天灾预测与可公度性

2011-08-12 09:23:15

│铍X(4)=9.020│

│X(1)+X(6)—X(2)=9.016X(6)+X(8)—X(9)=9.013│

│X(7)+X(7)—X(9)=9.015│

├───────────────────────────────────┤

│硼X(5)=10.811│

│X(6)+X(9)—X(10)=10.830X(3)+X(8)—X(6)=10.830│

├───────────────────────────────────┤

│碳X(6)=12.011│

│X(2)+X(4)—X(1)=12.015X(4)+X(9)—X(8)=12.018│

│X(3)+X(8)—X(5)=12.130X(5)+X(10)—X(9)=11.992│

├───────────────────────────────────┤

│氮X(7)=14.0067│

│X(4)+X(9)—X(7)=14.011X(6)+X(8)—X(7)=14.004│

│X(10)+X(1)—X(3)=14.246│

├───────────────────────────────────┤

│氧X(8)=16.000│

│X(1)+X(9)—X(2)=16.003X(4)+X(9)—X(6)=16.007│

│X(5)+X(6)—X(3)=15.881│

├───────────────────────────────────┤

│氟X(9)=18.998│

│X(2)+X(8)—X(1)=18.995X(6)+X(8)—X(4)=18.991│

│X(7)+X(7)—X(4)=18.993X(5)+X(10)—X(6)=18.979│┼───────────────────────────────────┤

│氖X(10)=20.179│

│X(6)+X(9)—X(5)=20.198X(3)+X(7)—X(1)=19.940│

└───────────────────────────────────┼

也就是说,每一个元素的原子量可由其它元素的原子量通过加、减运算推导出来(允许误差0.2),这种表达式,翁文波称之为可公度性的一般表达式。这个例子是用三个数据推导出一个数据,叫做三元可公度式,在另外一些例子中,存在五元、七元、九元等可公度式。

天灾预测与可公度性

 一位数学教师的发现

1766年,一位名叫体丢斯的德国数学教师在给学生讲述太阳系概况时,要求学生将各大行星到太阳的平均距离记住。可学生怎么也记不住这些毫无规律的数字。体丢斯仔细分析了这些数据,发现并非无规律可循。他先在黑板上写下一个数列,从第二个数开始,后一数正好是前一数的两倍,即:

0,3,6,12,24,48,96,192……

在每个数上加4,再除以10,便得到:

0.40.71.01.62.85.21019.6……

水星金星地球火星?木星土星?

以地球到太阳的距离为一个天文单位,其它数字正好是五个行星到太阳的平均距离,只有2.8个天文单位处没有行星,土星以后也没有行星,因为当时知道的最远行星就是土星。

体丢斯并没有认为这是个多么了不起的发现,不过把它当做一个教学生巧妙记忆数据的方法,所以当时没有传开。直到1772年,德国天文台台长波德发现了它,觉得很有意思,才将它发表。因此一般称它为“体丢斯—波德”定则。

“体丢斯—波德”定则发表后,很快引起了天文学家的注意。德国天文学家注意到,火星与木星之间的空隙非常大,按“体丢斯—波德”定则,2.8天文单位处没有行星,似乎这里还有个行星没有被发现。正在这时,传来了赫歇耳发现天王星的消息,天王星到太阳的距离为19.2天文单位,跟体丢斯定则预言的19.6基本一致,这更使天文学家坚信2.8天文单位处应该有一个行星。

后来的发现令天文学家有点失望,这地方没有发现大行星,但发现了一个由许多小行星组成的小行星带。到1982年,这里被命名编号的小行星就达2297个,估计总数比这还要多得多。这些小行星是一个大行星瓦解后形成的呢,还是尚未形成大行星的原始块呢?这是天文学上一个有趣的问题,至今没有定论。

 可公度性

人们在发现了“体丢斯—波德”定则后,又发现,太阳系的一些卫星也不是杂乱无章地分布的,也具有某种规律。

如木星的三个卫星到主星的距离X(1),X(2),X(3)服从下式:

2(X(3)—X(2))=X(2)—X(1)

而土星的四个卫星则服从:

4X(4)+X(3)—5X(2)=5(X(2)—X(1))

太阳系的行星、卫星分布的这种规律,在数学上称作“可公度性”。

假如有6,15,18三个数,问它们有什么特点?谁都知道,它们都是3的整数倍。如果有一些量,其每一个都是某一共同基础量或量度的整数倍,则称这些量具有可公度性,如6、15、18是可公度的,而6、17、√2则不具有可公度性。

有些量,表面上看不具有可公度性,可对它们进行简单的加、减运算后就现出了可公度的“原形”。如6,11,25,9,表面上看,不能同时被任何一个数除尽,但有6+11=17,25+9=34,其结果都是17的倍数,我们也称这些量具有可公度性。可公度性是周期性的推广,周期性则是可公度性的特款。可以说,可公度性是一种广义的周期性。

各大行星到太阳的平均距离、某些卫星到主星的平均距离,也具有这种广义的周期性。表面上看这些数据是不可公度的,但进行简单的加、减处理后就表现出了可公度性。如将各大行星到太阳的距离减去0.4再乘以10,其结果都是3的倍数。上面所列的木星、土星的卫星的可公度式,实际上也是说这些卫星到主星的距离进行加、减处理后存在可公度性。一个数乘以正整数是这个数的连续相加,所以当加法看待。

人们知道,太阳系是在漫长的历史中由原始星云凝聚形成的,完全是自然的杰作,不受任何“神”的干预。那么为什么这些行星和部分卫星“排列”得如此有规律呢?其物理机制如何?有什么理论意义?这些可公度式到底有什么意义?

这些问题没有人能够回答,很多人把这些关系当做经验公式写入文献中,不作深入探讨。但是,有一位中国科学家却从中发掘出了新的意义,他的名字叫翁文波。

 翁文波和天灾预测

翁文波(1912—1994)是我国石油科学的一代宗师,中国科学院院士,大庆油田的发现者之一。

1966年3月8日,我国河北省邢台发生了强烈地震,给国家和人民造成了严重损失。4月27日,周总理专门请来李四光和翁文波两位科学家,委托他们搞地震预报。

李四光不幸于1971年逝世,翁文波在文革中也失去了自由。等到七十年代末,科学的春天来临,翁文波才又开始了在地震预测及天灾预测这个崎岖小路上的跋涉。

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