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主题:方励之和钱学森 - 谁的物理好 -- bos

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  • 家园 方励之和钱学森 - 谁的物理好

    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.

    • 家园 呵呵,还负熵呢

      吃的是负熵,那就是吃能量啊。无能量,无负熵。

    • 家园 钱是对的, 提高光合作用的效率也是科学家努力的方向

      只是努力后发现不象大家设想的容易。

    • 家园 混淆概念而已,这个方励之

      热力学第一定律是能量守恒,这个跟系统无关,进去多少能量,就得出来多少能量,能量的形式可以改变,但是总量不会变

      热力学第二定律规定了能量流动的方向,进而引入熵的概念

      一般而言,以光的形式携带的能量负熵是很大的。现在已知的光合作用效率实际是非常高,我没记错的话,有70%。人工光电转换的最高效率尚难以超过20%。但是,即使是这20%也已经了不得了,钱学森的计算没有问题。

    • 家园 热力学第一定律也是适用于非平衡态热力学的,方有点扯了

      什么生物吃的不是能量,而是负熵云云,似乎也不够严谨,生物体的活动自然是有能量传递的。玻尔兹曼定律S=k*ln(Z),Z为宏观态数目,这是什么意思,这意味着宏观态数目的增加(即无序度的增加,即熵的增加)伴随着能量传递,温度T下每一比特的宏观态增加所传递的能量至少是玻尔兹曼常数*ln2。熵变只不过是能量传递的另一种描述方法而已,它更好地描述了热能的转化及系统有序度的变化。应该说生物吃进的是能量,排出的也是能量,只不过形式变了,这其中负熵流是从外界流向生物体的。

      至于“地球从太阳吸收的能量,大体等于地球发散的能量”,貌似有点问题,如果是这样的话,如何解释煤和石油的形成呢?

    • 家园 钱学森的算法没问题,主要是基本数据估错了

      钱学森的算法没问题,主要是基本数据估错了:光合作用的能量转化率远没有他估计的那么高。

      而他写文章的时候偷了个懒,没有去专门查这个资料(也可能是当时在中国查不到?),凭感觉估了个数字,结果使结论产生了数量级的错误。

      算是个技术性失误吧,没有充分证据证明他是“向权势献媚”或“被迫胡说”。

      这件事的“责任”没必要深究,因为本来就不该把火箭、控制论专家当农业专家来用。

    • 家园 俺觉得呢,有机肥的能量也应该算进去啊

      粮食的产量(能量)上限等于有机肥能量加上太阳光能量才对吧?假如效能100%。

      方励之那是胡缠,拿极限的标准来要求上限。又不是科学论文。

      寻常一个数字,宽大一点的上限就行了。比如极限是1.3,俺说个上限,最大不超过2也没错。

    • 家园 DEL
    • 家园 钱的物理计算在科学上是没有问题的。太阳光是高温辐射光子。
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