DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 结果与分析 3.1. 不同物理处理对牛至种子萌发的影响 如图1所示，牛至种子的成熟度不均，表现为种子色泽呈现差异。根据种子种皮的色泽，我们将牛至种子分为“深褐色”、“浅褐色”和“近白色”三种，分别占比为88%、11%和1%。种皮色泽深的牛至种子发芽率较高，三种颜色的种子发芽率分别为53%、26%和6%。 供试牛至种子的千粒重为0.118 g，种子细小。覆土厚度对牛至种子发芽率有显著影响(P < 0.01)。对照(不覆土)种子的萌发率为53.0%；覆土0.5 cm种子发芽率降低至19.3%，而子叶能够伸出土层的萌发种子比例仅占4.7%；当覆土厚度1.0 cm以上时，没有萌发种子能够伸出土层以上。 图1. 牛至种皮色泽。(a) 牛至商品种子；(b) 浅褐色牛至种子；(c) 深褐色牛至种子；(d) 近白色牛至种子。图中横线表示1 mm 覆土不仅需要种子萌发损耗更多能量，也使得种子处于黑暗环境。为了区分光照对牛至种子萌发的影响，我们将牛至种子放置在完全黑暗和正常光照下发芽。结果如表1所示：光照条件对牛至种子的发芽率和发芽势均没有显著差异，说明牛至种子萌发对光照不敏感。但在黑暗条件下，胚轴过度伸长至~1.0 cm，不利于培养壮苗。 Table 1 Effect of light， stratification and ultrasonication treatment on germination characteristics of oregano seed 处理 Treatment 发芽率 Germination rate/% ± SE 发芽势 Germination potential/% ± SE 对照Control 53.0 ± 1.7 40.5 ± 0.9 黑暗Under Dark 54.7 ± 2.4 39.3 ± 1.3 5天层积days of stratification 54.7 ± 1.3 46.3 ± 2.3** 10天层积days of stratification 52.0 ± 1.2 44.0 ± 1.0 5 min超声波ultrasonic 52.7 ± 1.3 42.0 ± 1.8 10 min超声波ultrasonic 53.3 ± 1.8 43.3 ± 1.3 15 min超声波ultrasonic 55.0 ± 1.9 45.5 ± 1.3* 20 min超声波ultrasonic 57.3 ± 1.8 46.0 ± 1.4** 25 min超声波ultrasonic 53.8 ± 1.7 45.8 ± 2.4* 表1. 光照、层积和超声波处理对牛至种子萌发特性的影响 Note: *represents P < 0.05; **represents P < 0.01。注：*代表P < 0.05; **代表P < 0.01。 部分植物种子萌发需要低温层积处理。由表1可以看出，5~10天的层积处理对牛至种子发芽率没有显著影响。5天的层积处理显著地提高了种子的发芽势(P < 0.01)，发芽势较未处理对照种子提高了14.3%。 此外，不同时间的超声波处理(5，10，15，20和25 min)对种子发芽率没有显著影响。超声波处理20 min显著提高了种子的发芽势(P < 0.01)，发芽势较未处理对照提高了13.6% (表1)。 3.2. 不同激素对牛至种子萌发的影响 以不同浓度的GA 3 、6-BA、NAA和乙烯利(ETH)处理牛至种子，结果如图2所示。与对照相比，随着GA 3 的处理浓度增至10 mg∙L −1 ，牛至种子的发芽率和发芽势均达到最高值，分别为65.5%和57.6%，显著高于对照(P < 0.01)，分别提高了23.6%和42.2%。但过高浓度的GA 3 浓度(如100 mg∙L −1 )反而抑制了其种子发芽率。 图2. 不同质量浓度的生长调节剂处理对牛至种子萌发特性的影响。(a) GA 3 ；(b) 6-BA；(c) NAA；(d) ETH。注：*代表P < 0.05；**代表P < 0.01；***代表P < 0.001 与不同浓度的GA 3 处理相似，6-BA和NAA处理均显著提高了牛至种子的发芽率和发芽势，0.01 mg∙L −1 6-BA和0.1 mg∙L −1 NAA分别为最佳处理浓度。而过低或过高浓度的6-BA或NAA处理则对牛至种子发芽影响不显著。此外，ETH处理不能提高牛至种子萌发，100~200 mg∙L −1 ETH显著抑制了牛至种子发芽(图2)。 3.3. 几个组合处理对牛至种子萌发特性的影响 根据上述实验结果，选取以下几个单因子处理进行两两组合：0.01 mg∙L −1 6-BA、10 mg∙L −1 GA 3 、0.1 mg∙L −1 NAA及20 min超声波处理。实验结果显示(表2)，与空白对照组相比，4种组合处理均不能显著提高牛至种子的发芽率和发芽势。而GA 3 × BA及BA × NAA两个组合处理均导致种子发芽率和发芽势显著低于对照组。结果表明，与单因子处理相比，四个两两组合间均产生了显著的负向交互作用(P ≤ 0.01)。 Table 2 Effect of ultrasonicationi， low temperature and light condition on germination characteristics of oregano seeds. (a) Ultrasonic treatment; (b) Low temperature treatment; (c) Dark treatmen 处理Treatment 发芽率 Germination rate/% ± SE 发芽势 Germination potential/% ± SE 对发芽率的交互作用 Interaction effect for germination rate 对发芽势交互作用 Interaction effect for germination potential 对照Control 53.0 ± 1.7 40.5 ± 0.9 GA 3 65.5 ± 2.1** 57.6 ± 1.6** BA 59.3 ± 0.7** 51.0 ± 1.7** NAA 64.7 ± 1.8** 58.7 ± 4.0** Ultrasonic 57.3 ± 1.8 46.0 ± 1.4 GA 3 × 6-BA 41.5 ± 0.9* 34.0 ± 1.4** P < 0.001 P < 0.001 GA 3 × NAA 50.7 ± 0.7 39.5 ± 0.9 P < 0.001 P < 0.001 BA × NAA 42.7 ± 1.3* 27.5 ± 1.7** P < 0.001 P < 0.001 GA 3 × Ultrasonic 56.0 ± 1.8 48.0 ± 0.9 P < 0.001 P < 0.01 表2. 超声波、低温和光照条件对牛至种子萌发特性的影响。(a) 超声波处理；(b) 低温处理；(c) 黑暗处理 注：*代表P < 0.05；**代表P < 0.01。各激素的浓度分别为：0.01 mg∙L −1 6-BA、10 mg∙L −1 GA 3 和0.1 mg∙L −1 NAA，超声波处理时间为20 min。
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user: 4. 讨论 种子萌发的内在限制因素包括种皮限制、种子内存在萌发抑制物质、种胚需要完成后熟等，外部限制因素包括萌发所需的温度、光照、水分、氧气等适宜条件 [ 11 ] 。本研究通过不同种子分类、物理和激素处理，对限制牛至发芽的上述因素进行了分析。本实验结果表明，一定浓度的GA 3 、6-BA和NAA都可以促进牛至种子的萌发，且找到了GA 3 、6-BA和NAA的适宜处理浓度，而过高浓度的激素处理都会抑制牛至种子的萌发。此外，在单独使用激素的最佳浓度下，两两组合不同激素，不但没有促进牛至种子萌发，反而抑制了种子的萌发(发芽率或发芽势低于对照)。这一结果表明，牛至种子内的植物激素含量和激素平衡是显著影响其种子萌发特性的关键因素。各处理中，10 mg∙L −1 GA 3 处理提高种子发芽率和发芽势的效果最佳。该浓度的GA 3 远远高于之前关于牛至种子处理的报道 [ 6 ] [ 7 ] ，而该浓度的GA 3 处理并未造成牛至幼苗的徒长，对培育壮苗无不良影响。 由于牛至不同分枝的花序开花期不一致，收获的种子中常有发育不成熟的种子。随着牛至种子的成熟，种皮色泽逐渐加深至深褐色。因此，我们根据牛至种子的颜色，对牛至种子的成熟度进行了大致的区分。结果发现，浅色种子发芽率低，但仅占总数的比例仅约12%，而深褐色的种子发芽率也只有53%。结果说明，种子成熟度不均一是造成牛至种子发芽的低的因素之一。但外表呈“深褐色”的种子发芽率依然较低，表明部分种子发育不成熟并非主要制约牛至种子发芽率低的主要因素。 不同植物的细小种子对覆土的要求不同。例如，百里香种子的覆土厚度不能超过0.5 cm [ 12 ] ，而覆土2 cm对胡萝卜种子萌发和培育壮苗最为有力 [ 10 ] 。本研究发现覆土厚度对牛至种子萌发非常关键。覆土0.5 cm后，不但种子发芽率显著降低，能够伸出土层的萌发种子比率仅为4.7%。牛至种子发芽对光照或黑暗环境处理不敏感(表1)。因此，覆土导致牛至种子发芽率降低与光照无关，可能主要是由于牛至种子小，没有足够营养贮备突破土层。因此，建议牛至种子播种时可以与细沙混匀后，均匀撒在土壤表面，不需要额外覆土。 超声波和层积处理是提高细胞内酶活性及细胞的新陈代谢速度，打破种子休眠的常用方法 [ 13 ] 。本实验结果表明超声波处理能够使部分种子的萌发时间缩短，即显著提高了种子发芽势。层积处理均不能显著提高种子的萌发率，表明牛至种子对层积处理不敏感。 植物激素是调节种子萌发的关键物质。其中，赤霉素、细胞分裂素、生长素和乙烯等激素常用于解除种子休眠，促进种子萌发 [ 14 ] 。GA3可以有效促进了α-淀粉酶、蛋白酶和其他水解酶的合成，使贮藏物质大量分解，并输送到新生器官供生长使用，是种子萌发的关键促进激素。另外，赤霉素还能提高萌发种子中的生长素含量，生长素类物质(如NAA)能够促进胚芽和培根细胞的伸长，有效促进种子萌发 [ 14 ] 。例如，NAA处理对另一种唇形科植物薄荷的种子萌发起到显著促进作用 [ 15 ] 。6-BA是一种人工合成的嘌呤衍生物质，具有很强的细胞分裂素活性，使用6-BA处理植物可以促进细胞分化，诱导芽的分裂 [ 16 ] 。有报道表明，用6-BA对种子进行处理，可以促进种子生长的物质的累积，诱导其迅速发芽 [ 14 ] 。此外，乙烯能解除脱落酸和其他抑制物质对种子萌发的抑制作用 [ 14 ] 。因此，乙烯利(ETH)常被用来促进种子萌发，例如150 mg/L的乙烯利(ETH)可以提高美女樱种子的发芽率 [ 17 ] 。但我们的实验结果表明，ETH不能促进牛至种子萌发，相反，高浓度的ETH (>50 mg·L −1 )抑制了牛至种子萌发。
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user: 5. 结论 综上所述，牛至种子成熟度不一，种子萌发对覆土敏感，而对光照条件和低温层积处理均不敏感。适宜浓度的GA 3 等植物激素处理能够有效提高牛至种子的发芽率和发芽势，不会导致幼苗徒长，且方法简单易行，适宜在生产实践中采用。
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user: 摘 要 研究了自制抗静电剂在汽油中的抗静电性能。考察了放置不同时间后添加抗静电剂93号基础汽油的电导率变化情况，并对添加抗静电剂的汽油进行了油品分析实验。结果表明，自制抗静电剂添加量为0.8 mg/L时，93号基础汽油的电导率可达到100 pS/m以上；抗静电剂性能稳定，对油品质量无不良影响。 关键词 :抗静电剂，汽油，电导率 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 根据GB 6950-2001《轻质油品安全静止电导率》要求，喷气燃料安全静止电导率值应为50~600 pS/m，汽油、煤油、柴油安全静止电导率值应大于50 pS/m，但是随着油品精细化加工，具有导电性的硫、氮、酸等均被脱除，其本该具有的微弱导电性也随之消除。为使汽油、柴油、煤油等烃类燃料安全地运送、贮存及使用，避免燃爆事故的发生，不但要严格按照《防止静电事故通用导则》 [ 1 ] 加强防护措施并规范操作，而且很有必要加入适量的抗静电剂，使其具有一定的电导率，防止静电产生，避免安全事故发生。
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user: 2. 油品抗静电剂的作用原理 2.1. 油品静电产生来源 石油产品汽油、煤油、柴油的主要成分是烃类物质，元素组成为C、H，是电的不良导体。人们普遍认为：油品静电产生的主要来源为输送过程中油品的高速流动和器皿内壁的摩擦产生 [ 2 ] ，静电产生后，如果不及时导出，继续积累而形成高电位就会成为很大的危险源，一旦发生放电就可能造成重大事故。 2.2. 油品抗静电剂的作用原理 [ 3 ] 油品抗静电剂是避免油品在输送、装卸中发生燃爆事故最佳方法，其不仅成本低而且操作简便。抗静电剂的作用原理如下：抗静电剂一般具有较强的吸附性、表面活性、且易于离子化，油品中加入后能增大其电导率及加快电荷的消散，从而减少或消除静电。
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user: 3. 实验部分 3.1. 实验仪器、试剂 CM-08油品电导率测定仪，自制抗静电剂，陕北某炼厂93号基础汽油，1 L烧杯、异丙醇、甲苯。 3.2. 实验方法 本实验采用GB/T 6539-1997《航空燃料与馏分燃料电导率测定法》，采用CM-08便携式电导率仪测试。 3.2.1. 仪器校准 按照CM-08电导率仪操作规程校准仪器。 3.2.2. 试样配置 1 L烧杯中加入1 L汽油，加入计算量的抗静电剂，电磁搅拌均匀。 3.2.3. 电导率测定 用试样彻底冲洗电导池后，把电导池浸入到试样中，要注意电导池与烧杯壁不接触，读取电导率，并记录温度。
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user: 4. 结果与讨论 4.1. 抗静电剂加量与油品电导率 根据GB 6950-2001《轻质油品安全静止电导率》汽油、煤油、柴油安全静止电导率值应大于50 pS/m，考虑到存储期间电导率的衰减，汽油加抗静电剂后静止电导率应达到100 pS/m以上。 表1是93号基础汽油电导率与加不同剂量自制抗静电剂后汽油的电导率变化统计表，由表1可见：1) 未加抗静电剂的93号汽油电导率很低接近于0，加入0.3 mg/L、0.5 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L自制抗静电剂后，电导率有明显提高，加入0.8 mg/L抗静电剂后可将93号基础汽油的电导率提高到100 pS/m以上；2) 加抗静电剂后放置3个月，每个月定期检测油品的电导率后发现，3个月内汽油的电导率没有明显变化。 Table 1 The effects of antistatic agent dosage and preserving time on gasoline conductivit 油品名称 放置时间/月 抗静电剂加量/(mg/L) 电导率/(pS/m) 93#基础汽油 即时测 0 3 即时测 0.3 55 放置1个月 0.3 50 放置2个月 0.3 57 放置3个月 0.3 54 即时测 0.5 87 放置1个月 0.5 83 放置2个月 0.5 84 放置3个月 0.5 86 即时测 0.8 113 放置1个月 0.8 106 放置2个月 0.8 109 放置3个月 0.8 112 即时测 1.0 137 放置1个月 1.0 132 放置2个月 1.0 124 放置3个月 1.0 128 表1. 抗静电剂含量与放置时间对汽油电导率的影响情况 4.2. 抗静电剂对油品性质的影响 抗静电剂虽然加量少，但也可能对油品性质产生一定影响 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] ，因此对加抗静电剂后的汽油进行了性质分析，结果见表2。由表2可见加剂后油品性质没有明显变化，可视为对油品性质无影响。 Table 2 Analysis results of gasoline properties after adding antistatic agen 项目 质量标准/GB 17930-2016 不加添加剂 加剂1 mg/L 馏程： 10%蒸发温度/℃ 不高于 70 65.1 65.0 50%蒸发温度/℃ 不高于 120 101.5 101.4 90%蒸发温度/℃ 不高于 190 161.0 160.0 终馏点/℃ 不高于 205 186.0 186.5 残留量(体积分数)/% 不大于 2 1.0 1.0 蒸汽压/kPa： 11月1日~4月30日 42~85 65 65 5月1日~10月31日 40~68 胶质含量/(mg/100 mL)： 溶剂洗胶质含量 不大于 5 2.4 2.5 铜片腐蚀(50℃， 3 h)/级 不大于 1 1a 1a 水溶性酸或碱 无 无 无 机械杂质及水分 无 无 无 表2. 加抗静电剂后汽油性质分析
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user: 5. 结论 自制抗静电剂对93号汽油的感受性较好，添加量为0.8 mg/L时，汽油电导率可达到100 pS/m以上，放置3个月后，汽油电导率没有明显降低，抗静电剂的加入对汽油性质无影响。
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user: 摘 要 针对武汉科技大学培养宽口径、复合型人才为目标，结合现代电力工业的迅速发展，将传统的物理实验与现代信息技术融于一体，形成一个新型电气工程数字化实验平台体系，方便学生二次开发，并探索实验教学改革方案。 关键词 :信息技术，数字化实验平台，二次开发，教学改革 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 新世纪以来，数字化技术日益广泛应用于人类生活各方面，信息社会对人才的能力和素质提出了更高的要求。现阶段，新能源发电技术已经成为许多高校的研究热点问题，我国相关的研究和实验系统建设多局限于理论研究，而纯物理平台往往投入后无法修改结构，不能满足多种研究的需要，为了协助高校师生对新能源发电的研究和检测，建设优秀的电气数字化实验平台，特别是新能源发电方向的新型数字化平台将至关重要。 目前，对新能源发电数字化系统的构建方案和与实践教学对接的研究较少，本文根据近一年的实际建设经验和教学积累梳理和总结，为今后类似平台建设的规划和发展奠定基础。
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user: 2. 实验平台建设必要性 2.1. 传统物理电气实验平台建设现状 美国CERTS组织最先提出把规模较小的分散独立系统，如燃气轮机、光伏发电、风力发电、电池、电力电子设备等并在一起直接与用户相连形成微电网系统，大大减少了输电损耗和费用，保证了本地电压稳定和用电不间断，与大电网并联运行时，可以看作电网的可控单元，当大电网断电，也可以独立运行保证本地用户用电，提高了供电可靠性 [ 1 ] [ 2 ] 。 在新能源发电系统实验室建设方面，各发达国家已经完成很多项目建设。最早美国CERTS组织2001年在威斯康星大学建立了系统容量为200 KW，电压等级280 V/480V的新能源发电系统，2003年日本清水公司与东京大学联合开发分布式供电控制系统。2005年欧洲提出“聪明电网”计划，目前已经建立了系统化的微电网技术体系，同时建立了10余个微电网示范工程。 在新能源发电平台建设领域，相对国外实验室或示范工程，我国的差距较为明显，一是规模非常有限，如杭州电子科技大学新能源发电系统主要能供应两栋教学楼；二是缺乏实际应用，缺失针对某地区用户的实际运用。2015年7月，国务院批复同意设立《河北省张家口可在生能源示范区发展规划》，同意设立张家口可再生能源示范区，根据规划，到2020年，张家口示范区55%的电力消费来自可再生能源。这预示着我国正在逐步弥补与国外在新能源发电规模和应用上的差距。 2.2. 建设的必要性 2008年初的冰雪天气导致我国发生大面积停电，暴露了我国现有网架结构在供电可靠性上的缺陷 [ 3 ] ，新能源发电以其灵活的接入方式，能够保证恶劣天气下的供电，可以作为现有骨干电网的必要补充，反观新能源发电技术从提出到现在的近15年里，我国在该技术上的突破仍然欠缺，尚处于起步阶段，如果需要大规模应用，还有很多技术难题有待解决，如电能质量问题、储能容量优化问题等。 与此同时，随着新的电改方案逐步落实，国内智能型新能源发电建设逐步开展，我国在“十二五”期间新能源发电的市场规模随智能电网的建设，年均增长率在8%左右。2015年能源局发布《关于推进新能源发电示范项目建设的指导意见》进一步提出了加快推进新能源发电示范工程建设的机制 [ 4 ] 。 因此，建立数字式新能源发电系统实验平台是加快相关人才储备，增强国家专业科研实力的有效方法 [ 5 ] 。 武汉科技大学自动化专业成立于1958年，经过近60年的发展和积累，于2012年在信息学院成立电气工程及其自动化专业，形成了电气工程与自动化相结合，强电与弱电相结合，电力与信息技术的特点，因此结合已有的自动控制、信息处理、通信等技术与新的电气工程技术，发展智能型新能源发电系统，实现学科交互研究和技术共享，是一项具有重要意义的工作。
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user: 3. 新能源发电数字实验平台建设 新能源数字发电实验平台建设主要分为三个阶段，前期规划与设计阶段、建设阶段与运行阶段，其中运行阶段分为调试试运行和实践教学两个阶段。 3.1. 实验平台规划与设计 新能源数字发电实验平台是以电气工程及自动化专业的人才培养方案、国家现有政策以及科学的发展规划为依据，将培养学生创新能力、实践能力和综合素质为复合型人才作为主要目标，因为是一个实际的电力系统，所以必须强调在保证学生安全用电的基础上，能够最大的发挥学生的主动性和创造性，与传统企业或电网公司追求最大发电利益不同，在本系统规划初期，必须将系统的再开发能力列入主要的技术指标中。 根据上述主要要求，建立数字化新能源发电应用平台主要功能包括：1) 建立标准的新能源发电关键设备检测平台，确保能够接入自主研发设备，即插即用，检验所研发设备的各项性能；2) 建立的分布式发电接入配电网后，可以通过控制单元实现微电源、负荷、除能系统等设备的运行状态，实现负荷的多种形式可靠性供给，其中控制单元可以提供二次开发接口。 3.2. 实验平台的特点与功能 根据前期的规划和建设后期的验收情况，本实验平台的重要特点及功能包括： 1) 实验平台为开发性平台，后期兼容性强，可以兼容各厂家的关键设备或自主研发设备，实验了新能源发电智能化、高效经济运行的试验验证。利用建成的实验应用平台，能够开展光伏发电、风力发电等新能源并网关机技术应用，为多能互补、分布式电源并网、主动配电网等关键技术的研究提供了完整的实验平台。 2) 中央控制器可二次开发，基于应用平台EMIDE软件开发控制系统算法，EmIDE支持多种不同类型的项目，包括C、C++项目类型，界面如图1所示。 3.3. 实验平台的扩展 学院引进RTLAB半实物仿真平台如图2所示，将实际逆变器–电机–传感器代之以其实时模型，与实际控制器构成闭环测试系统，系统回路中具有实际控制计算机及接口硬件，因而称为硬件回路。将MATLAB/Simulink建立的动态系统数学模型直接应用于仿真、控制、测试领域，实现新能源发电技术中控制系统设计，实时仿真，快速原型与硬件在回路测试的全套解决方案。 图1. EmIDE开发界面 图2. RTLAB半实物仿真平台
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user: 4. 新能源发电数字平台的实验教学研究 4.1. 实验教学方案 该平台主要针对高年级本科生和研究生开展实验教学工作。对高年级本科生层次，开设的实践形式包括：演示性实验、验证性实验与仿真设计类实验，实践方式包括：多媒体现场演示、展示屏动态数据显示、实际测量、基于Matlab/Simulink或RTLAB自主仿真设计。开设的实验项目有：新能源发电主系统结构认知、智能型新能源发电运行实验、基于仿真软件的新能源发电仿真设计。 研究生层次的实践教学主要针对电力电子及电力传动方向的硕士研究生和博士研究生，在已经具备了电气工程相关知识的基础上，对本层次的教学目的是培养学生创新意识和独立实验能力，为毕业设计做准备。通过这一层次的实验教学，将本实验室的功能发挥最大化，真正培养硕士研究生的科研能力。 对硕士研究生开展的实践教学以学生为主体，实验老师辅助的形式，根据各研究生的研究专长，进行分组，每组3~4人，主要开展的实验项目包括：新能源发电交、直流混合模式运行、并离网转换实验、关键设备结构与控制算法分析、通过实测数据建立新能源发电系统的数学模型等。 研究生层次学生需要熟练掌握系统的启动、停止、监控和故障查询等基础工作，通过对新能源发电系统更专业的分析，提高学生实际解决问题的能力，在实际运行中，需要学生对设备存在的问题提出创新性修改，如修改重要数据导出程序等。通过团队合作完成实验任务，培养学生合作能力，也可以根据各研究生申请的科研项目，实验老师有针对性的指导，重点培养学生独立开展创新性实验的能力。 4.2. 教学与科研融合 数字式新能源发电实验平台隶属于电气工程系部，从系部成立以来，系部多位教师一直专注于新能源发电系统的研究，积累了非常丰富的理论研究基础，研究范围涵盖微电源仿真与实现、现代电力电子技术研究、电能质量监测与治理研究、大规模电储能的新能源发电控制系统研发等。 系部尤其重视实验室平台的教学与科研同步，将新的方法应用到已有的实验平台中，系部老师利用该实验平台自主研发的主要项目包括：新能源系统有源电力滤波器设计、基于EEMD与HT算法的电能质量研究、磁控并联电抗器铁心直流偏磁动态磁通测量方法研究以及后期打算着手研发的燃气轮机模拟系统设计等。教师的科研成果一方面充实了实验平台已有的功能，另一方面也可以转化成学生的实验教学内容，拓宽了学生的知识面，提升本实验平台的实践教学水平。以电能质量研究为例，现在利用平台的实验数据，自主开展了多种改进算法的谐波间谐波研究实验，很多硕士研究生通过实验训练撰写并发表出学术论文。 武汉科技大学电气工程系部在与自动化相结合的领域有鲜明的特色，对外的合作交流主要表现在两个方面，一是与电力行业企业保持长期合作，在企业设立实习基地，如2012年派教师进入与大力电工进行新能源发电相关的博士后课题研发；2013、2014年连续两年组织电气相关硕士研究生暑期深入企业实习，并获得校暑期实践优秀奖；二是与国内外高校交流学校，连续多年派优秀教师赴美国港桥大学等学校交流学习。利用已有的实验设备，系部与其他兄弟院校长期保持有效合作，派出有丰富实践经验的老师解答其他院校老师的技术问题或共同进行科研项目的实验。 考虑到以往高校实验室管理效能较低的因素，本实验平台从建设初期就从人员培训、科学规范化管理、实验室信息化建设等多个方面改进，争取早日实现高新实验室资源共享。
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user: 5. 结论 目前我校电气工程系正在对数字化新能源发电实验改革进行积极实践和探索。有些尚在逐步建设中，但也足以展示数字化平台对物理电气工程实验教学所产生的巨大而深刻的影响。希望更多的电气工程教师投入到这项探索和研究中，全面深入地创建数字化实验平台，把我国高校电气工程实验教学现代化推向更高的水平。
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user: 摘 要 近现代自然科学是建立在古希腊公理论约定基础之上的，一旦公理论的基础不牢固或不完备，整个自然科学体系必然会陷入各种矛盾与悖论之中。因忽视哲学思辨在自然科学研究中的指导作用，历时四百年建筑、装潢而成的自然科学大厦尽管其外表恢宏壮丽，但根基却是十分脆弱的。对立统一法则，作为宇宙的终极大律，不仅为人类提供了核心的世界观，还为人类提供了核心的方法论。建立在近现代自然科学的成果与矛盾和东方古典哲学的基础上，物质复空间理论是对立统一法则的物理化和数学化细则的研究与应用，它同时兼容了广义相对论时空弯曲的观念和量子力学波粒二象性的观点，系统地回答和解决了一些根本性的物理学问题与矛盾。 关键词 :复空间，暗物质，暗能量，类星体，引电统一 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 研究背景 近现代自然科学是建立在古希腊公理论约定基础之上的，一旦公理论的基础不牢固或不完备，整个自然科学体系必然会陷入各种矛盾与悖论之中。自然科学发展的历史表明，西方物理学家解决矛盾与悖论的主要方式是通过创造出更大的理论框架对矛盾和悖论进行调和，长此以往，导致了物理学内在矛盾的根深蒂固和学术思想的集体保守。四百多年传承下来的唯象物理学研究不仅造成了现代物理学在理论上的严重分歧与对立，还致使一些物理学家本能地把天文观测中的一些“重大假象”当作“重大真相”进行规范化的科学研究，从而导致了超自然的宇宙大爆炸学说、奇异的类星体学说、诡异的暗物质和暗能量学说的相继诞生。现代物理学早已陷入了矛盾重重和危机四伏之中，自爱因斯坦以来试图统一广义相对论和量子力学的引力量子化研究仍旧履步维艰。 现代物理学早已步入了发展的瓶颈期，面临着要么全面突破要么长期停滞的发展困境。当代物理学所面临的重大矛盾与难题是系统性的，这些矛盾与难题在现有的理论框架下也是无法解决的，与往不同的是，实验很难再给人们带来新的重大启示。在现实的科学实践中，由于传统时空观念的根深蒂固和相对论真空光速不变的信条，基于牛顿力学理论和爱因斯坦相对论的宏观物理学已经在雷达的深空探测中出现了较大的偏差，并引发了一些新的“未知的引力” [ 1 ] 。与“未知的引力”相关的研究如下： 1) 通过计算光在地表雷达站和月球表面放置的反射镜的往返时间，可以使地月距离的测量精确到毫米精度。月球激光测距表明：月球正以每年3.8厘米(1.5英寸)的平均速度螺旋远离地球 [ 2 ] 。 2) 通过接收从太阳系各天体返回的雷达波和跟踪星际旅行器的飞行，已经可以很准确地测定日地之间的距离。当前测得的最佳值是149，597，870.696 km。掌握了这种准确测度技术之后，俄国动力学家Gregoriy A. Krasinsky和Victor A. Brumberg在2004年测出地球正在逐渐远离太阳。虽然远离速度并不惊人——仅仅是每年15 cm，但这已经是测量误差的100多倍，足见有某种力量正在推动地球远离太阳 [ 3 ] 。 3) 来自先驱者10/11号、伽利略号和尤利西斯号宇宙飞船的无线电测量数据表明，作用在宇宙飞船上的加速度明显异常和恒定，大小为8.5 × 10 −8 cm/s 2 ，朝向太阳。两个独立的代码和物理策略被用来分析数据。已经排除了一些潜在的原因。我们讨论了未来的运动测试和可能的信号来源 [ 4 ] 。 4) 基于Robertson-McVittie度量，我们重新检验了宇宙膨胀是否导致Krasinsky和Brumberg (2004)报告的天文单位(长度)的增加。我们研究了宇宙学膨胀对测试粒子在这个时空中运动的影响。我们发现宇宙学的膨胀影响了这三个方面，但它们都微不足道。因此，我们确认宇宙学膨胀并不能解释观测到的DAU/dt [ 5 ] 。 面对上述新发现的困惑与不解以及历史上悬而未决的物理学问题，主流物理学家思考和解决物理问题的逻辑依然是“理论物理的基础不会有重大缺陷，一切新出现的有悖于这些基础理论的自然现象都须要首先限制在自然现象的层面进行诠释，以继续适用于这些基础理论”。然而，就其根源而言，物理学的根本问题恰恰是“引力作用的物理机制尚不清楚”，这须要追溯到牛顿和欧几里得两个思想源头上去解决。量子力学和广义相对论的深入发展以及暗物质和暗能量现象的出现，为人类解决物理学的根本问题提供了难得的历史机遇，然而，科学思维的逻辑惯性致使当代物理学家很难抛开历史的包袱轻装上阵。 自然哲学的根本问题是物质、运动与时空的本质问题，这一问题过去只能停留在人类形而上学的哲学思辨中。如今，随着自然科学尤其是广义相对论、量子力学和天文学的深入发展，人类以科学的方式抽象出物质、运动与时空的本质则成为可能。美国物理学家B·霍夫曼说：“随着实验的精密，空间和时间开始呈现新的面貌。甚至早在1887年迈克尔和莫雷的相对来说比较粗浅的实验，最后也导致了相对论破坏我们关于空间和时间的一些概念。现今，靠现代物理学家的较精湛的技术，我们发现，我们十分熟悉的空间和时间，都不符合原子实验所揭露的更深奥的形式” [ 6 ] 。
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user: 2. 物理学基础的批判 近现代物理学，就其根源而言，是建立在牛顿力学和欧几里得空间基础上的。尽管数学家能够凭靠假设创造出大量的空间模型，但至今物理学家仍然不知道自然的本征空间该如何表述。因此，深度思考空间本征与空间本质是理论物理研究的头等大事。目前，物理学家大都认为广义相对论的四维黎曼时空更接近自然的本征空间。然而，空间的本质是什么呢？ 在回答空间的本质之前，让我们首先考察一下引力场与空间内在的逻辑关系。经典牛顿力学是建立在无限大的欧几里得空间基础之上的，过去人们普遍认为引力场的空间覆盖也是无限远的。但随着量子场论的深入研究，现代科学认为引力场也是有能量的物质存在形式。鉴于引力场强度与引力场密度成正比，质量M在空间半径R处的引力场球面积分值为定值： g S = ( G M / R 2 ) ∗ 4 π R 2 = 4 π G M 因此，引力半径球面的总引力场能并没有随着引力半径的增加而降低而是保持恒定。由此我们可以判断，一旦允许引力场物质化或能量化，引力场的空间分布必然是有限的，这是因为无限大的引力场则意味着无限大的引力场能量。辩证唯物主义认为没有不运动的物质，如果空间是绝对静止的空无，那么在哲学意义和物理意义上空间都是不必要的存在，物质的引力场可完全取代和抹去背景空间进而形成以引力场为本体的空间。至此，我们可以得出两条基本的物理结论：1) 引力场是空间的本体；2) 引力场空间是有限的。根据上述关系式，我们还可以进一步推知引力场具有现实流体的特征，如果把引力场比作超流体则其流通截面的流量是恒定的。 空间引力场化冲击了哥白尼宇宙学原理，导致经典电磁理论所谓的“真空光速不变的假设”不再具有普适性，从而须要进行真空密度的动态修正。后续的研究表明，基于空间引力场化而创立的物质复空间理论是解决近现代物理学乱象丛生和矛盾重重的有效方案。但是，在此之前，我们还须要突破空间引力场化所面临的一些严峻的思维障碍。 历史上的引力场以太观主要存在两个版本：1) 引力场是由物质散发的以太，以太弥漫在无限大的三维空间之中；2) 引力场是由物质散发的以太，空间与引力场是同一的，引力场空间的尺度有限但其广延截至的条件未知。这两个版本的引力场以太模型都类似于“灌汤包”，馅是物质、汤是引力场、皮是宇宙的边界(二者的差异仅在于有没有外皮)。显然，这两种引力场以太观都没能从根本上解决以太的本质、结构与属性的问题。 传统引力场以太观的重大缺陷如下： 1) 认为引力场是由质体喷射出的以太形成，不能解释万有引力现象和质体的以太来源问题； 2) 认为引力场以太是静止的或均匀弥散的； 3) 把质体和引力场看作三维空间中并存的本体，即质能与场能并存； 4) 没能深刻地认识到空间的引力场化必然会导致空间的有限化； 5) 止步于数学中形而上学的复空间，没能对引力场空间进行物质意义上的复解析； 6) 误认为引力场传播的速度是光速，混淆了引力场速度和引力波速度的区别与联系。 空间引力场化可契合量子场论“场与粒子统一”的物理观念。然而，自牛顿创立万有引力定律以来，人们至今仍在认为引力场是由质量源辐射而出的。假如以太是由物质喷射而出的，那么根据同极相斥的原理，质体之间的相互作用必然是万有斥力，显然这与我们的现实经验不符。正是数千年来三维空间的直觉观念对人类根深蒂固的影响，导致人们很难清晰地认识到物质的存在只是其空间本体的关键环节与局域表象，甚至在现代科学的量子场论研究中，物理学家仍在用“物点”的方式看待真空，以至于得出真空零点能密度近乎无穷大的计算结果 [ 7 ] 。 爱因斯坦晚年已经认识到物理客体有着空间的广延性，但最终还是没能突破三维空间的桎梏。关于量子力学，汤川秀树则认为“尽管电子是被假设为限制在一个点上的，狄拉克却在运动的相对论处理的基础上完全不依赖于轨道运动而成功地导出电子本身所固有的自旋；他在这样做时能够说明半整数的自旋。我们可以作为给粒子指定一个广延性的推理来导出这一同样的结果。我们知道了，如果一个刚体是由一种连续物质构成的，则自旋能够取整数值也能够取半整数值，而如果主张刚体是由一组点粒子构成的，那就不可能做到这一点，除非对点粒子集合体的几何位形加上一定的约束；知道了这些，是一种巨大的鼓舞。因此，看来从一开始就从连续体出发而不从点粒子系出发来进行工作似乎是合理的” [ 8 ] 。另一方面，现代物理学家在谈论观察者人人平等、平行空间和超对称空间时，没能意识到高维空间的大与小也可能是平等的，即物质的本体是反对称的对立统一的复空间。 后续的研究表明：质体的运动本质上是缘于其自身空间结构外在的不平衡，这种外在的不平衡是通过运动(包括加速运动)而达到内在的平衡的，因而我们可将运动视为质体对内在完美的追求，它直接导致了“相对性原理”在惯性系与非惯性系中的普适性和人类自然科学研究数学化的可能性。以太风作为空间的运动，会同步导致质体的加速运动，从而致使人们在惯性系中无法检测到传统观念上的以太风存在。以太认识论的缺陷，导致人们很难清醒地认识到“空间流速会同步于质体的秒加速度”，这是空间引力场化研究的过程中一个难以逾越的思维障碍和关键环节。在突破这一障碍的过程中，广义相对论对物质与时空辩证关系的深刻论述(时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲)，起到了不可或缺的重要作用。此外，依据质体的秒加速度同步于空间流速，我们可推导出量子力学中的普朗克长度，即当普朗克角动量形成的重力加速度等于光速每秒时，其引力场空间半径恰好等于普朗克长度。
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user: 3. 物质复空间理论的基础与假设 现代物理学正处在唯象物理学研究的末端瓶颈期，物理学家所面临的重大难题与矛盾是系统性的，这些重大难题与矛盾要么一并解决要么一个也解决不了。过去，物理学家大都专注于自己的研究方向精耕细作，因而没能深刻地意识到物理学中的重大矛盾是同源。这种全局性的矛盾观，可为理论物理的发展提供崭新的思路与方法，当我们把物理学中所有的重大难题与矛盾聚焦到一点时，解决问题的大体方向已初见端倪。因此，用战略全局的眼光看待这些重大难题与矛盾，可启示我们如何在深度抽象与质疑的过程中为物理学构架基础的理论模型。 近现代物理学的重大难题与矛盾包括：绝对时空与相对时空之间的矛盾；量子定域性与全域性之间的矛盾；宇宙内部与外部之间的矛盾；物质与反物质之间的矛盾；物质第一推动的难题。当我们把这些重大难题与矛盾割裂地看待时，它们中的每一个都是人类无从下手的顶级难题，但当我们把这些重大难题与矛盾看作同源时，解决问题的大体思路与方法便已呈现。 因此，完备的物质复空间理论至少须要兼容以下六条： 1) 数学中经典的复平面空间如何拓展为物质复空间； 2) 为兼容广义相对论，物质复空间可导出四维时空的弯曲机制； 3) 为兼容量子力学，物质复空间要具有量子化机制； 4) 为解决宇宙内部与外部的矛盾，物质复空间须具有闭合的互补结构； 5) 为解决物质与反物质的矛盾，物质复空间须具有反对称的互补结构； 6) 为解决第一推动的难题，物质复空间须具有內禀的动力学机制。 用一个物质理论模型解决上述六条重大难题与矛盾的思路，必然要求物质复空间模型具备这些特征：虚空间与实空间正交、虚空间与实空间完全闭合、虚空间与实空间互补反对称、虚空间与实空间存在能流交换。因此，物质复空间模型必然是实空间包裹着虚空间且虚空间包裹着实空间的双奇点反对称的具有动力学机制的几何模型。笔者构架出这一奇异几何模型的思想来源还包括：1) 根据对立统一的哲学观点和正物质与反物质存在的现实，生成物质的正负能量场必然要求是平等的，正负能量场的平等必然要求二者无优劣，而只有反对称的复空间结构才能保障正负能量场的平等地位；2) 引力半径球面的总引力场能并没有随着引力半径的增加而降低而是保持恒定，这表明引力场具有超流体特征；3) 川流不息的引力场必然须要引入能流的反馈机制，因此虚空间的存在是必要的；4) 高能物理实验表明正负粒子对撞的过程中会产生微量的反物质，由此我们可推知反物质是正物质非自然的逆向组合形式，考虑到天文观测中并没有发现反物质天体且只存在微量的反物质粒子，把物质(正负电荷除外)视为正负能量场的对立统一体则更为合理；5) 现代物理认为负电子是点粒子而正电子是空穴子，根据正负电子平等无优劣的理念，负电子也应该存在空穴态，同时正电子也应该存在点粒子态；6) 经典复空间在数学与物理学中的普遍应用以及夸克幽禁学说，都指向虚空间存在的自然合理性。 质复空间的几何模型如下：图1和图2是二维化的物质复空间模型；图3是三维化的物质复空间模型；图4是一维化的物质复空间模型。其中，以阴阳太极图所揭示的哲学内涵与物理内涵最为深刻。这里须要特别强调的是：阴阳太极图中的实空间与虚空间是平权的物质态；实空间的本质是物质的虚态，是收敛的负能量，形成了物质复空间的引力场；虚空间的本质是物质的实态，是扩张的正能量，形成了物质复空间的斥力场；虚实空间物质态的共轭方能生成物质个体即量子；虚实空间的大与小和实与虚均是平权的，虚与实是自然选择的结果。 图1. 双奇点共轭的量子复空间 图2. 破缺的量子复空间 图3. 克莱因(瓶)复空间 图4. 拓展复平面 由于量子力学建立在经典的物质空间观基础之上，唯实验论物理学家一百多年来没能给量子力学找到合理的哲学解释。汤川秀树富有东方智慧的天人合一的广域粒观并没能被西方主流物理学界所认同，主要是因为他没能深刻地认识到量子的波函数实质上是自空间的，根本不须要宇宙背景空间的存在。 ∫ ∞ W d τ = 1 在 W = ψ * ψ 中， ψ * 为粒子的虚态即实空间(引力场)， ψ 为粒子的实态即虚空间(斥力场)。 图2所示的是由量子 h × i h 破缺生成的正负电荷，破缺的负电荷 i h 只有引力场并不断吞噬 〈 h 〉 ，破缺的正电荷h只有斥力场并不断反吞噬 〈 i h 〉 。根据狭义相对论，我们知道物理学家地表所观测到的电子静质量必然是地球惯性系内在的多个运动层面对电荷加载能量的结果。因此，在不同的惯性系内，电子的静质量是不尽相同的，没有被惯性系完全加载的电子则为虚电子。 h v ( 客 观 形 式 ) ⇔ H × i H ( 客 体 形 态 ) T ⇔ 1 i H T max ⇔ 1 i h 时间是量子的正负能态相互作用在实空间中的表象，因此时间是客观的但不是客体。在经典的三维空间中，物质复空间理论可归结为广义相对论的四维时空，时间作为一个抽象的维度原则上仍然是可行的。鉴于量子态变时间的最大值为 T max ，因此物质世界的运动具有必然性。 历史上真空的本质存在着巨大的争议。现代物理学的真空观是狄拉克提出的，狄拉克认为真空是所有负能量的状态，根据泡利不相容原理，每个负能量的状态都有一个电子占据着。真空可以看成填满了所有负能量状态的电子形成的大海，而带有正能量的电子则在这个海面上运动。麻省理工学院的沈汇涛在解释真空时，认为“但狄拉克方程也有其自己的问题。如果真空中充满了大量电子，那我们为何从来没有感受到这些负电荷所带来的库仑力呢？为了解决这个问题，狄拉克必须假设真空原本就是一个充满均匀的正电荷背景，用来抵消电子海的负电荷。这个解释显然非常不自然。除此之外，由于电子海中无数负电荷的相互排斥，电子海的能量并非为零，而是无穷大。虽然在实验室中我们测量得到的任何能量都是与真空能的差值，并不能直接测量无穷大的真空能量，这仍然是一个令人难以置信的结论” [ 9 ] 。 根据狄拉克方程须要假定的“真空原本就是一个充满均匀的正电荷背景”，笔者为实空间引入了“正电子态”的概念。正电子态与正电荷的区别在于二者存在的全域性与定域性，正电子态是全域的物质场，正电荷则是定域的点粒子。鉴于基本粒子具有波粒二象性和单粒子的双缝干涉现象，汤川秀树最早提出的全域粒子观能够更好地解释这些物理实验。此外，全域粒子观还有望解决量子场论计算出的真空零点能明显不合理的难题，实空间的正电子态属性则支持了麦克斯韦电磁理论中以太振荡的“位移电流”假说。
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user: 4. 物质复空间理论的公设 根据前面的研究分析，物质复空间理论(MCST)须要建立在以下十条公设基础之上。 MCST第一公设：物质是由对立统一的虚实空间相互作用生成。 MCST第二公设：实空间是收敛的引力场，虚空间是发散的斥力场。 MCST第三公设：物质是超循环物质态的局域耦合与分化的表象(图5)。 MCST第四公设：超循环物质态的运动遵循物极必反的自然法则。 MCST第五公设：实空间是物质的虚态，虚空间是物质的实态。 MCST第六公设：多质体引力场流的分布遵守最小作用原理。 MCST第七公设：质体的运动是其引力场空间外在不平衡的效应。 MCST第八公设：在物质复空间的临界域，引力场流速等于引力场波速。 MCST第九公设：物质复空间场流的分布具有力学惯性。 MCST第十公设：质体本征复空间的临界域截面与其本征质量成正比。 MCST第一定理：宇宙的极大尺寸与极小尺度是对立统一。 证明：根据实空间与虚空间对立统一的原理：实空间的极小尺度，在虚空间看来就是其宇宙尺度；反之，实空间的宇宙尺度，在虚空间看来就是其极小尺度。通过见微知著，我们只需知道实空间的极小尺度，便可以推导出实空间的最大尺度。现假设普朗克尺度lP为实空间的极小尺寸，设lU为实空间的宇宙外表尺度。在复空间的临界域，由于实空间的外表面就是虚空间的内表面，所以取lU量纲为m −1 。由此推得： l P × l U = 1 。 图5. 引力场流速与引力场波速 MCST第二定理：相互靠近的一对粒子，二者复空间的临界域均增大。 证明：相互靠近的一对粒子，每个粒子身处的真空场密度均增大。真空场密度的增大，导致了引力波临界速度的减小。由此，我们可以推得二者复空间的临界域均增大。 综上可推知：引力作用的物理机制是交换空间引力场流。根据MCST第二定理，在多质体系统中，中心物体的引力质量减小，外围质体的引力质量增加。这意味着，随着黑洞周围聚集的质体增多，黑洞自身的引力质量是不断减小的，因此大自然为黑洞提供了引力约束机制。物质复空间理论阐明了引力作用的物理机制，将抽象的引力研究转变为具体的引力场空间超流体的研究，人们可根据流体力学模拟和计算引力作用的物理规律，进而可揭开暗物质、暗能量以及类星体之谜。
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user: 6. 太阳系背景真空相对密度的计算 金星凌日的计算方法最早是利用地球南北不同地点所观测到的凌日平行线的不同，然后根据两观测点的直线距离和开普勒定律，计算出地日距离。1771年，法国天文学家拉朗德(Lalande)根据金星凌日的观测资料，首次算出地球与太阳间的距离约为1.52~1.54亿公里。现代地日距离的计算则是根据地球到金星的雷达距离和开普勒定律计算出日地平均距离，这种方法测出的日地平均距离为1.49607870691公里。根据真空光速不变原理，可推算出地日单程光速时间为498秒。 上面这一结果与笔者根据理论所预测的结果是一致的，即天体间的雷达测算距离要小于其几何测算距离。鉴于几何测算和雷达回波测算的地日距离偏差小于3%，因此我们可推知地球和金星之间的背景真空密度略小于地表真空密度。地金雷达测算距离和地金几何测算距离的巧合相近，致使物理学家误认为真空磁导率是个常数。假如地球到金星的雷达测距显著小于其几何距离，二十世纪初的物理学家会自然联想到真空磁导率的影响问题，二十世纪的物理学发展则会是另一种全然不同的面貌。 下面我们分析一下雷达在地球和金星之间实时的传播过程，引力场流密度在太阳、金星和地球间的分布如图10，其中S代表太阳、V代表金星、E代表地球。引力场流密度亦是真空相对密度，真空相对密度是任意方向引力场流密度标量的线性叠加。为进一步计算地日系统的背景真空相对密度，我们可取地日几何距离为拉朗德给出的中间值：1.53亿公里。 图10. 地球和太阳之间的引力场流分布 设H 0 表示地日系统的背景真空相对密度，H 1 表示地球贡献的真空相对密度分布，H 2 表示金星贡献的真空相对密度分布，H 3 表示太阳贡献的真空相对密度分布；设地球半径为R 1 ，金星半径为R 2 ，太阳半径为R 3 ，地日中心距离为L，地金中心距离为L 1 ，金日中心距离为L 2 ；设H E 为地表相对真空密度，C E 为地表光速。 设距离金星中心R处的真空相对密度为H R ，雷达波在R位置的瞬时速度为C R ，太阳质量为M，地球质量为m，金星质量为 m ′ ，于是我们可以得到： C R = H E H R C E = H E C E G M ( L 2 + R ) 2 + G m ′ R 2 + G m ( L 1 − R ) 2 + H 0 H E = G M ( L − R 1 ) 2 + G m ′ ( L 1 − R 1 ) 2 + G m R 1 2 + H 0 设 G M / H E C E = a ， G m ′ / H E C E = b ， G m / H E C E = d ， H 0 / H E C E = f 可得到： C R = 1 a ( L 2 + R ) 2 + b R 2 + d ( L 1 − R ) 2 + f Δ t = Δ R C R = [ a ( L 2 + R ) 2 + b R 2 + d ( L 1 − R ) 2 + f ] Δ R Δ t 为真空光速时间离散值 ∫ d t = ∫ a ( L 2 + R ) 2 + b R 2 + d ( L 1 − R ) 2 + f d R + C o n . = − a L 2 + R − b R + d L 1 − R + f R + C o n . 地球表面到金星表面的往返雷达时间(可抵消真空流速的影响)的单程均值为： ∫ R 2 L 1 − R 1 d t = a ( 1 L 2 + R 2 − 1 L − R 1 ) + b ( 1 R 2 − 1 L 1 − R 1 ) + d ( 1 R 1 − 1 L 1 − R 2 ) + f ( L 1 − R 1 − R 2 ) = T T为实测的已知参数，根据地日几何距离和地金几何距离，可计算出太阳系背景真空相对密度。进而，我们可推算出太阳辐射到地球的理论时间，修正后的时间要小于过去根据真空光速不变计算的时间。 须要说明的是，上面计算中我们使用的太阳、地球和金星的天体质量均为它们的作用质量而非本征质量。鉴于地球和金星之间的几何距离略大于根据地表标准光速计算出的雷达距离，由此我们可以推断太阳系的背景真空相对密度是较高的。因此，地球的本征质量应该约为其作用质量的一半左右。目前笔者还没能找到计算星系中天体本征质量的方法，不过根据旋涡星系的自转曲线严重异常的规律和太阳系在银河系中的相对位置，我们可以标定出太阳系天体的本征质量是小于其作用质量的，这也是造成地金几何距离略大于地金雷达距离的唯一可能原因。 根据精细结构常数 a = e 2 / 4 π ε 0 c ℏ ，可推知精细结构常数是由地球的真空密度决定的。根据 ε 0 ∝ H E ， c ∝ 1 / H E ，我们可推知精细结构常数是宇宙的基础不变量，这是真空的基本属性。由于精细结构常数决定着原子光谱的精细结构，现代物理学认为精细结构常数不变表明宇宙中所有恒星都具有一致的原子光谱，这也为哈勃测距提供了的理论基础。然而，物理学家还没能深刻地认识到：引力作用会导致原子质量的衰减或增益，进而导致了原子光谱的红移或蓝移。因此，过去天文学家单纯地依靠红移量来确定天体的天文距离时，会导致中心天体的质量与辐射强度被严重高估，类星体之谜就是如此产生的。未来如何排除质量亏损红移在天文测距中的影响，将是个重大的天文学课题。
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user: 7. 真空相对密度的测量 根据狭义相对论的观点，光速在平直的闵氏时空的速度恒为C。所谓平直的时空，是指远离大质量引力源的时空。由于地球对空间的弯曲效应很小，过去物理学家一直认为外太空的光速与地表光速相差无几，这也是以“光年”来表示天文距离的理论依据。 根据广义相对论的观点，引力本质上不是力而是质量和能量对时空的弯曲效应，质量和能量对时空的弯曲形成了时空规度并产生了引力效应(图11、图12)。因此，广义相对论的引力理论被喻为“橡胶膜物理”。尽管广义相对论没有关于时空弯曲背景下真空性质方面的论证，但根据广义相对论引力几何化的观点，时空几何的弯曲与延展必然会导致时空几何密度的降低。广义相对论是通过物质在引力场中压延橡胶膜的方式来模拟时空弯曲效果的，在这种模拟方案中，实验者无法观测到引力场的二次分布规律，这是广义相对论的引力几何化与时空弯曲理论解释不了暗物质之谜的根本原因。由此可见，在解决超现实的物理学问题时，物理模型的选择对理论构架的重要性。 引力几何化的四大物理缺陷如下： 图11. 质量弯曲时空 图12. 时空弯曲对比 1) 引力几何化的时空弯曲会导致临近引力场源的真空密度小于宇宙深空场的真空密度； 2) 引力几何化的平滑时空与量子力学所揭示的真空涨落相违背； 3) 静态的引力几何化不可能产生量子自旋态，导致了广义相对论和量子力学根本的矛盾与对立； 4) 引力几何化无法通过物理实验模拟出多质体引力场作用的复杂联络与二次分布规律。 根据物质复空间理论，空间的本质是质体的引力场超流体，因而远离质体的深空场的真空密度会越来越稀薄，在星系之间的中间地带和宇宙的空洞区真空密度会极其低下。光线在星系间的穿行速度会远大于地表光速。于是，以实际光年表示的天文距离将出现严重的偏差，即光穿行于星系之间的实际时间远小于地表标准光年所对应的时间。 根据惯性系的自然局域对称原理(即狭义相对论的相对性原理)，我们知道惯性系内的物理实验能够客观地反映出惯性系内部的能态。如果地表和空间站之间存在着明显的真空密度差异，那么通过物理实验一定能够检验出二者真空磁导率的不同。 1) 实验目的 a) 否定真空光速不变的假设 b) 验证物质复空间理论 c) 重建深空探测的理论基础 2) 真空相对密度测量的理论基础 真空相对密度与真空磁导率成正比；真空相对密度与真空介质电常数成正比；空间的本质是物质的虚态 3) 真空磁导率的测试方案 用磁聚焦法测量真空磁导率(参见：信息技术2012年第5期) 4) 真空磁导率测试的对照环境 空间站、地表模拟空间站 5) 真空磁导率测试的注意事项 a) 地表模拟空间站与空间站的微气候环境须要高度相同 b) 使用同一套测量设备往返于太空和地表进行每天同时段的分时测量 6) 对测试结果的理论预测 空间站真空磁导率的理论计算公式如下：(具体计算见第8节) ( g R + V ) / ( g B + V ) = μ R / μ B μ B = μ R ( g B + V ) / ( g R + V ) 真空磁导率的测量，有望否定宇宙背景空间的存在，证实空间的本质是物质态，从而为物质复空间理论奠定实验基础。物质个体空间可视为复三维结构的动态空间，宇宙空间则是复三维结构的动态空间的集合并具有复纤维丛结构。纤维丛几何比黎曼几何更符合自然的空间本征，因此纤维丛理论在现代物理学中有着广泛而深远的应用。