相變能成果證實人類文明等級標準

摘要：科技界提出用掌握不同能量控制技術作為人類文明等級劃分標準，說明能量科技的高低才是代表人類文明等級高低的風向標，那它就一定有其科學價值依據所在，因此，相變能動力系統原創科技，必將引領科技創新文明進入行星文明等級，該文將描述相變能動力系統研究的重大突破、理念、定義、結論。

引 言

「在過去的5000年中，人類科技取得了突飛猛進的發展，但也使得地球傷痕累累，我們已經改變了地球的景觀原貌、氣候和生物多樣性。所以，科學家們認為除了人類之外還有其他許許多多的高等文明，在1964年，蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達舍夫（Nikolai Kardashev）設想了外星文明的等級，通過掌握不同能量控制技術進行文明等級的劃分為以下三種文明：

文明一：行星文明，該文明是行星能源的主人，這意味著他們可以主宰這顆行星能源的總和。

文明二：恆星文明，該文明能夠收集整個恆星系統的能源。

文明三：星系文明，該文明可以利用銀河系系統的能源而為其所用。

行星文明主要就是指這個文明能夠充分利用行星內的所有資源，在行星之上無所不能，而恆星文明則是指能夠充分利用太陽等恆星能源的文明，在恆星範圍內無所不能，總而言之，這三大文明幾乎囊括了宇宙90%的文明程度，而實際上根據科學家們言論稱，還存在第四種文明——大宇宙神級文明。科學家們認為，我們的地球文明在宇宙中應該是屬於最為初等的文明，在能源消耗上僅僅是一般標準行星文明的十分之七，因此我們地球的文明才剛剛開始，連最初級的行星文明都達不到，只能算是第0.7級文明。」

顯然，人類現利用的傳統能源體系，還未脫離刀耕火種原始文明，只能算是第0.5級文明，因為「火種」還是主體能源科技。雖然太陽和風能脫離了「火種」要素，但嚴重受制於環境條件限制，明顯沒有應用技術瓶頸的重大突破。而相變能動力系統原創科技，則不但是脫離了「火種」要素。沒有應用技術瓶頸，並且，它具有宇宙通用功能。

一、相變能基礎理論重大突破：

1.1 相變能量的非線性定律發現；

1.1.1球體位能效應定律：「球體因結構形成將自身總體積質量經一個單支點懸空為具有重力位能，其質量穩度最小和重力懸空位能兩要素才導至球體滾動阻力極小，故球體易自位移實質是球體位能效應作用。」

該定律證實了球體在任一坡度上都會自位移並對外釋放能量(衝量)的本質原因，也是滾動摩擦阻力小的真正物理本質科學原因。效應的另一重大要素是：頃斜支撐面與球體切線作用力都是助推球體自位移滾動的外作用力，而本原理強調球體重力位能和支撐面切向反力兩種物理量是求證一個物體的無外作用力而自位移，則牛頓力學失效。其實，球體位能效應實質是相變了重力位能和相變了支撐力，並與下坡方向懸空重力(作用力)形成三力效應，而三力效應定義就可詮釋其普遍客觀存在本源，它就是人類熟視無睹之最經典的1＋1遠大於2原理。

1.1.2重力能量定律：「重力以地面為零勢能點時具有位能保守力特性，而以單支點為零勢能點時則具有懸空位能特性，即重力具有保守力和懸空位能非保守力雙重特性。」

其實重力以單支點為零勢能點時則具有懸空位能特性，是專門針對各種空間物質體而定義，且單支點重力只是空間物質體的特例。例如船行順水和飛機行順風也用地面為零勢能點參考重力狀態明顯不合適。顯然，牛頓在發現蘋果從樹上掉下來的引力定律中，並未發現蘋果的懸掛單支點懸空重力位能客觀存在。所以，非保守力顯現的是結構重力位能特性才具有適用的更大廣義性，而所謂重力保守力特性，是指「如果物體沿閉合路徑繞行一周，則保守力對物體所做的功恆為0，也就是說勢能與其他形式能量的轉化為零。」相反，本定律強調非保守力特性，是專門針對重力能量而言，因為重力能量1＋1遠大於2特性的非保守力確實是客觀存在，其重力做功大於零，則能量轉化也大於零，並且可涉及到更多空間物質體能量變化要素之一，此才是它的最大貢獻。

1.1.3慣性動能效應定律：「在慣性構成要素中融合穩度物理量，就創建了物體固有的慣性動能特性，即慣性動能效應大小與物體穩度成反比，與物體質量成正比。」

公式為：慣性動能E=m/w，m=質量，w=穩度(設球體單支點為1平方毫米的支撐穩度，w越大則慣性動能必小，即俗稱的慣力越小)。所以「慣性」應是物體重力慣性動能的一種作功狀態，說明了在物體固有屬性中存在有一種無外作用力的作功狀態特性(慣性)。例如車行下坡和船行順流就都是「慣性」的一種作功狀態，它與「物體具有保持均速直線運動」作功狀態的本質區別是雙向作用力的不同而已，如果說大氣浮力能象撐杆跳高那樣提供與物體重力平衡不變的雙向作用力，那飛機在天上關閉發動機也同樣會是「慣性」的一種作功狀態的平行飛行。因此，本慣性動能效應定律是質能關係的宏觀屬性，而愛因斯坦的質能關係E=mc²是微觀屬性，即慣性動能效應彰顯的結構動能慣力概念內涵，也拓寬了對於重力能量的認識，並且用數學語言關係式進一步論證描述了重力懸空位能的客觀存在。

二、相變能的理念與定義：

2.1技術原理理念；

我們仿造球體自位移時的三力效應原理，利用相變拓撲力學結構技術《將重力位於支撐點上面的模式，將懸空重力設置在倒立擺擺杆的懸空點上形成三力平衡條件下，實現獲取作用力、相變反作用力、相變支撐力的三力平衡繞軸轉動的扭矩力能。》但該獲取的為輸出增大的功率，因為在增大輸出扭矩力的同時速度不變，而界定為[相變能力矩]獨有功能，主指詮釋機械結構為什麼可獲得輸出增大扭矩力的物理依據。(因機械能是指動能與勢能的總和，而懸空重力平衡力系就與動能和勢能無關)。

因此，應用倒立擺相變能力矩就實現了三力效應的靜止內力變量為:力矩 M=fFL，f=相變反作用力，F=作用力，L=相變支撐力(由擺杆L為相變介質)，並且實現了零速比的物理量變。

2.2相變能力矩系統特性理念；

因單級倒立擺相變能力矩的增大扭矩力為；M=1.5FL，只適合高效節能產品升級。所以，用集成化組合應用，則六級倒立擺相變能力矩組合則M=1.5

FL=11.39FL，為指數級增量，因為每級倒立擺相變能力矩都是零速比。故當它與發電機匹配時，即可實現任一額定功率的《相變能動力系統》產品定製，則可實現高端節能的最大化，最終可涉及新能源產品的轉型升級換代，成就能量與動力一體化巨大能量工程。所以，[相變能動力]系統技術的核心技術是發明了倒立擺相變能力矩，而相變能動力系統是指集成多個倒立擺相變能力矩應用而已。

2.3相變能定義；

2.3.1定義一，相變能動力系統科技是多學科交叉研究成果的產物，它涉及基礎物理、非線性力學、拓撲相變、機械製造、動力設計、能源、機電一體化等多學科交叉研究，所以相變能科技是一個學科，相變能量的動力系統又是另外一個學科。

2.3.2定義二，相變能動力系統科技是人類最大一塊科技無人區，因為相變能量具有替代現有能源結構，關鍵點是它的綠色無汙染特性，由它研發的動力系統也就可還地球一個藍色的天空。

2.3.3定義三，相變能動力系統科技將是人類科技制高點，和經濟增漲的制高點，因為相變能量研究具有引領科技進入行星文明層次，其行星文明將標誌科技制高點和經濟增漲制高點價值。

三、相變能的發明：

3.1相變能三力效應力矩發明

應用三力效應原理設計的三力共點共面的匯交平衡力繫結構和受力分析如下圖：

三效應結構圖

圖中紅虛線是傳統三力平衡力繫結構，但當由A至B倒立擺的擺杆替代f2分力時，則F作用力就可相變f1分力(反1)為反向作用力，並共點作用擺杆，而擺杆必以反2的支撐力作用三力共點，況且反2的值與F與反1合力等值，顯然，此時f1的值大小將由a角大小決定，且f1與a是反比關係。即只要a角小於90度，其f1力值就必大於F力值而平衡。此時如設計一種a角值不變=2kg與F=1kg而平衡的結構，則只要給F加很小的力時，F必帶動f1繞軸轉動，用此結構實驗，當a角為30度時，明顯用1kg多一點的力可拉動2kg重力繞軸轉動，它就是三力效應的獨有功能。

3.2三力效應力矩零速比設計應用的套件結構

三力效應力矩零速比結構圖

依據圖1結構實驗結構規律，其a角=48.36度，可保證該力矩的輸出有1.5倍的增大扭矩力，其力矩方程式M=fFL。所以，設計了輔助杆和第二支點，目標於實現三力效應力矩保證a角=48.36度基本不變條件下，控制力矩垂直上下往返90度運動，其中的f1點是力矩連結曲軸輸出，F點是輸入功用活塞上下運動作用力矩的F點，讓力矩F點在90度內往復運動，而拉動f點往復運動180度，就為F點與f1點同步提供了條件，再由f1點連接到曲軸上轉換為輸入輪和輸出輪360度持續轉動，則輸岀輪與輸入輪直徑相同而實現等速。

3.3三力效應力矩應用的能量與功率分析

三力效應力矩應用結構圖

有關三力效應力矩應用的功與能認定，是受應用終端的匹配類型所決定。如果單一匹配在某一動力與負載之間，它就屬性於增大功率範疇，例如將圖2結構應用到汽車發動內，設計為圖3的單汽缸內就可增大1.5F倍功率。因為1馬力=Pe=Me×n/716.，其中Pe=功率(馬力)， Me=扭矩(公斤·米)，n=轉速(轉/分)。故設該單汽缸的Me=1，n=1432，則Pe=1×1432/716=1432/716=2馬力。因為在傳統力矩概念中都稱轉矩，也稱扭矩，所以該圖3中單汽缸的Me=1.5，則Pe=1.5×1432/716=2148/716=3馬力。顯然，該單汽缸的輸出功率增大了1馬力。圖3內1是火花塞，2活塞缸，3是活塞傳動杆，4是圖5單用力矩架構，5是單汽缸外殼，6是由汽缸內曲軸上的輸出傳動輪。如果將此力矩M=1.5F的發明結構匹配在汽車六個汽缸內每一個活塞下與曲軸連結，那所增加的總輸出功率就很可觀了。而且，如果負載是一發電機，就可由六缸發動機所增大的馬力大小計算所獲得的能量(電功率)大小，其1馬力=735W(瓦)。顯然，《三力效應力矩》工具的固有功能是三力合功平衡而具有高效節能特性。

3.4三力效應力矩應用系統的技術獨特性:

本次舉例的《三力效應力矩》應用只是高效節能技術，故單臺增大輸岀力矩暫時只在大於輸入力矩的1.5倍，在市場應用上只適合高效節能產品，但單汽缸以具有等速條件下增大1.5F扭矩力功能，而將每一數量級單汽缸的集成化應用，則可用兩臺或多臺1.5F單元串連應用，兩臺就是M=(1.5×1.5)LF，如六臺該單元串連，就是M=1.5(6次方)LF=11.39F，即六次方乘關係。以此類推，其集成顯現的是驅動力的驟變獨特性，故屬性於高端機械製造的發明突破技術應用科學範疇。因此當它與發電機匹配時，即可實現任一額定功率的《三力效應力矩》應用產品定製，小則可實現高端節能的最大化，最終可涉及新能源產品的轉型升級換代，可成就能量與動力一體化巨大能量工程。

結論：

依據相變能量動力研究的基礎理論重大突破，和發明技術，足可證實人類文明等級劃分預測的科學性，因為《相變能動力系統》科技成果，雖大道至簡，但它呈現的既是客觀普遍存在，也是原創新能源技術的文明層次升級，因它具有不再依賴傳統能源而跳出生態危機的惡性循環功能，而相對傳統能源而言，明顯它並非只是某一能源類型創新那麼簡單，而是科技文明層次的差異，因為相變反作用力和相變支撐力並獲取其能量，屬性宇宙能量範疇。是必須要有20年以上長期的科技原始創新積累才有可能突破，但願中國人首先進入能量行星文明的春天到來。