想铺垫了她到研究生阶段的天文学学习的道路，直到她成为一个外交官。

　　繁星与明月自然是天文学自发浪漫的要素，但下面这句话可能浪漫得有点流氓：做个好姑娘，吻我！原文是Oh Be A Fine Girl Kiss Me取字母首写，OBAFGKM，这就是哈佛分类，恒星光谱的哈佛分类,简单地说就是给星星分类的一种方法。

　　从1900年开始，到1936年基本结束，通过对几万颗恒星的光谱观测、测定，把天上的恒星分成了这7类，从O到M型恒星，O是蓝色，M是红色，O型星表面温度最高，大概是3－8万K，而M型星只有2千－3千5百K。更具体的知识，不在这里赘述了。哈佛分类沿用至今，它揭开了研究恒星演化的序幕。

　　有了哈佛分类，才有赫罗图，横坐标是OBAFGKM，恒星的光谱型，纵坐标是恒星的光度，简单地说就是它的亮度（一般用它的绝对星等）。

　　再来说说“做好姑娘吻我”的事情。哈佛分类工作的领导者是Annie Jump Cannon，用5架望远镜，带领了近40名女孩子，花了近40年才完成。她们终生未婚。那5架望远镜只剩下了1架，现在在南京大学天文学系（现已扩为南京大学天文与空间科学学院）。

　　1945年的中国，天文台所有的天文望远镜都在抗战中被日本人拆的拆，炸的炸。美国为了帮助中国天文重建，决定送一台。1947年，这台拆卸后包装好的望远镜启航，1950年才到达中国。1952年院系调整，建立当时中国唯一的天文系—南京大学天文学系，这望远镜得以落户南京大学。

　　2002年，当年为这望远镜写欢送稿的sky&telescope编辑，来到南大，见此故物，热泪盈眶。

　　Oh Be A Fine Girl Kiss Me，是天文学专业学生的ABC，现在男女平等，所以这句话有了新演绎：Oh Be A Fine Guy Kiss Me！这句从女孩子嘴里说出的话，比《流星花园》更浪漫。

经我近20年的研究（用数学方法），经我大学时的部分同学（在部分大学和地质单位）反馈回来的信息确定：地球科学研究已经取得了重要突破，或者说，地球之谜已被解开。一切自然地质现象，或地球物理现象，都直接或间接地起因于天体有规律的运行——“天源地质论”：一种关于天体有规律的运动，产生了地质作用动力的全球性理论（不是假说）。它从天体运动规律（而非自然地质现象）入手或出发，用数学、物理学方法推导出或发现了天体有规律地运动，产生了地质作用动力，并导致或产生了如此多的自然地质现象。其研究在空间上针对了整个地球，而不局限于地壳；在时间上，涉及到了过去、现在和将来。总体上和效果上，呈现出地质学大统一理论的特征（所有自然地质现象，都可以从“天源地质论”的角度得到完整解译）。

从“天源地质论”众多研究结果中的以下几个的文字描述，我相信或希望您能理解“天源地质论”的大部分含意（只要您有一点点数学和物理学的知识）。

1、 在椭圆上研究地球

开普勒总结了自己和师傅第谷的天文观测数据，归纳出天文学三条定律：俗称开普勒天文三定律（未经数学论证）。

牛顿发现：月球没有象苹果一样落到地球上来，是因为它有一个横向速度（圆周运动），产生了离心力，与地引力相平衡。并领悟道引力的相对性：彼此吸引。然后用半数学半哲学的方法，利用开普勒第三定律，推导出万有引力公式。

在牛顿的圆周运动模型上，月球所受合外力为零：离心力与地引力大小相等，方向相反。可这是近似的，与实际不相符合：月球（或行星）是作椭圆运动，不是作圆周运动。

在椭圆轨道上运行的地球（或天体），离心力与场源的引力，不一定在一条直线上，大小不一定相等，二者始终存在一个合力（记为Fu，其方程式已从数学上推导出）。由在近日点和远日点，地球所受合力大小不为零就可以知道这一点。（另：作变速运动的物体，所受合外力不为零。）

以此为突破口，可以解开：（1）、椭圆的物理学含意；（2）、开普勒定律的数学证明；（3）、地球之谜；（4）、太阳系之谜；（5）、水星运动之谜；……等数十项突破!从而诞生了一个新理论:天源地质论。——所有地球物理现象或地质现象，都起因于天体有规律的运动！

附：万有引力——拥有质量的物体间，产生的使彼此相互靠拢的力。

2、椭圆含意的最新发现

在数学上（几何学），我们已经知道椭圆的几何学定义：在一个平面内，到两个已知点（焦点）的距离之和始终等于一个常数（2a）的所有点的集合。

而我最新的研究证明：椭圆的含义（或定义）致少还有三个：光学定义、动力学定义和驻波定义。

椭圆的光学含义：在椭圆上任意一点，与两个焦点相连所构成的两条直线所夹的角，定义为焦角（记为2θ），而椭圆上任意一点的垂线在数学上叫法线，这样，就可以从数学上证明出“椭圆的焦角定理”：在椭圆上任意一点的法线总是平分焦角。这一“定理”对定量描述行星在椭圆轨道上的受力分析很重要、很有用。另外，还可以由此“定理”得出一条重要的“推论”：由椭圆的一个焦点发出的一束光，经椭圆壁反后，将经过另一个焦点，再经椭圆壁反射，最终回到原来出发时的那个焦点上。由此构成一个反射周期。一束光经过有限个周期的反射后，最终将在椭圆的长轴上来回反射。（可见椭圆是这样一条曲线：能将一束光反复反射，同时反复经过两个已知点〈焦点〉）。

椭圆的动力学定义：地球在日地连线（矢径r）上来回振动，同时作圆周运动，当振动周期与圆周运动周期相同或同步时，地球运动的轨迹为椭圆。

椭圆的驻波定义：地球在绕着太阳的一个圆周上波动，当一个波的波长等于圆周长时，这个波的形状将为椭圆——一个波长的驻波。

3、 开普勒第一定律的理论证明

在平面几何学上，我们已经知道椭圆离心率e＝c／a。从数学上还可以推导出椭圆离心率的动力学方程式（只与行星在椭圆轨道上的平均加速度和平均引力场强有关），从而解开行星轨道形状不一样的原因，同时，还可以看出离心率不存在等于零和等于一的极端情况，即行星不存在椭圆以外的运动形式——从而证明开普勒第一定律是正确的。

4、开普勒第二定理律有问题

开普勒从天文观测数据,总结出开普勒第二定律(面积定律):在椭圆轨道上,行星与太阳的连线(矢径r),在单位时间内,扫过相同面积。

在传统上，这条定律的证明或存在，是基于行星作椭圆运动的角动量守恒而存在的。但我现在发现：作椭圆运动的行星，其角动量不守恒。原因至少有四条：

（1）行星在椭圆轨道上运动时，在矢径r上的速度分量不产生角位移，不能参与角动量计算。

（2）行星或地球在椭圆轨道上运动，是变速运动。说明其所受合外力或合外力矩不为零，这违背了角动量守恒的先决条件。

（3）地球轨道非常接近于圆，角动量变化不明显。但从哈雷慧星的情况来看，则可明显地看出角动量不守恒。在平均距离处的角动量远远大于在近日点和远日点的。

（4）数学上也可以证明：角动量“mrv”随时间的变化量不为零——椭圆角动量不是常数——不守恒。

由以上四点可以看出：开普勒第二定律（面积定律）不存在。

但从数学上可以（或已经）证明：在行星与太阳连线（矢径r）的垂直方向上的速度分量，所产生的角动量守恒（垂向角动量守恒定律）。

5、开普靳第三定律的证明

建立一个假想的圆形轨道(机械能与椭圆轨道上的相同)，半径为椭圆轨道上到太阳的平均距离；在圆形轨道上，离心力与向心力大小相等，由此可推导出开普靳第三定律：行星到太阳的平均距离的立方除以公转周期的平方等于常数C。其中常数C=（GM）／（2π）^2=3362×10^18。（M为阳质量；G为引力常数）。

6、所有的大陆向北漂

地球在椭圆轨道上绕太阳运动,在垂直于椭圆曲线方向上，受到离心力作用，同时又受到太阳引力作用，这两个力大小不相等，并且大多数情况下，不在一直线上，所以二者存在一个合力（Fu力）作用于地球。这个合力在地球北极方向上有个分力（因与地轴北极方向的夹角小于90°）。这个分力作用于地球，挤压南极，牵拉北极，使地球呈梨型，同时使所有的大陆向北漂移，导致了北半球陆地多，南半球陆地少。同时造成了这种假象：看到北半球，好象地球在收缩；看到南半球，好象地球在膨胀。

7、潮汐新解

月球对地球的引力作用，是卫星对主星的作用——单一力作用，潮汐在向月面。而太阳对地球的作用是主星对卫星的作用——合力作用。即受地球公转离心力与太阳引力的合力（Fu力）作用。潮汐在Fu力的方向上，其平均值是月引力潮的三倍多（可以精确计算出来）。在7月初（远日点），Fu力引力潮在向阳面（中午12点可以见到）。在1月初（近日点），Fu力引力潮在背阳面（午夜12点可以见到）。

8、地磁场的成因

地球在圈层结构上分为地壳、地幔、地核三个圈层。其中地核分为内核（固体）、外核（液体）两层。

地球内的电荷分布是存在着差异的。地球内部温度高，使电子获得动能而向地幔、地壳移动——蒸发作用。从而使地核带上正电，地幔、地壳带上负电。（当你将电器的地线与大地相连，电器可以正常工作，就是大地带负电的原因）。

地球在运动过程中，受公转离心力和太阳引力的合力Fu力作用，地内核沉靠在Fu力方向的地幔底部。当地球自转时，地内核在地幔底部滚动，驱赶液态外核反向流动（就象滚筒洗衣机中的衣服和水），从而导致整个地核与地幔、地壳的相对运动或转动，从而形成与地球自转方向相反的反向电流——地核电流；地幔、地壳中的电子随地球自转，也产生了反向电流，两股反向电流汇合成了与地球自转方向相反的环形电流，从而产生了“S”极向北，“N”极向南的磁场。

环形电流和地磁场的能量是由地球自转转动能转化而来的，它使地球自转变慢。

9、海水将会淹没全世界

地球自转转动能正慢慢转变成电磁能(维持地磁场)和磨擦热能(因潮汐作用),所以地球自速度渐渐变慢,自转离心力变小,因离心力而突起的赤道回落,同时两极突起,整个地球正渐渐变圆。同时表面积变小，原来的“衣服”——地壳，显得太大了，于是，产生了水平挤压，行成各种地质作用和地质现象。特别是在赤道附近，挤压最强。最终有一天，地球会停止自转，变成圆球，地壳运动停止，陆地被雨水冲刷剥蚀，均匀分布于大海之中，整个地球被海水淹没，处于混沌状态。人类向大海转移，象鲸鱼一样生活……

……

“天源地质论”的诞生，使地质学从此由个人假设阶段,迈向了理论阶段——与数学、物理学和天文学完美结合的阶段。”

附：“地磁场是个大怪物。”爱因斯坦。“地质学家们到现在还没有将脚下的地球搞清楚……”史帝芬霍金。

如果你懂一点数学和物理学，或者你是个情报专家，你就会感到发生了什么事情。

“天源地质论”诞生以来，了解到的人感觉异常

存在“最小粒子”

在历史上很长的一段时间里，人们曾经认为物质、时间、空间这些东西是可以无限分割的。《庄子·天下》中这样说：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”用数学的语言来解释这段话，意思就是你可以把1尺长的棍子进行无数次对半分割，第一次对半分割得数是05尺，第二次是025尺，第三次是0125尺……这个过程可以无限地进行下去。公元前四世纪的希腊哲学家亚里士多德也认为，物质是连续的，人们可以将它无限地分割下去，我们永远也得不到一个不可再分割的“最小颗粒”。但很早就有人怀疑“物质可以无限分割”的观念，希腊哲学家德谟克利特相信最小颗粒是存在的，他把这种粒子叫做“原子”。德谟克利特认为所有的物质都是由原子组成的，原子是一种不可穿透、不可分割的实体，一切原子都有着相同的性质，只是在形状、大小、重量、排列、位置上有所不同。万物有生有灭，但组成它们的原子却不会跟着毁灭，只会从死亡的物体转移到新生的物体身上。

“超光速”

在经典物理中，判断任何物体的运动状态，都需要选定一个参照物。对于同样的运动物体，假如选取的参照物不同，得到的结果就不一样。按照这个思路，我们可以推测光速并没有绝对值。假如一束光向你照过来，初始速度为C，当你以速度V向着光源的方向运动时，那么以你为参照物，光速就会变成C+V；而当你朝背着光源的方向运动时，你眼中的光速就应该是C-V。如果情况是这样的话，那么就不存在“超光速”的问题了。然而1886年，美国物理学家阿尔伯特·麦克尔逊和爱德华·莫雷进行了物理学史上赫赫有名的“MM实验”，有了一个惊人的发现：在地球朝着不同方向运动时，检测到的光速竟然没有丝毫变化。这意味着，经典物理学的推测完全错误，不管你是在朝着光源运动，还是在向垂直于光源的方向运动，或者在背着光源运动，你看到的光速丝毫不会发生变化，都保持着恒定的速度C。后来爱因斯坦用“狭义相对论”解释了这一现象。爱因斯坦说，高速运动物体的时间流速会变慢，自身的长度会缩小，正是因为时间和空间存在这样的弹性，才导致不管你在哪里、从哪个方向见到的光，它在真空中的传播速度都是大约每秒30万公里，从来不会发生变化。

“寒武纪生命大爆发”通常被用来当作否定进化论的证据。

在《物种起源》一书里达尔文提到，自己的理论中存在几个很难解释的疑点：第一个疑点是，如果物种是经过细微的渐变演化而来，那么为什么见不到大量的过渡类型呢？为什么自然界的物种之间的区别是那样的明显，而不是彼此混淆不清的呢？假如说那些过渡类型已经灭绝了，那么就应该要有大量化石证据，但为什么没有呢？根据达尔文的说法，物种的进化，是随机变异通过自然选择作用后累积下来的结果，这种变化是渐进的、连续的，这样一来，就必定会存在大量的中间过渡物种。比如，目前多数人认为鸟类是由恐龙进化而来的，由于进化是连续的，在漫长的演变过程中，必定会出现无数介于恐龙和鸟之间的物种，而且这样的生物应该很多很常见，然而事实上却根本没有。

我们眼中的宏观世界是由粒子组成的。如果每一种粒子都是有人观察时才是实在的，没人观察时就只是一种虚幻的波，那么由它组成的整个世界应该也是如此。这意味着什么？难道真像乔治·贝克莱主教说的那样，“存在就是被感知”，世界是因为我们的存在才变得真实的