主题:方励之和钱学森 - 谁的物理好 -- bos
方在<<第三次教物理之后>>案提到
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我的怀疑是被一篇“物理”论文触发的。就当我过着共产主义的深翻生活时,最权威的《人民日报》又发表了一篇文章。作者是毛泽东最夸奖的,从美国回来的一位教授(为版权所碍,暂隐其名,待正式出版全书时补上)。其内容今天我还能复述,他是根据能量守恒律,从太阳常数求出每亩地可达到的最高产量,即上限。他求得的上限远远高于当时报上公布的所有“大跃进”产量。结论是,大跃进很有物理根据,似乎大跃进还不够“大”,还可以更大胆地跃进。
然而,物理学是不可欺的!姑且不论这种作法是否以“科学”向权势献媚,这位先生的计算,在物理上是错误的。他的计算是基于能量平衡,即热力学第一定律。实际上,在1958年,已经清楚,生物生长原则上不属于平衡态热力学。生物“吃”的并不是能量,而是负熵。决定产量上限的,是太阳所带的负熵流,而不是能量。实际上,地球从太阳吸收的能量,大体等于地球发散的能量。因此,用能量守恒来计算上限,在原则上是错误的。这至少证明,该文作者全然不懂当时已发展的非平衡态热力学。
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我觉的钱在这个问题上, 从物理学上来说是正确的, 只是忽略了光合作用的效率问题.
而方在此因入的负熵,还有什么非平衡态热力学是错误的.
不予评论。。。
我认为方是对的,钱是错的。
按版面规则,这里只讨论算法的正确性,不讨论谁好谁坏的问题。
这个事情,核心是第二定律,而不是第一定律。
钱的计算恐怕是对的,但是结论纯粹是瞎猜。虽然光合作用的具体机制要等到80年代才彻底被揭示,但是光合作用有效率问题,这个就连老农也知道。钱很显然犯了想当然的毛病,在这一方面,就跟大多数的民科一样,抱残守缺,只不过抱的是残破的数据,守的是有缺点看法。
什么是负熵?我看方也未必知道。没有变化生长,哪里来的负熵?生物“吃”的并不是能量,而是负熵。决定产量上限的,是太阳所带的负熵流,而不是能量。在这里,方很显然把负熵当作了跟能量类似的东西,这不能说是天方夜谭吧,至少也是当时认识的缺陷。当年错了也不要紧,但是很遗憾的是,方又活了若干年之后,当热力学和耗散理论(格利高津60年代提出来的)已经广为人知的时候,还作出这样的论断,不能不让人遗憾。
物理学是不可欺的!
诚然,物理化学也是不可欺的!哪怕你是什么物理学的大牛,不懂就不要装懂么,否则只能徒增笑而。
‘齿寒’就是说方为攻击钱而攻击钱了;恐怕也不那么合适。
钱的文章(建议大家去读一下钱的原文)如果从物理学角度来说的确是不可说。但在人民日报上为运动而作,算是鼓舞人的浪漫主义幻想,在当时形势下也可以理解。问题在于表达不严谨;更在于其专业知识和运动的相互关系。
同样从善意的角度去理解,方的意思大概是不应该只看第一定律。如果只写到这里,他的意思也就到了;但他同样以业余‘科普’的态度继续。结果不仅也不严谨;又同样有为‘形势’而做的嫌疑。
专业角度去看,还是应该遗憾两人都写了这样不合格的‘科普’作品。
如果入射能量是E,负熵流是E*(1/300K-1/6000K)几乎约等于E/300K。主要原因是阳光的温度太高了,在讨论室温的问题时,可以当作无穷大,从而熵流基本上是0,可以忽略。
所以虽然说原则上方是对的,可是这两种计算的结果几乎没有区别,也没有办法以此来反对钱学森的结论。我猜方其实没有认真计算比较过。
真正限制产量的其实还是光合作用的效率问题。
方错的少点
当然,已经比钱只考虑第一进了一步,从整体上能量转化上说也就可以了;但具体到庄稼,那显然还不是‘核心’。
光合作用机制本身还远远没有到挑战第二定律极限的水平,当然这可以说是生物问题,不‘完全’是物理了。但要是一定如此说的话,考虑进化,的确还是有余地的嘛。。。这就乱了。。。
所以,方说的第二只能做反驳钱的论据,而不是最终解答。可惜的是他以为是,而且还继续发挥到。。。
至少我对钱方都很敬重。
我以为河规是主张宽容,讨论对错而不评价好坏是宽容的体现。
而他在回国后,再也没有在与他早年留学期间所学的专业相关领域做出任何成果。
遗憾。。。
谁的物理好,这句话本身就是说谁的物理不好(参见道德经里论述,“天下皆知美之为美 斯恶已 皆知善之为善 斯不善已。”
学术上有对错,正常,河里讨论,欢迎。
而说谁的物理好就偏了。
第二定律等价的是卡诺热机效率,效率极限=[T(i)-T(f)]/T(i)=[6000K-300K]/6000K=95%。即以第二定律计算与用第一定律计算仅有5%的差别。所有这里争论的不是主要问题,大头是多少能量还没到达地面就被反射回太空了,而光合作用的能量有多少是储存在左旋的碳水化合物(淀粉和糖),又有多少是存储在右旋碳水化合物(纤维,人无法吸收的)。
所有能量转化为粮食(左旋碳水化合物)是不现实的,但右旋碳水化合物业是可以利用的。现在已经有技术将右旋碳水化合物发哮成酒精供汽车燃烧,美国现在正大力提倡。
温室亩产万斤蔬菜水果已经是现实,将所有光合作用的碳水化合物内的能量用于人类也是现实,只是不可局限于粮食。