春天，樹的老枝上發(fā)出新芽。它還活著。

引言

“合抱之木生于毫末”，思想是行為的根源。人類的宇宙觀也是起源于一念，初始想法。從“地心說”到“日心說”，再到宇宙無心說。從“第一推動力”到“星云說”再到“大爆炸宇宙論”。人類對宇宙的認知不斷從自我為中心的靜態(tài)觀向諧同一體的演化觀進化。對于太陽系演化的認識，星云說最終成為主流。然而，南轅北轍的事兒可能再次發(fā)生了。

正文

一．人類宇宙觀的演變

1.1 地心說

公元二世紀，克羅狄斯·托勒密（Claudius Ptolemaeus，約90~168年，天文學(xué)家）繼承了亞里士多德（Aristotle，B.C. 384～322）的地心說和喜帕恰斯（（Hipparchus，約B.C. 190~127）地球偏離圓心的觀點，提出自己的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說，即地心說。并著有《天文學(xué)大成》。主要觀點如下：

（1）地球是球形，位于宇宙中心，且靜止不動。

（2）月亮和五大行星在本輪和均輪上運動。

（3）太陽只有均輪，而沒有本輪。

（4）水星和金星的本輪中心始終位于日地連線上，該連線在一年中繞地球一周。

（5）火星、木星和土星到它們各自本輪中心的直線總是與日地連線平行，這三顆行星每年繞各自的本輪中心轉(zhuǎn)一周。

（6）恒星天每天繞地球轉(zhuǎn)一周。

（7）日月和五大行星除了各自的本輪均輪運動外，還會跟著恒星天繞地球一周。

（8）地球偏離中心位置一些。

圖1 托勒密地心說示意圖

此后，地心說主導(dǎo)西方世界宇宙觀1500年之久。但引入80個本輪之繁瑣，且精度不能滿足航海要求，經(jīng)千年積累的日期誤差竟達10天。人們已經(jīng)認識到地心說的缺陷。[1]

1.2 日心說

1543年，尼古拉·哥白尼（Miko?aj Kopernik，1473.2.19~1543.5.24，天文學(xué)家）發(fā)表的《天球運行論》提出日心說宇宙模型，繼承了阿里斯塔克（Aristarchus, B.C. 315~230）的日心說。日心說主要觀點：

（1）不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心；

（2）地球只是月球軌道的中心，并不是宇宙的中心；

（3）所有天體都繞太陽運轉(zhuǎn)，宇宙的中心在太陽附近；

（4）地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的；

（5）在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的；

（6）人們看到的行星向前和向后運動，是由于地球運動引起的。

地球有三種運動：

一種是繞地軸的周日自轉(zhuǎn)運動 ；

一種是環(huán)繞太陽的周年運動；

一種是保持地軸指向不變的回轉(zhuǎn)運動。

在當時該說存在兩個問題無法解釋，即未觀測到恒星周年視差和拋體滯后現(xiàn)象。

圖2 哥白尼日心說示意圖

16世紀，喬爾丹諾·布魯諾（Giordano Bruno，1548~1600.2.17，思想家）捍衛(wèi)和發(fā)展了哥白尼的日心說，并把它傳遍歐洲。經(jīng)過研究，他提出宇宙是無限的，時間是永恒的，太陽不過是宇宙無數(shù)星系中的一個。

第谷·布拉赫（Tycho Brahe，1546.12.14~1601.10.24，天文學(xué)家）調(diào)和了地心說和日心說，認為其它行星繞日公轉(zhuǎn)，日系又繞地球公轉(zhuǎn)。他把觀測數(shù)據(jù)傳給開普勒，說了句“不要讓我徒勞無功”就撒手人寰。

1609年，約翰尼斯·開普勒（Johannes Kepler，1572.1.6~1630.11.15，天文學(xué)家）在《新天文學(xué)》中闡述開普勒第一和第二定律。1619年發(fā)表第三定律。進一步完善日心說。

①橢圓定律：所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，太陽在橢圓的一個焦點上。

②面積定律：行星和太陽的連線在相等的時間間隔內(nèi)掃過的面積相等。

③調(diào)和定律：所有行星繞太陽一周的恒星時間的平方與它們軌道半長軸的立方成比例。

1632年，伽利略·伽利雷（Galileo Galilei，1564.2.15~1642.1.8，天文學(xué)家、物理學(xué)家）出版《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，首次采用望遠鏡觀測和物理實驗證據(jù)為日心說辯護。以慣性運動解釋拋體無滯后的原因。但恒星視差仍未觀測到。

1687年，艾薩克·牛頓（Isaac Newton，1643.1.4~1727.3.31，物理學(xué)家）在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中總結(jié)出物體運動的三個基本定律：

第一定律：物體受平衡力作用時（合力為零），保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。

第二定律：在合力作用下，質(zhì)點的動量隨時間的變化率與合力成正比，且同向。

第三定律：物體間的作用力和反作用力，總是同時、等大、反向。

并提出萬有引力定律：任何兩個質(zhì)點都存在通過其連心線方向上的相互吸引的力。該引力大小與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比，與兩物體的化學(xué)組成和其間介質(zhì)種類無關(guān)。

還提出“旋轉(zhuǎn)軌道定理”，也稱增力方程。（第一冊命題43~45）

用牛頓力學(xué)定律可以證明開普勒三定律，進而夯實日心說的理論基礎(chǔ)。

1729年，詹姆斯·布拉德利首度嘗試測量恒星視差。但他用望遠鏡觀測恒星的運動，認為視差是微不足道的。

1838年，白塞耳使用量日儀首次成功測量出天鵝座61的恒星視差。

由于測量上的困難，直到19世紀結(jié)束時，只有大約60顆的恒星視差被觀察到，且多數(shù)使用動絲測微器。在20世紀初期，使用天文照相底片的天文攝影儀加速了觀測進度。1960年代更精密的電腦技術(shù)使得星表的比對更有效率。1980年代，感光耦合元件 (CCD) 取代照相底片，并且使不確定的因素減少到千分之一角秒。[2]

圖3 恒星周年視差示意圖

1.3 星云說

1644年，勒內(nèi)·笛卡爾（René Descartes，1596.3.31~1650.2.11，哲學(xué)家）在《哲學(xué)原理》一書里提出原始太陽星云的概念，猜測太初混沌之時，物質(zhì)微粒在宇宙漩渦中逐漸形成太陽系?！耙蕴鰷u說”是近代第一個關(guān)于太陽系起源的星云假說。

1755年，伊曼努爾·康德（Immanuel Kant，1724.4.22~1804.2.12，哲學(xué)家）在《宇宙發(fā)展史概論》一書中也提出太陽系起源的星云假說。他認為太陽系由原始星云演化而來。在太陽系形成之前，宇宙空間就存在一種彌漫的原始物質(zhì)，本身具有引力和斥力。物質(zhì)微粒在引力作用下相互吸引，密度較大的那部分物質(zhì)微粒將周圍空間密度較小的部分聚集起來，同新聚集的物質(zhì)一起，又聚集到密度更大的物質(zhì)那里。如此下去，星云物質(zhì)的引力中心就形成太陽。同時，物質(zhì)微粒之間又有斥力作用。向引力中心下落的微粒和團塊，由于斥力而偏離引力中心，使下落運動成為圍繞引力中心的圓周運動。整個星云成為一個巨大漩渦。在漩渦里，速度較小的抵抗不了中心引力，便落到太陽表面上。一部分物質(zhì)速度足夠大，則繼續(xù)做圓周運動，形成扁平的云狀物。其中較大的團塊以后就逐漸聚成行星。同時，行星也在斥力的作用下開始自轉(zhuǎn)，形成較小的圓盤。于是，上述過程就在小一號規(guī)模上重演，形成衛(wèi)星系統(tǒng)。此外，他對于行星軌道的共面性、共向性、行星質(zhì)量分布、彗星和土星光環(huán)的形成都提出了自己的看法。

1796年，皮埃爾-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon marquis Laplace，1749.3.23~1827.3.5，天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家）在《宇宙系統(tǒng)論》一書中也提出星云假說。他認為形成太陽系的云是一團巨大的、灼熱的、轉(zhuǎn)動著的氣體，大致呈球狀。由于冷卻，星云逐漸收縮。因角動量守恒，收縮使轉(zhuǎn)動速度加快，在中心引力和離心力的共同作用下，星云逐漸變?yōu)楸馄降谋P狀。在星云收縮中，每當離心力與引力相等時，就有部分物質(zhì)留下來，演化為一個繞中心轉(zhuǎn)動的環(huán)。以后又陸續(xù)形成好幾個環(huán)。這樣，星云的中心部分凝聚成太陽，各環(huán)則凝聚成各個行星。較大的行星在凝聚過程中同樣能分出一些氣體物質(zhì)環(huán)來形成衛(wèi)星系統(tǒng)。[3]

圖4 星云說示意圖

20世紀40年代以后出現(xiàn)的星云說被稱之為“現(xiàn)代星云說”，有以下幾個共同特點：

（1）吸取康德-拉普拉斯學(xué)說中的精髓與合理部分，即太陽系由同一團星云在自然規(guī)律作用下逐漸形成。

（2）充分運用現(xiàn)代科學(xué)的理論及空間探測新資料，包括恒星早期演化理論及災(zāi)變說中一些合理部分。

（3）逐漸進入定量計算及模擬實驗的階段。

1912年，伯克蘭（O.K.Birkland，1867~1917，科學(xué)家）提出電磁力星云說。

1927年，貝拉格（H.P.Berlag，1896~1968，氣象學(xué)家）提出電場作用星云說。

1972年，國際討論會上一致公認較為完整而富有價值的是:(1)瑞典阿爾文學(xué)說;(2)英國霍伊耳學(xué)說;(3)法國沙茲曼學(xué)說;(4)美國卡梅倫學(xué)說;(5)蘇聯(lián)薩夫龍諾夫（Safronov）星子假說。

1978年，戴文賽（1911.12.19~1979.4.30，天文學(xué)家）也提出一個具有特色的現(xiàn)代星云說。新星云說認為在46億年前，原始分子氫云在自引力作用下坍縮。稠密的內(nèi)部區(qū)域在核心首先形成原太陽。外部區(qū)域慢慢演化成盤狀。云中的塵埃分布不均勻，密度較高的部分形成引力吸積中心，成長為星子。內(nèi)太陽系較高的溫度蒸發(fā)了輕的化合物，由硅和金屬構(gòu)成的固體星子逐漸集合成類地行星。外太陽系蒸發(fā)少，富含冰的星子形成巨行星。原始木星的起潮力使小行星主帶區(qū)不能形成大行星。殘余的較大的天體或被俘獲成衛(wèi)星，或因碰撞而碎裂被大行星彈射到遠方。太陽熱核反應(yīng)啟動后產(chǎn)生的太陽風吹走了剩余的氫和氦云，也帶走太陽的角動量。[4]

當今科學(xué)界廣泛接受的是“星子碰撞吸積理論”。

1.4 大爆炸宇宙論

1927年，喬治·勒梅特（Georges Lema?tre，1894.7.17~1966.6.20，宇宙學(xué)家）首次提出宇宙大爆炸假說。

1929年，愛德文·鮑威爾·哈勃（Edwin Powell Hubble，1889.11.20~1953.9.28，天文學(xué)家）根據(jù)假說提出，星系的紅移量與星系間距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠離的宇宙膨脹說。

1946年，喬治·伽莫夫（George Gamow，1904~1968，物理學(xué)家）與他的兩個學(xué)生（拉爾夫·阿爾菲和羅伯特·赫爾曼）將相對論引入宇宙學(xué)，提出熱大爆炸宇宙學(xué)模型。認為宇宙最初開始于高溫高密的原始物質(zhì)，溫度超過幾十億度。隨著宇宙膨脹，溫度逐漸下降，形成星系等天體。并預(yù)言宇宙微波背景輻射的存在。1948年提出新的化學(xué)元素起源理論，認為各種元素是在中子連續(xù)俘獲過程產(chǎn)生的。

1964年，無線電工程師阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜偶然中發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射，證實了預(yù)言。

根據(jù)大爆炸宇宙論，早期的宇宙是一大片由微觀粒子構(gòu)成的均勻氣體，溫度極高，密度極大，且以很大的速率膨脹著。這些氣體在熱平衡下有均勻的溫度，是當時宇宙狀態(tài)的重要標志，因而稱宇宙溫度。氣體的絕熱膨脹將使溫度降低，使得原子核、原子乃至恒星系統(tǒng)得以相繼出現(xiàn)。爆炸之初，物質(zhì)只能以電子、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在。爆炸之后，宇宙不斷膨脹導(dǎo)致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低，逐步形成原子、原子核、分子，并復(fù)合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星云，星云進一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成我們?nèi)缃袼吹降挠钪妗5]

圖5 大爆炸宇宙論示意圖

二．星云說的疑問點

2.1 萬有引力、電磁力與核力

無論是康德的原始星云物質(zhì)微粒，還是拉普拉斯的熾熱球狀氣體，乃至現(xiàn)代星云說的原始分子氫云，只要星云的溫度高于周圍開放空間，分子間的熱運動就足以抵消萬有引力的吸引作用。因為萬有引力是非常弱的力，而原子間的作用力是很強的電磁力。即使在絕對零度附近，氦原子最多呈超流體，而非凝聚成塊，更何況是氫分子。凝聚成固態(tài)尚且困難，更何況僅靠自身重力進一步壓縮，突破核力閾值，產(chǎn)生核聚變反應(yīng)。

萬有引力1，電磁力10^35，核力10^37，如此懸殊的數(shù)量級差異，不是質(zhì)量大就能跨越的。就像地球表面的物質(zhì)并未因重力而坍縮，也不會因萬有引力而聚合。那如何證明地核是由星云物質(zhì)經(jīng)萬有引力聚合而成且處于高溫狀態(tài)呢？行星不能，恒星又怎么能僅靠萬有引力聚合形成？康德與拉普拉斯時代局限于對萬有引力、電磁力、核力強弱關(guān)系的無知，提出星云假說只為挑戰(zhàn)神創(chuàng)論。然而，三百年后的我們理應(yīng)跳出這種誤區(qū)。據(jù)估計太陽內(nèi)部溫度1500萬度，而氘氚核聚變需要上億度高溫，更無論氫核聚變。太陽向外輻射的能量果真來自氫核聚變嗎？

2.2 旋轉(zhuǎn)與角動量

拉普拉斯假設(shè)原始星云有自轉(zhuǎn)，那就說明有個自轉(zhuǎn)軸，就有向心力和離心力。那么，相對均勻的分子氫云哪里會成為旋轉(zhuǎn)中心呢？就算有偶然的繞動產(chǎn)生了這個中心，巨大的角動量從哪里來？就算最開始就有此角動量分布于整個星云，據(jù)角動量守恒定律，聚集成恒星后，絕大多數(shù)角動量隨同質(zhì)量匯集于恒星自轉(zhuǎn)上。即太陽系角動量分布應(yīng)與質(zhì)量分布相匹配。而實際觀測是太陽質(zhì)量占比99.8％，角動量占比不足1%，而周圍天體質(zhì)量占比0.2%，角動量占比99％。如果考慮柯伊伯帶、離散盤、伴星、奧爾特云，角動量與質(zhì)量分布的反差更是懸殊。[6]

現(xiàn)代星云說認為是太陽風帶走了多余的角動量，奇怪的是并沒把多余的質(zhì)量帶走，顯然是矛盾的。海外天體的成因也無法用星云說解釋，更無論尚未觀測到，但很可能存在的伴星。另外，已觀測的雙恒星系統(tǒng)在銀河系中占50%，那些更遙遠的如比鄰星暗淡的伴星就不必說了。很可能絕大多數(shù)恒星都存在伴星，只是質(zhì)量偏小且暗淡，人類目前還無法觀測到。星云說也難以解釋這些雙星系、多星系。

圖6 太陽系觀測現(xiàn)狀示意圖

圖7 太陽系尺度示意圖

2.3 熵增與熵減

熵增原理來自熱力學(xué)第二定律，用熵度量系統(tǒng)的無序性。孤立系統(tǒng)只會從有序態(tài)變成無序態(tài)。沒有外力做功的情況下，物質(zhì)只會從高能態(tài)變成低能態(tài)。那么相對于恒星，原始星云的彌散物質(zhì)是處于高能態(tài)，還是低能態(tài)呢？是更有序，還是更無序呢？無論從溫度還是密度，再到能流密度，恒星的能態(tài)都遠高于星云物質(zhì)。僅憑微弱的萬有引力做功果真可以違背熵增原理而逆轉(zhuǎn)演化過程嗎？人類能否在太空重現(xiàn)此過程？把空氣壓縮成液態(tài)都要額外做很多功，僅憑萬有引力尚且做不到。很難想象在開放的真空環(huán)境中“分子氫云”可以在萬有引力作用下聚合在一起形成恒星及行星、衛(wèi)星。顯然，星云說的演化方向反了。

2.4 演化的諧同性

按“大爆炸宇宙論”的觀點，宇宙是由小到大，由密到疏，由高能態(tài)到低能態(tài)演化而來的。那么，如何逆向由低能態(tài)的原始星云聚合成眾多高能態(tài)、高密度的恒星、雙星、三星、中子星呢？演化方向不諧同?！?0世紀80年代初，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)離我們100億光年外存在的原始星系云，基本處于電離氫狀態(tài)，其體積與銀河系接近，有可能是初始宇宙大爆炸后遺留下來的原始星云物質(zhì)?！盵7]試問，1光年內(nèi)的暗伴星且觀測不到，怎能“看到”100億光年外的“電離氫云”？星云只是前人的誤解，因為遙遠星系模糊看不清，似云。

三．太陽系演化生育說

老子的宇宙觀是生長說。“道生一，一生二，二生三，三生萬物。萬物負陰而抱陽，中氣以為和。”萬物由內(nèi)而外生發(fā)出來，內(nèi)陽外陰，中間由炁場耦合。“大曰筮，筮曰遠，遠曰反。”宇宙不斷變大，彼此遠離，極限反轉(zhuǎn)?！靶行婍鹬T?！毖莼切杏行?。按此思想理解太陽系演化更合適，也符合熵增原理，且與大爆炸宇宙論同向。

星核生育說：宇宙中原生星系團、星系、恒星系、行星系、衛(wèi)星逐級由核心向外諧同生長。生長規(guī)律符合對數(shù)螺線。哈勃星系分類代表不同的星系生長階段。

太陽系并非由星云物質(zhì)聚合形成，而是由致密星核向外生發(fā)而成。行星從恒星內(nèi)部生出，軌道呈螺線向外生長。太陽雙星相互的引潮力使各自行星遠離中心天體，在柯伊伯帶形成平衡區(qū)。行星軌道分布如同太陽系演化的年輪。海外天體軌道半徑分布、偏心率和傾角失去規(guī)則性說明其成因與海內(nèi)行星有別，很可能是太陽伴星的行星被搶奪的產(chǎn)物。

太陽內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能是：中子星核/輻射區(qū)/對流層/光球?qū)?色球?qū)?日冕。能量來源更可能是中子星核衰變出的反物質(zhì)湮滅釋放出的γ射線二次沖擊太陽外層物質(zhì)產(chǎn)生的光熱和粒子流。對流層、光球?qū)?、色球?qū)又械奈镔|(zhì)是中子團衰變后動態(tài)產(chǎn)生的各種元素原子，也包括各種同位素。由中子團直接衰變成重元素原子核顯然比由氫原子逐級聚變成重元素難度更小，更合理。中子衰變成質(zhì)子和電子，多個質(zhì)子與剩余中子通過核力直接結(jié)合成原子核，放出的電子繞核運動形成各種元素原子。根本不必經(jīng)過氫核聚變反應(yīng)逐級合成。部分中子碎裂成正電子和電子，此兩種反物質(zhì)相遇湮滅放出遠大于氘氚核聚變產(chǎn)生的能量。（每公斤物質(zhì)，核裂變產(chǎn)生8×10^13焦耳，核聚變產(chǎn)生3×10^14焦耳，反物質(zhì)湮滅產(chǎn)生9×10^16焦耳）

赫羅圖上主序星的演化也可以理解為中子星核不斷衰變，質(zhì)量不斷減少的過程。質(zhì)量更大的中子星早期會分裂為雙星或多星。演化到后期質(zhì)量衰減到引力不足以約束核反應(yīng)的膨脹力時，就會變成紅巨星，最后剝離外層變成質(zhì)量更小的中子星或白矮星。又經(jīng)過紅矮星，褐矮星，黑矮星，最后成為“暗物質(zhì)”。

圖8 赫羅圖-恒星亮度與表面溫度散布圖

行星內(nèi)核很可能也是中子核，因出生時間不同，質(zhì)量不同導(dǎo)致外層包裹物元素豐度不同。

總結(jié)：星云說將人類帶出神創(chuàng)論的誤區(qū)，卻很可能又將人類帶入相反的認知方向。我們只有不斷反思，吸取人類歷史上最有智慧的思想，才有可能回歸正道?！叭朔ǖ?，地法天，天法道，道法自然?！比祟愇拿鞯拇胬m(xù)與發(fā)展需要正確認識和遵循天道演變。本紀人類文明能否躍過“大過濾器”升級為星際文明，取決于人類全體的認知力和控制力。

如同“日心說”取代“地心說”，“星云說”取代“神創(chuàng)說”，“進化論”取代“神造論”，每一個轉(zhuǎn)變都需要漫長的過渡期。走出星云說的誤區(qū)，三百年夠嗎？

寓

林間，幾只“懶螞蟻”離開大隊伍，朝不同的方向探索，發(fā)現(xiàn)新食源，通知蟻群。起初，沒幾個螞蟻跟隨，直到有更多的螞蟻“求證”后再次通知蟻群。不久，整個蟻群漸漸轉(zhuǎn)變路線，朝向新的食源。群體決策的改變需要時間，蟻群算快的。

典

“反也者，道之動也；

弱也者，道之用也。

天下之物生于有，有生于無。

道生一，一生二，二生三，三生萬物；

萬物負陰而抱陽，中氣以為和?！?/p>

“有物昆成，先天地生。

繡呵！繆呵！

獨立而不垓，可以為天地母。

吾未知其名，字之曰：道。

吾強為之名曰：大。

大曰筮，筮曰遠，遠曰反。

道大，天大，地大，王亦大；

國中有四大，而王居一焉。

人法地，地法天，天法道，道法自然?！保ā恫瘯献印罚?/p>

參考源

[1]寒蕭.從地心說到日新說.知乎 https://zhuanlan.zhihu.com/p/427322286

[2]各人名.百度百科 https://baike.baidu.com/

[3]康德-拉普拉斯星云說.百度百科

[4]戴文賽,胡中為.論太陽系的起源.中國科學(xué), 1980,第3期:254–266

[5]大爆炸宇宙論.百度百科

[6]倉榮琴等.太陽系的角動量[J].天文與天體物理, 2016, 4(2), 33-40

[7]黃定華.普通地質(zhì)學(xué).高等教育出版社.2014年10月