实现引力能和电磁能相互转化机理的研究

　　依据牛顿的苹果落地现象所悟出来的万有引力理论，我们知道水在自然界中的循环是受到地球万有引力作为作用力和电磁力（以富兰克林—1752年的风筝捕电实验和秦皇岛周江华—2010年放电飞行器实验为证）作为反作用力相互作用矛盾的结果。人类对水能利用的本质主要是通过水在引力的作用下由高处往低处流动冲击发电机转子切割磁感线，从而产生电能量。同样的道理，我们是否可以在无需借助水这一媒体而直接利用无处不在无时不有的万有引力来＂冲击＂发电机转子切割磁感线产生电能量呢？
　　这里探讨的引力能，是指宇宙中一切万有物质之间由于力的效应相互吸引通过转化后所提供的无限自然能源。实现对引力能的直接利用是无数科研专家的梦想，需要有高屋建瓴的科学世界观和辨证的思维方法，才能有望做到。长期以来，许多人都致力于对引力能的研究，试图对引力能这一取之不尽用之不竭的无限万有能源进行开发、利用，但都很难取得成功。对此，科学家进一步指出，万有引力具有保守的特征，任何对保守引力的利用，都避免不了势动能转化功恒为零的情形。然而，其实我们用这种片面的形而上学的观点来看待这个问题是行不通的。在聪明绝顶的爱因斯坦看来，他认为万有引力不是力，而是时空弯曲效应(此为借用爱因斯坦发明的＂时空弯曲＂概念用于引申探讨引力特性）的结果。在平直的宇宙中，引力是线性的，由于受时空弯曲效应，引力就变成了非线性的弯曲特性。虽然不管爱氏＂时空弯曲＂论是否为世人所接受，但是有一点，时空弯曲导致引力的非线性表现，却能给我们对万有引力能的直接利用带来了一些意想不到的灵感启示：即地表上的一切物体，只要在创造爱因斯坦广义相对论中提出的弯曲时空时，即可发现在这个弯曲的时空中，当确定某一固定支点和一根阿基米德杠杆构成运动副处于一定相对高度时，在引力的作用下，杠杆将会由原来的直线运动转变为曲线运动，即围绕该固定支点作半周曲 线运动。这表明原先学界认为引力是线性垂直于地面，并作直线运动的权威观点有所不同。在建立某一固定支点和一根阿基米德杠杆构成运动副处于一定相对高度时，并创造了一个弯曲的时空时，杠杆将以固定中心支点为一定等长半径作半周曲线运动，而不是直线运动。其实，这是一个众所周知的自然事实，用一个简单的单摆运动试验即可直接验证时空弯曲效应的存在。在引力的作用下，单摆将由处于一定相对高度的点A向点B、C处连续运动，直至停止。如图（1-1）所示：（R=1.50cm)
　　从以上单摆在引力的作用下所作的半周曲线运动情况来看，如果要始终利用到万有引力所提供的无限能量，就必须始终保持单摆体在某种自然力的作用下由处于点C向处于一定相对高度的起始点A运动，使其具有引力势能的相对位置，这样它才能不断地向下作半周曲线运动创造能量实现做功。何以解决这一带有争议性的问题呢。有学者指出，当物体向下作半周曲线运动时由势能转化为动能将能量储存起来，然后再用这些储存起来的能量转化为动能作为推动该物体沿着＂原路径＂点C、B轨迹回到起始点A，就这样往复运动，通过计算就知道，由势能转化为动能，再由动能转化为势能，其总的做功为零，因而这样做只有徒劳无益。为了避免功恒为零的情形，必须选择走＂对面的路径＂，即点C、D，直至起始点A。这个由点C经点D至起始点A路径所需的动能必须由某种具有与引力性质在方向上相反的自然力来提供和完成。
　　根据作用力和反作用力对立统一的矛盾运动规律【1】，建立与保守引力性质在作用力方向上具有对立和统一矛盾关系的反作用力的动力机制和原理，才能使单摆体在引力的作用下利用到其势能。因为单摆体在引力的作用下，只完成一个半周曲线运动，要完成整个圆周运动，还得需要某种具有非保守的自然反作用力来完成另一个半周曲线运动，用何种自然力来完成另一个半周曲线运动呢？从人类所发现的自然力来看，在自然力的种类中有引力、电磁力、强力和弱力等四种力，在这四种自然力中，由于后两种力是发生在原子核内，力程很短，利用起来非常困难。所以，只有前两种自然力可以利用，但其中引力的作用方向是始终指向地心，而电磁力的作用方向可以人为规定，因而唯有电磁力才是作为建立构成与引力作用在方向上具有对立统一矛盾关系的动力机制和体系。只有通过将电磁力与引力在创造爱因斯坦广义相对论中提出的弯曲时空中所构成的运动系统，才能实现对引力能和电磁能的相互转化利用。
　　为了更加形象和直观地阐明引力能和电磁能相互转换和守恒原理。下面，我们将用二维平面简图(1-2)来剖析这一原理。如图所示：
　　按照爱因斯坦的时空弯曲效应理论，在保守引力场存在的弯曲时空里，我们可以这样假设：分别建立两个固定支点O1和O2。由支点O1和O2组成的两个大小不同的主动轮和从动轮系。它们是以2:1速比啮合相对运动。在有无作用力和反作用力的情形下，两轮都保持静止不动。这是因为，虽然主动轮和从动轮系具有作用力和反作用力的对立统一矛盾运动关系，但是由于大小两轮所分别受到引力和支撑力，两力大小相等，方向相反，作用点分别垂直于地面至固定支点O1和O2的各条直线上，是服从于牛顿第三运动定律，即静力平衡。所以两者保持静止不动。因此，只有建立动力平衡，促使其中一主动轮通过啮合传动从动轮，引力能才能利用到。
　　第一、必须不断地打破牛顿静力平衡和静止中能量的守恒（即将牛顿力学第三运动定律内容视为＂静力平衡＂）【2】，重新建立牛顿动力平衡和运动中能量的守恒（即由牛顿力学第三运动定律推导出的第四运动定律视为＂动力平衡＂）。从简图(1-2)来看，最初是保持静止不动的，这并不是说它们没有作用力和反作用力的存在，只是因为两力作用＂共点一线＂导致它们静止不动，正负能量抵消为零，所以需要建立动力平衡，施以两个互动的作用力和反作用力。
　　第二、务必按照牛顿第四运动定律，即＂永动力学定律＂【3】，用主动轮在电磁力和引力的相互作用下产生旋转运动，通过啮合带动从动轮，从而实现相对运动。
　　设A1B1为主动轮从点A1作半周曲线运动至点B1的位移向量由有限的F1电磁力来完成，B1A1为主动轮从点B1至起始点A1作半周曲线运动的位移向量由无限的F2引力来完成。.A2C2为从动轮从点A2至点C2在F1电磁力+F2引力的作用下等于F3并且逆引力方向作半周曲线运动的位移向量，C2A2为从动轮从点C2至起始点A2作半周曲线运动的位移向量由无限的F4引力来完成。主动轮作为主动系统由电磁驱动装置构成，而从动轮为从动系统由发电装置构成。两轮系按2:1速比啮合传动。根据动能守恒可导出，主动轮A1B1借助F1电磁力作半周曲线位移运动所消耗的电磁能E1等于它的B1A1作半周曲线位移运动在F2引力作用下所创造的能量E2，即E1=E2。而从动轮A2C2作半周曲线位移运动在F1电磁力+F2引力的作用下其所消耗的能量E3等于它的C2A2作半周曲线位移运动在无限F4引力作用下所创造的能量E4，即E3=E4。由于两轮系是按照速比2:1相对运动，通过运算可知，主动轮完成一周曲线位移运动的总能量是F1电磁力所消耗的能量E1与在F2引力的作用下所创造的能量E2的总和：E1+E2，等于从动轮A2C2和C2A2作各半周曲线位移运动所分别消耗E3和创造E4：E1+E2=E3=E4。也就是说，主动轮完成一周曲线位移运动所分别消耗和创造的能量总和正好等于从动轮完成半周曲线位移运动所分别消耗和创造的能量。它们之间的相互转化关系如下：
　　设：已知主动轮O1和从动轮O2的速比为2：1，且位移向量A1B1=B1A1=A2B2=B2C2=C2D2=D2A2 ，A1B1+B1A1=A2C2=C2A2，F1电磁力=F2引力， E1电磁能=E2引力能， A2C2=C2A2， A2C2 : F3 = C2A2: F4引力， E3电磁能=E4引力能
　　由于：A1B1+ B1A1= A2C2=C2A2， 2A1B1=A2C2或2B1A1=C2A2， F1电磁力+F2引力=F3=F4引力， E1电磁能+E2引力能=E3电磁能=E4引力能
　　求两轮系作周而复始的运动情形：A1B1， F1电磁力，E1电磁能
　　解：
　　1、  A1B1+ B1A1= A2C2=C2A2
　　A1B1= C2A2-B1A1
　　或 A1B1= 1/2C2A2 （角动量守恒）
　　2、 F1电磁力+F2引力=F3=F4引力
　　F1电磁力=F4引力—F2引力
　　或 F1电磁力=1/2 F3=1/2F4引力 （根据牛顿第四运动定律（永动力学定律），即＂两作用点互动机制＂及其＂角动能合力为非零的二力之和原理＂） 【4】
　　3、  E1电磁能+E2引力能=E3=E4引力能
　　E1电磁能 =E4引力能—E2引力能
　　或 E1电磁能=1/2 E4引力能（动能守恒）
　　由于主动轮在逆引力方向作半周曲线运动时，电磁能是有限的，也就是说当它逆引力方向完成半周曲线运动时的能量已经消耗殚尽。此后它要与引力合作作下一周并作周而复始的运动时，需从从动轮在引力作用下所创造的能量来提供和补给，使能量在转化运动中始终守恒，在这个能量转化运动中，一部分电磁能除了满足自身自持循环永久运转之外，还有一部分电磁能可以用于对外做功。
　　目前，从了解国内有关引力能和电磁能相互转化的实验和研发情况来看(详细参考：https://m.youku.com/mid_video/id_XOTU2NDA5ODg0.html?scene=short&playMode=pugv&sharekey=7ced16ae5f87cd84896d50202b6fa4543
　　http://www.iqiyi.com/w_19rr1pczhd.html?fromvsogou=1（央视4套节目2014年播报空气动力发电机）
　　），通过科研人员的大量实验，证明使用一定小功率的电动机在引力的作用下变速放大（其内在机理是利用轴承支点的反作用力）转矩后，能够带动一定大功率的发电机正常发电，产生总的电能量大于一定小功率电动机所消耗的电能量，这个现象并没有违反传统经典物理能量守恒定律，这是因为电机转子在保守引力场存在的定子弯曲时空间里切割磁感线作半周变速运动时受到了引力的作用，即将引力能转化为守恒的电磁能，总的引力能等于一部分引力能加上一部分电磁能，不然的话，能量不可能无中生有。求解电磁能的转化过程，实际上就是在该能量转化过程中，不断地打破牛顿静力平衡和静止中能量的守恒，重建牛顿动力平衡和运动中能量的守恒问题。一切有关电磁能和引力能的转化实验，只要解决了发电机的低频电源输出功率问题，按照法拉第电磁感应定律和原理，进一步完善都将研制成自持循环的实用新型发动机。
　　从以上的剖析来看，对于万有引力能的直接利用是我们始终追求的目标，在这个能量转化过程中，可以由此得出结论：在保守引力场存在的弯曲时空里，当旋转体作半周曲线运动使闭合导线中的 磁通量发生变化时，即可实现引力能转化为守恒的电磁能。因而，我们只须消耗一部分有限的电磁能作为完成与引力作用方向相反的半周曲线运动，就可以获得比电磁能大得多的引力能。（注：以上视频资料来自网络和权威央视媒体报道，其真实性有待求证或通过实验验证）
　　参考文献：
　　【1】2018年10月10日，黔中愚者，撰文，《关于伽利略斜面实验及其惯性物理机制的研判》
　　【2】2018年10月10日，黔中愚者，撰文，《关于伽利略斜面实验及其惯性物理机制的研判》
　　【3】2018年7月6日，黔中愚者，撰文，《永动力学逻辑推导及现当代意义——就＂上帝第一推力＂问题的探讨》
　　【4】2018年7月6日，黔中愚者，撰文，《永动力学逻辑推导及现当代意义——就＂上帝第一推力＂问题的探讨》