核场统一论第二稿对自然本质的思考.docx

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核场统一论第二稿对自然本质的思考

核场统一论（下部分，第二稿）

——对自然本质的思考

中国安徽省宿州师范学校孟庆勇著

OnUnityaboutNucleusandField

——TheThoughtabouttheEssenceofNature

MengQingyongSuzhouNormalSchool,Anhui,China

内容简介

《核场统一论》（下部分）是继《核场统一论》（上部分）之后通过一年多来的研究所成的新作，文中主要是就物质的结构和作用特性、能量、空间、时间以及光的本性等方面作了深入的思考研究。

作者在对自然本质的思考过程中发现物质的结构和作用特性始终是一个艰深的研究课题，由于基础理论的不足和实验水平的限制，至今科学界对它的认识仍然是模糊的、混乱的，是人们需要长期的不断思考和探索的一个重大而核心的自然科学课题。

目录

内容简介…………………………………………………………………

（1）

引言………………………………………………………………………

（2）

一、实体物质与虚空物质………………………………………………

（2）

二、物质结构表现出有限的层次性和有限的可分性…………………

（2）

　　三、物质世界不仅是自动的，而且是永动的…………………………（3）

四、宇宙空间中存在着不均匀的连续性介质场………………………（5）

　　五、力的起源与物质的连续性…………………………………………（6）

　　六、在对力的本质的研究中最难以理解的是引力……………………（6）

　　七、物质类同而相聚的成因分析………………………………………（7）

　　八、宇宙空间中场的旋涡力起源于电性力……………………………（7）

　　九、两种相反电性力和两种相反电荷客观存在的理论证明…………（9）

十、物质相互作用的实质和形式………………………………………（10）

十一、直接的相互作用与间接的相互作用……………………………（12）

十二、力是物体所固有的特性…………………………………………（12）

十三、物体间的自主作用力与连续性物质结构………………………（13）

十四、能量是物质本身所固有的属性…………………………………（14）

十五、空间中相对运动的电场之间的相互作用规律…………………（15）

十六、为什么不能探察到绝对参照系…………………………………（16）

十七、相对空间与绝对空间……………………………………………（17）

十八、宇宙绝对空间的均匀性和静止不变性…………………………（17）

十九、时间的意义………………………………………………………（18）

二十、光的折射现象探微………………………………………………（20）

二十一、波速与哪些因素有关…………………………………………（24）

二十二、相对论时空观的由来…………………………………………（26）

二十三、宇宙内部的物质和能量是如何实现转化循环的……………（27）

二十四、宇宙结构与宇宙动力之推想…………………………………（29）

二十五、物质的一般性和特殊性………………………………………（35）

　　后记………………………………………………………………………（35）

谈科学研究的过程与方法………………………………………………（35）

引言

人们在对自然本质的思考过程中会发现有许多问题一直在困扰着人们，许多问题不仅没有得到完全解决，而且在一些基础性的问题上至今仍然是众说纷纭、莫衷一是。

如物质的结构问题：

对于原子核结构的研究，提出了球壳式结构、液滴结构、嵌套结构、多层结构、点阵结构等多种模型；对于质子、中子、电子结构的研究，提出了夸克结构、实体结构、螺旋形结构等；对于质子、中子、电场的结构研究还提出了统一的电子论或光子论。

对于正、负两种电荷问题，提出了正、负电荷存在论和反对正、负电荷论。

又如，物质的相互作用问题：

提出了引力存在论和反对引力论（所有的力都是斥力、推压力、旋涡力）。

而对于时空结构的研究：

提出了三维时空、四维、五维，甚至多达十一维的复合时空论。

不仅有相对论，还有绝对论。

对于光速问题：

提出了光速恒定论和可变论。

诸如此类的许多问题在此不再一一列举。

可以说，各种学说都有自己的根据，为什么结果却迥然不同呢？

为什么一些理论解决个别问题比较成功，却在另外一些方面遇到无法解决的矛盾，以致于不能适用更大的范围？

人们在对自然本质的思考过程中，几乎是在每一个方面、每一个问题都存在认识上的差异，这些认识上的差异是相对的，还是相容的？

如何才能去伪存真、消除分歧，使这些认识上的差异实现最终的统一，这些都是作者一直在认真思考的问题。

我们应该确信：

不管人们如何认识自然，自然的本质规律所反映的都是一种客观存在，客观存在是既有的事实，不以人的意志为转移。

客观规律必须由人们主观上去揭示，它必然也能为人的主观所理解。

人们总是能够从既有的事实中找到用以形象地说明和理解抽象规律的根据。

自然的本质是和谐统一的。

本文是作者在已有的事实和理论的基础上，通过独立思考而形成的对自然本质的基本认识，将这篇文稿呈献给大家，以期与大家交流，欠妥疏漏之处，恭请指教。

一、实体物质与虚空物质

宇宙中的物质可分为两类：

一是有形的实体物质，即物体，如质子、中子、电子、电场子等都是有形的实体物质；二是无形的虚空物质，即空间。

有形物质与无形物质都是自然中永恒存在的物质，它们都各自独立的、完整的存在着，既不会消失，也不会发生相互转化。

有形不能变成无形，无形也不能化为有形。

两种物质有着根本的不同，虚空不是实体，实体也不是虚空。

假如虚空也是实体，那么整个空间就会被空间自身这种实体物质所占满，在空间内的另类实体物质（粒子或天体）也就不能得以运动变化。

只有当空间作为存放物体的容器并有绝对真空（不含任何物体）存在的时候，在其内部的实体物质才能产生运动变化。

但是有形物质与无形物质又是相容的。

实体占据着虚空，虚空能够容纳实体。

有形物质与无形物质在自然中的存在都具有完整不变性。

对于某一特定空间，其大小不可改变，空间既不能变大，也不能变小。

假如空间能变大，那么变大需要的膨胀力和能量从何而来？

假如空间能变小，那么空间内的实体物质则会受到空间挤压，实体物质又如何才能保持完整不变性？

事实上，空间的变大或变小从来都未发生。

同样，实体物质的存在也具有完整不变性，这是符合质量守恒定律的。

空间作为物质的特殊形式，它相对实体物质来说是一种虚空，空间与实体比邻共存但不发生相互作用，各自都是守恒的。

二、物质结构表现出有限的层次性和有限的可分性

宇宙空间中，粒子裸核与粒子外场是两类基本的实体物质存在形式，那么它们是最低层次的物质形式吗？

若存在最低层次的物质粒子，它应该具有什么结构特性？

最低层次的物质粒子是密实无间断的吗？

它可以再分割吗？

最低层次的物质粒子结构是全同的吗？

最低层次的物质粒子内部是靠什么力而结合的呢？

这些都是值得深入研究的重要问题。

现在可以说，物质结构从意识想象上来看具有无限的层次性和无限的可分性，这也是传统哲学上的习惯性的认识，古人云：

一尺之棰，日取其半，万世不竭。

但是物质结构在物理本质上却只能存在有限的层次性和有限的可分性。

这可以用下面的方法给予证明。

假如不存在最低层次的实体粒子，物质具有无限的层次性，那么也就是说任何一个层次的实体粒子都包含有无限多个不同层次的粒子（每一个层次的粒子都是下一个层次粒子的集合体），层次不同意味着结构的不同，每一层次的粒子都以各自的结构形式而存在，具有各自的稳定性和整体性，这也说明在不同的层次之间存在着物质的非连续性，各层次的粒子也都将因为具有不同的结构形式而在各层次粒子之间存在一定的空间间隔。

由于各层次裸核物质（正电性裸核或负电性裸核）对周围空间电场子的吸引，将使电场子进入并充塞于各层裸核内部，使得各层裸核物质具有相同的电性，而各层次具有相同电性的裸核之间应该相互排斥，而不应该相互吸引，结果必然造成各层次裸核物质的分崩离析，结构形态离散消亡，实体物质也就不能以凝结起来的颗粒结构而出现，物质也将不复存在。

假如物质具有无限的层次性和可分割性，那么实体粒子一旦破裂，其原有的物质结构、几何形态将永远不再能够恢复，实体物质最终都将瓦解消亡。

由此可见，物质并不具有无限的层次性和物理本质上的无限可分性。

最低层次的实体粒子应该具有什么结构特性呢？

若就单一电性裸核来看，最低层次的实体粒子应该是由一团密不可分的具有相同结构、相同性质而且均匀排布的连体物质集结而成。

在最低层次的物质中，无论在意识上把它分得多么细小，物质内部各处的结构总是相同的。

如果内部具有不同的结构，则意味着包含不同的粒子，它就不是最低层次，最低层次的粒子不能是两种不同粒子的集结体。

我们不能说最低层次的物质即一个点物质既有正又有负吧？

每一团全同结构的物质在宇宙空间中始终作为一个永恒不变的整体而存在，其内部所有物质之间始终保持相对静止，结构形态和性质不随时空环境条件而有任何改变。

只要粒子能够形变，就说明它内部还存在空间间隔，粒子还可以再分。

最低层次全同结构物质的不可分割性和不可改变性表现了物质的固有性和有限的层次性。

在我们至今所有发现的物质粒子中，符合最低层次实体粒子结构特性的物质粒子是什么呢？

应该是正电性裸核（如质子裸核）、负电性裸核（如电子裸核）两种。

场物质的最小粒子电场子是一种特殊情况，电场子内部虽然具有两种物质结构，呈现出两极性，但可以想象得出其整体结构却表现出固有的不可改变性和不可分割性，从其不可分割的意义上讲，电场子已经处于物质的最低层次，而从其内部具有不同的结构来讲，电场子还不是最低层次。

具有相同结构相同性质的最低层次实体粒子内部是靠什么力而结合的呢？

这种结合力必然是与物质相伴生的天然的固有力，而非电性力。

因为电性力只会在最低层实体粒子内部产生相互排斥作用，物质不可能得以集结和生成。

至此可以得出一个结论：

核质或场质的结合都是依靠的固有力。

事实上，物质的客观实在性本身就说明，无论我们在意识上把物质分割得多么细小，物质总会客观实在的存在着，以一定的结构形态存在着。

而自然的本质也说明物质的结构有一个宇宙空间中的一切力量都不可以把它分割开来的最低层次。

正如中国古代墨子所说，物质如果没有可分的条件，那它也就不能再分了。

对上述的进一步分析表明：

物质的连续性不仅表现在最低层次实体粒子的密实性，也表现在各层次实体粒子的核质与场质的交错套叠。

另一方面，物质具有间断性，这表现在各层次实体粒子的离散性、运动性和空间场物质的非均匀性。

宇宙空间中，单就个别实体粒子裸核或场粒子本身的结构来看，物质表现出连续性和不可分割性，而就裸核和场两类不同物质固有的相互作用而结合成的不同物质集合体来看，物质不仅表现出连续性、密实性，也表现出间断性和可分割性。

三、物质世界不仅是自动的，而且是永动的

既然存在最低层次的物质粒子，那么当这些最低层次的粒子产生直接的相互作用时，会产生什么样的情况呢？

下面就来运用有关质点动力学原理探讨这方面的问题。

先来分析最低层次全同性质粒子的碰撞情况。

对于最低层次全同性质的两个粒子如电子裸核或质子裸核，因为它们具有永不形变的特性，当它们由于惯性运动或相同电性的引力作用（至今还未发现）而产生正向对心碰撞时，是一种完全非弹性碰撞，就会粘合到一起，而不是反弹开来。

根据作用力与反作用力定律，两粒子所受的冲量等值反向，即I1=－I2，系统的总动量也必然是守恒的，此时，两粒子动能突然消失，全部转化为两粒子间的引力势能并使两粒子牢固地结合起来，能量仍然是守恒的。

可用方程表示为：

m1v10－m2v20＝（m1＋m2）v　　（动量守恒：

因为粒子永不形变，所以两粒子碰撞后并不反弹开来）

Ek0＝Ep＋Ek　　（机械能仍然守恒）

其中，Ek0＝

m1v102＋

m2v202，Ek＝

（m1＋m2）v2

当m1v10＝m2v20时，v＝0，Ek＝0

所以，Ek0＝Ep　　（粒子动能全部转化引力势能）

若上式中，m1v10≠m2v20

则有：

v=

（v是粒子碰撞结合后的速度）

Ek=

（m1v10—m2v20）2（粒子碰撞后有剩余动能）

AB

m1v1m2v2

[图一]最低层次全同性质粒子的碰撞情况

这就表明，假如宇宙空间中都是全同结构性质的物质，那么它们都将因完全非弹性碰撞而结合，物质之间将永远保持着相对静止的关系。

事实上也说明，只有全同结构性质的粒子在宇宙空间中相互作用的情况是不存在的，永远保持相对静止关系的物质从未发现。

接下来我们分析由一个质子和一个相对静止的电子组成的物质系统在独立的自由空间中的作用情况。

因为正、负电荷粒子会受到电性引力作用，质子和电子将会从相对较远的位置移向较近的位置，最终会引起两粒子裸核的直接正向对心碰撞，但由于质子和电子的裸核都是不可再分割的最低层次粒子，裸核物质的结构不会改变，也永不产生形变，裸核之间发生的是完全非弹性碰撞，所以裸核相互碰撞的结果，不是相互分离，而只能是相对运动瞬间停止，相对速度突降为零，即使同时再考虑到正负电荷粒子之间电场子实体的互斥作用，那么两正负电荷粒子也终将粘结为相对静止而稳定的正、负粒子对系统。

可见，由一对正、负电性粒子组成的物质世界就其内部的物质关系来说，也是一个永远静止的世界。

但实际上，宇宙空间中存在无限多个质子和无限多个电子，粒子之间的作用既有引力作用，也有斥力作用。

当每一对质子与电子相互作用时，或每一对同性电荷粒子相互作用时，都同时会受到其它粒子的影响而产生不对称作用，任意两个粒子之间的作用都不是正向对称的。

由于粒子之间的非对称作用，正、负电荷粒子的正向碰撞将会变为侧向互相绕转运动，电子相对于质子在一定轨道上作围绕质子的高速绕转运动。

因为电子始终在一定的轨道上围绕质子运转，电子并不会与质子碰撞粘合和停止运转，所以互相绕转的电子与质子也就组成了一个永动的系统。

同电性粒子之间由于电性斥力作用而造成的粒子自动与永动不言而喻，不再细述。

简言之，物质的自动与永动皆因电性力而生，电性引力与电性斥力以及物质之间的非对称作用是物质世界自动和永动的根源，也是万物皆旋转的根源。

这里又使我想起在《核场统一论》（上部分）中论证过的一个问题：

万有引力如何产生？

我在这里用另一种简单办法从另一个方面给予证明，同时也是作为物质是自动和永动的一个补充证明。

（假定库仑定律完全有效）。

若假设宇宙空间中的全部物质是由一个电子和无限多个质子构成，那么它们会不会产生聚集现象呢？

按照库仑定律，电子对所有的质子都将产生吸引作用，并会改变质子在宇宙空间中的位置分布，尽管质子之间产生排斥作用，但最终质子将被电子吸聚在电子周围的一定壳层上面，使得电子和质子聚集在一定的空间位置上组成一个动态平衡而又相对稳定的物质系统。

同理，若假设宇宙空间中的全部物质是由一个质子和无限多个电子构成，那么它们也会产生吸聚现象，尽管电子之间产生排斥作用，但最终电子将被吸聚在质子周围的一定壳层上面，而结合为一个动态平衡而相对稳定的物质系统。

容易发现：

由于异性电荷的吸聚作用许多同性电荷之间表现出形式上的引力。

（如图所示）

[图二]由于异性电荷的吸聚作用许多同性电荷之间表现出形式上的引力

依次类推，宇宙空间中具有相反电性的等量的质子与电子也必将聚集在一定的空间位置上组成为一个动态平衡，相对稳定而又交错套叠的物质系统。

这也表明了：

由于两种异性电荷的存在和电性吸引作用，任意两个中性物体之间总是表现出万有引力。

显而易见，由于正、负电荷的相互作用，改变了粒子在空间中的运动状态和位置分布，电子和质子产生侧向的相互绕转，在稳定的物质系统内部各处，向心的径向的电性引力必然且总是大于电性斥力。

处于动态平衡而稳定的物质系统内部就会在向心的径向的方向上产生万有引力，万有引力在数值上等于径向上的电性引力与电性斥力之差。

可用方程表示为：

Ｆ万引＝Ｆ电引－Ｆ电斥

或表示为：

∑Ｆ万引＝∑Ｆ电引－∑Ｆ电斥

综合《核场统一论》上、下两部分对核力和万有引力形成的内在机制的分析，我们可以进一步推测出原子核的结构和作用特性。

原子核内的结构特征是：

原子核内的质子与中子内部的质子由于挤占在很小空间内作用的结果，都按一定规则呈点阵结构排列，而中子内部的电子始终围绕中子主体作高速旋转，电子绕中子主体旋转的同时会与原子核内其它质子相互作用而使电子的运动轨道和速度发生一定程度的改变，也由于中子内部的电子与原子核内质子的相互作用而使中子镶嵌在原子核内的一定位置上。

原子核结构的稳定性则来自两方面的核力作用：

一是，从整体上看，质子与中子都挤压在很小的原子核内，近距离的相互作用造成了质子、中子电场形态很大的偏移，原子核内部的部分电场子会被挤压出原子核之外，使原子核内部的团体核子形成一定程度的裸露，而每个电性粒子（核子）吸引电场子的能力是一定的，因此原子核内部团体粒子之间的电性作用力就有一部分转移到了原子核的外表面上，在原子核与核外电场（包括被挤压出来的电场子）之间产生一种类似于马德堡半球与大气之间的相互压迫作用，不过这种相互压力是由裸核与外场之间的引力而产生。

二是，同时从局部来看，原子核内部的核子之间因有其剩余电场还要发生一定程度的斥力作用，且中子所带的高速电子在核子之间往复旋转对原子核内部的核子也会产生吸引作用。

从根本上说，力是物质自动的原因，宇宙万物自动和永动的根源来自于物质之间的原初接触力，物质基本粒子最初的相互接触产生了斥力和斥力势能，这即成为物质运动的第一推动力，由此使物质产生了最初的运动。

（2010-8-29补充）

四、宇宙空间中存在着不均匀的连续性介质场

先来分析宇宙空间中两个物体相互作用的情况。

假设有两个带电体或磁体，当它们原来相距很远时，几乎显示不出相互作用，现在让它们靠近，那么有关电性或磁性物体相互作用的实验都可以发现两个物体之间将会产生很显著的相互作用，而且两个物体都是同时主动有选择的与对方发生作用，而不是被动单纯的接受对方的作用。

物体之间的主动的相互作用说明了什么呢？

这说明了在两个相互作用的物体之间原本就存在着一种无间隙的连续性传递介质，我们把它叫做场，而且连续性介质应该占据着相互邻接而又发生相互作用的两个物体之间的空间。

实际上，所有的物体（包括粒子）正是依靠这种连续性传递介质构成的空间场，才使得物体之间能够发生这种自主的相互作用。

假若在两个物体之间不存在连续性介质，所有的物质都是间断的、分立的，那么在两个物体相互邻接的空间中就会出现有空隙的绝对真空，主动的相互作用在这种有空隙的断断续续的介质空间场中传递时就会受到阻断，互为主动的相互作用就不能得以产生。

相互隔离而非连续的物质粒子会发生什么作用和运动呢？

如果某个物体处在绝对真空中，那么它同其他物体会发生主动的有选择的相互作用吗？

可以肯定地说，不会发生。

物体处在绝对真空中只能依靠自身的惯性运动通过绝对真空，然后才与其它粒子相遇产生相互作用，而且与另外粒子相互作用时所产生的力只能是一种斥力、触压力、碰撞力，而物体之间的引力却无从产生。

只要客观实际上存在着主动的作用力包括主动吸引力和主动排斥力，就必然在发生主动作用的物质之间存在着连续性介质。

分析还表明，连续性介质场在空间中物体的周围是客观存在的，但其分布却又不是均匀的。

场物质的密度随着距离物体位置的不同而发生大小的变化。

对于整个宇宙空间内的全部物质体来说，场物质并不是密实连续没有任何间隔的，而这一点也是至关重要的，场作为一种物质实体不可能挤满整个宇宙空间，物质之间存在间断性（绝对真空）是物质得以运动变化的一个必要条件，况且物体运动的过程中也会有真空空穴的出现。

因而宇宙空间中绝对真空是存在的，在连续性物质之外是纯粹的绝对真空。

通过以上对物质相互作用和运动变化的分析发现：

物质不仅具有连续性，而且也具有间断性，这种物质的连续性和间断性是相同物质内部不同空间位置上的表现。

五、力的起源与物质的连续性

什么是力？

力是一个物体对另一个物体的直接作用。

当产生作用时，必然有一个作用点（接触点），两个物体通过作用点而连接起来了，这样两个物体也就变成连续的了，因此，当力产生时，相互作用的物质必然是连续的，同时也说明，力是物质连续性的一种表现。

空间中的任何一处实体物质，都必然是以某种连续的方式存在的，完全割裂、没有连续和没有形体的实体物质是不存在的和不可想象的。

物质因为自身的连续才得以存在，而物质的连续则需要力来维持，物质的连续是力作用的结果，连续的物质就处在邻接作用点的位置上。

在我们已观测到的宇宙空间中，所有的物质包括分开的或连接的，实际上都是互相联系的作为一个整体而存在着，因为所有的物质体都在作整体上统一的有规律的运动着。

不管是从局部物质来看，还是从全部物质来看，只要有实体物质存在，物质内部各基元之间就一定存在着某种连续性，也就必然有力的产生，连续的物质基元形成了连续的力点，所以说力是物质的固有属性，离开物质不会产生力，离开力也形成不了物质，力与物质相互依存。

当两个物体相接而连续时，将会产生什么力呢？

在作用点上力的方向如何？

事实表明，存在两种情况：

相互排斥和相互吸引。

下面可以通过两个事例说明物体之间的引力和斥力的作用情况。

先来看一根弹簧受到力的作用时的情况。

当弹簧从平衡位置被压缩时，弹簧内部各力点是相互排斥的，而当弹簧从平衡位置被拉长，弹簧内部各力点则是相互吸引的。

（如图所示）

[图三]弹簧从平衡位置受到推压或牵拉时其内部物质的作用情况

再来看两个电荷相遇时的作用情况。

当两个同性电荷相遇时，邻接作用点两边的物质是互斥的，在力线上的各作用点之间也是互斥的。

而当两个异性电荷相遇时，邻接作用点两边的物质是互吸的，在力线上的各作用点之间也是互吸的。

但是，宇宙空间中物质相距不同的位置产生不同的力说明物质的分布不是均匀的，又因为实体物质能够运动变化，所以存在绝对真空，这也说明宇宙空间中的任一时刻，物质又总是表现出某种间断性，使得邻接绝对真空的物质之间不能发生直接作用，由此证明了宇宙空间中实体物质分布的不均匀性和力的作用的非对称性。

六、在对力的本质的研究中最难以理解的是引力

宇宙空间中产生的各种各样的力都可以归结为引力和斥力两种最基本形式的力，在对这两种力的本质思考过程中，引力是最难以理解的，因为你很难从生活现实中找到类似的事例进行类比用以合理地说明引力。

类比的思维方法在科学研究中是非常重要的，它能够使我们的思维得到极大程度的延伸和扩展。

当我们深入地进行科学研究时，我们经常要把研究的问题与生活现实中发生的有关事例进行类比，如果能够进行类比，就说明研究的问题与生活现实有着相同或相似的规律，于是我们从生活现实中找到了解决问题的根据，所研究的问题就自然的能够被我们理解了。

如果研究的问题无法从生活现实中找到有关事例进行类比，我们也就没有办法理解，则我们的研究就遇到了障碍。

只有能够类比，才能说明我们的研究有可能是对的，而不能类比，找不到有关的事例用以说明我们研究的问题，就说明我们的研究可能错了，或者方法不对，或者研究到此为止，承认这就是客观规律，类比的思维方法在对引力本质的研究中得到了充分体现。

尽管很难找到用以说明引力的事例，人们还是找到了一些事例试图说明引力、理解引力。

对于引力的本质有以下几种观点：

①爱因斯坦在他的广义相对论中指出：

相互吸引的两个物体之间根本不存在引力，引力是质量体引起的时空弯曲的结果。

他用自由下落的电梯内两个失重的物体之间不存在引力为例得出结论，引力的本质就是没有引力。

但难以理解的是他否定了以太观，把引力超越于物质之外，而任意两个物体之间没有物质的媒介物是不可能发生作用的。

②引力的本质就是一种推压力、斥力。

有的研究者以自来水笔吸水为例说明吸引力是大气压力作用的结果。

有的是以宇宙空间中的太阳风或旋涡场的压力来说明引力的起源。

但是，不管是太阳风还是旋涡场对地球上的任一物体在地球与太阳的连线方向只能产生单向的压力作用，所以这种观点不能解释为什么地球任一处的