高温超导体的悬浮与倒挂原理

吴  志

一块液氮温度下的超导体（在科学上被划归高温超导体），材料通常是钇钡铜氧或铋锶钙铜氧，用液氮浸泡后放在一块磁铁上，就悬浮和固定在磁铁上方了，用手移动超导体，移位后又固定了；把超导体放在磁铁下方，则会倒挂和固定在磁铁下方。给超导体施加一个力，超导体会在磁铁轨道上方或下方运动。

超导体固定在磁轨道上方和下方，叫钉扎效应，这种现象超越了人类的常识，有学者称为量子悬浮和量子锁定。至今还没有什么理论能解释，有一些解释似是而非，逻辑不通，原理不通，越解释越糊涂。本文用我创立的辐射力学解释这个现象，由于涉及量子力学和辐射力学多个概念，先解释一下这些概念。

解释一下量子悬浮与量子锁定。量子力学是几个科学家提出的假说，但他们中的几个主要人物都搞不懂或不相信，当代科学家在做三件事：一是努力证明量子理论，但进展不大。二是把粒子科学纳入量子力学，包括光学等，这样量子力学就像一门科学了。三是把电磁理论纳入量子力学，把超导体悬浮与倒挂现象称为量子悬浮与量子锁定，只是穿衣戴帽，文字游戏，起个名字就把别人收编了，实际上与量子力学没什么关系。俗话说，遇事不决，量子力学。意为遇到不能解释的事物，就把量子力学搬出来胡乱解释一通，就像上帝能解释一切一样。量子力学自己都解释不清楚自己，怎么能解释外面的世界呢？

解释一下超导体。当导体内的原子核完全失去或基本失去对绕核电子的控制，全部或大部绕核电子成为自由电子，也就成为超导体了，超导体电阻为零或接近于零。导体电阻来自原子的绕核电子，电子一边绕核运动，一边阻挡自由电子运动，阻力越大电阻越大，阻力越小电阻越小。高压可以降低电阻，在于强大的电压把较多绕核电子斥离为自由电子。低温可以降低电阻，在于弱化原子核的辐射，绕核电子接收到的辐射少了，也就是引力小了，导致较多的绕核电子成为自由电子。钇钡铜氧和铋锶钙铜氧，在液氮温度下变成了超导体，可以理解为能被磁铁吸引的铁块。这是用本人创立的辐射力学解释的，没有其他理论能够解释。

解释一下引力与斥力。人类对磁的解释似是而非，没能解释明白，所有人都是糊涂的。用我的辐射力学解释，就非常明白了：宇宙中的所有力，都源于辐射的吸收与反射，一种物质吸收另一种物质的辐射，两者产生引力；一种物质反射另一种物质的辐射，两者产生斥力。如原子核辐射被电子吸收，两者产生引力；太阳辐射被地球吸收，两者产生引力。不过，地球也反射太阳辐射，两者也有斥力。大体处于引力与斥力的平衡状态，所以地球在固定轨道绕太阳公转。

解释一下磁。磁是电荷云集，正电荷云集构成N极，负电荷云集构成S极，无论磁铁还是地磁都是如此。磁铁一端分布电子，另端分布正离子，中间以原子作为隔离带，由于正负电荷分布在两端，就放大了引力与斥力，能把铁块吸起来。当把磁铁正极靠近铁块时，铁块中的大量电子被吸离（电离），向靠近磁铁的方向运动，带动铁块向磁铁运动；当磁铁负极靠近铁块时，铁块中的大量电子被斥离（电离），正离子向磁铁方向运动，带动铁块向磁铁运动。磁铁要先电离铁块，也就是磁化铁块，把铁块暂时变成磁铁，才能吸引铁块，对不能电离的物体不能形成引力。这就不难理解，铁块被磁铁吸引过之后，就暂时带磁了，成为一块吸力较弱的磁铁，过一段时间磁才消失。我们这代人小时候都玩过磁铁，对磁铁非常好奇，这就是在玩耍中学习，现在的小孩不知是否有时间和机会玩磁铁了。

两个磁极的电子与正离子不是纯正负粒子云集，只是一端分布的自由电子较多，一端分布的正离子较多，从而构成两极，自由电子极为S极，正离子极为N极，与地球南北极是相同的，但从外表上看不出两极有什么不同，就像外表看不出地球两极有什么不同。两极表现出来的是电磁力，腰部表现出来的是万有引力。因此，一个大铁块从地球两极落下速度应比在赤道更快，这个实验是可以做的。当然，还要考虑一个问题，地球赤道对外辐射最多，引力也最强，引力比南北极更强也不奇怪。做实验得用铁块来做，不能用石头来做，因为磁对石头的引力不大。

磁吸铁是有加速度的，两个物体近了，辐射释放就强，辐射吸收就多，因为辐射是放射状的，近了吸收到的辐射粒子就更多，这同地球靠近太阳能接收到更多光子道理一样。这样两个物体引力就增强了，而且越来越强。另外，磁铁磁化铁块是渐进的，会有越来越多的电子被电离，并向磁铁的正极方向涌来，带动铁块一起运动，而且形成了加速度。

可见，辐射力学能完美解释力，完美解释磁，完美解释电，固定电荷叫磁，流动电荷叫电，磁的相互作用叫力，在我多篇文章都有对电、磁、力的解释。辐射力学几乎能解释宇宙的一切，可以认定是真理。力学发展到这个阶段才叫完美。辐射力学是人类孜孜以求的宇宙大一统理论，既能解释宏观，也能解释微观。牛顿力学是知其然不知所以然，谁都不知力的本质是什么；量子力学不是力学，只是起了一个力学的名字；相对论也不是力学，引力场方程是描述空间弯曲的公式，这与力没有什么关系。

解释一下万有引力。地球常见的物体没有被电离，原子核正电荷与电子负电荷中和了，本质上是原子核释放的辐射大部分都被电子吸收了，只有少量溢出，溢出辐射被附近原子的绕核电子吸收，从而构成万有引力。所以万有引力比电磁力弱得多，实际上都是辐射的释放与吸收。这正是磁铁不能吸引木块的原理，木块的电子不能被电离，正负电荷大体平衡，磁铁与木块只存在万有引力，这是弱得多的引力，人感觉不出来，也测量不出来。人类发明出四种力来解释世界，只是因为对力的本质不了解，既然都是力，肯定同属某一种东西。值得指出，太阳对地球的引力不属于万有引力，属于磁引力。太阳的质子、正离子、氢核、氦核对地球电子形成引力，太阳的电子对地球质子、正离子、原子核形成引力。当然，太阳对地球也有斥力，斥力来自正电荷对正电荷 ，负电荷对负电荷，正电荷主要是质子、正离子、原子核；负电荷主要是电子、负离子。

解释一下辐射。辐射是所有粒子都存在的，除了最小的原始粒子（还未找到），一个粒子释放更小级别的粒子就叫辐射。原子核辐射来自质子与质子、中子与中子、质子与中子的碰撞，温度越高，质子与中子运动越快，碰撞也就越多越激烈，原子核的自旋也越快。当温度降到液氮温度时，原子核自旋放慢，核内运动和碰撞大幅弱化，辐射大量减少，绕核电子不能大量吸收原子核辐射，引力消失了大部分，大部或全部电子成为自由电子，从而形成超导体。若温度降到绝对零度时，原子核内运动、碰撞、辐射和自旋就没有了，绕核电子就彻底分离了，带有弱负电的中子也分离了，质子是靠中子牵拉和维系的，失去中子后质子会在斥力作用下分离。

做了以上铺垫，现在就可以用辐射力学理论解释高温超导体的悬浮、倒挂与锁定现象了。上述实验中的高温超导体，预先浸泡在液氮中，温度在-209.8℃以上，-196℃以下，这样不至于沸腾和固化，比绝对零度高六十多度，温度还是比较高的，远高于液氦温度(熔点-272.2℃，沸点-268.785℃)，所以液氮条件下的叫高温超导体，手抓一下液氮浸泡过的高温超导体也没事，抓太久则会冻伤。

从上图可以看出，磁铁把超导体磁化了，也形成了两极，等于一块小磁铁。磁铁与超导体之间存在引力，但引力不是很大，若引力很大叭的一声就吸下来了；磁铁与超导体之间还存在斥力，属于万有斥力，但被放大了，所以超导体掉不下来。把超导体倒挂在磁铁下方也是同样道理。

在液氮中浸泡过的导体，短时间内失去了大部分温度，温度是原子核自旋和核内运动的动力，也是电子绕核运动的动力，在超低温下原子核和电子的运动都大幅放慢了。由于没有降到绝对零度，原子核仍有微弱辐射释放，仍能对电子产生微弱引力，但绕核电子全部或大部脱离原子核成为自由电子，但运动速度慢很多了，为了更好理解问题，可以把原子核和电子都视为相对静止的，在低温的作用下原子核与电子瞬间被固定在原处了。

在磁铁正极的引力下，超导体的自由电子会趋向磁铁正极方向，由于到处都散布有质子与电子，电子会顶住电子，质子会拉住电子，自由电子向正极方向运动受制约，速度较慢，数量较少，表现出来的现象是引力较小，没有能力带动超导体快速向磁铁方向运动。确切说，磁铁和地球对超导体的引力都弱化了，但还不足悬浮在空中，还需要一个斥力才行。

由于超导体原子核仍有一些辐射，与磁铁正极的原子核辐射相斥，构成斥力；超导体自由电子与磁铁正极的绕核电子相斥，这也构成斥力。为什么斥力大于平常的磁吸铁呢？主要是移动到超导一端的自由电子少，这端祼露的原子核直接面对磁铁正离子，正电对正电，形成较大的斥力。也不是一定就能悬浮，得看引力大还是斥力大，距离控制得不好就会掉到磁铁或地上。

当超导体的温度稍降低后，超导体内的原子核和电子就活跃起来，就有较多的自由电子跑到了面向磁铁的一端，而且运动速度较快，带动超导体坠落到磁铁上，倒挂在下面的超导体则会掉到地上。之所以能倒挂，在于上方的磁铁引力大于下方的地球引力；之所以没吸在一起，在于在磁铁与超导体之间存在较大斥力。

把悬浮或倒挂的超导体移动一下，超导体就被固定在新位置上了，这就是所谓的锁定。原因是，磁铁的正离子是静止的，超导体的电子也可以视为静止的，正离子吸住了最近的自由电子，这就等于咬住了，每个正离子都咬住一个自由电子，这就等于固定住了，这就是所谓的钉扎力。

上文解释涉及多个辐射力学新概念，可能不太好理解。可以简单理解为：高温超导体被磁铁电离（磁化）后，就暂时变成一块磁铁了，两块磁铁之间同时存在吸力与斥力，不同的是引力弱化，斥力增强，在某个距离上达到平衡，就固定在这个点位上了。就像太阳与地球，太阳对地球的引力与斥力平衡后，地球就固定在公转轨道上了。人类认为超导体被固定在空中不可思议，因为看惯了万有引力，空中的物体是要坠落地球的，在太脑中不存在万有斥力的概念，当万有斥力放大后能看见了，就觉得很奇怪，这个现象正好印证了我的辐射力学，在辐射力学中既有引力，也有斥力，是存在于万物之中的两种力。

上文说的是用磁铁正极面对超导体，用负极面对超导体原理大同小异，没必要再解释了，说得太多反而把事情搞糊涂，就像磁铁正极能吸铁，负极也能吸铁一样。读者自己分析就行了，若分析不了参考我的文章《地磁的形成》。无论是天体、物体或粒子，是趋向对方结合，还是相离对方分手，得看双方的引力与斥力，引力大就相趋，斥力大就相离，不离不弃就是引力与斥力在某个距离上达到平衡。只是高温超导体与常温铁块有所不同，有了辐射力学就能分析了，还能计算出引力与斥力的大小（参考本人给出的一组辐射力学公式，在《生命是什么？》中的《生命的基础（二）》、国宝级科学论文《二十世纪以来基础理论的发展》和《宇宙只有一对力》中有介绍）。

在高温超导体两端施加一个电压，由于导体里大部或全部电子成为了自由电子，他们会统一向正极方向运动，这样就没有电阻了。有电阻的导体是同时存在绕核电子与自由电子，绕核电子阻挡自由电子前进，这就是阻力或说电阻。绕核电子越多电阻越大，绕核电子越少电阻越小。在额定电压下无法拆解分子中的电子，就被视为绝缘体。如在220V和360V下不能拆解橡胶分子中的电子，橡胶就被视为绝缘体。

把理论搞通了就能做很多事了，相信以后科技人员能根据这个理论，开发出很多新型的高技术产品。比如，能不能开发出反重力机？应该可以，只要在面对地球的一面云集大量正离子或质子，重量就能减轻，甚至能悬浮起来。因为地球引力主要来原子核的溢出辐射，这属万有引力；另外地球表面还有一定量的正离子，所以地面能够导电，这属电磁力。两种力叠加构成地球引力。换句话，地球引力靠正电荷实现，当正电荷面对正电荷时，就不是引力而是斥力了。若飞机、飞艇、飞船、火箭能轻易浮起来或大幅减轻重力，对人类而言就是重大科技进步了，起码可以大幅减少能量消耗。

最简单实用的是离子反重力机。让反重力机对着地球的一面正离子化，即让原子外围失去电子，把多余电子收集起来形成电流，或储存进蓄电池或电容器，也可以把多余电子作为废物喷射出去，这样就在地球与反重力机之间形成浮力或升力。当然，最好也让起飞平台正离子化，让两者形成更大斥力。在反重力机上方也要正离子化，因为上空是电子云集，有更多引力，太阳辐射和宇宙射线主要是电磁粒子，这些粒子是带有弱负电的，对正离子有引力。当然，还要考虑会不会雷击和如何避免雷击，如果空气干燥，静电量也不是太大，是不会发生雷击的。

若是升得很高，进入50-1000公里的高度就是电离层了，分布较多电子与正离子，反重力机上方则要视情转换磁性，酌情电子化或正离子化，上方什么电荷多就形成相反电荷。可以根据这个原理做成反重力飞船，飞船有两个极，每个极都能随时变换为正极或负极，即正离子极与电子极，视需要引力还是斥力决定极性。

另一个途径，反重力机下部用钇钡铜氧或铋锶钙铜氧材料制成，降温到液氮温度，这样地球对机器的引力就大幅降低了，还能形成斥力，也就是升力。随着高度的升高，引力会缩小，升力也会缩小，要看能升多高，通常是固定在某个高度，只要能脱离地面，飘浮起来，就具有重大意义，因为可以消除地球的引力与摩擦力，提高交通工具的效力，甚至可以不需要道路。

如果想升得很高，那就把反重力机做得面积很大，非常轻，非常薄。比如像足球场那么大的一张轻薄的金属纸帆，甚至轻薄得骨架都没有，有自然张力把帆伸展开，并发生硬化。帆的下方是白色反光物质，地面有降温装置，再给帆的下方喷液氢或液氮，发射台有多个风机给帆施加向上推力；帆的上方是黑色吸光物质，在赤道、夏天、烈日时放飞。帆下方反光是反地球辐射，让帆与地球形成更大斥力；帆上方吸光是吸收太阳辐射和宇宙辐射，让帆与太阳和太空形成更大引力。再加上液氢沧州氮降温减重，风机向上助推，就有可能顺势升起来，并向太阳方向飞去。

如果证实有足够升力，那么光帆飞船就可以做出来了。在太空是没有重力的，可以把光帆做得更大、更厚、更硬，还可以有骨架，中间是飞船，就像一艘飞船展开了巨大的动力帆一样，帆的一面是吸收辐射的，另一面是反射辐射的，飞行时把吸光面对着辐射源，需要减速时把反光面对着辐射源，需要摆脱辐射源时让反光面背对辐射源，即让辐射源给飞船施加一个斥力。先对着太阳飞，形成绕日轨道，途径各大行星时改变轨道，对着目标行星飞去。也可以尝试摆脱太阳轨道，向着最近的恒星或辐射最强的方向飞去，当然也要借助太阳辐射的推力。

太阳对地球的引力可以视为太阳重力，对地球的斥力可以称为太阳斥力，利用太阳引力和斥力可以把地球公转轨道升起来或降下去。地球表面白色多，地球与太阳的斥力就大，地球轨道就会缓慢升起来；地球表面深色多，地球与太阳的引力就大，地球轨道就会缓慢降下去。这个方法可以调节地球的温度，并避免地球坠入太阳，对人类而言具有重大意义。即使不能提升地球轨道，能稳住地球轨道或减缓轨道下坠，也具有重大意义。

当前南极与北极的冰盖不断崩溃，若露出南极大陆和北极海面，地球公转轨道就会加速下坠，地球变暖也会呈现加速度，甚至使人类失去自救的机会，这是人类当前面临的最大生存问题。人类需要的是认识真理，采取行动，没有多少时间可以浪费的了。

                                                                   2019年7月20日完成初稿

                                                                   2021年11月1日完成修改