《21世纪是零点能世纪》

江兴流

 

摘自：《前沿科学》2010年第3期，日期2010年08月05日。

 

21世纪是零点能世纪[1]

THE ZERO POINT ENERGY CENTRURY[2]

江兴流[3]
(北京航空航天大学，北京 100191)

JIANG Xing-Liu
(Beihang University, Beijing, 100191, China)

 

【摘  要】普朗克在1912年提出了零点能的概念。

 

1916年，W. Nernst认为，我们的宇宙是充满零点能的宇宙。

 

在物理学中，零点能是指一个量子物理系统具有的最低可能的能量。当一个真空域的边界发生变化时所引起的零点能的改变，会导致可观察到的卡西米尔效应。
       

21年前，“冷核聚变”研究者观察到许多异常现象，它们不能用已有的核物理理论加以解释，尽管这些现象在理论和应用方面都有着重要前景，但仍然受到主流科技界的排斥。

 

经过“冷核聚变”研究者的长期的不懈努力，越来越多的人认识到“冷核聚变”研究的重大意义，有些政府组织意识到这可能是具有诺贝尔奖水平的能源技术，开始积极行动，投入研究经费。
       

基于“比费尔德-布朗效应”(Biefeld-Brown Effect)的飘升机(Lifter)是一种只用电能的、没有可动部件的、静音飞行的飞行器。实验证明，它也可以在绝缘油中和真空中运动。它的出现为推进原理的突破提供了新思路。
       

随着对真空零点能、挠场、卡西米尔效应的深入研究，人们开始认识到“冷核聚变”和飘升机现象是零点能的一种表现，对真空零点能进行深入的理论和实验研究将带来能源和推进技术的革命性突破。科技界有人提出，21世纪是零点能世纪。

     

【Abstract】 The Zero-Point Energy (ZPE) in physics, is the lowest possible energy that a quantum mechanical physical system may have and is the energy of the ground state. The quantum mechanical system that encapsulates this energy is the Zero-Point Field. The variation in Zero-Point Energy as the boundaries of a region of vacuum move leads to the Casimir Effect, which is observable.
       

It is well known that phenomena of electrical discharge always bring on transient energy concentration temporally and spatially. Highly localized nuclear activation in electrochemical systems and other electrical discharge processes had been observed at many laboratories in world. Based on the theory of vortex dynamics, the strange phenomena of “Cold Fusion”, such as the excess heat, anomalous nuclear transmutation and so forth, are considered to be interpreted by the torsion coherence with the Zero-Point Energy induced by localized intense field emission of micro-protrusion of the cathode, and the dynamic Casimir Effect. A logical extrapolation of this discovery is that the strong force of the nucleus is in fact an ultra-close range Casimir Effect.
       

The Lifter using the Biefeld-Brown effect, works without moving parts, flies silently, uses only electrical energy and is able to lift its own weight plus an additional payload. There exist Biefeld-Brown Effect in air, in insulation oil and in high vacuum.
       

The Casimir Effect governs interactions of matter with the energy that is present in a vacuum. Success in harnessing this force could someday help researchers to convert energy from quantum vacuum to usable energy of heat, electricity, mechanical energy or other forms of power, and to develop low-friction ballistics and even levitating objects that defy gravity.
       

【关键词】零点能；卡西米尔效应；挠场；比费尔德-布朗效应
       

【Key words】 Zero Point Energy; Casimir Effect; Torsion Field; Biefeld-Brown Effect

 

0  前言

 

现代物理要求发展一种能正确描述自然界的物质和能量的性质和它们之间相互作用的理论模型。这种模型不仅能诠释人所共知的现象，还能预示尚未发现的现象。

 

目前流行的物理模型称作标准模型。该理论基于大爆炸假说，认为在大爆炸的那一瞬间创造出所有的物质、能量和场力，而引力、电磁力与核弱力、核强力是单独的、互不相干的场效应。

 

用主流科学的标准模型无法解释许多基本的自然现象，如：基本粒子的自旋、超流、超导、龙卷风，以及Bifeld-Brown效应、冷核聚变所产生的许多异常效应等，一种新的、更为完善的理论正在探索中。
       

零点能(Zero Point Energy, ZPE)驱动粒子运动，粒子运动产生零点能，整个宇宙就是以这种能量自反馈的循环再生形式存在着。

 

所有的物理现象都与真空密切相关，许多与涡旋动力学有关的异常现象，有可能从真空零点能的挠场相干过程中，找到答案。如：湍流形成，陀螺失重，超流和超导，声致发光，电化学异常现象，超快强激光打靶产生高能离子，类星体与超高能宇宙射线，天体抵抗熵增加而形成星系等等。
       

21世纪物理学的发展趋势是利用零点能，用微观粒子与宏观真空相结合的方法研究各种物理现象，提高人类对自然界的认知能力，并与自然界和谐共处。

 

1  量子真空零点能

 

量子理论预示，真空并不是真正一无所有。

 

真空作为虚等离子体，充满时隐时现的粒子和在零线值上涨落的场。

 

在一个电磁场中，虚光子的出现是以量子系统中的能量的微小重整，也即拉摩漂移为标志的。

 

基于此，科学家早就知道，我们地球处在一个高密度的能量的海中，这种能量渗透到宇宙的每一个角落。

 

因此，通常认为的发电机或电池并不向外电路输出能量，它们只是起到一种通道的作用，它们从周围环境的真空能吸取能量，转换为可应用的能量，输出到外电路各个元件。最近的研究表明，量子真空零点能这一巨大的能量宝库有可能开发为可应用的能源，Haisch等人申请的专利(US 7379286 B2, MAY 27, 2008)就是一例。
       

可见的物质和不可见的能量通过涡旋相互联系：就像水中的涡旋，它是水，又不同于周围的水，它对周围的涡旋或水有某种作用力，因此，可以认为涡旋具有基本的物质形态；

 

龙卷风是空气，但它不同于周围的空气。

 

物质粒子产生于真空零点能。但由于有涡旋结构，它又有别于周围的真空零点能。
       

卡西米尔力是主导物质和真空中的能量的相互作用的力。

 

在真空中，两块靠得很近的导电平板之间的吸引力——卡西米尔力，可能影响从微机械到自然界的统一场论。人们也在探索用超短程卡西米尔力解释核力的来源。
       

真空是宇宙中的基本介质。

 

爱因斯坦在他的《空间的概念》一文中指出：空间是第1位的，物质是第2位的。空间包容了所有的物质。物质是一种以波的形式出现的能量模式。物质量子是物质的建筑砖块，它更多地表现为波的形式而不是粒子的形式。
       

中国《科技日报》于2000年4月19日刊登一篇题为《“冷核聚变”与新能源——真空能》的评论性文章。该文简述江兴流提取的真空能理论和实验研究成果，认为真空能的大规模利用为人类描绘了一个美好的未来。

 

10年过去了，如今这篇文章在互联网上成为关注能源问题的人们的点击率很高的一篇重要文章。江兴流等人撰写的论文《瞬态涡旋动力学与非平衡体系中的异常核现象》已被作为优秀论文收入由路甬祥为编委会主任的《中国科技发展论坛》大型文献中。

 

2  挠场

 

有人提出，涡旋是能量运动的最基本形式。

 

随着对自然界和实验室现象的深入观察，人们发现：涡旋现象存在于自然界的各个层次，从微观的基本粒子自旋、超导体和超流体中的涡旋点阵、DNA的螺旋结构、宏观的等离子体自收缩、电化学点腐蚀、龙卷风、银河系、类星体、黑洞等都存在涡旋现象，整个宇宙通过旋量守恒而联系在一起。

 

粒子和物质产生的涡旋是信息的携带者，它们几乎瞬间地通过挠场相互作用着。

 

因而有人把涡旋称为宇宙的引擎，它是连接不可见能量和可见物质的桥梁。

 

从物理学的角度来看，能量和物质是相同的，不同之处在于振荡频率。

 

调整振荡频率，能量和物质可以互相转换。

 

现实中，许多异常物理现象都与涡旋相关。

 

人们也发现，大量的异常放能和核反应现象不能用现有的4种相互作用加以解释，需要引入挠场(或称自旋场、轴子场、微轻子场)。

 

挠场的研究始于1922年的嘉当理论。在爱因斯坦-嘉当理论中，一切旋转体都产生挠场波，并且通过时空传播。

 

挠场与经典电磁场和引力场不一样。它属于一种尚未清楚了解的基本相互作用，它有许多独特的性质，如：高穿透性、记忆和滞后效应、超光速传递和全息特性等，它是物理真空极化的一种表现，具有涡旋拓扑性质。
       

近年来，通过对粒子自旋和宏观物体的旋转角动量的深入研究，科学家对挠场理论作了进一步的完善。

 

这一理论不仅使我们对提取真空能提供了可能的途径，而且也对量子理论中违反直觉性质的异常现象有了新的认识，如与量子牵连相关的非定域的许多现象。

 

目前，国外的挠场理论和试验研究已经有了很大的进展。由于挠场具有许多独特性质，使它在生物、医疗、新能源、通信、地质、材料、天文等方面有着特殊的应用。
       

挠场的特性：
       

(a) 像引力场一样，挠场不会被任何自然物质所屏蔽，即挠场在自然物质中传播不会损失能量。
       

(b) 挠场的作用只改变物质的自旋状态。
       

(c) 挠场的传播速度至少为光速的109倍。
       

(d) 挠场产生轴向加速。
       

(e) 挠场源被移走以后，在该地点仍保留着空间自旋结构，即：挠场有滞后效应。在冷核聚变研究中，许多实验室观察到滞后放热(Heat after death)现象，就是例证。
       

(f) 挠场是全息的。
       

(g) 挠场是思维和意识的物质基础。
       

继铜基超导材料之后，日本和中国科学家最近相继报告发现了一类新的高温超导材料——铁基超导材料。

 

高温超导是指材料在某个相对较高的临界温度，电阻突降至0的现象。

 

1986年，科学家发现了第1种高温超导材料——镧钡铜氧化物。自那以后，铜基超导材料成为全世界物理学家的研究热点。

 

然而直至今日，对于铜基超导材料的高温超导机制，物理学界仍未形成一致看法。这也使得高温超导成为当今凝聚态物理学中最大的谜团之一。

 

因此很多科学家都希望在铜基超导材料以外再找到新的高温超导材料，从而能够使高温超导机制更加明朗。

 

2008年2月，东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)的Hideo Hosono及其同事发现了第1个铁基高温超导材料，在温度为26K时，材料的电阻消失了。

 

2008年3月25日，中国科学院物理研究所赵忠贤领导的科研小组报告，氟掺杂镨氧铁砷化合物的高温超导临界温度可达52开尔文(-221.15℃)；

 

4月13日，该科研小组又有新发现：氟掺杂钐氧铁砷化合物假如在压力环境下产生作用，其超导临界温度可进一步提升至55开尔文(-218.15℃)。

 

此外，中科院物理所闻海虎领导的科研小组还报告，锶掺杂镧氧铁砷化合物的超导临界温度为25开尔文(-248.15℃)。
       

新的铁基超导材料将激发物理学界新一轮的高温超导研究热。
       

铁的自旋是控制铁基超导材料许多物理性质的关键因子，如：原子位置、晶胞尺寸、结构相变、晶格震荡等。而粒子的自旋来源于量子真空的零点电磁涨落。自旋极化是挠场理论研究的主要目标。

 

J. E. HIRSCH认为：现有的BCS超导理论，不能解释许多超导现象，更不能预示超导材料，只是一个类似于金融界的“麦道夫”理论一样的大骗局。

 

作者认为：研究超导材料的自旋极化和涡旋点阵，将为我们建立正确的超导理论提供新思路。

 

3  冷核聚变现象以及物质与能量转换

 

从1989年开始的世界范围的“冷核聚变”研究以来，许多研究者，如：伊利诺依大学的G. H. MILEY，北海道大学的T. Mizuno，北京航空航天大学的江兴流等众多科学工作者发现，在电化学过程产生6~220质量数的反应产物。

 

这些反应产物包括从氢到铅的许多元素，并且新产生元素的同位素分布与天然的同位素大不相同。这些物理现象证明：在化学反应能的激发下，能产生核反应，它们无法用现有的核反应理论解释，对流行的标准模型理论是一种挑战。
       

根据《Physics World》报道：最近，日本知名科学家、大阪大学名誉教授Yoshiaki Arata在媒体前公开展示了他最新的研究成果，在常温条件下将氘气变成氦，并且产生超常能量。这些实验结果也为其他实验室所重复。他们将氘气压入钯锆氧化物(ZrO2-Pd)后，反应容器的温度上升到70摄氏度，并且长期处于远高于室温的状态达50个小时。据称这些热量便是来自冷核聚变反应。
       

动态卡西米尔效应与卡西米尔腔体的几何结构有关——
       

◆ 可以是放出能量或产生新元素，如：声致发光、各种条件下的“冷核聚变”实验所观察到的现象；
       

◆ 也可能是吸收能量，使元素发生变化或消失，如：正负电子对在晶体中湮灭，涡流管同时具有的抽真空、制冷和加热功能，以及张裕光发明的集成动量转换器实现尾气微排放等等。
       

在美国，被称为“现代达芬奇”的Walter RUSSELL提出生成波(Wave of Creation)理论：

 

一对轴向收缩的螺旋波——
       

◆ 在两极缠绕成球形，合成为物质；
       

◆ 在赤道扩张，解开缠绕，回归为能量。
       

他认为：核嬗变过程，并不是从一种元素变为另一种元素，而是元素的存在提供了嬗变的条件。

 

由此可知，所有的粒子都可以看成是某种结构的涡旋体。

 

瞬变涡旋提供了元素变化的条件。

 

Walter RUSSELL从实验中观察到，在外加电磁场的作用下，只充有气态14N的真空室中，发生了核嬗变。谱仪分析表明：真空室中，出现大量的元素4He和5Li。

 

此外，Walter RUSSELL在低温条件下通过毛细管效应或改变磁场分布的方法，将氧转化为氮和氢；但他那时还没有认识到量子真空零点能的基本性质，还不能提出动态卡西米尔效应的概念。
       

声致发光和声致核反应：声致发光可以用不同极化程度的介质的移动界面之间的量子辐射加以描述。实验表明，其光谱是连续谱，而不是某一元素的特征谱，就像Miley、Mizuno等人观察到的“冷核聚变”实验中出现的、几乎连续的、新产生的6~220质量数的反应产物元素谱。
       

生物核嬗变与零点能：2009年3月22日，美国化学学会237次年会的环境化学分会在盐湖城召开。会上，V. VYSOTSKII和A. KORNILOVA系统地介绍了他们及世界其他实验室在生物体系中的核嬗变的研究成果。

 

实验结果表明：研究者观察到Na变成Mg，K变成Ca和Mn变成Fe，并且测量到超常能量的产生。对于生物核嬗变的研究结果，表明了核嬗变现象的普遍性。
       

一个异常物理现象的破解，可以动摇一个理论体系，冷核聚变现象的研究正处于这种状况。

 

大量的实验事实表明，低能核反应是存在的，例如：元素的化学态影响该同位素的半衰期；电化学过程中的核现象；高密度电荷团引发的核嬗变；燃烧过程中的核产物；生物体内的核过程等等。

 

德国冯纽曼研究所的杜尔等人用大型计算机计算的结果表明：物质只不过是真空涨落的产物。

 

质子中的3个夸克的总质量只有质子质量的1%。基于对真空零点能的研究，我们相信：所谓的“冷核聚变”现象是零点能的一种表现。

 

4  Biefeld-Brown效应与场推进

 

20世纪20年代美国物理学家Paul Alfred BIEFELD和他的学生Thomas Townsend BROWN发现了一种奇特的、即使是到了现在尚不能完全被理论解释的现象，即在给一个不对称电容器加上高电压时，电容器会产生一种未知的力的作用。这个现象就以这两位物理学家的名字命名，称为Biefeld-Brown效应，我们也可称之为“场推进”。

 

图1   应用Biefeld-Brown效应的场推进船舶

 

图2   绝缘油中的Biefeld-Brown效应

 

基于Biefeld-Brown效应的世界上第1艘场推进船只，最先出现在北京航空航天大学的有关实验室。

 

这种没有螺旋浆、没有喷射推进装置的新型船只静悄悄地在水面航行，船体中包括蓄电池、高压电源、场推进装置、无线电接收器等，总重量为1.5kg，船只的航行方向由地面电磁遥控器控制。

 

这种场推进船舶在北京航空航天大学第17届“冯如杯”学生课外学术科技作品竞赛中获1等奖，并获第10届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品2等奖。
       

基于Biefeld-Brown效应的场推进旋转与飘升演示仪在2007年第8届物理演示实验教学研讨会上获全国高校第8届物理演示教学仪器1等奖。此外，我们还用细丝-薄膜电极旋转结构，在空气中、在绝缘油中和在高真空中观察到Biefeld-Brown效应。而且，在某一特定外加电压条件下，旋转方向会发生突然反转。
       

2004年《航空周刊与空间技术》(Aviation Week & Space Technology, March 1, P. 50)中提到“科幻小说描述的零点能，可能成为星际航行的关键所在。”，“一些世界级航空公司及美国国防部的有关部门认为零点能将是航空航天运载工具推进方式的下一个突破口。”

 

萨哈洛夫曾提出：引力不是单独的力，引力与真空零点涨落有关。

 

而且，许多科学家认为：物体的引力质量和惯性质量并不是恒定的，它们可以通过调控环境电磁辐射的频率和强度加以改变。

 

电晕放电是一种高频脉冲电磁辐射源，船舶推进过程中，伴随着电晕放电现象。人们正在探索能否用一块两面具有不同微观结构的金属板，获得单方向的推力。

 

从微观考虑，不同的表面微结构形成的量子腔体，由于吸收或反射真空零点能的不同频段的频率，从而形成产生单向推力。

 

5  小结

 

宇宙中所有的物质都来源于零点电磁涨落能，没有任何一个物理体系称得上是孤立体系。

 

低能核反应是普遍存在的现象。从体系的温度变化、粒子浓度扩散、生物核嬗变到电化学过程，都存在一定几率的核反应，人为地增强空间场，将促进核嬗变过程。
       

能量的最小单位是涡旋，涡旋是联系可见物质和不可见能量的桥梁。所有的物质都由能量汇集而成，而在物理世界中，涡旋不断地积聚、控制或消散能量和质量。源于真空零点能的卡西米尔效应可以解释核力的起因。
       

研究流体中的不同尺度和结构的湍流现象，结合零点能、挠场和动态卡西米尔效应，观察湍流的演化过程，将使我们对大自然本质的认识进一步深化。零点能及其所涉及的领域是当前科技的制高点，也是新经济的增长点。

 

【推荐语】江兴流教授多年从事量子真空零点能、卡西米尔效应及挠场研究。他是国内从事这方面研究的核心科学家。“冷核聚变”现象是一个跨世纪的科学难题。

 

江兴流教授发现的电解水的尖端涡旋效应，早已被国际上承认是当今冷核聚变的几个有效途径之一。他提出涡旋动力学轴向加速和挠场相干提取零点能的理论模型，解释电化学过程中观察到的异常过热和局域核反应现象，取得重要进展。

 

他致力于用同一理论解释声致发光、电磁场与燃烧过程的相互作用、飞秒强激光打靶产生兆电子伏量级的离子束、龙卷风的巨大升力，以及涡旋类星体的超高能辐射等现象的研究。

 

近年来，他研究场推进现象，并在以Biefeld-Brown效应为基础的场推进飞行器的理论和实验研究方面取得重要成果。

 

他认为：引力和惯性与真空零点电磁涨落有关。不久的将来，利用真空零点能进行星际航行是有可能的。
       

量子真空零点能涉及广阔的科技领域，它是当前科技的制高点之一，也是新经济的增长点。发表本文将会引起科技界的广泛关注。
       

推荐人：任振球
       

任振球，中国气象科学研究院研究员，现任中国地震预测咨询委员会委员、中国地球物理学会天灾预测委员会常委、中国自然辩证法研究会地学哲学委员会理事、方法论委员会委员。专长：重大自然灾害预测、全球变化和自然辩证法研究。出版专著2部、论文集3部，发表各种学术论文400余篇。

[1] 江兴流：《21世纪是零点能世纪》，北京：《前沿科学》(季刊)，2010年(第4卷)第3期(总第15期)，第15~20页。收稿日期：2010年05月20日；修订日期：2010年08月05日。
[2] JIANG Xing-Liu, THE ZERO POINT ENERGY CENTRURY, FRONTIER SCIENCE (quarterly), Beijing, 2010,04 (3), pp. 15~20.

[3]【作者简介】江兴流，男，北京航空航天大学教授，博士研究生导师，享受政府津贴。长期从事前沿科学研究工作，研究真空零点能、纳米科学技术、核科学、场推进等，曾获多项国家自然科学基金、“863”项目及其他科研基金资助。

 

补充插图 2011年07月04日晚，社会系统工程专家组与北京实现者社会系统工程研究院举办了一期“知行者·实现者论坛”(Realizrer Forum)，主题为“真空零点能(Zero Point Energy, ZPE)应用技术”。论坛气氛平等、开放而热烈，在“既解放思想又实事求是”的基础上，始终充满着“既大胆猜想又谨慎质疑”的张力。著名主流科学家、北京航空航天大学江兴流教授，著名“非主流”科学家、中国地质大学沈今川教授等出席论坛。

      

图为参加者合影留念。左→右：殷晗(上海力博机电设备有限公司)，安虎生(北京实现者社会系统工程研究院)，江山(北京银云海技贸公司)，沈今川(中国地质大学)，江兴流(北京航空航天大学)，孙舸[北京实现者社会系统工程研究院人类潜能实验室(RHPL)]，吴州(俄罗斯金星有限责任公司)，常远(中国航天社会系统工程实验室、西北工业大学资源与环境信息化工程研究所)，夏惠义[华夏神盾科技(北京)有限公司]，，孙法兴(无锡圣贝尔机电有限公司)