一个简洁证伪相对论的实验 --迈克耳逊莫雷实验修正
迈克耳逊莫雷实验否定了以太的存在,引发了相对论,启发人类重新认识时空。但是笔者建议再做一个校核实验,使实验检验的物理现象和范围更广一些。
实验原理和分析过程仍同迈克耳逊莫雷实验(见图),将光源A固定,将图中的B、E、C、D、F置于平滑的小车上(此处即为校核实验与迈莫实验的不同之处),向右侧滑出,测量DF位置处的光波位相,位相变化值即为实验中的速度项V,实验中的速度项我们取地球的轨道速度和小车相对地球速度的叠加,即V=v(地)+v(车)[式1],实验的光路图和计算分析过程仍同迈莫实验,如果实验结果没有任何变化,测不出小车系统相对以太的速度V,则证实洛伦兹解释成立--物体在运动方向上发生了尺缩效应;如果光波位相发生了变化,排除实验误差和系统的噪声等因素,测出位相变化值即实验中的速度项V相当于小车相对于静止光源的速度v(车),即V=V(车),这一结果意味着通过实验测出了运动的小车系统相对于地球的速度,则证明尺缩效应不存在。希望有条件有兴趣的单位做此校核实验,因为初步检索,到目前为止还没有类似于按照此思路实施的验证实验。在实验结果未出来之前,对于可能发生的第二个结果,如何来解释呢? 爱因斯坦的广义相对论,给我们带来了新的时空观念,其引力理论指出天体的引力是因天体弯曲周围的时空(即真空,下文均用时空来表述)产生的。这一理论经现代物理学观察已经被证实,比较著名的是引力透镜现象。这一现象启发我们将目光引向空无一物的时空,时空能被弯曲并产生引力,那么迈莫实验是不是在时空的弯曲上产生了这样的结果?地球弯曲了周围的时空产生了引力场,月球在地球的时空引力场中运行,地球又在太阳弯曲的时空引力场中运行,看到这里我们发现,没有单一绝对静止的时空,月球不只是球体本身在绕地球运行,月球周边弯曲的时空引力场也在随月球绕地球运行,地球与地球弯曲产生的时空引力场绕太阳时空引力场运行,太阳拖曳着庞大的时空引力场在银河系中运行。时空引力场!!??再发散一些思考,电场、磁场,时空引力场,原来虚无缥缈而又实在的、只是一个概念的"场",原来在粒子物理当中由各种作用粒子形成的力场,也许并不是粒子交互作用的结果,它的本来面目应该是,场就是弯曲的时空,不同的场弯曲的程度和方式不同而已!看来所有天体周边都没有绝对静止的时空,何以见得?让我们回到迈莫实验上来,迈莫实验是基于这样的理论前提,即光在以太中传播,以太是静止的充满宇宙空间的。我们在这里做一个概念上的置换,将以太换成时空,即光在时空中传播,那么时空是静止的吗?迈莫实验的负的结果,正是因为时空不是静止的,地球周围的时空即弯曲的时空引力场,随地球一同运动(即处于同一惯性系当中),而光在地球弯曲的时空引力场传播,所以我们测不出来地球球相对时空(即以太)的运动!!!这就好像在一个封闭的匀速系统当中,你不能抛射一个小球,通过测量小球的速度来测量系统的速度一样。而校核实验的目的,就是通过能否测出运动的小车系统相对地球的速度,来验证洛仑兹的尺缩效应,如果测出了小车系统相对地球的运动速度,则尺缩效应不存在,反之则一切都好,相对论还是相对论。 如果尺缩效应不存在,如果证明天体周围的时空随天体一同运动,由这一结论引发的思考将把我们带入一个崭新的天地。时空不再是和我们不相关的独立实在,现代物理学已经告诉我们真空不空,时空当中充满了宇宙射线,高能粒子等等,量子电动力学提出了"空穴理论",来解释真空不空,但是这些解释都是站在物质实在立场上来解释时空当中存在的实在的物质和能量,对于时空本身的实在性思考仍在人类的视野之外。 玻义耳与霍布斯关于真空普满论的争论,以玻义耳的胜利而告终,这标志着真空正式从存在的领域给剥离出去,并由此一步步走到了我们后来常说的牛顿经典时空观。让我们再回到玻义耳和霍布斯的年代,在那个年代,我们没有任何先进的科学仪器,我们不知道宇宙的真空中充满了各种射线,我们甚至在为到底有没有真空存在而争论。玻义耳的胜利是众所周知的,笔者代当年的霍布斯问一个问题,银河系当中是否存在这样一个点,在某一时刻,如果你处在这个点的位置上,向周围望去看不见任何的星光?再推而广之,在我们视界范围内的宇宙中,在某一时刻是否存在这样一个点?----如果没有这样一个点,那就说明在银河系和宇宙当中的任意时刻、任一点上都能看到星光。也就是说在任意时刻的任一点上都有光,按后来牛顿的光微粒说,在任一点上,任意时刻都充满着光的微粒。真空中充满着光的微粒?真空不空,真空是充满的,我们不需要后来的技术来发现宇宙射线,不需要量子电动力学的空穴理论。我们只需要这样一个反证来证明真空不空。当然这同样会带来一个困惑,光的微粒说带来的困惑,我们很难想象一个充满光子微粒的宇宙,这就和当代的量子电动力学空穴理论中每一个负能态的空穴中都填充着一个电子一样让我们感到困惑。所以我们还要回到今天来进一步思考这个问题,回到迈莫实验来思考这个问题。 迈莫实验的另一个使命就是通过发现以太,来解决光到底是波还是微粒的问题。如果找到了以太,就证明光是波而非微粒。我们再回到前面校核实验的结论部分,回到尺缩效应不存在的那一部分。如果我们理解了弯曲的时空引力场,理解了时空的物质属性,我们是不是找到了梦寐以求的以太,时空就是以太,以太就是时空,但是时空不是静态的时空。光是通过时空的波动来传播的,而非光子穿越时空传播。原来时空一直就没有脱离我们而存在,时空是我们连接整个宇宙的纽带,时空当中的物质以时空为媒介来传递信息。作为大爆炸证据之一的远处天体多普勒红移现象,应该是光波首先进入太阳时空场后再进入地球时空场这两个不同的时空场传播造成的波长变化,而不是多普勒红移现象。 我们是否应该拆除大爆炸的引信了?时空与物质是连续的,不是割裂的,在对物质存在之链的分析上,我们不应进入不断建构解构的怪圈,不再用大爆炸作为一切的起点,来打造一条存在的单行道,不再是一条直线,时空将存在之链首尾相接,并使之循环起来。 打开时空之门同时带来哲学上的启发,在此借用现象学创始人胡塞尔先生有关绝对意识的定义方法来定义时空。绝对时空是本体,是一切的起点又是终点,是没有,单纯的谈论绝对时空没有意义,绝对时空是存在的基础,宇宙中没有绝对时空,宇宙中存在的是相对时空,变动中的时空。时空就好像一枚硬币的两面,有一面就一定存在另外一面,不能单独谈论时和空,进一步设想,也许电场、磁场、引力场是物质结构对应的不同时空维度的弯曲效应。时空是不稳定的,处于变化中的,物质自身就是一个多时空的复合体,从原子到组成物质再到组成天体再随天体系统的运动,就这样从微观到宏观处在不同的时空维度中,原来难以理解的仅有数学意义上的多维时空概念,我们找到了用自然语言描绘和理解的方式,形象一点说,就象剥洋葱,每一层都代表一个时空维度。如果我们能够站在物质实在的立场用十维空间来描述弦论,那么我们为什么不能换个角度,站在时空的立场来理解时空的多维属性,仍以月球为例,处在月球这个位置上的时空,直观上就可以描绘出至少有三层时空:月球自身弯曲的时空,月球又处在地球弯曲的时空中,月球随地球又处在太阳弯曲的时空中,月球在一个点上至少处于三种时空维度当中,因此时空不是静态唯一的,时空是动态多维的。物质的外在表现就是时间属性,空间被包裹在时间属性之内,所以物质既有空间的实在感又有时间的虚无感。宇宙中没有绝对的时空,正如前述宇宙中充满了光波动,因此,时空就处于波动状态当中,就不可能处在零的状态,也就是绝对时空的状态。因此,有关宇宙微波辐射背景3K的温度,也许是多维时空中处于最低能量状态时空的温度,与大爆炸无关。 当然上述所有的思考,都是建立在对迈莫实验从另外视角分析正确的前提下。在此,笔者愿以此文抛砖引玉,引发同路人对时空特性的更多思考和交流。 |