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陈绍光老師论文《跨越现代物理与经典物理之间的鸿沟》已印成出版发行
[楼主] 作者:qapin  发表时间:2011/11/22 20:47
点击:1263次

  陈绍光老師论文《跨越现代物理与经典物理之间的鸿沟》已印成出版发行

 

《跨越》论文主要涉及的内容:

 一,研究模式:

  经典物理是实验-理论-再实验-再理论不断循环的积累模式,是开放性的、可继承与发展的。现代物理是公理化模式,强调天才和逻缉的封闭严谨,它不可修正,从而不可继承与发展。

二,接近实验事实的程度:

  经典物理是现代物理在低速、宏观条件下的近似。现代物理能解释经典物理能解释的实验结果,还能解释经典物理不能解释的许多实验结果,故现代物理比经典物理更接近实验事实,以而更接近真理。

三,用谁来包容涵盖谁:

  通常认为要用更先进的现代物理来包容涵盖(或统一吃掉)老旧的经典物理。但陈绍光老師更看重经典物理研究模式的优势,他通过改造经典物理,抛棄牛顿力学的伽利略坐标变換和超距作用,回到不受相对性原理约束的1607年伽略用的测量的时空。在测量的时空中建立了完全由测量结果决定的广义化牛顿力学,以此来包容涵盖(或统一吃掉)现代物理的狭义相对论、量子力学、量子场论和广义相对论四大理论。

四,相对论和量子力学的本质:

  陈绍光老師从测量的时空中单向光速的测量结果和广义化牛顿力学与经典波动光学的多普勒效应推导出了洛伦兹变換和测不准原理。使相对论和量子力学成为经典物理推论出的定理。运动钟慢与尺缩只是多普勒效应在两个相反方向测量结果的均方根平均值。测不准原理只是牛顿力学体系中的计量学的平方差根的统计误差定律。

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[楼主]  [2楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/22 23:03 

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[楼主]  [3楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/23 07:38 

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[楼主]  [4楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/23 07:41 

实际的物理鸿沟可跨越:                                                                      

 先不去理会研究模式与哲学诠释之争,物理内容上现代物理与经典物理之间的鸿沟只是‘假设的原理’与‘实验的定律’之间的差别。若是能从经典物理的‘实验定律’得出现代物理的主要‘原理’,则无论现代物理今后演变成何种形式,两者之间的本质上的关联都不会断裂。甚至可将现代物理纳入到经典物理的框架之内,使相对论、量子力学和量子场论成为牛顿力学体系中的成员,它们的结论也就成了牛顿力学体系间接推论出的定理。   我类比自己熟习的地震测量的技术和方法,找到了测量单向光速的办法,解决了几百年来未解决的测量单向光速的物理难题,详见《单向光速和光年的测量法》[2]。接着,从经典物理的多普勒效应,推导出了狭义相对论的洛伦兹变换和量子力学的测不准原理,详见《用多普勒效应直接测量洛伦兹变换》[3]和《从运动粒子的多普勒效应推导出普郎克常数───测不准原理由粒子与微波背景辐射光子和虚光子的碰撞引起》[4]。从此,现代物理的基础不再建立在光速不变原理和测不准原理的假设上,而是直接建立在实验测量结果的基础之上。也就是说,无需额外的假设可从牛顿力学直接过渡到狭义相对论和量子力学,再过渡到量子场论和广义相对论。这三篇论文就成了三个桥墩,从经典物理一步一步地向现代物理延伸,可用以架起连接经典物理与现代物理的桥梁。

 [5楼]  作者:szshanshan  发表时间: 2011/11/23 13:57 

已提到了四篇参考文献,我先贴出来吧,要等最后贴出的参考文献要等几天:

参考文献

[1] 陈绍光、刘宝诚,检验空间各向同性的新方法,北京大学学报(自然科学版)32(1996)612-620;陈绍光等,双向平均光速各向同性的实验检验,北京大学学报(自然科学版)33(1997)595-599

[2]Chen Shao-Guang, Measurement of one-way velocity of light and light-year, 37thCOAPAR, H05-0020-08, http://adsabs.harvard.edu/abs/2008cosp...37..506C> 

[3]Chen Shao-Guang,Direct measurement of Lorentz transformation with Doppler effects, 37thCOAPAR H01-0006-08, http://adsabs.harvard.edu/abs/2008cosp...37..505C>

 

[4]Chen Shao-Guang,Planck Constant Deduced from Metrical Results of Doppler Effect of Moving Particle— Uncertainty Principle Caused by Collision of a Particle with CMB Photons and Virtual Photons , 38th COAPAR,H05-0036-10, http://adsabs.harvard.edu/abs/2010cosp...38.3850C> 
[楼主]  [6楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/24 10:50 

用单向光速的测量得出‘光速不变原理’:

 

   自1607年伽利略用‘掩灯法’在两山头间首次测量了双向光速,四百年来物理学界一直认为单向光速是不能直接测量的。其原因很简单:欲测量单向光速,必须先校准两地的钟。而校准两地的钟必需将钟的信息(如指针位置)从一个地方传递到另一地方。当传递钟的信息过程远快于待测的速度时(例如发令枪声、光或电的传递速度比人跑的速度快得多)校钟当然没问题。但是待测的是光速,就找不到比光跑得更快的传递钟的信息的工具了。对于测量单向光速而言这是一个解不开的循环死结。最终突破这个死结的不是物理学方法而是地球物理学方法[2]:大家知道,汶川地震时北京的地震台立即测量出了初震时间(地震波传播时间)和震中至北京的距离(地震波传播距离),地震台并没有事先将时钟埋在该地震的震中处。也就是说,无需先校准两地的钟也能测量出单向地震波的传播速度(传播距离/传播时间)。其原理是地震发生时有纵波和横波同时传播出,纵波比横波的传播速度更快,地震台测出纵波与横波的到达时间之差就能算出地震的初震时间和震中距离。

 

   光波在一些晶体中传播时也有正常o光与非常e光,o光与e光的传播速度不同。仿照测地震波的方法,让长度为S的光学各向异性晶体双速传输线(液晶或晶体光纤)的一端A,在同一时刻Tc发出o光与e光的脉冲。另一端B用一个钟测量出o光与e光脉冲到达的时间To与Te之差(Te-To)。根据Vo = c /no, Ve= c /ne,双速传输线o光与e光的折射率的比值ne/no是容易测量的。由

 

      (Te-To) = (Te-Tc)- (To-Tc) = (S/Ve)- (S/Vo) =(Vo-Ve)S/ VoVe 可得:

      (To-Tc) = (Te-To)/[(ne/no)-1],

 

      (Te-Tc) = (Te-To)/[1-(ne/no)]

 

用实际测量的(Te-To)和(ne/no)算出(To-Tc)和(Te-Tc),立即得到Tc,A和B两地的钟就校准了。由已校准的两地钟测量出光传播时间,再测出两地的距离,从A到B的单向光速就直接测量出来了。再从B点发光A点测量,可检验正向与反向的光速是否相等。

    在单向光速可以直接测量的基础上,狭义相对论的光速不变原理的假设就没有必要了。光速变与不变直接向实验结果求教即可,使得狭义相对论免去了假设而建立在更坚实的实验结果之上。                         
[楼主]  [7楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/24 23:40 

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[楼主]  [8楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/26 13:19 

用多普勒效应正反向测量结果的平方差根推导出‘测不准原理’:                              

 

   论文《从运动粒子的多普勒效应推导出普郎克常数——测不准关系由粒子与微波背景辐射光子和虚光子的碰撞

引起》[4]以单向光速的直接测量结果c+ = c− = c为前提。从多普勒效应的测量结果:

          

             x (θ) = x 0 [1+ (v cos θ /c)] = x 0 (1+ β cos θ ),  

         

             x 2 (θ) = x 0 2 (1 + β cos θ ) 2 = x 0 2 (1+2 β cos θ + β 2cos 2 θ )

当θ = 0: x 2 (0) = x 0 2 (1 + 2β + β 2 ),当θ = π: x 2 (π) = x 02 (1 – 2β + β 2 )

 

    定义相反方向两次长度测量结果的方差根Δ x为:  

        

          Δ x ≡ [x 2 (0) – x 2 (π)] 1/2 = (x 024 β) 1/2 = 2 x 0 β 1/2         

 

同样,从f (θ) = f 0 (1– β cos θ) 有:

         

      f 2 (θ) = f 02 (1– β cos θ ) 2 = f 02 (1 – 2 β cosθ + β 2 cos 2 θ )

当 θ = 0: f 2 (0) = f 02 (1 – 2β + β 2 ),当 θ = π: f 2 (π) = f 02 (1 + 2β + β 2 )

  

   定义相反方向两次频率测量结果的方差根 Δ f 为:  

             

         Δ f ≡ [f 2 (0) – f 2 (π)] 1/2 = (–f 0 2 4 β ) 1/2 = i 2 f 0 β 1/2              

有:      Δ x Δ f = i 4 x 0 f 0 β

由f (θ) = f 0 (1– β cos θ ) 和∫0π cos θ dθ / π = 2 / π,可得频率变化的绝对值与速度变化的绝对值的关系:Δ│f │= 2 f 

0 Δ│v│/πc。代入Δ x Δ f = i 4 x 0 f 0 β  可得:

         

      Δ│x│·Δ│v│= 2πx 0 β c = 2 π x 0 v,或由p = mv写成:

          

      Δ│x│·Δ│p│= 2πx 0 p                     

  

     一旦粒子与具有动量p 0 的微波背景辐射(CMB)光子发生碰撞,粒子的速度就会变化(处于类布朗运动状态)。v为粒子运动速度,每次碰撞粒子速度的变化为 Δv。ζ为CMB光子间的平均空间间距,两次碰撞的平均时间间隔为 Δ t = ζ / v。每次碰撞引起的粒子的位移Δ v Δ t正是x 0 。因为x 0 定义为静止杆的长度,代表着想象的静止粒子到坐标原点的距离。每次碰撞后为了维持静止杆的长度不变,必须重置坐标原点。坐标原点位置的每次改变正是每次碰撞引起的粒子的位移。每次碰撞引起的粒子的动量变化 Δ p正是一个CMB光子的平均动量p 0。x 0 = Δv Δ t = Δv(ζ / v)= ζ Δ p / p = ζ p 0 / p从而:

          

             Δ│x│·Δ│p│= 2 π x 0 p = 2 π p 0 ζ  

  

    平均温度2.7K的CMB光子的平均能量ε0 = k T= 3.72×10–16 erg ,平均动量p0 = ε0 c–1 = 1.24×10 –26 g cm s –1 。直接测量CMB的强度或亮度而得到的微波的能流密度折合成光子的数密度时,现今都是将微波频率f(160GHz)直接地等于光子能量h ν 中的频率 ν。实际上,光子的能量h ν 是正比于电磁波的能流密度。对单色平面波而言,h ν 既正比于单位时间内通过某截面的波的数目(频率)f ,又正比于单位长度内电磁波波长的数目(波数)ξ = 1 / λ。因f = c / λ,故 δ ν / ν = 2 δ f / f,正确的换算是波频率f 仅对应于1/2的光子频率 ν 。所以,正确的光子数密度应该是公布的测量值 400个/cm3 的一半。CMB光子的平均数密度为 200个/ cm 3,线密度为5.9个/cm。线密度的倒数 0.17 cm正是粒子与CMB光子碰撞的平均自由程 ζ 。

  

    真空中虚光子与CMB光子长期共处,通过相互交换动量、能量,也具有p 0 和 ε 0。两板间距d为 6 nm时的卡西米尔压力达10个大气压,能用来牢固地安装微型机器。这表明真空中虚光子的数密度远大于CMB光子的数密度。同时与粒子相碰撞的虚光子的数目非常之多,其中绝大多数的碰撞是动量彼此抵消的平衡碰撞,其对粒子没有实际影响,成为不起作用的无效虚中微子(不使粒子产生类布朗运动)。剩下极少数虚光子对粒子的碰撞是动量未被抵消的不平衡碰撞,成为产生类布朗运动作用的有效虚光子。真空中CMB光子的数量少,不可能两个CMB光子正好沿相反方向同一时刻碰撞到该粒子而动量抵消,因此每次CMB光子与粒子的碰撞都是对产生类布朗运动有效的不平衡碰撞。能有效产生类布朗运动的虚光子与CMB光子又达到统计的宏观平衡,以保证粒子没有整体的宏观位移。因此,有效虚光子对粒子贡献的平均自由程与CMB光子贡献的相同,粒子在真空中的平均自由程将减半为ζ= 0.885 cm。我们得到:p0 ζ =1.24×10–26 g cm s–1×0.085 cm =1.054×10–27erg s。

  

    普朗克常数的测量值为h / 2 π = 1. 0546×10–27erg s。当我们认为p 0 ζ与h / 2 π 在量纲和数值上的相符不是巧合,而有值得深思的内在原因。猜想量子效应可能起源于粒子与真空中虚光子和CMB光子的碰撞作用,则普朗克常数h正是不确定的计量误差的作用量Δ│x│· Δ│p│—— 位置和动量的多普勒效应在两相反方向测量结果的平方差根的测量误差Δ│x│和Δ│p│之积。Δ│x│·Δ│p│= 2πp 0 ζ = h正是测不准原理。现在它的意义不再是突破牛顿力学体系的革命性的假定,而是牛顿力学框架内的计量学的测量误差定律,是由多普勒效应推导出的测量误差定理或多次计量结果的定律。

  

    波粒二相性的本质是:真空中虚光子和CMB光子的碰撞作用,使粒子处于类布朗运动状态。上述推导中没有考虑真空中微子的贡献,是因为粒子对真空中虚中微子和宇宙背景辐射中微子的碰撞(散射)截面远小于粒子对虚光子和CMB光子的碰撞截面,从而可以忽略不计。再追问为何广义化牛顿力学中也有原则上的测量不准? 这是因为抛弃了超距作用和伽利略变换的广义化牛顿力学,其信息传递速度不再设定为无限大,而是实际测量的有限值。而测量时必有一个信息传递的过程,测量一个宏观质点(或微观粒子)的位置时至少要经历信号从质点位置传递到坐标原点上的测量仪器这一段时间。在此信号传递时间中真空中质点的位置移动了,再次测量就无法重复上次测量结果而产生测量误差。任何质点不能脱离真空存在,因此,上述推论得出的测不准原理不仅适用微观质点也适用于宏观质点,只是对宏观质点而言普朗克常数h小到可忽略不计,就直接取值h = 0而己。

总之,粒子与真空涨落虚粒子的随机碰撞的不平衡力,使粒子处于类布朗运动状态而产生了粒子的波动性。量子力学用统计几率描述微观粒子的类布朗运动是合理的和成功的,因为随机的类布朗运动可经过福里哀级数展开成为无限多个频率的简谐振动几率波。

  

   上述三个桥墩将牛顿力学的定律与相对论和量子力学的基本原理直接地连接在一起。
[楼主]  [9楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/27 07:48 

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 [10楼]  作者:julia132  发表时间: 2011/11/27 22:28 

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[楼主]  [11楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/28 02:35 

对【10楼】说:

真蠢!《跨越现代物理与经典物理之间的鸿沟》是个病句。跨越鸿沟,鸿沟还存在并没解决。因此,跨越是自欺欺人。

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你说的有一定道理,标题可能取得太客气了,应该说狭义和广义相对论被牛顿力学包容涵盖了,相对论成为牛顿力学推导出的定理而被吃掉了。可陈老師不愿说得这样露骨,这样说也太刺激人了。但事实就是如此,吃掉了鸿沟就没有了。

[楼主]  [12楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/28 10:43 

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 [13楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2011/11/28 10:54 

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[楼主]  [14楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/28 23:05 

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[楼主]  [15楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/28 23:16 

5、推论与预言

与环境融为一体的光的本性: 

                                                               

     有静质量的物质粒子的波动性是在与真空涨落虚粒子的碰撞中产生的,粒子的波动性本质上就是粒子的类布朗运动。

 

     没有静质量的光子和中微子在恒星的热核聚变反应中产生出来后,就与其四周的真空涨落虚粒子(数量最多的是能量接近零的虚光子和虚中微子)发生碰撞。碰撞中交换动量和能量,统计地说,能量总是由高能量的粒子传输到低能量的粒子。在漫长的历史过程中逐步能量均一化而达到动态平衡,真空涨落的虚光子和虚中微子渐渐地由接近于零的能量提高到目前的2.7K和1.9K,这是它们的粒子性渐显的极慢过程。与此同时,高能光子和中微子则逐渐损失能量成为现今的有明显波动性的2.7K CMB辐射和1.9K宇宙中微子背景辐射。不少于10 13年的光子和中微子的波动性增大的过程,是 经历千次以上的星系从形成到毁灭的演化循环才达成的。目前观测到的河外星系的哈勃红移,是这个漫长的光在传播途中红移的瞬间摄影。路途中的引力红移是浓缩放大了的途中红移。因为引力场中的虚中微子分布不均匀,作用在光子上的碰撞压力不会被完全相互抵消掉,才能做负功起着减小光子内能的作用。无引力场的真空中,虚中微子分布均匀,它们碰撞光子的力会相互抵消而不做功,起不到红移光子的作用。

 

     虚光子的空间分布主要受电荷的影响,基本上不受质量的影响。使得虚光子在宇宙中的分布基本上均匀。均匀分布的虚光子不对光子做功,对光子的红移基本上没有贡献。所以,只用虚中微子的途中引力红移估算的哈勃红移常数会符合实验观测值。

 

     真空中虚光子的作用是使刚跃迁出的纯粒子性的光子获得波动性,从而能在真空中传播。若是跃迁出的光子立即脱离真空进入数学空间,则光子就是一个没有波动性的理想的纯粒子。光子是在与真空的结合中获得了波动性。微调激光腔的长度获得单模激光的选频过程,是让真空虚光子与光子发生共振,它表明激光光子的频率能部分地被人塑造。Maxwell方程中产生位移电流的电场变化,本质上是真空极化的正负电子偶的变化。真空虚光子起着沟通正负电子偶形成闭合电流回路的作用。

 

量子纠缠态的本质:

 

     洛伦兹变换的成立需要相反方向运动粒子的配对,导致洛伦兹变换有应用的局限性,而且即使在可应用的多粒子系统中又存在近似性。满足洛伦兹变换不变性的相对论量子力学和量子场论跟随着也具有局限性和近似性。当然,多数的配对是一级多普勒效应彼此完全抵消变成为二级多普勒效应的洛伦兹因子γ,可直接用自然力学方程中导出的洛伦兹变换不变性定理来处理。但是,多粒子系统中不可能每一个配对都能完全抵消掉一级多普勒效应效。残余的一级多普勒效应的动量和能量的大小是变化的,它有时存在于这一对粒子偶中,有时又出现在那一对粒子偶中。它不属于具体的粒子偶,而是粒子系统公共所有的。它正好对应于量子场论中粒子系统的零点能和虚粒子。相对论量子力学中无限多负能级和负能量粒子以及量子场论的发散困难和虚粒子,正是洛伦兹变换的局限性和近似性带来的。或者说,未被完全抵消的残余一级多普勒效应对于严格遵从洛伦兹变换的相对论量子力学和量子场论来说,构成了对最基本的场的干扰——引起量子场的零点涨落(或真空涨落),这正是虚粒子产生的根源。量子场论的质量和电荷的‘重整化’是用有限的观测值取代理论中的无限的发散值,或者说,是用可实验观测的零点能和虚粒子对量子场论的局限性和近似性进行补充修正,使之更接近于客观实际。

    量子纠缠态本质上就是抵消正反向一级多普勒效应的粒子配对,来满足洛伦兹变换的要求。因为它只是有目的数学处理的配对,非真实的粒子间的作用,所以违反局域性。在遥远的距离下,配对粒子仍保有特别的关联性。当其中一颗粒子被操作(例如量子测量)状态>发生变化,另一颗也会即刻发生相应的状态变化。这只是为了保持洛伦兹变换成立,使数据能与理论方程拟合。并不是另一颗遥远的粒子真的跟着运动了。不了解其本质就会认为它是“鬼魅似的超距作用”,真相揭开后则一点也不奇怪。
 [16楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2011/11/28 23:16 

14楼,你那老糊涂蛋的测单向光速的方法还没有提供出来,怎么个让我剽窃?

就老糊涂蛋这种山货水平,还能有什么可让别人剽窃?

说鬼佬如何测单向光速,你那证据拿出来阿!就张着嘴瞎说,也不怕风大煽了你的舌头?
 [17楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2011/11/28 23:18 

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[楼主]  [18楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/29 00:59 

对【16楼】说:
程稳平的剽窃证据就在此网上!
 [19楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2011/11/29 11:09 

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[楼主]  [20楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/29 12:42 

对【19楼】说:
我们贴出的证据是全文,程稳平连陈绍光等十人论文的全文都不敢贴出,故意贴出原文的半边来批判。好在要看全文的网友在szshanshan的新浪博客中能下载看到,使程稳平的伎俩瞒不过网友们的眼睛。
 [21楼]  作者:ccxdl  发表时间: 2011/11/29 20:43 

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[楼主]  [22楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/11/29 23:59 

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[楼主]  [23楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/01 08:33 

天体磁场的起源:

    论文《天体的基本电场和基本磁场来自于弱作用类卡西米尔压力的引力作用的正负电荷分离》[18],由弱相互作用类卡西米尔压力f QFT产生的正负电荷分离,解释了历史上观测到的地电场和地磁场的起源。

   引力场本质上是净(正反向抵消后)的虚中微子流。地球自身引力场和太阳引力场的净的虚中微子流将高空电离层的电子压向地球表面,产生平均120V/m向下的地电场(相当于地球表面荷电5000库仑)和此负电荷随地球自转而产生的地磁场。因为虚中微子对电子的散射截面远大于对正离子的,电子受到的净的虚中微子流压力就大于正离子受到的。电离层中的电子是自由电子,被f QFT不断地压向地球表面,直至电子多受的虚中微子流压力与正、负电荷分离的反方向静电力达到平衡为止。由于天体都有大的质量和强的引力,靠引力的聚集使其四周都有大气层和电离层,引力致地磁场的起源机制就普遍地适用于其他天体,例如行星、恒星、中子星等。天体的质量愈大则引力愈强,引力愈强则被压向表面的负电荷愈多。天体的转速愈快则动量矩愈大,伴生的转动电荷磁矩也就愈大。我1980年[19]从太阳系中十个天体的观测数据总结出的动量矩U伴生磁矩P的经验规律P = − G1/2 U cos θ/c,现在从理论上和实验观测上都得到了证实。式中负号表示电子的负电荷,Q= G1/2M是引力致正负电荷分离的电量(f = Q1 Q2 / r2 = GM1M2 / r2), θ是天体的自转轴方向与净的虚中微子流方向——太阳系整体运动方向(由微波背景辐射的测量得出为指向狮子座)之间的夹角。由地球自转轴的进动用cos θ可解释地磁场的反转约为每130万年一次。根据动量矩U伴生磁矩P的经验公式,1980年我用天文观测的动量矩预言了天王星和海王星的磁矩分别为 -3.4×1028 Gscm3 和 1.9×1028 Gscm3 (用旅行者2号新测得的行星自转速度)。旅行者2号飞船1986年和1989年分别抵达天王星和海王星时测得的磁矩分别为 -1.9 ×1028 Gscm3 和 1.5×1028 Gscm3(四极磁矩的贡献被折合成了单一的磁偶极矩的贡献)。由中子星在形成过程中的质量守恒和动量矩守恒,中子星具有极高的密度和极快的自转速度,从而有强的引力和大的动量矩。由动量矩伴生磁矩公式预言中子星会有大的磁矩和非常强的表面磁场。天体基本电场和磁场的起源机制,将直接地影响到空间科学中有关电磁特性的一切领域,例如,预言太阳黑子的自旋速度正比于它的磁矩。

预言GP-B是负结果---测不到坐标架拖曳效应:

 

GP-B(引力探测器B)升空后70天的2004年6月29日,我在科技日报发表文章预言引力探测器B是负结果。2008年8月我出席第37届COSPAR(世界空间科学大会,加拿大蒙特利尔)发表了题为《根据量子场论不存在Lense-Thirring效应》[20]的论文指出:坐标架拖曳效应该是不存在的。

 

斯坦福大学与美国国家航天局合作完成的GP-B实验的最终报告[21]中,实验小组的首席相对论专家L.I.Schiff,由广义相对论首创了一个由力矩、转动惯量、转轴等刚体力学概念组成的公式。公式中高速陀螺的转动轴竟然会因为测地线效应和坐标架拖曳效应而改变方向,并产生转轴方向不断偏离起始方向的进动。GP-B首席科学家兼设计师F.Everitt则设计了一个自动对准远处一颗导航星的天文望远镜,用固装在飞船上的望远镜的中心轴为定位空间方向的标准,用来确定四个石英陀螺的转轴对此标准方向的偏转进动。众所周知,GR的度规是柔性可变的,从而不存在转动惯量、力矩等刚体概念。而且GR除了孤立球的度规之外没有其他严格解。严格的GR的刚体力学公式自然是不存在的,而近似公式对于检验微弱的Lense-Thirring 效应(坐标拖曳效应)是毫无意义的。Schiff的陀螺转轴方向的进动理论,若说是他自己的理论而与GR无关,我们当然欢迎有不同于GR的新理论。但是GP-B小组认定检验Schiff的陀螺转轴方向的进动就是检验GR,那末,违反GR的Schiff理论就是完全错误的。实际上,GP-B实验中陀螺的转轴方向才是定位飞船空间方向的真正标准,作为方向的标准当然不会改变方向。飞船作为绕地球飞行的质点,由GR的严格解Schwarzschild度规,飞船的椭圆轨道面会进动。飞船每转一圈其空间位置都会向前移动一点。安装在飞船上的望远镜的轴线方向,由于自动地对准远处的导航星,会随着飞船位置前移而向后倾斜。GP-B实际进动的测量是:将表示望远镜轴线方向的自动对准的光电反馈数据与表示陀螺转轴方向的伦敦磁场数据相对比。Schiff-Everitt的观点“望远镜方向不变,飞船每转一圈陀螺转轴方向就向前倾斜一点”。广义相对论的观点“陀螺转轴方向不变,飞船每转一圈望远镜方向就向后倾斜一点”。仅从对比的数据这两种观点是无法区分的。所以,Schiff和Everitt各犯了一个错误,两错迭加,负负得正,使得GP-B实验竟然有效。

 

   在GP-B最终报告中,测地线效应进动的实验结果符合广义相对论预期。只是最终结果的精度远低于实验设计的预期,而且没有超过以前的测地线效应实验的精度。Everitt 2007年4月还在美国物理学会的会议上声称:测地线效应的精度为0.01 %,坐标拖曳效应的精度为1 %。可GP-B最终结果公布的精度,测地线效应的精度为0.5 %,坐标拖曳效应的精度为14 %。公布的坐标架拖曳效应进动的原始实验数据很杂乱,我分析认为是超导磁屏蔽设计不完善所致。原始数据显示的平均的坐标拖曳效应的进动方向与预期的相反。GP-B最终报告原定在37届COSPAR发表,却临时取消了,直到两年后的38届才发表。最终报告中事后的众多的数据处理修正,如转子被静电污染的班点效应等等,与他们早些年公布的技术数据不符。在后来数据处理中加上了众多修正的坐标架拖曳效应的进动,不具有说服力。

 

区分f QFT与f GR的实验判据:

 

   论文《为什么弱相互作用类卡西米尔压力的引力作用与物质的成份无关》[22]指出:分别从QFT和GR推导出的f QFT与f GR,当类卡西米尔压力常数取实验值,两者就合一为新引力定律。f QFT与f GR的区别是:f QFT有量子效应,f GR没有。f GR有Lense-Thirring效应,f QFT没有。2002年Nesvizhevsky等人[23]用超冷中子在地球引力场中的自由下落实验中,中子不是连续地下落,而是跳跃地从一个位置到另一个位置,支持f QFT。天体磁场的起源用f QFT可以解释,用f GR则不能,也支持f QFT。GP-B实验探测Lense-Thirring效应的不成功,又支持f QFT。所从,f QFT是本质的,f GR只是f QFT的唯象的表示。

    牛顿力学和GR都是定义为引力正比于质量,从而不可能也不需要解释为何引力与物质的成分无关。QFT的引力f QFT是直接正比于物质中的核子和电子对虚中微子的散射(碰撞)截面,由于电子的截面远大于核子的,f QFT应该与物质的成分有关。但为什么实验结果却是引力与物质的成分无关呢?这是因为所有的精密引力实验(例如Cavendish实验和Eötvös实验)的检验质量都不是孤立质点,也就是说,任何实验都不能脱离环境(实验仪器、支架、实验场地和房屋等)来测量两个单独质点间的引力。由于电子的截面远大于核子的,电子比核子多受的类Casimir压力,致使原子的正、负电荷中心发生分离,直至电荷分离的静电力抵消电子多受的虚中微子压力达到平衡为止。这种引力导致的原子电极化,通过接力传递使得引力场中的物体全都成为电偶极子。若只有m和M两个物体,引力极化的电偶极子之间的相互作用力,正是电子多受的虚中微子压力,它当然与物质的成分有关。但是除了两个被测物体之外,四周的实验支架、仪器、房屋也被引力极化成为电偶极子,这些电偶极子之间的接力传递,使得整个实验室成为一个大的电偶极子,而实验室内部则是电中性的。因此,与成分有关的电子多受的虚中微子流压力,最终被环境中的电偶极子的力抵消掉了。这种抵消是完全的,因为电磁力比弱作用力的引力强三十多个数量级,周围环境轻微地电极化的静电力,就足以抵消电子多受的弱作用的虚中微子流压力。测量结果就表现为:电子并没有多受虚中微子流的压力,就如同电子的散射截面等同于核子的。所以,对类Casimir压力的引力作用而言,实验的结果也是与物质的成分无关,只取决于质量。f QFT有引力的电极化作用,f GR则没有。当然,GR也无需引力的电极化解释。

 

参考文献

 

[18] Chen Shao-Guang, Basal electric and magnetic fields of celestial bodies come from positive-negative charge separation caused by gravitation of quasi-Casimir pressure in weak interaction, 38th COSPAR, D31-0054-10,  http://adsabs.harvard.edu/abs/2010cosp...38.2033C>

 

[19] 陈绍光, 空间非各向同性使自转物体产生磁性, 科学通报, 1980年, 第23期, 1067-1070页

 

[20] Chen Shao-Guang, According to QFT there is likely no Lense-Thirring effect,37th COSPAR,H05-0029-08, http://adsabs.harvard.edu/abs/2008cosp...37..507C>  

[21] Gravity Probe B Science Results—NASA Final Report, December 2008.http: // einstein.stanford.edu/ content /final_report /GPB_Final_NASA_Report-020509-web.pdf[22] Chen Shao-Guang, Why the gravitation of quasi-Casimir pressure in weak interaction is independent of the composition of matter,38th COSPAR,H03-0044-10    http://adsabs.harvard.edu/abs/2010cosp...38.3774C>  [23] V.V. Nesvizhevsky et al., Nature 415, 297 (2002) 
 
[楼主]  [24楼]  作者:qapin  发表时间: 2011/12/02 08:34 

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