太阳系逸散的能量与现存能量

第五节　太阳系逸散的能量与现存能量

虽然太阳系的绝大部分能量不能为地球人所利用，但综观太阳系的能量，对于我们探索宇宙空间的能量，认识太阳系及宇宙的形成，会有一定的帮助。因为太阳系是今天能观察到的大宇宙中的一个小宇宙，可以当作一个能源基地。生态学涉及到生命所需要的能源；放开思想，把生命推向宇宙，这就涉及宇宙生态学与宇宙能源。当然这是一个非常复杂的问题，不是本书所能讨论的。但在这里可以从太阳系推想银河系、总星系、可观察的宇宙，以及不可观察的宇宙都由能量支配着。宇宙中的能量有太阳能，还有非太阳能（例如真空能）。光波就是电磁波，而真空是电磁场的最低能量态，因此真空能也可以说是太阳光辐射场的最低能量态。人类的生理机能要靠太阳光及其转换的能量来支持，他的智能应该说也涉及到一种能量。这种能量的机理是什么，值得研究，可能与真空能有关。

现在我们来看太阳系已经逸散的能量。今天太阳系内的行星能维持有序化的平衡运转，就像原子核外围的电子一样，能保持有序化的平衡运动。太阳系取得这种平衡，实际上已经耗去很大的能量，例如

（1）太阳当初从星际物质凝成现在的密度（1．41克／立方厘米），耗去的引力能是2．24×10⁴³尔格。

（2）太阳自形成以来，按光速辐射已达45亿年，耗去的辐射能共计5×10⁵⁰尔格。

（3）各行星当初从太阳系的物质凝成为现在的物质，耗去的引力能共为2．21×10⁴³尔格。

（4）各行星位于绕太阳的各自轨道，维持有序化的均衡运动，共耗去的引力能为1．97×10⁴³尔格。

（5）各行星不能完全吸收太阳能，反射到宇宙空间中去的能量为1．14×10⁴²尔格。

以上的计算数字指出：宇宙中一个星系的形成需要用去很大的能量，如果要把它拆散，也要释放同样多的能量；类似地，地球上每个人的长成，也需要一些物理化学能。人体内的各个器官保持有序化的功能，而处于平衡状态，又要耗散许多能量。

其次讨论太阳系现在的能量。太阳系的绝大部分能量目前不可能为地球人充分利用，但科学技术正在向前发展，未来可能扩大利用。

（1）太阳系的总能量按静质量计算则为1．8×10⁵⁴尔格

（2）太阳系如果密集到原子核的密度时，所放出的引力能将为4．22×10⁵²尔格

（3）太阳内部的热能量为1．91×10⁴³尔格

（4）太阳绕银河系公转的能量为5．03×10⁴⁷尔格

（5）太阳自转的能量为1．68×10⁴³尔格

（6）各行星绕太阳公转一周的总能量为1．97×10⁴²尔格

（7）各行星自转一周的总能量为7．16×10⁴¹尔格

以上的讨论，不论是太阳系与原子，还是人体系统，推广到一个生态系统或社会系统，都必须依靠各自能量去维持它们的平衡。这就想到中国古代自然哲学中的一句名言，那就是“万物负阴而抱阳，冲气以为和。”

从太阳系来说，太阳自身发光，属于阳，绕太阳运转的各个行星不发光，属于阴。它们组成一个有序化的平衡系统，就是依靠其中的引力及各自的运动能量。这种能量如果可用气字来概括，也可以说是一种气能。

至于原子有类似的情况，电子带负电属于阴，原子核带正电荷属于阳。当初爱因斯坦问玻尔，电子为什么带负电；玻尔说这是人为的规定。人为什么这样规定，玻尔未加解释；从今天的核物理来看，原子核像太阳一样有大量的潜在能量；各个电子绕原子核各按一定的轨道，有条不紊地运动，其中有能级维持平衡。这种能级似乎也可以概括为一种气能。

对于人体、生态系统、社会系统当处于有序化的状态时，各自形成一个广义的阴阳平衡系统。如果一旦失去平衡，系统将会发生变化，这就涉及到耗散结构的理论。参照这一理论，研究人文生态学可能是一个重要的途径。