基本介紹
- 中文名：反重力
- 外文名：antigravity
- 本質：愛因斯坦的廣義相對論預言
- 性質1：在真空中以光速傳播
- 性質2：是橫波，在遠源處為平面波
- 性質3：最低次為四極輻射
- 性質4：輻射強度極弱
總述,預言,引力波,系統,研究,緣起,NASA實驗,發現,波音項目,新的觀點,套用,飄升機,引力護盾,現狀,國際研究,國內概況,
總述
預言
愛因斯坦雖然在1916年6月曾預言加速的質量可能有引力波存在，但他提出的引力波與坐標的選取有關，在某一個參考系看來，引力波可能有能量，而換一個參考系可能就沒有。因此在提出引力波存在的初期，包括愛因斯坦本人在內的大多數人對引力波都持懷疑態度。1956年，皮拉尼提出一個與坐標系選取無關的引力波定義；1957年，邦迪進而從理論上證明與坐標系選取無關的平面引力波的存在。1959年，邦迪、皮拉尼和羅賓森更進一步證明，靜止物體在引力波脈衝作用下會產生運動，於是間接地證明引力波攜帶能量，並可被探測到。由於引力輻射極其微弱，直到21世紀初還不能在實驗室里發射可供探測的引力波，而大質量天體的激烈運動，比如雙星體系公轉、中子星自轉、超新星爆發，理論預言的黑洞的形成、碰撞和捕獲物質等過程，都能輻射較強的引力波。
引力波
美國馬里蘭大學的科學家韋伯首創用一根鋁棒作為天線進行探測，並聲稱探測到了不能排除是引力波的信號，但其他科學家都沒有得到這一結果，韋伯的結論沒有得到公認。對引力波的研究方興未艾，反引力或稱反重力研究又提上了日程，這項研究可能獲得的成果或許將徹底實現人類實現恆星際航行的夢想，科學家值得為這項研究投入畢生的精力和才華。中國科學家在這方面已經做了有價值的實驗和研究。
自從英國科幻小說作者威爾斯描述了“反重力”（能夠禁止重力影響，使宇宙飛船飛向月球）後，反重力已經成為人類一個多世紀的夢想。如果反重力是確實存在的，它必將改變整個世界。汽車、火車、輪船，所有你能想到的交通系統，都能通過從引力場中獲取的能量驅動。這一定會改變世界科學界和航空航天界禁忌的反重力研究，有訊息說世界上最大的飛機製造商波音公司正在探索一些新概念，這些新概念可能在將來某一天徹底改變一個世紀以來的推進技術。
系統
眾所周知，重力G等於物體質量m乘以物體的重力加速度g即G=mg也就是說我們之所以可以停留在地球上而沒有被甩到宇宙空間的原因。當物體的重力加速度不變時，重力的大小取決於物體的質量。當質量越大時引力越大。而反重力系統就是給物體一個反作用力。當這個反作用力大於物體的重力時，這個物體就可以脫離地球的引力。在一定重力與反重力之間達到平衡時。就可以懸浮在大氣層與地表之間。當然，我們同樣要考慮到大氣壓強的問題。只有作用與反作用力達到平衡時我們才能脫離地球引力懸浮在空中。
研究
緣起
儘管，反重力是人們一個美好的夢想，但是傳統科學長期認為，反重力是不可能的。1992年4月，已故的英國索爾福德大學教授、當時擔任英國航天防禦系統戰略項目負責人的布賴恩·揚在倫敦機械工程師學會發表演講，他在演講中解釋了為什麼進行反重力研究與航空航天業乃至世界都有關。“Grasp”簡報說明了波音公司為什麼必須僱傭俄羅斯材料專家葉夫根尼·波德克列特諾夫的原因。波德克列特諾夫聲稱發明了可以禁止重力影響的裝置。
波德克列特諾夫的論文
1992年，任職於芬蘭坦佩雷技術大學的波德克列特諾夫向一家英國物理學雜誌提交了一篇論文，他描述了被置於高速旋轉的超導體（極低溫度時失去電阻）上面的一個物體如何失去將近2%的重量。這篇論文泄漏給了一家報紙。一來因為它涉及禁忌的“反重力”概念，二來因為它在主流物理界掀起了軒然大波，波德克列特諾夫被學校開除了。但這位俄羅斯人的研究吸引了美國國家航空航天局的注意，該局早已同亨茨維爾阿拉巴馬大學的一位研究員有聯繫，這位研究員宣稱她能製造出一種類重力場，能夠利用高速旋轉超導體排斥或吸引物體。
NASA實驗
在20世紀90年代中期，位於阿拉巴馬州的美國國家航空航天局馬歇爾航天中心在重複波德克列特諾夫的實驗時失敗了。但是，該中心承認，不知道這位俄羅斯人製作超導盤的獨特方法，它在很大程度上是在盲目地進行研究。
波德克列特諾夫的進展
幾年前，美國國家航空航天局向俄亥俄州哥倫布超導元件公司支付60萬美元，製造波德克列特諾夫曾使用過的裝置，並且聘請了這位俄羅斯人做顧問。這項實驗雖然被延期了，但該項實驗的負責人羅恩·科措爾自信實驗可以完成。現任職於莫斯科化學研究中心的波德克列特諾夫，進一步發展了自己的思想。他同義大利科學家喬瓦尼·莫達內塞聯合發表了一篇論文，詳細介紹了一種“衝量重力發生器”的研究工作，它能對所有物體產生一種斥力。該設備使用一個強放電源“發射器”和一個超導“發射器”，製造出了一種“重力衝量”。波德克列特諾夫說：“時間很短，沿著放電的線路以極快的速度（實際上是瞬時）進行傳播，經過許多不同物體，沒有任何顯著的能量損失。”他說，實驗結果是對光束擊中的任何物體都產生了推力作用，大小同物體質量成正比。波德克列特諾夫在調整一個雷射瞄準裝置時說，他的實驗裝置已經顯示有能力擊倒1公里外的物體，他聲稱，這一裝置用同樣的能量可以擊倒200公里外的物體。正是波德克列特諾夫的“衝量重力發生器”的研究工作引起了波音公司的注意。在那份“Grasp”簡報中，波音公司描述了該裝置發出的光束如何不受任何電磁禁止影響，可以穿透任何物體而達到目標。
發現
地球殼層下面存在溫差電場，地表重力具備負靜電場引力特徵，大量的研究表明，很多自然現象與此觀點相符合，且沒有任何相違背的地方。因此，重力被說成是負電場引力。對此提供證明的實驗是“充以高壓直流電的不對稱電容，正極在上方，負極在下方，在電壓達到一定值時，會飄飛起來”，這個實驗產生的電場力與地球電場相反，所以被稱為“反重力”。此原理可以合理解釋恆星系之間的加速遠離現象，並可以合理定義“宇宙反重力”這個概念。
波音項目
波音公司一個名為“先進空間推進技術重力研究（Grasp）”的項目。《簡氏防務周刊》獲得的一份有關檔案闡述了該項目獲得成功的重大意義。檔案中寫道：“如果反重力是確實存在的，它必將改變整個航空航天事業。”這種評價可能還不夠。如果確實存在反重力，那么所有的交通系統，都能通過“無推進劑推進”—一一種從重力場中獲取能量的模式來驅動。
新的觀點
後面要說的反重力與未知的“物體和地球之間的斥力”、“物體和物體之間的斥力”有所區別。
牛頓第三定律指出任何物體的懸浮都必須通過給另一物體施加作用力而受到反作用力，而現代物理學對電磁現象的研究已經證實牛頓第三定律在許多電磁現象中不適用。這就給利用電磁學原理製造不遵循牛頓第三定律的物體留下了機會。較簡單的情形是只要兩個動態點電荷滿足三個條件，它們各自受到的力就會指向同一方向，力的大小按正弦規律變化，合力不為零且穩定不變。這三個條件分別是兩個動態點電荷的電量按照正弦規律變化，平衡位置的電量為零；變化的相位相差四分之一個周期；並且這兩個點電荷之間的距離是波長的整數倍加四分之一個波長。如果使合力總是指向重力的反方向，那么就削減或者抵消了重力，甚至得到更多的升力。該作用力沒有依賴於其他物體的支撐。這有利於製造人們想像中的類似於飛碟的飛行器。
套用
飄升機
近幾年來，“飄升機”民間科技運動以美國西雅圖為中心悄然擴散到全世界。製造這種據稱是“反重力”飛行器的競賽，令成千上萬的愛好者如痴如狂；美國官方機構也想壟斷此技術為太空項目服務飄升機的歷史可以追溯到20世紀20年代，美國發明家托馬斯·湯森·布朗是這個方向上的開山祖師。“飄升機”（Lifter）這個說法就是從他那兒沿用過來的。布朗是一個富家子弟，從小愛好擺弄各種電器。上大學時，他在老師保羅·別費爾德的指導下，在用電容器做實驗時，觀察到一個奇怪的現象：只要以很高的電壓將電能輸入電容器，就會在某個方向產生一個微弱的推力。他把這種現象稱為別費爾德－布朗效應，“飄升祖師”竟被淡忘。布朗的動手能力極強，但不善於做理論分析，儘管他對自己的發明提出過一些大膽而天真的假設——比如他實驗的電容器產生了能和地球引力相互作用的場——但他從來也沒有對這種現象作出嚴謹的科學說明，因而沒能在科學界引起重視。不過，他對自己的發明將驅動世界充滿了自信：“成千噸重的多重引力器也許將成為未來的海洋巨輪，甚至是神奇的‘太空汽車’，為前往火星的太空飛行器提供動力。誰知道呢？”30年代，布朗在美國海軍供職，繼續建造他的電容器，而且做得更大了。他的實驗在1952年達到頂峰，那年他在許多科學家和軍界人士面前做過一次表演：把兩個2英尺寬的金屬盤裝載在10英尺長的轉軸末端，用50瓦特的電力以高達5萬伏的電壓衝擊該裝置，金屬盤以每秒16轉的速度旋轉起來了。這足以說明布朗的發明有著重要的價值。但不知為什麼，此後布朗漸漸被人遺忘。五角大樓一直都沒有追蹤此項技術，投資者也沒有興趣。更糟的是，由於布朗迷戀UFO特別是其驅動方式，甚至成立了一個委員會來追尋據稱是來自太空的“小綠人”，他的科學聲譽在正統科學界遭到了打擊，他被認為是個瘋子。
此後幾十年，幾乎沒人記得他曾存在過。直到90年代末一位民間愛好者重拾舊夢，這一情況才有改觀，布朗的工作被NASA（美國國家航空航天局）一位轉包商傑夫·卡梅倫復活。他有一次注意到電容器中產生類似抽搐的突然運動，回想起在大學課堂中曾聽誰提到過別費爾德－布朗效應。於是他就去搜查文獻，找到了布朗申請過的一些專利。卡梅倫認為，別費爾德－布朗效應是確實的，並想以某種能飛的東西來形象地顯示這種力的存在。卡梅倫選擇了一種輕木，製造出穩定的三角形飛行器。三角框架的上部纏繞了一匝電線，用以接受高壓電，下部粘有鋁箔條，中間是3至5厘米的空隙，據稱由此在鋁箔條和電線間形成一種向上的推力，就是別費爾德－布朗效應。把高壓電打入該飛行器，它果真立即飄升到空中，飄升機就此誕生。
2001年6月，卡梅倫把這個飄升機的圖片傳到網際網路上。2002年初，時年26歲的蒂姆·文圖拉在網上看到卡梅倫的飄升機圖樣，隨後他親手仿做了一個，果然飛了起來。於是他一發不可收拾，去年夏天失業後更是大量地製造，自稱比地球上任何人做的都多。他還在西雅圖開了一個網站“American Antigravity”，專門收集各種飄升機的飛行錄像並作出理論總結，還在網站上一步步地介紹了製造方法。由此，飄升機運動成了一種全球現象，西雅圖也因此成為飄升機運動的總部。上百萬飄升機愛好者訪問了文圖拉的網站，許多新聞媒體到他的實驗室中去訪問調查。他設計的一種4英尺寬的飄升機裝置能把近1磅重的貨物提升起來。這就是“離子風”？但遺憾的是，反重力研究中一直有很多偽科學內容，並不為科學界所接受。正統科學家嘲笑反重力的思想，認為飄升機的動力是離子風。他們的簡單解釋是：電流進入飄升機頂部線圈時，逸出的電子把周圍空氣電離化，離子為飄升機下部的鋁箔所吸引，衝擊中型分子，並形成一股向下的風。麻省理工學院的引力專家雷納·魏斯說：“這一切沒有任何神秘之處。”在他看來，飄升機和氣墊船沒什麼區別。
飄升機迷們承認離子風的存在。實際上，布朗早就把他的發明描述為一種離子風發動機。手伸到飄升機下面，的確感到有風。而且，飄升機的製造者們也承認，他們的作品只是離開地球——這是反重力的題意所指。不過，一些人爭辯說，離子風並不是飄升機飛起來的惟一原因，因為據稱在個案中，一些類似飄升機的電容器在真空中飛了起來。因為沒有空氣介入，反重力論者稱，這就表明必有一種未知的神秘力量在起作用。
“玩具”可能改變世界。NASA雇用了一些科學家來進行飄升機研究，當年夏天還獲得了一項飄升機技術專利，代表人是其雇用的飄升機研究首席科學家喬納森·坎貝爾。公眾對NASA獲得飄升機技術專利十分惱怒，絕大多數愛好者都把他們的作品當作共享項目，類似計算機軟體領域的免費軟體，是為公眾利益服務的。不過NASA對此批評不以為然，它認為研究這種技術和申請專利正是為了更好地為社會服務。
在新聞媒體的要求下，NASA進行了一次真空飄升機實驗，但飄升機在真空中沒能飛起來。NASA的科學家不認為飄升機能在真空中飛起來，也不認為這有什麼新的物理奧秘，但他們仍然認為這種技術是值得研究的，因為這種推進器比現有的飛行動力系統有諸多優點，它們不需要操控部件，不需要搭載燃料，可以遠程接受其所需的能量。NASA希望用它作為空間飛行的推動力，並構想不久的將來在火星探測中利用這種裝置。
的確，飄升機還很像玩具。但正如法國宇航科技作家亞歷山大·查墨斯評述的：“1871年，第一架飛機測試時也不比玩具強多少，而且也遭到人們的嘲笑。”
引力護盾
在一些科學幻想故事中，存在一種反重力設定。即存在一種設備能局部或完整的影響引力效應。把這種設備放在物體的下方則能減小或完全消除引力對該物體的影響。允許該物體使用很小的作用力就可以飄離地球表面。在牛頓引力定律中，引力是一種點對點作用力的傳輸。從這一點出發就很有可能，引力場會被另外一個場所禁止。同理，磁場可以被反磁性物質所禁止。
現狀
國際研究
芬蘭坦佩雷大學就職的俄國物理學家歐仁·波德克勒特諾夫通過試驗發現一種反重力現象。這一發現引起世界各國科學家的極大反響，這幾周來世界科學界尤其物理學界對此爭論激烈。美國國家航空航天局決定重做這一試驗。波德克勒特諾夫做的這一實驗實際並不複雜。他將一個超導陶瓷盤在攝氏-210度的溫度下以每分鐘5000轉的轉速旋轉。盤上放著一個物體，物體的材質可以是金屬、木質或塑膠的；旋轉的結果發現，物體的重量均有不同程度的減少，平均減少1%；根據其材質不同，重量減少幅度在0.5%至2%之間；波德克勒特諾夫認為，出現上述現象只能用反重力現象來解釋。
關於引力，牛頓力學與愛因斯坦相對論是兩種互為補充但並非完全協致的理論。牛頓將引力描述為物體質量之間的相互作用，與時空無關，愛因斯坦則認為，質量會引起周圍時空變化。例如，可以想像一下，當我們把一隻滾木球扔到鬆軟的床墊上造成的低凹形狀。這兩種理論都可以解釋蘋果為什麼會從樹上掉下來，但愛因斯坦的理論更高明之處在於，它解釋了光沒有質量，在強引力場中為什麼會彎曲。就理論而言，光在時空中伴隨著質量引起的彎曲，但這樣來看引力，引力就成了宇宙的重要特性之一，正因為如此，科學家們認為，反引力機的構想是荒謬的。
儘管大多數科學家確實是這樣認為的，至少，NASA的研究從員龍.科克不這樣想，他在會議上提交的一篇與人合著的論文，揭開了研製反引力機的歷史內幕。科克寫道：“1992年，芬蘭坦佩爾大學的尤金.波德克列諾夫博士發表了他用瓷超導材料做的實驗。在實驗中，他把用超導材料製成的一隻盤磁化後懸置起來，並使它在有外磁場存在的情況下高速旋轉，直至每分鐘數千轉，在實驗過程中，波德列諾夫注意到，預先放在轉盤上的物體出現了一種變化的，但可測量的失重現象，失重的比例在百分之零點五到百分之二之間。但他沒有對此作進一步的解釋。”波德克列諾夫在以後的四年中並沒有停止實驗，他還準備將研究結果在權威雜誌《物理學》上發表出來，但這篇論文沒發表。1996年秋季，在這篇論文預定將要發表的前幾天，一些新聞記者捅了一條訊息，波德克列諾夫的一位合作者聲稱，他們從未在此項目上有過合作。波德克列諾夫收回了他的論文，返回到時莫斯科的化學科學中心，在許多人看來，這種情形就像冷聚變一樣，他們對此很快就不感興趣了。但並不是每個科學家都來對波德克列諾拒絕發表的文章內容表示懷疑。
與NASA的馬歇爾中心一起工作的理論家裡寧，就曾闡發過在強磁場中旋轉的超導體可能會破壞周圍地心引力的見解。他的三篇文章相繼發表在重要的科學雜誌上。而阿拉日馬大學的一位高級研究員幾年來一直在為馬歇爾中心的反引力機製造超導盤。NASA指定的發言認維特.布蘭克利說，航天總署的科學家兩年前決定複製一台波德列諾夫的機器。他們通過改進早期設計，並與波氏在電話上或E-mail上交換情報。“我們與他的每一次接觸，都會從中得到一些細節，我們與他的每一次接觸，都會從中得到一些細節，我們就像尋獵一般。”布蘭克利說。NASA並不敢擔保已建成了百分之九十的反引力機不會出問題。
當前，最大的問題是製造易碎的超導轉盤。這個裝置實際上由兩隻盤子組合，上面是超導材料做的盤子，下面是金屬做的盤子，實驗開始時，把這個裝置放在一個直徑為20英寸、立起來有4英尺高的圓柱里，灌入液氦或液氮，它們可以將轉盤冷卻到接近絕對零度。只有到此時，才可讓超導磁碟旋轉起來。如果按照波德克列諾夫說法，超導磁碟如果我們把一個直徑二分之一英寸的鐵盤放在裝置附近，就會在儀器上看到引力的反常現象在消失。這闡明超導磁碟在使引力發生變化。
許多物理學家現在開始相信，只要NASA輕輕地一推反引力機按鈕，絕對虛空的奇蹟就會產生，一個大膽探索太空的新時代已開始倒計時。
國內概況
我國反重力技術起步於1978年，已有30餘年的歷史，現已取得了很有希望的進展，已處於國際領先水平。主要有離心力轉換型、Fag型和虛化再顯型幾種。其中離心力轉換型在1978年就有長春揚忠秀老前輩的初探論文出現；1982年出現了李瑞金的初始試驗模型；之後，又有本文作者連續不同特徵的幾十個工程動力裝置模型的試驗面世（本文圖片為作者試製的帶行星結構垂直倒相的離心型反重力試驗模型之一）。該類型實驗即將終結，部分已申請專利，前途看好；董長軍同志的反重力裝置也面世，據稱效果不錯，也已申請專利。而Fag類型進展也很好，已完成近100項實驗和若干專題研究，是邁向最高級別型的基礎，已進入系統工程試製的準備階段。由於其先進優越性，可望首選成為反常規宇航動力設備和軍用交通動力工具。順便指出，實驗中發現Fag類型有特殊能量輻射，這種輻射是邁向高級型基礎條件。Fag型可能將在5年內進入適用化。再之，物體虛化再顯類型其理論共有100餘個專題已基本完成，得到了相當相關實驗的支持論證。有三個種類的工程手段能讓物質進入能量虛態，使其進入超三維空間而實現隱形和反重力。虛化再顯型是物質能量場變換的最高級別階段，進入到工程化尚需一定的精力和時間，預計10年以內可進入適用化雛形。
反重力的研究和探索是向傳統科學的挑戰，是艱苦曲折的，同時也是在有前途和誘人的，有志者定不畏犧牲，前赴後繼。遼寧營口聽姚承先生早年就提出了《重力的本質是電場力》的理論觀點，在此理論體系中，對反重力產生的原理，進行了系統的論述。並於2002年8月申請了智慧財產權保護。李瑞金同志見到一平面倒相的離心型核心總成後，稱其為異曲同工。而當見到含行星結構的反重力裝置時，認為其領先性已無可爭議，為我民族自豪。
可以預見，國內將展開一場轟轟烈烈地反重力技術革命。
