太陽持續(xù)百億年的核聚變能量靠什么來維持的？

太陽是我們所處恒星系的核心，幾十億年來源源不斷地向周圍的空間釋放巨大的能量，雖然只有極小一部分到達(dá)地球，但是這一部分能量對于地球來說卻意義重大，它維系著地球的溫度逐漸處于宜居水平，使冷卻的速度不至于太快，最重要的是在太陽能量的持續(xù)輸入下，為地球生命的誕生和發(fā)展創(chuàng)造了得天獨厚的條件。那么，這幾十億年來太陽產(chǎn)生的能量是靠什么來維持的呢？

在相當(dāng)長時間內(nèi)，人們對于物質(zhì)和能量的認(rèn)知是割裂開來的，直到愛因斯坦提出狹義相對論，將物質(zhì)的運動狀態(tài)與時間和空間有機(jī)結(jié)合起來，以物質(zhì)運動為主線統(tǒng)一時間和空間，并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出來著名的質(zhì)能方程，從而把物質(zhì)的質(zhì)量和能量也進(jìn)行了統(tǒng)一，并提出了它們之間的等效關(guān)系：E=m*c^2。這個關(guān)系式并不是說物質(zhì)和能量可以無限制地進(jìn)行轉(zhuǎn)化，比如多少公斤的物質(zhì)套用這個公式一定可以轉(zhuǎn)化為多少能量，而多少能量也可以按此原則生成多少物質(zhì)，它所表達(dá)的是物質(zhì)的質(zhì)量和能量之間的等效關(guān)系，也就是說對應(yīng)關(guān)系，說明的是質(zhì)量和能量都是物質(zhì)的基本屬性，物質(zhì)的存在以質(zhì)量和能量的形式進(jìn)行體現(xiàn)。在一個封閉系統(tǒng)中，所有物質(zhì)的質(zhì)量和能量總和，不因物質(zhì)的形態(tài)、發(fā)生變化后的數(shù)量、釋放或者吸收能量等而發(fā)生變化，體現(xiàn)為數(shù)值上的總量不變，這就是質(zhì)能守恒定律。

說到太陽，其實它的誕生歷史，前半段和地球等其它行星是大同小異的，都是靠吸收周圍星際物質(zhì)起家的。只不過，太陽的起步稍早一些、規(guī)模更大一些，造成了它后續(xù)的影響力更強。太陽在吸收上一任大質(zhì)量恒星生命晚期以超新星爆發(fā)形式釋放的大量星際物質(zhì)的基礎(chǔ)上，使得其核心區(qū)域的質(zhì)量越來越大，依靠逐步提升的引力有更多的星際物質(zhì)加入，形成了“良性循環(huán)”。那么，在這么多物質(zhì)逐漸靠攏達(dá)到一定規(guī)模后，在核心引力的驅(qū)動下，外層星際物質(zhì)便會在重力作用下發(fā)生坍縮，在坍縮過程中，星際物質(zhì)之間的相互碰撞和摩擦、重力勢能的降低帶來能量的轉(zhuǎn)化，都會持續(xù)提升核心區(qū)的溫度，同時壓力也不斷地上升。

根據(jù)科學(xué)家們的判斷，當(dāng)這個核心區(qū)的溫度達(dá)到1000萬攝氏度時，便可激發(fā)氫的核聚變反應(yīng)，恒星這于此登上歷史舞臺。但是按道理來說，這個溫度還不足以突破質(zhì)子發(fā)生核聚變的程度，這里就有一個能夠突破原子間庫侖力的“快捷通道”，那就是量子隧穿效應(yīng)，也就是說在時間不確定度很小致使能量不確定度突然增大的情況下，質(zhì)子就會能夠在“較低”的溫度下，質(zhì)子也會有一定幾率突破庫侖力的阻擋進(jìn)入其它原子核的內(nèi)部，從而推動能量的提升達(dá)到核聚變的條件。這個量子隧穿效應(yīng)可以看作是太陽內(nèi)部核聚變的催化劑，使其在較低的“臨界條件”下能夠發(fā)生原本很難做到的事，同時也使太陽內(nèi)核的溫度不致于過高，從而使核聚變的反應(yīng)不至于失控。

簡單地描述太陽內(nèi)部的核聚變過程，其實主要包含兩種不同的途徑，一個是氫核聚變，另一個是碳氮氧聚變，其中氫核聚變所釋放的能量占據(jù)了產(chǎn)生總能量的80%以上。以氫核聚變?yōu)槔�，主要過程就是四年氫原子核，通過質(zhì)子-質(zhì)子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，最終聚變?yōu)橐粋�氦原子核，同時釋放出伽馬射線射線、中微子、自由電子，在此過程中，按照質(zhì)能守恒定律，系統(tǒng)中總質(zhì)量發(fā)生一定程度的虧損，那么對應(yīng)的也產(chǎn)生了具有非常高性價比的能量。

在太陽內(nèi)部核反應(yīng)時，其在誕生之初所吸聚大量的輕元素，特別是氫原子，為氫氦聚變提供了非常穩(wěn)固的后盾。根據(jù)科學(xué)家們的推測，太陽內(nèi)部質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)每秒中要生了9.2*10^37次，需要消耗6.2*10^11千克的氫原子，在轉(zhuǎn)化為氦原子后，每秒的質(zhì)量虧損大約在420萬噸左右，而氫的消耗量在6億噸左右。

由于太陽的總質(zhì)量非常龐大，達(dá)到2*10^30千克，而氫的占比約在3/4以上，因此即使50億年漫長的核聚變歷程，其損失的質(zhì)量也僅是太陽的九牛一毛，但對于氫來說，再過50億年就可能會被耗盡，屆時太陽會發(fā)生氦閃，向外的輻射壓迅速提升，推動體積逐漸膨脹，形成紅巨星，那時太陽就進(jìn)入了生命的尾聲，最后經(jīng)過紅巨星的階段再坍縮形成白矮星。

通過以上我們對太陽內(nèi)部核聚變過程的簡單分析，可以看出能夠維持核聚變順利進(jìn)行的基本保障，就是物質(zhì)的歷史積累，特別是氫原子的持續(xù)貢獻(xiàn)，這個過程恰恰說明了質(zhì)量和能量的統(tǒng)一。依靠太陽內(nèi)部的核聚變，一開始形成的伽馬光子，在內(nèi)核高密度、高壓力的環(huán)境下，其自由路程非常短，僅有納米或者毫米級別，然后就會被其它物質(zhì)所吸收，為其它物質(zhì)提高內(nèi)能，也就是能量的一部分轉(zhuǎn)化為其它鏈?zhǔn)椒磻?yīng)注入了“活力”，然后隨著自由電子能級的回落，再釋放出光子，光子于是在這種反復(fù)振蕩的過程中，一方面在漫無邊際的游走，可能幾萬年才能到達(dá)太陽表面；另一方面在反復(fù)振蕩過程中，所攜帶的能量逐漸降低，從一開始的伽馬射線，到X射線，再到紫外線、可見光和紅外線，根據(jù)從太陽內(nèi)核到表面的路程長短，最終釋放出來的光子種類也發(fā)生不同變化，因此我們在地球上接收到的光線，最終是各種不同光子組成的復(fù)合光線，就是這個道理。

地球的能量主要來自于太陽輻射，但是實際上太陽輻射只有大概二十二億分一被地球接收到，而人類只能利用其中的萬分之一。太陽的能量來源于它內(nèi)核的核聚變反應(yīng)，和氫彈是類似的，可問題就來了，同樣都是核聚變反應(yīng)，為什么氫彈會一下子全炸掉，而太陽可以維持?jǐn)?shù)百億年的核聚變反應(yīng)？

這個問題其實也很簡單，氫彈的核聚變反應(yīng)是很劇烈的，反之，太陽內(nèi)核的核聚變反應(yīng)是很緩慢的。那為什么會造成這樣的情況發(fā)生呢？

氫彈的核聚變反應(yīng)

這就要從兩者的核聚變說起，它們的核聚變實際上是有區(qū)別的。氫彈常用的核聚變方程是通過氘核和氚核在超高溫環(huán)境下生成氦核、中子以及能量。

這里我們需要注意的是，原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，而質(zhì)子是帶正電的，中子不帶電，因此，原子核都是帶正電。根據(jù)同種電荷相排斥的原理，庫倫斥力會阻礙原子核的核聚變反應(yīng)，所以，這個過程需要超高溫的條件，這樣可以提供給原子核足夠多的能量來克服庫倫斥力。

這個超高溫的條件常常需要達(dá)到1億度甚至是數(shù)億度。一般情況下，人類要創(chuàng)造出這樣的超高溫環(huán)境是十分困難的�？茖W(xué)家在制造氫彈時候就想到了一個辦法：通過核裂變來引發(fā)核聚變。

具體來說就是，在氫彈內(nèi)部有兩種核燃料分別是：核裂變?nèi)剂虾秃司圩內(nèi)剂稀?/p>

要引爆氫彈實際上是先點燃核裂變?nèi)剂希�核裂變反�?yīng)會產(chǎn)生這個超高溫環(huán)境，這就給核聚變反應(yīng)提供了反應(yīng)條件，于是，核聚變反應(yīng)也就得以進(jìn)行了。我們可以粗暴地理解成：先引爆了一顆原子彈，然后通過原子彈產(chǎn)生的超高溫點燃了氫彈。

太陽的核聚變反應(yīng)

雖然核裂變可以在短時間內(nèi)產(chǎn)生了上億度的超溫度，可我們要知道的是太陽內(nèi)核溫度只有1500萬度，這個溫度距離上億度還有很大的距離，因此，太陽并不能像氫彈那樣來進(jìn)行核聚變反應(yīng)。那太陽的核聚變反應(yīng)是如何進(jìn)行的呢？

太陽內(nèi)部有兩種核聚變反應(yīng)，分別是質(zhì)子-質(zhì)子反應(yīng)鏈和碳氮氧循環(huán)，其中主要是質(zhì)子-質(zhì)子反應(yīng)鏈，而碳氮氧循環(huán)只有很小的比例。兩者的本質(zhì)其實是類似的，我們都可以粗暴地理解成四個質(zhì)子（氫原子核）反應(yīng)生成氦-4核。

在質(zhì)子-質(zhì)子反應(yīng)鏈中，第一階段的核聚變反應(yīng)才是關(guān)鍵，如果第一階段反應(yīng)無法進(jìn)行，太陽也就無法進(jìn)行核聚變反應(yīng)。第一階段的反應(yīng)是兩個質(zhì)子（原子核）通過反應(yīng)生成氘核，本質(zhì)上就是一個質(zhì)子通過反應(yīng)變成了中子和正電子。

在整個過程中，質(zhì)子（氫原子核）也是帶正電，它們之間也有庫倫斥力，所以，核聚變是很難進(jìn)行的，也是需要上億度的反應(yīng)溫度，這個反應(yīng)如果拿到地球上來是無法進(jìn)行的。那為什么在太陽當(dāng)中就可以進(jìn)行呢？

這是因為在這個反應(yīng)過程中，需要有“弱力”的加入，正是“弱力”使得其中一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成了中子和正電子。

弱力特別得弱，發(fā)生的概率非常低，在太陽中，一個質(zhì)子與其他質(zhì)子遭遇，最終反應(yīng)生成氘核的事件大概需要10億年才能發(fā)生一次。所以，這個反應(yīng)在地球上無法進(jìn)行的最根本原因就是因為發(fā)生的概率太低了。但是，到了太陽這里就可以發(fā)生。這是因為太陽特別大，太陽的質(zhì)量占據(jù)了整個太陽系總質(zhì)量的99.86%以上，是地球質(zhì)量的33萬倍，而且其中氫的質(zhì)量占據(jù)了75%左右，如果我們從粒子數(shù)的角度來看，氫占到了92%左右。也就是說，太陽中，質(zhì)子（氫原子核）的數(shù)量是極其龐大的，而且太陽內(nèi)核是呈現(xiàn)等離子態(tài)，這也給質(zhì)子相遇提供了有利條件。

因此，即便是再小的概率，這樣的條件下，也是可以發(fā)生的。只不過，由于弱力的存在，使得反應(yīng)的速度不會像氫彈那樣快，只能慢慢燒著，這其實也就是太陽能夠燃燒上百億年的秘訣。

總結(jié)

最后，我們來總結(jié)一下，氫彈的核聚變反應(yīng)是通過核裂變反應(yīng)來提供超高溫來進(jìn)行的，這溫度達(dá)到了上億度。而太陽內(nèi)核的溫度達(dá)不到這樣的條件，太陽的核聚變反應(yīng)能夠進(jìn)行的根本原因在于太陽特別大，擁有數(shù)量龐大的質(zhì)子（氫原子核）。所以，即便是弱力再弱，也可以發(fā)生。只不過，由于弱力特別弱，所以太陽無法一下子全炸了，只能慢慢燒著。

一根銅質(zhì)導(dǎo)線通上電壓，就會產(chǎn)生電流，在電流達(dá)到一定強度，這根導(dǎo)線就會發(fā)熱。

根據(jù)這個原理人類用鎢絲做成了燈泡，這個燈泡就會發(fā)光，發(fā)熱，光芒四射，照亮了黑暗的空間。

巨大的銀河系，有一個星云密集的中心邊緣地帶，這里有無數(shù)的星星組成的星云，這里沒有黑暗，全部是炙熱的恒星，圍繞著一個黑洞，黑洞里面黑暗無比。銀河系是一個整體，它具有強大的磁場。

銀河系的磁場貫穿于銀河系所有的星系，比如太陽系。

銀河系所有的星系磁場又互相貫穿。

太陽系也被貫穿，強大的磁場貫穿于太陽，而太陽獨特的物質(zhì)結(jié)構(gòu)被磁場貫穿，這是銀河系的交變磁場，是銀河系不斷運動的反應(yīng)。

交變磁場貫穿太陽，垂直90度就會有電流產(chǎn)生，強大的磁場，產(chǎn)生強大的電流，而使太陽表面達(dá)到一個電流的極質(zhì)，由于太陽特殊的物理物質(zhì)構(gòu)造，里面有著地球人無法未知的物質(zhì)，這種物質(zhì)又是導(dǎo)電的最佳材料，這里產(chǎn)生了強大無比的電流，環(huán)狀的電流產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生光艷無際。

體積大的星球，通過的磁場，磁通量大，產(chǎn)生的電流也大，產(chǎn)生的熱量也大，產(chǎn)生的光線越強。

星球小通過的磁通量少，產(chǎn)生的熱量小，輻射量也小。

萬能的宇宙無奇不有，我們在地球上看到的物質(zhì)現(xiàn)象，在宇宙中一定也會產(chǎn)生。并且無法想象的超出我們的思維范疇。

每一個星球即接受銀河系的磁場，也接受本星系大型星球的磁場，而因為體量小，產(chǎn)生的作用也小。

地球也接受銀河系的磁場，更接受太陽的磁場，但是體量小，對地球的作用也小，地球局部也有太陽的特征，內(nèi)部的溶化的巖漿，巖漿的最深處沉淀著金屬物質(zhì)，這是能夠產(chǎn)生導(dǎo)電的最佳物質(zhì)，而輕質(zhì)的巖石物質(zhì)往往浮在表面，這就是巖漿。

但是另一種力量，太空的絕對低溫冷卻了地球的表面，而使地球表面凝固成為了固體巖漿，巖石。

宇宙中任何一個星球都與它所處的大環(huán)境互相貫通的。

而產(chǎn)生形形色色的模樣。

這些模樣由于大環(huán)境作用，而維持著它應(yīng)有的特征。

太陽在寒冷的太空中永久維持著自己的狀態(tài)，與銀河系大環(huán)境密切相關(guān)，而太陽周圍的小環(huán)境也影響著太陽，但是大環(huán)境的存在，小環(huán)境影響甚微。

地球也一樣，也有一個太陽系的環(huán)境在作用著，雖然，地球周圍的小環(huán)境也影響地球，但是也甚微。

大家好，我是【科學(xué)時光機(jī)】，很高興回答樓主的問題。

直奔主題，先說答案。

簡單點說，是靠太陽巨大的質(zhì)量來維持。

更確切的說是靠非常多的質(zhì)子數(shù)量來維持的。

如果想要具體了解為什么太陽會維持這么久，就要先要了解核聚變。

雖然講起來很反鎖，但是我相信樓主既然問了，應(yīng)該還是想知道答案的。

如果...

(不想看過程，可以直接跳到尾部看結(jié)論）

要產(chǎn)生核聚變，必須有非常強大的能量來克服2個氫原子核之間的庫侖斥力。這相當(dāng)于兩塊磁鐵的同性極靠攏，我們知道生活中這樣的靠攏，我們稍微用力，就輕而易舉靠攏了。

但微觀世界并非如此，它們需要的能量更大。由于需要強大的能量來維持，所以即使在太陽上，也需要花費上百億年，這就是太陽在主序帶上要經(jīng)歷的過程。

我以質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)速度來描述下；

質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)在太陽核內(nèi)為每秒發(fā)生約9.2×10的37次方次。

每秒將大約3.7×10的38次方個質(zhì)子（氫原子核）轉(zhuǎn)化成α粒子(氦原子核)(太陽中總共擁有~8.9×10的56次方個自由質(zhì)子)，或相當(dāng)于每秒鐘大約6.2×10的11次方千克的氫原子核被“吃掉”。

在每次將四個自由質(zhì)子（氫原子核）融合成一個α粒子（氦原子核）時，大約會有0.7%的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量。

由此可以得出太陽核心的質(zhì)量-能量轉(zhuǎn)換率為426萬噸/秒(需要大約6億噸的氫)，對應(yīng)于釋放出384.6堯它瓦特 (3.846×10的26次方W)的能量，或相當(dāng)于每秒產(chǎn)生919.2×10的10次方 萬噸TNT炸藥爆炸的能量。

從上訴給出的數(shù)據(jù)，我們再根據(jù)10000000000年(yr)=3.1536e+17秒(s)的數(shù)值來計算，可以得出。質(zhì)子“耗盡”需要花費大約100億年的時間。

所以簡單來說就是，我們的太陽還可以活約50多億年。

這已經(jīng)足夠我們愉快地玩耍了。

當(dāng)然，這只是我以目前的科學(xué)角度來分析出的個人的觀點。

希望這個答案對你所幫助。

只要你對自己了解清楚了，另一個你本性回歸了，太陽秘密就不存在了，為什么？大家看《破暗出迷》實證實相系列（1）――心中的太陽，用[心]去踐行！

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靠太陽本身的氫轉(zhuǎn)為氦的核聚變。太陽是中等質(zhì)量的恒星，它己經(jīng)存在了五十億年，還有五十億年的壽命。

別著急，等人類靈魂的天眼們尋找到自己的另一半的時候，別說太陽持續(xù)百億年，就是太陽持續(xù)上光百萬億年，都給你研究出來！

【風(fēng)城傳記】

中國指導(dǎo)靈李眾！

歷史記錄：2020年5月18日23：50分，于廣西桂林市臨桂區(qū)！

太陽是太陽系中唯一可自發(fā)光發(fā)的星體，其它九大行里（現(xiàn)又說變八大行星）均繞旋旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在世界上己知的核反應(yīng)有兩種。

一是：以U235（鈾）和∪238（鈾）為主和以及Pu239（钚）元素為主的核裂變。其原理是在中子源的轟擊下，產(chǎn)生核裂變后的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，俗稱核裂變，如原子彈爆炸。

二是：以H的同位素氕氘氚等在高溫高壓下產(chǎn)生的核聚變反應(yīng)，如位于我國安徽省肥市科學(xué)島的托克馬克裝置。而太陽里的核反應(yīng)就是核聚變反應(yīng)，這種核反應(yīng)產(chǎn)生大量的光和熱幅射向四周，至今約50億年之久。據(jù)科學(xué)研究，再過幾十億年，之的氕氘氚將耗盡，從而塌陷變成白矮星，太陽系就此走向另一個歷程。

我們腳下生機(jī)勃勃的地球，完全依賴于太陽提供的能量。如果沒有了太陽，地球?qū)⑹且粋�冰冷死寂的“地獄”。當(dāng)然，也就不會存在任何生命。

天文學(xué)家告訴我們，太陽是銀河系中千萬顆恒星中的一員，是一顆光譜為G2V的黃矮星。太陽壽命大約100億年，目前其年齡大約46億歲。太陽的直徑約為140萬公里，是地球直徑的100倍。其質(zhì)量約為2x10^30公斤，約為地球質(zhì)量的33萬倍。如果太陽是空心的，那么它能夠裝下130多萬個地球。太陽中心溫度大約1500萬K、表面溫度為5770K。

太陽從內(nèi)向外分別是中心核聚變反應(yīng)區(qū)、輻射區(qū)、對流層和太陽表面大氣層。

直到上個世紀(jì)科學(xué)家才知道，我們的太陽是由71%的氫、27%的氦（自然界中第二簡單元素）和2%的其他重元素（氧、碳、氖、鐵等）構(gòu)成。它以核聚變的方式向太空釋放著能量（光與熱）。

那么，太陽的能量從哪里來？太陽持續(xù)百億年的核聚變過程靠什么來維持的呢？

首先，太陽質(zhì)量巨大，內(nèi)部的溫度、密度和壓力隨深度而增大。核心區(qū)如同受控的“氫彈”爆炸，是一個持續(xù)“受控”的核聚變。

在太陽核心區(qū)，氣體被外層的質(zhì)量因引力作用而強烈向內(nèi)壓縮，密度達(dá)到鉛的13倍。在這種極端壓力下，原子核受強力擠壓聚合在一起發(fā)生核聚變反應(yīng)，使得核心區(qū)的氣體溫度升高，壓力進(jìn)一步增大（約是2500億個地球大氣壓），產(chǎn)生巨大的向外壓力。這個由熱核反應(yīng)產(chǎn)生的向外的輻射壓力，與外層氣體質(zhì)量因引力而產(chǎn)生的向內(nèi)壓縮力足以形成抗衡。最終結(jié)果是，太陽總體處于一個在天體物理學(xué)中叫做“流體靜力平衡”的狀態(tài)。

假設(shè)我們能夠迫使太陽進(jìn)一步壓縮，其核心處的密度就會進(jìn)一步增大，核聚變反應(yīng)就會加劇，從而產(chǎn)生更高的溫度和向外的輻射壓力。結(jié)果是，太陽將會再次膨脹到它原來的大小。

這種持久平衡，可使得太陽有一個持續(xù)上百億年相對穩(wěn)定的狀態(tài)。它既不會像氫彈一樣立刻爆炸解體，也不會因引力作用立刻坍塌。宏觀上力的平衡維系了太陽的長久穩(wěn)定，這真是個奇跡。

其次，由于太陽核心區(qū)的密度非常大，1500萬K的氣體幾乎是致密且不透明。每秒約有5.7億噸的氫參與核聚變反應(yīng)，產(chǎn)生5.66億噸的氦。其中每秒約400萬噸的質(zhì)量在核心區(qū)轉(zhuǎn)化為純粹的能量，產(chǎn)生輻射。愛因斯坦著名的質(zhì)能方程 E=mc^2 再次登場。這種能量以高能伽馬射線的形式被釋放出來。

宇宙中，通常大質(zhì)量恒星由于核心區(qū)密度和壓力巨大，其核聚變反應(yīng)速度非�？欤瑝勖�相對比較短，只有數(shù)千萬年。最大的恒星壽命估計僅為100萬年左右。而小質(zhì)量恒星（也稱矮星），其核心區(qū)密度和壓力相對較低，它能夠發(fā)生的核聚變反應(yīng)速度很緩慢，因此可以持續(xù)幾百億年之久。

我們的太陽介于上述兩者之間，質(zhì)量不是很大，也不算小。它是大自然“烹制”出的一顆明亮、炎熱且預(yù)期壽命為百億年的恒星。與其他恒星一樣，在未來幾十億年中，太陽核心的氫不斷消耗，產(chǎn)生越來越多的氦。但在這個富氦核心外面的厚厚殼層里，氫聚變?nèi)耘f在進(jìn)行。結(jié)果是，外殼向太空中膨脹，太陽慢慢地變成一顆臃腫的紅超巨星。在遙遠(yuǎn)的50億年之后，太陽最終將坍縮成一顆白矮星，直至走向死亡。

【謝謝閱讀】

太陽光是一種物質(zhì)，氫是太陽光化合物，不能把事物搞顛倒。