⑴ 宇宙飛船上天的理論基礎
最重要的就是飛船速度要大於第一宇宙速度!
第一宇宙速度(V1) 航天器沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度,也叫環繞速度。第一宇宙速度兩個別稱:航天器最小發射速度、航天器最大運行速度。在一些問題中說,當某航天器以第一宇宙速度運行,則說明該航天器是沿著地球表面運行的。按照力學理論可以計算出V1=7.9公里/秒。航天器在距離地面表面數百公里以上的高空運行,地面對航天器引力比在地面時要小,故其速度也略小於V1。
第二宇宙速度(V2)當航天器超過第一宇宙速度V1達到一定值時,它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星,這個速度就叫做第二宇宙速度,亦稱逃逸速度。按照力學理論可以計算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒。由於月球還未超出地球引力的范圍,故從地面發射探月航天器,其初始速度不小於10.848公里/秒即可。
第三宇宙速度(V3)從地球表面發射航天器,飛出太陽系,到浩瀚的銀河系中漫遊所需要的最小速度,就叫做第三宇宙速度。按照力學理論可以計算出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。需要注意的是,這是選擇航天器入軌速度與地球公轉速度方向一致時計算出的V3值;如果方向不一致,所需速度就要大於16.7公里/秒了。可以說,航天器的速度是掙脫地球乃至太陽引力的惟一要素,目前只有火箭才能突破宇宙速度。
第四宇宙速度(V4)宇宙速度的一級,預計物體具有110~120km/s的速度時,就可以脫離銀河系而進入河外星系,這個速度叫做第四宇宙速度。
由於航天器在地球稠密大氣層以外極高真空的宇宙空間以類似自然天體的運動規律飛行,所以實現航天首先要尋找不依賴空氣而又省力的運載工具。
火箭本身既攜有燃燒劑,又帶有氧化劑,能夠在太空中飛行。但要掙脫地球引力和克服空氣阻力飛出地球,單級火箭還做不到,必須用多級火箭接力,逐級加速,最終才能達到宇宙速度要求的數值。
現代運載火箭由箭體結構、動力裝置、制導和控制系統、遙測系統、外測系統、安全自毀和其他附加系統構成,各級之間靠級間段和分離機構連接,航天器裝在末級火箭的頂端位置,通過分離機構與末級火箭相連;航天器外面裝有整流罩,以便在發射初始階段保護航天器。
運載火箭的技術指標,包括運載能力、入軌精度、火箭對不同重量的航天器的適應能力和可靠性。航天器的重量和軌道不同,所需火箭提供的能量和速度也各不相同,各種軌道與速度之間有一定的對應關系。如把航天器送入185公里高的圓形軌道運行所需的速度為7.8公里/秒;航天器進入1000公里高的圓形軌道運行所需速度為8.3公里/秒;航天器進入地球同步轉移軌道運行所需速度為10.25公里/秒;航天器探測太陽系所需速度為12~20公里/秒等。直到今天,只有依靠火箭才能突破宇宙速度,實現人類飛天的理想。
⑵ 為什麼說物質、能量、意識,是構成宇宙的三大基礎
我主要闡述以下科學思想和哲學觀念
(一),世界是由物質的基本粒子組成。
這些看起來像粒子的東西實際上都是很小很小的弦的閉合圈,稱閉弦,閉弦的振動和自旋有漲落現象,漲落形成不同振動和自旋運動就產生出各種不同的基本粒子。 也就是說,目前科學家發現的60多種基本粒子,都是因閉弦的不同振動和自旋運動所產生出的結果。
(二),基本粒子的自在運動,說明物質是有能量的;粒子間的相互轉換,說明不同運動及對應的各種能量是可以相互轉化,但總能量保持不變,是守恆的,宇宙的能量總和是一個常量。
(三),基本粒子是具有「靈性」的,每個粒子的幾率「疊加態」中都存在一個「感知態」,一旦這個粒子跟另一個粒子建立起量子糾纏關系,這兩個粒子就有了相互感知的聯系,有了意識的基礎,能記住、識別和感知到對方的存在,建立起了超時空的信息聯系。
(四),物質、能量、意識,是構成宇宙的三大基礎。
為便於研究這種三者的關系和變化,引入了時間和空間的概念。所以時空是跟物質的運動,能量的變化,意識的活動相聯系,是隨這三者的變化而變化的。
時間和空間不可以獨立於物質、能量、意識這三大基礎之外而游離存在。
即是說,沒有絕對的時間和空間。
(五),宇宙的發展變化遵循兩條基本規律:
物質的惰性(慣量)讓自然界自發地向無序混亂的方向變化;物質的意識又讓自然界向有序方向發展。這是一對矛盾運動,萬事萬物均得遵守。
在這對矛盾運動中,能量可以轉化,有序運動要消耗能量,但總能量保持不變。
(1),自然界的一切物質粒子與生俱有保持它原有狀態的惰性(慣性),所以在自然狀態下,如聽任粒子自由地隨機運動,那麼整個宇宙粒子的運動,將向完全無規則,完全無序的方向發展,宇宙的總能量雖然保持不變,但構成宇宙總能量的各式各樣的能量,如機械能,化學能,核能,生命體能……以及跟這些能量相伴隨的各種運動,都將逐漸地全部轉化成熱能,變成熱運動,最後高溫處向低溫處傳熱,最終達到處處溫度相等的熱平衡狀態,宇宙的熵(無序混亂的程度)趨於極大值,宇宙處於死寂的永恆狀態,即宇宙熱寂狀態。
(2),由於意識的作用,粒子的運動會向有序的方向發展,在一定時空范圍內,有些粒子將出現一些排列有序的系統組合形式。
粒子從無序向有序變化,是需要消耗能量的,會發生能量間的轉化,即把從外界吸收的能量部份(不是全部)變換成粒子有序組合相對應的有效能量,剩餘的無效能量,將已更加無序的狀態退還給外界。
意識是靠信息的傳遞使粒子的運動越來越有序,越有規律性,使粒子之間的系統組合結構由低級向高級,由簡單到復雜,由無機組合向有機組合發展。
隨著粒子系統組合的條理化和復雜化,粒子組合形成的整體意識形態,也由低向高發展進步,例如出現了生命和遺傳現象,有了人腦組織的出現,意識發展上也就有了智商、情商、靈商之類的心理活動。
一句話,
物質的意識活動是需要能量的。
它的活動一方面是使物質系統從無序混亂向規律有序方向發展,意識也會隨物質結構的發展由低級向高級,由簡單向復雜方向變化。
另一方面是指,意識活動不會把吸收的能量全部轉化成有效能量,只能部份轉換,剩餘無效部份則以更為混亂的能量形式,退還給外界,加大外界的無序和混亂程度。
就是說,自然界中部份有序結構是靠其餘部份的更加無序換來的。
當一個系統(或部分)變得更加有序,必然有另一個系統(或部分)變得更加無序,
"有效能量"指的是,可以被利用的能量;
"無效能量"指的是,無法再利用的能量,又可以看為熵。
熵就是系統中的無效能量。
宇宙的能量總和是一個常量,而每一次能量轉化,必然有一部分"有效能量"變成"無效能量"(即"熵"),因此不難推論,有效能量越來越少,無效能量越來越多。
……
一個宇宙是從兩個相反方向走向死亡:
一,物質惰性的自發運動,宇宙會向熵增加方向變化,最終走到"熱寂"未日。
二,物質的意識活動,雖然能讓部份宇宙走向有序,卻會使餘下部份宇宙更加無序,總體上是加速了宇宙"熱寂"未日的到來。
意識會讓宇宙的有序部份呈現寶塔式發展,越發展越高端,物質粒子構成的大腦也會越來越復雜,人將越來越聰明,科學技術越來越發達先進,人類改造世界的創造能力越來越強,……最終會發展到什麼樣子,……宇宙大爆炸的奇點狀態(物質有序的極限狀態)。
……
註明:
早年麥克斯韋為了反駁熱力學第二是定律,反對孤立系統會自發地走向無序,曾經設想了一隻麥克斯韋妖,這智能妖就可以把無序變為有序,這是暗示了意識在自然變化中的作用,只是他沒有明確指出這妖其實就是物質的意識,或者說他當時還沒有認識到意識是物質世界的基本屬性。
另外麥克斯韋認為麥克斯韋妖把無序變為有序這過程是不用花費能量,這觀點是錯誤的(實驗已證明了)。
(六),不同宇宙因為物質不同,時空不同,彼此間不能進行能量和信息交換,所以這些宇宙都是孤立系統,遵守熵增加原理,最終走向熱寂末日。
各個孤立的宇宙,要想聯系,必須完成構成宇宙粒子的轉變或者時空轉換,絕不能用A宇宙的時間和空間去量度B宇宙的時空和空間。
蟲洞能實現不同宇宙間的穿越,把各個孤立的宇宙連接起來,是因為蟲洞可以完成物質粒子和時空轉變。
(七),通常情況下,意識不以占據空間的形式存在,而物質存在是占據空間的,這就是意識與物質的區別。意識以信息的形式儲存、表現和傳遞。意識的聯系實質是信息的聯系,是超時空的。
(八),海森伯的「測不準定律」告訴我們,任何物質的現象、基本粒子的現象,跟觀察者、觀察的目標和他所用的觀察儀器直接相關的,沒有一個純客觀的東西。實際上講,意識讓自然界向有序方向發展,是由我們的觀念決定的, 所以物質的狀態是與我們的觀念相聯系。實證得到的規律和理論應該是主客體相結合的結果。在這里,我們可以這樣猜想,外星系的智能生物會不會有與我們不同的物理定律,而那裡的物理學與我們一樣成功!
(九),由於意識的作用,粒子從無序向有序變化,在這個過程中遵守兩項原則:
(1),粒子從無序向有序變化,會遇到阻力,需要消耗能量,但意識永遠會讓能量遵循阻力最小的途徑。這是世界從無序向有序演化的基夲方向,即能量最小原理。
(2), 意識會努力把從外界吸收的能量盡量多地變換成粒子有序組合相對應的有效能量E,減小無效能量e的排放, 使能量的利用率η不斷提高,即讓η=E/(E+e)增大,但始終η<1 而不會η=1。
能量最小原理廣泛存在於我們實際的生產和生活中,我們做任何一件事情,所選擇的最佳方案往往都是省時省心,最方便、最高效、最節能的方案。
對能量最小原理的實驗證明,可以這樣進行:
設想計算機解決某一問題,有多種解決方案即操作程序。計算機能量是可以測量的,最佳方案應該是計算機執行這些套方案時所用能量最小的方案。