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冲诺第一突破口（一） 1、从某一频率开始，真空中频率较低的电磁波速度较慢。 冲诺一个极为重要前提是有世界级水平的重大发现或重大创新，中国人用新仪器作出重大的发现在现阶段是不大现实的。但科学理论是在实践中不断发展起来的，其中也有人为的推理和判断。这就难免可能存在着主观和错误。从历史上来看，人为的推理和判断存在很多次重大错误。例如哥白尼挑战托勒密的地心说，伽利略挑战亚里士多德的维持运动需要力的理论，还有热质论和燃素说等等。中国人找出现有理论的重大错误并提出一套新理论是完全可能的。本人通过40多年的努力终于找到了现有理论的许多重大错误，并且提出一系列新的理论。 三年前，有一个叫矮屋里的网友在我的主帖中发了如下一篇短文： 《超声波水中高速传播理论分歧终有定论》 科技日报2006年12月18日讯 通常情况下，声音在水中的传播速度为1450米/秒，但20年前人们惊奇地发现，当声波频率达到几个太（1太1T=1012）赫兹时，这一频率下的超声波在水中的传播速度竟是上述的2倍多。多年来，科研人员试图通过建立各种模型来揭示这一问题的本质，但都未获得成功。不久前，意大利物理学家通过实验最终以高弹性介质理论成功地解释了这一现象，解决了困扰物理学20年的难题。该项研究成果发表在近期的《物理学评论快报》上。 目前，科学家用两种理论来解释超声波在水中的高速传播。第一种是高弹性介质理论。该理论认为，超声波的频率越高，水的弹性越高并更难移动，成为一种高弹性介质，超声波在这种介质中的扩散就像在固体中传播一样，而声音在固体中的传播要比在液体中快得多。 第二种理论认为，水是由极轻的氢离子与极重的氧离子交织组成的二元介质，在两个重量相差很大的二元介质中，经常存在一种特殊形式的超声波，该超声波的传播只在氢原子网中进行。由于该理论在二元气介质和金属合金介质中都得到了验证，因而认为超声波在水中的高速传播的现象适合这一理论。 虽然上述两理论对超声波在水中高速传播现象的解释相一致，但在解释超声波由正常传播到高速传播的过渡方面却完全不同。意大利物理学家的实验成功解释了这一现象。 进行这样的实验非常困难，因为，目前科学家还没有研制出能产生实验所需高频超声波的设备。为此，研究人员利用间接的方法来测量超声波的速度。在实验中，研究人员用中子流或者X射线辐射水。它们与水分子发生作用，在微小区域产生高速振动，同时发生能量与频率的传递。根据能量与频率这两个数据就可以间接计算出声音的传播速度。 在研究光波与紫外光子的散射过程中，研究人员观测了频率从1吉赫到100吉赫范围内声音的传播，首次得到了该频段声音传播速度的资料。实验准确表明，在逐渐增大频率(或者降低温度)的情况下，声音的传播速度也逐渐偏离"正常"速度，开始增大。将实验数据与上述两个理论对比后，研究人员认为，高弹性介质理论是正确的，二元理论则不成立，从而在实验上成功解释了超声波在水中的高速传播现象。 发贴者无意，看贴者有心。通过进一步的思考，我认为这个困扰物理学20年的难题其物理本质很简单。 因为波实际上是由一种往复振动形成的。介质往复振动时，其受力是交变的，当交变力的频率太快，介质向一个方向受力运动后，几乎马上又要受同样大的力向相反方向运动，介质因惯性的缘故根本就来不及作这样的运动。于是，流体介质的振动象固体分子一样只在平衡位置振动而传播波。此时介质的流动性消失了，波在介质中的传播就变成像在固体中传播一样。而波在固体中的传播速度要比在液体中快得多。 由此联想到一个困扰物理学100多年的难题--迈克尔逊莫雷试验的零结果。当时人们认为，在我们周围空间中广泛地分布着一种流体以太，它们是绝对静止的，地球在以太中穿梭。迈克尔逊是一个坚定的以太论者，他根据小船在河流中来回横渡某一距离和沿岸上下运动同一距离所用的时间不同，设计一个测量以太相对地球运动速度的试验。原理是这样的，既然地球的公转产生相对于以太的运动，地球上应能观测到一种以太风。那么在与地球运动方向相同和与其垂直的两个方向上，光通过同一距离的时间应当不同。但是，在迈克耳孙和莫雷在1887年进行的实验中，预期应有0.4个干涉条纹移动，实际上是观察不到任何干涉条纹移动的零结果。从而否定了以太的存在。 但是，以太虽然是流体，但是光也是一种频率很高的波。类似于特高频超声波在高弹性水中的传播，以太对于光波的传播会不会也象固体一样呢？如果是这样的，那么困扰物理学100多年的难题就彻底解决了。因为在类似固体中传播的光不受以太风的影响，在相同的路程上所用的时间永远相同，于是就观察不到干涉条纹的移动。 特高频超声波在水中的传播和光在以太中的传播这是一个类比。类比仅仅是一种猜测，猜测的对与否还必须通过实践的检验。迈克尔逊莫雷试验的零结果姑且算一个检验，还有不有其他的检验呢？ 1911年，Sagnac发明了一种可以旋转的环形干涉仪，将一束光分解为两束，让它们在同一个环路内沿相反方向循行一周后会合，然后在屏幕上发生干涉现象。两束光通过的路程都等于环路的周长，如果它们的速度都为c，那么它们在环路中的渡越时间就应当相等，似乎不应当有干涉条纹的移动，但实际观测到的情况是有干涉条纹的位移，条纹移动数正比于干涉仪的角速度与环路所围面积之积。 这种效应能用“以太传光象固体一样”来解释。两束光都是从半反镜中射出来的，半反镜是固体，光环路上传光的以太又好象固体一样，从而半反镜和传光的以太是固联在一起的，它们以角速度ω旋转，于是顺时针方向和逆时针方向的两束光被带旋的方向正好相反。 为简单起见，我们不妨假定该环路是半径为R的圆，并假定干涉仪是作顺时针方向的定轴转动，角速度为ω。可以肯定的是：这两束光在实验室参考系中的速度都应当为ｃ，环路本身的线速度应为ωR。从转动的参考系中看，如果伽里略的速度合成原理仍然成立，那么顺时针方向和逆时针方向的两束光的速度就应当分别为 v'＝ｃ－ωR v"＝c＋ωR (1) 环的周长为L＝2πR，因而两束光在环中的渡越时间分别为 t'＝2πR／v' t"＝2πR／v" (2) 两者的时差为∇ｔ＝t' - t"＝4πωR^2／ｃ^2(１-ω^2R^2／ｃ^2) 略去二级小量，得 ∇ｔ≈ 4πωR^2／ｃ^2 （3) 环路包围的面积是S＝πR^2，因而上式可改写成 ∇ｔ≈4ωS／ｃ^2 (4) 单色光的周期为τ＝λ／ｃ，因而与上述时差对应的条纹移动数目是 ∇N＝∇ｔ／τ＝4ωS／ｃλ (5) 该式虽是用圆形环路导出的，但对任意形状的环路都适用。 公式(5)与实验相符，但推导时使用的顺钟向的光速v' 小于ｃ，逆钟向的光速v"大于ｃ，这就违背了狭义相对论中的光速不变原理。因此，人们早就利用Sagnac效应来非难狭义相对论，认为光速不变原理不正确。 所以Sagnac效应可以看成是“以太传光象固体一样”的第二个检验。我们要问，还有不有其他的检验呢？当然有！ |