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我的"地面光行差"实验报告及相关思考 一、实验的发起 由于前一段在本论坛上看到上海同济大学黄绍喜同学关于"动态光斑实验"的发贴，并鉴于该实验的重大意义及可行性，故激起了笔者对该实验的极大兴趣。 这个实验的意义确属非常：（一）它可以直接证明光能否被地球控制或以太是否被地球拖拽的问题；（二）从侧面验证地面上的各向光速是否都相等，这关系到"光速不变原理"的成立以及狭义相对论的基础是否坚实；（三）它为我们提供一种从内部测量绝对运动速度的可行方法，为确定参照系在空间中的状态提供了依据。 既然该实验具有如此重要的意义，那么笔者也就不得不投入满腔的热情奋力一试了。且现在我们已经有了方向性极好的激光，故做起来也将不会有太大的困难。这个实验还是一个直接的线性实验，在现代的物理学实验中具有举足轻重的地位。 二、实验原理 这个实验的原理是：在地面上安装固定一台激光源，发出一条水平光，将之投到远处的屏幕上。利用地球的自转不断改变它在宇宙空间中的方向，看一昼夜中屏上光点的位置有无移动及其移动规律。不论是地球公转还是地球的其它运动速度，只要它在赤道平面内的投影超过10千米/秒，那么我的实验就应该能够观察出来。光点移动轨迹的形状应是平行于赤道的正圆在光屏上的投影。在一般情况下为一椭圆。 当地球在赤道平面内的运动分量为v 光路为L 时，光点移动的最大半径为 r = L×v/c 我把这个实验定名为"地面光行差实验"。 三、实验过程及效果 我的实验从2008年10月27日夜开始，断断续续到12月16日早上止。历时50天。但总的实验结果却令我的心情非常沮丧。我只能这样宣布：实验虽然获得了成功，但得到的却是"零"的结果。未收到我预期的效果。 为了获得可靠的证据，我不断提高实验精度。整个实验，总共进行了五轮。 第一轮是在室外进行的。第一次实验是10月27日（周一）我利用职夜班的机会进行的。将激光器放在西边的实验室内，从窗口将激光投到外面222米远的东墙上。如果只考虑地球饶日公转的速度30千米/秒，那么在222米远的屏幕上，光点在一夜间应该上移4厘米多。但实际观测的结果是：光斑直径达30多厘米，边缘不清楚、不规则、不固定。内部云雾缭绕。整体中心难以定准。虽然早6点比晚6点好象上移了4厘米，但不知是不是激光器底座变形的结果。孤立的实验数据不能说明问题。 为了进一步实验，11月2日下午，我从商店里特意购买了一支平行度很高的激光笔。回去即在另一实验室的窗口进行了可靠的安装固定。在东西方向上的光路是215米。还是用东边的墙壁作为光屏。我于当晚18点记下光点在光屏上的位置。之后连续6天对光点的位置进行了认真的观测记录。记录结果如下表所列. 单位：厘米（上移为 ＋ ，下移为 －）
从表中可以看出：光点移动的距离是越来越小，最后竟成了0 .这就说明早期的数据是由激光器的位移引起的。很可能是来自支架安装的变形。 第二轮实验也是在室外进行的。我在仪器室的北窗口安装了一台40倍的望远镜，用来观察操场北边100远处的一个点，看它在望远镜视野中的位置在一昼夜中有没有移动。 实验从11月9日到11日共进行了三天。观察结果是：虽然发现了目标点大约有2厘米范围的旋转运动，但旋转方向却是顺时针。与理论预期的旋向相反。 更为糟糕的是从11月29日到12月2日，当我改变望远镜的位置重复这一实验时，则未发现目标点明显的旋转，只有上下的微小摆动。最后连摆动也没了。这就说明：前次的旋转和这次的摆动都是支架周期性变形的结果。 第三轮实验是在实验室内进行的。时间是11月12日之后。光线从南向北，光路长15米。观察结果是：光斑有不规则的游移。似由激光器的支座刚度不足引起。 第四轮实验也是在实验室内进行的。时间是11月19日到25日。光线从北向南，光路长12米。这次我将激光笔捆绑在望远镜的镜筒上，用40倍的望远镜进行精确定位。观察的结果是：前几天有微小的移动，最后则没了移动。 第五轮实验是在实验室和连通的走廊上进行的。光线从西向东，光路长13米。时间从12月14日中午到16日早晨。我用凸透镜对激光进行了会聚，以便光斑能有一个清晰的边缘。但两天的观测发现：光斑基本上没有移动。 综上所述，可以认为：我的所有实验都没有发现光斑既明显又有旋转性的移动。与之前几位朋友（如朱安先、王飞等人）的结果不约而同。虽然这只是一个季节的，但地球的公转运动恐怕很难被其它运动的分量恰好抵消。所以地面的水平光被地球表面完全拖拽似乎成了一个不争的事实。这使我陷入极大的困惑之中，我先前的理论预言面临着一场严重的危机。 但坚持"拽引说"的朋友先慢点高兴。因为即便这样，我们前面需要解决的的困难依然不小。首先就是从地面开始，往上往下，其拽引程度是如何变化的？从完全被拽引到完全不被拽引是如何过渡的？遥远恒星的光行差现象和中日卫星通讯实验已经证明：地面上的完全拽引高度是有限的，那么当光线从地面延伸到无限远处时是怎么弯折的？ 更为要命的是"拽引说"得不到塞格纳克和光纤陀螺实验的支持。因为这一实验成功测出了地球自转的速度。即使是实验装置相对地面静止，那么里面正反向光线的速度还是不同的。这一实验证明了地球的自转对光没有拽引，然而地球的公转则为什么会有拽引呢？ 其次，从经验我们知道，一般物体（如汽车、火车、飞机、卫星......）是不能拽引光线的。但是月球呢？太阳呢？银河系呢？它们对光线具有拽引作用的范围分别有多大呢？当物体多大时才能拽引光线呢？ 还有，在受到拽引作用的空间范围内以太密度变不变呢？光线在穿过其中时速度大小变不变呢？ 四、相关思考 看来，解决这些问题单靠实验是不够的，还必须依靠强大的逻辑分析力量。 1. 我们知道：光既然能够从百亿光年远的地方传过来，这就说明"传播光的空间或以太是连续的"。 2. 以太既然能够均布于所有的空间，这说明它内部具有斥力或扩散运动，总体处于静止状态。但这不排除以太可以有局部密度的变化和运动。 3. 电场和磁场都是被激化的的以太。其中电场更为基本，磁场是次生场。磁场生电场的实质是电场生电场，磁场生磁场的实质是电场生磁场。电场和磁场都够能随场源低速移动。而电磁波则是高速移动的电磁场，光是高频的电磁波。但电磁波速可能因地而异。 4. 从"光的传播方向并不受电场和磁场的拽引"这一事实看，电磁场的低速移动也是波动：这边不断产生，那边不断消退！他们和电磁波均可独立传播，互不干扰。可以线性叠加。 5. 电磁波不是机械波，它的传播不是靠机械力，故不需要刚性多么大的以太。以太的激化很可能是靠"以太子"的翻转。就象金属磁化时是靠"磁畴"的翻转相似。 6. 实物质、实物体在中间的各个层次，都是靠电磁力结合成的质点系统。在微观领域，核子是靠近距离的强大核力结合成体的；而在宏观领域，各天体则是靠远距离的引力结合成系统的。从这个角度看，核力和引力都不可能是电磁力。 7. 由于电磁场的移动是波动，所以运动物体不可能靠电磁力拽引以太；反之，以太也不可能阻碍物体的运动。此时物体呈现"光滑"状态。 8. 物体的惯性理应起源于空间的均匀性和电磁场移动的对称性。当物体做变速运动时，这种对称性即被破坏，于是产生了惯性力。 9. 假若光在巨大的球体表面上真能被拖拽，那么起作用的只能是引力场。此时的引力场将象空气一样成为随动的"引力场气"，其密度衰减与半径增大呈平方反比律。但是它对光的拽引是怎样形成的呢？其规律又如何呢？ 五、今后的任务 解决问题的根本途径还是进一步的实验，但关键是提高实验精度。 1. 利用地球的自转速度不如用其公转速度来研究光的传播规律效果明显。这样可将精度提高一至两个数量级。如利用太阳系的整体运动速度，则还能提高一个数量级。 2. 做相对光速是二级微小量的实验不如做一级微小量实验。迈克尔逊－莫雷实验、观测运动两物体间电磁力的变化，都属于二级微小量实验。 3. 在运动物体上，靠观测光的干涉（衍射）条纹移动来研究纵向光速的变化不如靠观测光在屏幕上的横向移动容易做、精度高。这两个都是一级微小量实验。 4. 在当代，我们完全可以利用现代化的技术条件开展这一实验。在一个真空的球形容器中心安装一个激光源，让它发出三条相互垂直的光；然后在容器的内表面安装三个感光屏，光屏连接微型电路和电脑，让它精确反映屏上光点的位置移动状况。其分辨率与电脑光盘上记录的数据相当。这样将该装置固定在地面上，我们就可以全天候、全年度观察记录光点的移动情况。这实际上就是一个"三维绝对速度计"，虽然它测量的是物体与附近以太的相对运动速度，但这个速度对于我们却是关系重大。即使这个速度为零，它也仍然有着重大的意义：它说明了物体与附近的以太相对静止、同属一体。 假如感光屏上的最小分辨距离是1微米，球形容器的半径是1分米，那么我们所能测出的最小速度将是 v = c Δx / r = 3千米/秒 效果还是很理想的。值得我们大力一试！ 鉴于爱因斯坦相对论给现代物理学造成这么混乱的局面，所以新的时空理论的建立不大可能仓促而就，而是一个长期的过程。又因在科学发展史上不允许有理论真空存在，所以相对论的推翻恐怕也是一个长期过程。对此我们应有足够的思想准备。 我们都不过是一群秀才，我们的许多努力就好象纸上谈兵。而"秀才遇着兵，有理也说不清"。秀才造反只有笔墨是不够，我们必须拿起武器，亲自动手实验，才能杀开一条血路，走向光明。因此我希望每位网友都能够行动起来，大力投入到相关的实验中去，力争有所突破。08年即将过去，我们又迎来了新的一年。但愿在这新的一年里能够听到好的消息！ |
