表面张力之否定

曾在“星体球形结构”小节中,为简单描绘星球成为球形的原因,引用经典物理学的“表面张力”这一概念来说明星球高温液体球,这里是否定“表面张力”这个概念。

表面张力在经典物理理论中,大略是指“由于处在边界内的每—个分子都受到指向液体内部的合力,所以这些分子都有向液体内部下降的趋势,同时分子与分子之间还有侧面的吸引力,即有尽量收缩表面的趋势。这种情况使流体的表面好象蒙在一个表面积比它大的固体外面的弹性薄膜。”物理界还将毛细管现象、水珠球形态等原因归结于表面张力。

这个解释其实停留在范德华力的层次上,即液体内侧的其它分子的范德华力作用,形成指向液体内部的合力,产生吸引作用,而使边界处的分子形成向内运动趋势,而边界内的分子之间又相互通过范德华力作用相互吸引,就有了如货车挂网罩一样边界分子层罩住内部液体分子,表现为边界层分子整体结构看上去如一个弹性薄膜。

但懂得牛顿定律的读者都知道,力是相互作用的,“指向液体内部的合力”只存在于最表层的分子,液体内部分子合力是0,因此整个液体表面,按经典物理理论中的定性,是被薄到只有1、2个分子厚的弹性薄膜所约束,显然这种约束力远远不够去保持液体的形态,特别是球形水珠结构。

通过前面章节关于分子范德华力的重新定性,及上面波流一体与场涡的认识,可以确定不存在表面张力这一作用。

振动波在液体内传递,产生场涡作用,用仪器检测表现为压力。这个场涡牵引的以太涡流延伸到液体最表层分子,让液体表层分子间出现分离倾向,但分子间又因范德华力而结合,当场涡作用与范德华力取得作用平衡,于是液体表面分子之间处于欲断不断的绷紧状态,被人们误认为是表面张力。这种“表面张力”其实是“表面被迫张力”。

通过场涡与范德华力的平衡作用描绘,可知表面张力,其实是物质作用的结果现象,而不是物质状态的成因。物理界对表面张力的认识,是又一个将结果现象当成事件成因的本末倒置的案例。

这里也可用经典物理来重新理解“表现张力”这一过程,这与气球充满气后,表面出现拉紧原理一致:气体内压向外突破受阻,导致气球的橡胶薄膜分子受力后,分子之间处于相互分离张开但又没有断开的绷紧状态,这是一种物质作用的结果现象。对于液体,只是液体内的波振动压力,取代气球内的气体压力而已。

日常生活中锅里烧开水,就是锅底热振动导致水体沸腾,不断翻滚,这是水面表面被撕裂的另一种说法,附带产生漩涡、湍流及蒸汽现象。而平静液体里的场涡,与水分子间的范德华力取得平衡,只表现为液体表面出现分裂趋势,被人们误认为存在“表面张力”。人们提出表面张力这个概念,是停留在表面观察的结果,更是没有正确原子结构理论指导的结果。

这里重新认识星球成为一个球形的物质作用机制:是地球内部的地核这个有源场涡导致的地幔高温熔浆融圆过程后的圆满状态。