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前沿科学还是前沿神学?(全文转贴)
[楼主] 作者:hudemi  发表时间:2012/03/02 19:41
点击:1860次

 

前沿科学还是前沿神学?-- 就超弦和超对称理论答郑道先生

                         王令雋

 

我给张操先生的两封短信发表以后,有一位郑先生立即在网上发表一篇洋洋一万四千言的文章 "评吴耀琪先生的核育论" 进行猛烈抨击:

    "中国人即使曾经在美国获得终生教授的物理学家,也只能 ‘骂 娘'." "王令雋教授在回复他的信中,以指责伪科学家欺世盗名,把物理学界搞得污烟脏气为托辞,点名霍金和彭罗斯,把因果律都颠倒 了,即他们主张时间是二维的,既有实时间,也有虚时间,而且虚时间比实时间更真实。王令雋最后愤愤地说:‘对科学逻辑和事实的违背,莫此爲甚'"。

    我点名霍金和彭罗斯颠倒了因果律,显然是在谈物理中最为本质的东西,在指出他们对科学逻辑和事实的违背,这是骂娘吗?郑先生如果认为霍金和彭罗斯的这些理论不是伪科学,只要向科学界解释一下因果律如何可以颠倒,时间为什么是二维的,为什么虚时间比实时间更真实,就立即把我打倒了。我的反大爆炸理论的观点在《现代宇宙学的基本问题及DET理论》《就宇宙学问题与方励之教授商榷》《小儿辩日辨》等文中有比较系统的叙述。我诚恳地邀请您和"现代前沿科学"的同仁们对拙作中对大爆炸理论的质疑逐条逐条无保留的无情的批判。把它批倒批臭。如果您做不到,就别怪有人会愤愤,也别怪这些文章在物理学界产生反响。

    感到愤愤的还不止王令隽,郑先生的文章中就提到一个大人物-格拉肖:

    "格 拉肖1979年与温伯格、萨拉姆共同获得诺贝尔物理学奖,是世界著名的理论物理学家、美国科学院院士。...... 1976年还获奥本海默奖,1991年获Erice科学和平奖。...... 格拉肖也曾发誓要让哈佛远离弦理论,但他却无法阻止阿卡尼哈默得和兰德尔等他的学生和班底, 成为被公认的当今全球最一流的超弦理论学家。"

    格拉肖比我厉害,不仅是愤愤的言论,而且还有行动 -发誓要让哈佛远离弦理论 。格拉肖对超弦理论的愤愤批评的话,郑先生没有提,现引述如下:

    "超弦理论将演变出一些只有在未来的神学院里的神学家们导演的活动。自黑暗的中世纪以来,我们第一次看到崇高的科学研究最终的结局竟然是再次以信仰取代科学。"

除了格拉肖以外,还有一位诺贝尔奖得主,世界知名的高能物理学家里奇特 (Burton Richter),也认为这些自我标榜为"前沿科学"的东西是神学,。他在《今日物理》杂志 2006年十月号上发表了一篇文章 "粒子物理理论:神学猜想还是实际知识",批判超对称理论:"比如说,如果Higgs 质量平方发散,就发明超对称让它对数发散。这一发明的代价是带来124 个新的常数。我总觉得这代价太大。"

    格拉肖和里奇特没有说超弦理论或超对称理论是伪科学,而说是神学。霍金本人也承认他的理论近乎神学。在《果壳中的宇宙》一书的第二章(英文版35页。对不起,我手头没有中文版。《时间简史》中也有同样的话。),霍金写道:

    "人们可以问:上帝在创造宇宙之前在做什么?正如圣奥古斯汀所说,人们不应该开这种玩笑。‘在此之前上帝在为那些深究奥秘的人准备地狱。'这是一个人们思考了多年的问题。按照圣奥古斯汀的看法,上帝在创造天地之前根本没有制造任何东西。事实上,这非常接近现代思想。"

    霍金写到他和彭罗斯合写的一篇论文证明了时间有始点和终点,赢得了$300奖金。"这使许多物理学家非常不满,可是却使相信创世记的宗教领袖们欢欣鼓舞,因为这就是(创造论的)科学证明。"(41页)

    请无神论者们不必担心,霍金和彭罗斯的"科学证明"并不科学,后面隐藏着许多假定。

    在"预言未来"一章中,霍金说:"在对未来的预言中,星象学并不比科学定律差。"(126页)确实啊,姜子牙预言武吉进城后会杀人,科学定律做得到吗?霍金甚至需要用上帝的闪电来图解他的时间旅行的理论(147页)。

    如果你们知道自己的理论是神学,是星象学,坦率承认也好。就怕不敢承认,还要自诩为"现代前沿科学",那这种"科学"就是假的,伪的。其实伪科学也好,神学也好,都不是科学。

    "欺世盗名"也不是谩骂,而是对一种行为的描述。其意思是,通过欺骗世人来赢得名声和地位。可以举几个典型的例子来看看人们怎么欺世盗名的。

    1)因果律的颠倒。也就是说,先有结果,后有原因。不是关云长手起,然后青龙偃月刀落下,最后老蔡阳的脑袋被砍下;而是老蔡阳的脑袋先落下,然后青龙偃月刀砍下,最后关云长举起青龙偃月刀。圆明园先被烧了,八国联军再点的火。判断这种谬论的伪科学性,需要蛮高的智商,蛮多数学吗?难道"90%的成 人,包括大学生、教授、院士"们一定要先学懂黎曼几何拓扑流型才有对因果律的发言权?

    对这种时间倒转的"现象",霍金在"保护过去"一章中说得比封神演义还神奇:"如果虫洞[注1] 确实存在,他将是解决空间中速度极限问题的办法:相对论要求宇宙飞船的速度不能超过光速,因此需要几万年才能横穿银河系;可是你可以通过虫洞到达银河系的那一边后赶回来吃晚饭。所以你可以想象坐飞船通过虫洞回到你起飞之前的过去把送你上天的发射架炸掉以防止飞船起飞。这是‘爷爷佯谬'的变种:如果你回到过去,在你祖母怀上你爸爸的时候就把你爷爷杀死了怎么办?"

    可是如果在宇航员的祖母怀上他爸爸以前他的祖父就因为孙子的时间旅行被杀,则宇航员的父亲和他自己都不可能存在;既然他自己不存在,也就不可能坐时间机器回到从前去阻止他祖母的怀孕,因而他的父亲和他自己又可以存在了。......

    "爷爷佯谬"非常生动地揭露了因果律颠倒的背理和伪科学性。霍金自己也知其佯谬,按道理应该立即停止这一方面的"理论研究"。可是他看到了数学星象学的商机,大张旗鼓地开发这片"现代前沿科学"处女地,不仅以研究黑洞虫洞成名,坐进了牛顿曾经坐过的交椅,还大量发行"科普"小册子,赚钱赢利,将市场打入好莱坞,打入中国。

    不久前一位国内来的朋友问我:"有一位哲人曾说,任何信仰都是可以用金钱和利益收买的。那末,要什么样的条件,才能使您改变您的反对宇宙大爆炸理论的立场和您对宇宙无穷的信仰?"

    我的要求其实简单而公平。只要霍金能够坐上他的时间机器,时空穿越到1898年,在谭嗣同坐火车到天津见袁世凯之前把光绪皇帝被软禁在瀛台和谭嗣同在菜市口被杀头的历史告诉谭嗣同而避免戊戌政变;或者穿越到1931年,在九一八事变前杀死南次郎,本庄繁,板恒征四郎和土肥原贤二,将日本侵华战争推迟一二十年,或干脆将广岛长崎的原子弹爆炸照片和日本无条件投降书在1930年的日本报纸上发表以阻止日本侵华战争,我就立即停止对大爆炸理论和时空穿越理论的批判。

    至于我的科學信仰,光靠现实的三维空间中的金錢是很难收买的。不過,如果谁能从高維空間中搞点银子来,哪怕只有一分钱,也会立即改变我對物理学和整個科學的信仰。

    对于在颠倒因果关系问题上如何欺世盗名,霍金在第五章《保护过去》中泄露了天机:"公开猜想时间旅行是需要耍诡计花招的。你将冒两种危险:或者被批判为将老百姓的血汗钱浪费在如此荒唐的东西上,或者被纳入为了军事目的的绝密研究项目。毕竟,面对拥有时间机器的敌人我们如何能够自卫呢?他们可是有可能改变历史统治世界的人啊!只有我们这些傻帽才会从事这样一种在物理学上政治错误的研究。我们于是用技术术语(按:也就是数学专业术语)将事实伪装起来。这些技术术语就是时间旅行的密码代号。"(135页)

    霍金的这种伪装的可能改变历史以统治世界的"前沿科学",至今并没有被纳入任何国家的绝密军事研究课题,倒是花费了不少政府的物理科研经费,也通过卖科普小册子和拍电影赚到了不少老百姓税收以外的钱。

    [注1]:虫洞(wormhole)还有一些比较雅的称呼,比如"时空隧道","爱因斯坦-罗申桥",和一些不太雅的称呼,比如"宇宙脐带","施瓦兹查尔德喉管"。

 

2)关于虚时间

    对于时间是由实时间和虚时间组成的二维时间的假定,霍金说:"人们或许会觉得虚数只不过是和现实世界毫无关系的数学游戏。但是从肯定主义哲学(即接受任何假定或理论的哲学)的观点来看,人们无法决定到底什么是‘实在的'"。"包含虚时间的数学模型不仅预言了我们已经观察到的现象,而且还预言了一些虽然还没有测量到,但是基于其他理由相信它存在的现象。那末,到底什么是实的什么是虚的?还是虚实之分只不过存在于我们的脑袋之中?"

    霍金教授已经连物理现象的虚实之分都搞不清楚了,怎么能指望他懂得时间的一维性和单向性?怪不得他会以为时间是有形状的;怪不得他会提出二维时间和虚时间的荒唐假定。王羲之说:"一死生为虚诞,齐彭殇为罔作"。霍金对现实世界的真实性和时间的物理意义的理解还不如一个一千年前的书法家。如果一个人连时间的物理意义都没有搞懂,一开始就从一个荒唐的二维时间假定出发去演绎一个理论,这样的理论有意义吗?"90%的成 人,包括大学生、教授、院士"有必要浪费时间去看懂基于一个荒唐假定之上的理论,去搞清其数学细节吗?如果你从一个荒唐的假定"天人感应"出发,假定一个彗星的陨落和诸葛亮的病危直接相关,然后糅进一大堆数学,繁复到"需要一个学生计算两百年"的数学,最后得出结论说诸葛亮可以通过祈禳延长寿命,人们有必要先读懂你的数学再下结论吗?

    因果律颠倒,最早始于上世纪六十年代的黑洞理论。当时有一个叫克鲁斯科 (M.D. Kruskal)的人为了补救施瓦兹查尔德解的发散, 于1960 年提出一种坐标变换,将半径和时间坐标 (r,t) 变换成 (u,v) 坐标。问题是,克鲁斯科变换不是一一对应的变换。每一个时空坐标 (r,t) 对应于两个(u,v) 坐标。这样在(u,v) 图表中就有两支时空曲线。他把每一枝曲线都叫做宇宙,一个宇宙有黑洞,另一个有白洞。这两个宇宙的时空坐标 (r,t) 是一样的,时空上是重叠的。于是,克鲁斯科就用一个数学变换轻而易举地变出了多重宇宙。克鲁斯科之所以不惜破坏一一对应的变换规则也要保留两族曲线,理由纯粹是数学的:如果保持时空的唯一性,他的拓扑流型就不完整。所以,他宁可接受两个时空上重叠的双重宇宙的荒唐概念,也要保持它的拓扑流型的完整性(completeness of topological manifold)。

    不久柯尔 (R.P. Kerr) 找到了爱因斯坦场方程的另一个适用于旋转的球对称引力场的解析解,当然也包涵奇点。如果对柯尔解进行类似的坐标变换,则可以变出无穷多枝曲线,无穷个拓扑流型,无穷个宇宙来。而且这种科尔变换产生了两个非常奇妙的现象。其一,半径r 可以是负数!这种负半径等效于负质量或万有斥力。不管如何解释都逻辑背理。其二,在半径为负值的某些区域,世界线会是封闭的曲线,即是说,一个人经过一段时空旅行以后又会回到以前历史上的某一点。这就是所谓的时间旅行。

    霍金们比克鲁斯科和科尔走得更远。他们搞拉郎配,把爱因斯坦的广义相对论和他不相信的量子理论结合,将海森伯测不准关系和费曼路径积分历史叠加摆到基本原理的高度,再加上二维复时间的假定,生产出更为复杂的拓扑流型,形成一个"时间旅行界面"(time travel horizon)。谁要想通过这个界面坐上时间机器,得当心上帝的雷电(147页图5.12)。

   

    由此可见,所谓"多重宇宙""因果颠倒"和"时空穿越"等玄乎其玄的概念完全是数学家玩弄数学,然后吹口仙气,赋予无穷个拓扑流型以物理意义,把这些几何图形变成无穷个宇宙而"推导出来"的。难道这不是欺世吗?这种做法本身正说明这些理论家们其实根本就不懂时间和空间的物理意义。在他们的思维里,时间和空间只是一些数学变量而已;宇宙只不过是拓扑流型中的某个区域而已;事物的发展过程只不过是这些区域中的一条曲线(世界线)而已。如果这条曲线是封闭的,人们就可以沿着这条封闭曲线作时空旅行回到过去。

    像时空穿越,因果颠倒,高维空间等等反科学逻辑的概念,只需要一点点常理就可以判断其伪科学性,可是这些"前沿科学家"们坚持说这里面有很深的数学,除非教授和院士们都学过广义相对论和量子场论,学过黎曼几何拓扑流型,否则就没有权利批评。其实比这些"被公认的当今全球最一流的超弦理论学家"们数学造诣高深的数学家大有人在。真正的数学家们好像也不见得懂得因果如何能够颠倒,时空如何能够翻转,空间的自由度如何能够大于三,时间怎么可以是二维的,虚时间是什么东西。对这些数学家们,超弦理论家们说他们"没有物理思想";在物理学家面前又摆出数学家的架子,说他们"不懂数学";两面忽悠,八面威风。

    格拉肖教授和里奇特教授是不是看得懂超弦理论?且由郑道先生去继续调查。不过,他们对超弦和超对称理论的批判却是一语中的,入木三分。其实这些所谓的"前沿科学"连你们自己都看不懂。霍金对此供认不讳。他谈到超对称理论并不能保证完全消除Yang-Mills场的无穷大发散问题时坦承:

    (在引入了几百个"超伴子"以后)"当然还是有可能存在较小的无穷大存在。谁都没有耐心去计算这些理论到底是不是完全收敛。这一工作要一个好学生算两百年,天知道他会不会在算到第二页时就出错?"您自己都对自己的数学没有耐心,好意思要求"90%的成 人,包括大学生、教授、院士"去看懂吗?你们天天在吹嘘你们的理论数学上如何美,如何协变,如何超对称,难道美丽的数学要繁复到你们自己两百年都算不出你们的理论到底是收敛还是发散的程度?难道美丽的数学要繁复到"90%的成 人,包括大学生、教授、院士"都看不懂?

   3)关于宇宙如何被无中生有地被"创造"出来的。

    霍金说,创造宇宙所需要的巨大能量是在宇宙大爆炸的时间原点从真空中借来的,到宇宙大湮灭时再完璧归赵还给真空,从大爆炸到大湮灭的整个宇宙生命中不必要给债主(真空)分期付款还债。他在上世纪八十年代提出了一个量子泡沫理论 (quantum foam theory)。假定真空扰动会产生无数的量子气泡 (quantum bubble),绰号又叫宇宙婴儿 (baby universe),尺寸约 10 的负33次方 厘米, 比质子半径小20个数量级。每一个量子气泡都会像我们的宇宙一样经过大爆炸而成为成年宇宙,并通过时空隧道和我们的宇宙相联。根据霍金的理论,从我们宇宙中的每一立方厘米的空间中每秒钟要因真空扰动产生10的143次方个宇宙婴儿!即是说,从我们的鼻尖上或眼珠子里每时每刻都在爆炸出无数的宇宙,但我们看不见,摸不着,感觉不到疼痛,不过霍金的方程式却可以算出来。

    我们不妨把霍金理论预言的宇宙出生率和核弹爆炸的猛烈程度做一个比较。核爆炸每秒钟从每一个立方厘米的体积中会炸出大约10的23次方个分子。请注意这里不仅10的143次方比10的23次方大120 个数量级,而且单位也不一样,一个是分子,一个是宇宙。霍金的大爆炸每秒钟从每一立方厘米的空间中产生的是10的143次方个宇宙而不是分子!还有,核爆炸只是从大约一立方公里的体积中掀出这些尘土,影响的只是广岛长崎或核试验基地。其他地方影响不大。而霍金的大爆炸是从我们全宇宙的空间中以如此高的生产率创造宇宙婴儿的。核爆炸掀出的分子和尘土原来就已经存在了,不是无中生有造出来的。霍金的宇宙们可是无中生有地被霍金创造出来的。您如果真的相信霍金的理论,对这样高的宇宙出生率感到担心,最好给他写一封陈情表,求求他在草稿纸上玩数学的时候,也顺带在他的方程式中加上宇宙计划生育一项。

    世界上有比这更大胆的欺世盗名吗?

   4)古斯的膨胀理论

    "标准"宇宙大爆炸理论的一个著名困难是所谓地平问题 (Horizon Problem)。也就是宇宙的爆炸速度达于光速的问题。比如说,在大爆炸后三十万年后的去耦合期,大爆炸的宇宙半径约为七千万光年。可光子从大爆炸出世最多也只能跑三十万光年,光程不到宇宙半径的百分之一。这时候的宇宙爆炸速度高达光速的两百多倍。这显然是荒唐的。

    为了解决地平问题,古斯 (Alan Guth) 在1980年提出了一个膨胀理论 (Inflation Theory)。根据古斯的这一理论,宇宙在大爆炸后约 10的负36次方秒到 10的负33次方秒经历了一次超光速膨胀,在这短暂的一瞬间宇宙半径从10的负65次方光年膨胀到 10的负15 次方光年。 这就相当于宇宙的膨胀速度比光速大二十几个数量级!至于这种超光速膨胀所需的能量和加速度,谁负责在10的负36次方秒启动膨胀,谁又负责在10的负33次方秒停止膨胀,似乎不是古斯关心的事情。

    可就是这些人,对于前不久欧洲核子研究中心和意大利Gran Sasso实验室的超光速中微子测量实验结果口诛笔伐。中微子的质量基本为零,他们宣布的中微子速度只不过超过光速一个很小的百分比,就被一些理论家斥之为异端。可是宇宙大爆炸的速度大于光速几百倍甚至几十个数量级;却反而被捧为"前沿科学"。世上有比这比这更霸道的学阀作风,更明目张胆的欺骗吗?

    5)至于彭罗斯如何欺骗世人,郑先生的文章就揭示了一个活生生的例子:

    "简单 地说,黎曼曲率描述的是引力场,黎曼张量只是反映时空几何,描述引力场的是度规里奇张量,是黎曼张量的缩并、缩约。对这种"缩并力","爱因斯坦方程则粗略是: 里奇=能量。正是在能量张量中"压力"的出现以及为使整个方程协调的条件要求,使得压力对体积缩小效应有所贡献。"

    "里奇张量也有类似对称超距的引力。这种作用传输是隐形的,可以是光速,也可以是超光速。"

    郑先生紧接着质问道:"如此抽象,不知张操和王令雋教授学懂了里奇张量没有?"从郑道先生的质问中表现的自信,可以猜想他大概自以为学懂了里奇张量,而且俨然是个行家里手。可是从上面的引文中,我们看到他显然被彭罗斯的抽象概念吓懵了,受骗上当了。

    "里奇=能量"是一个低级错误。为什么里奇张量不能等于能动量张量呢?因为能动量张量的散度为零,而里奇张量的散度不为零,而是等于黎曼曲率的一半。爱因斯坦方程应该是:爱因斯坦张量=能动量张量乘与一个常数。

    郑先生这里所特意炫耀的,非常抽象的,抽象到王令隽和张操学不懂的彭罗斯的理论,是他的所谓"缩并力"的概念。他们认为张量的"缩并"是一种力。产生这种力的动作是张量的"缩并"运算。

    所谓"缩并",通常叫做张量的指标收缩,是一种最简单的张量运算,指标收缩的结果使得张量的阶数降了二阶。一个四阶张量收缩一次就变成二阶张量,再收缩一次就变成零阶张量(常数)。

    爱因斯坦在试图建立他的引力场方程时,将空间的曲率和能动量张量直接联系到一起,认为能动量张量造成了空间的弯曲。描述空间弯曲的几何量是黎曼张量。可是黎曼张量是四阶张量,有256个原素;而能动量张量是二阶张量,只有16个元素。这两个张量不可能相等。如果将黎曼张量收缩,就成了一个二阶的里奇张量,至少在原素的个数上和能动量张量相同,有可能放在方程式的两边。这就是爱因斯坦为什么要将黎曼张量收缩成里奇张量的原因。

    由此可见,张量的收缩,仅仅是一种缩小张量阶数的代数运算,和"力"扯不上任何关系。这种代数运算是离散的操作,不是连续的操作,因为张量的阶数是整数,不可能是分数。比如说,没有1.2阶的张量。可是,力是一个连续量,可以取整数之间的任何小数,也可以是负数。力是一个矢量,而里奇张量是一个二阶张量。一个二阶张量能够等于一个矢量吗?力的量纲是牛顿,里奇张量的量纲是曲率,量纲就不对。力是变化的,能动的。指标收缩是固定的,不变的。一旦从四阶的黎曼张量收缩成二阶的里奇张量就不动了,如何产生"缩并力"?是黎曼张量从四阶收缩到二阶的里奇张量产生了"缩并力"呢,还是从里奇张量收缩到曲率常数产生了"缩并力"?还是两者都产生"缩并力"?哪一种"缩并"的力量更大?

    我们现在知道的有四种自然作用力。每一种作用力都是一种物理过程。而彭罗斯的"缩并力"是一种纯数学操作,没有任何物理过程与之对应。郑先生能不能举出自然界中哪一种"力"是从四阶黎曼张量到二阶里奇张量的指标收缩,哪一种力又是从二阶里奇张量到零阶曲率常数的收缩?郑先生居然被彭罗斯这种" 里奇=能量"和"缩并力"的抽象把戏忽悠了,还神采飞扬地质问"如此抽象,不知张操和王令雋教授学懂了里奇张量没有?"让人不得不佩服郑先生的勇气。

 

在郑先生眼里,好像现代科学就是超对称和超弦,其他都不要紧,所以才会质问"不知张操和王令等同仁在美国学到些什么?既然霍金和彭罗斯类似的现代前沿科学都是伪科学,他们何必要到美国去?甚至还呆着不归?他们去美国目的是什么?他们学懂了现代前沿科学了吗?"好像谁要到英国或美国去,就必须跟着霍金和彭罗斯学他们的"现代前沿科学"。还好,郑先生还没有浪漫到质问姚明到美国去为什么不跟霍金和彭罗斯学他们的"现代前沿科学"的地步。其实,对郑先生的问题,答案很容易找到,只要虚心听听那些还在国内的"专业从事‘核弦'",但"私下也对自己的研究没有信心"的你们的同仁的意见,就能了解一二。至于有些人滞留美国不归,和你们的超弦理论的真伪对错有关系吗?难道有些学物理的人呆在美国而不从事超弦理论的研究,就能证明你们的理论是正确的"现代前沿科学"?难道在美国除了量子引力就没有东西可学了?郑先生的逻辑推理怎么这么难懂?

    大概是想借用人们的爱国主义来为超弦理论增加说服力,郑先生除了质问"他们何必要到美国去?甚至还呆着不归?他们去美国目的是什么?"以外,又把自己的理论染上爱国主义的颜色,称作"中国弦",而西方超弦理论家们的理论叫做"西方弦"。郑先生甚至把对超弦理论的研究和为国争光联系起来:"我国从事这方面研究的有几人?有人说真正在做弦论者不超过10人,这或许低估了点,但人数之少肯定与大国地位不相称,甚至还比不上某些小国。" 要保持大国地位吗?,那就必须"向量子中国转型,必须且必然需要‘量子中 国科学百年战略'"。当然,郑先生这里所说的"量子中国"中的"量子"应该不是格拉肖里奇特等人的"经典量子",而是狭隘意义上的 "量子引力"。

    科学是没有国界的,理论物理尤其如此。一个正确的理论,放在中国和美国同样成立,不需要标上国籍。纳粹德国给爱因斯坦的相对论贴上"犹太物理学"的标签,那海森伯的量子力学是不是就应该是"纳粹物理学"或"量子德国"了?阿卡尼哈默得祖籍伊朗,生于美国。他的最一流的超弦理论到底是"量子美国"呢,还是"量子伊朗"?

    尤其耸人听闻的是,郑先生居然把传统的科学教育和恐怖主义联系起来:"在阿富汗、巴基斯坦的伊斯兰语中,‘学校'称为‘塔利班', 如果这也是一般的如20世纪‘核育论'的理解作的标准,那么‘塔利班'即学校教育培养出的精英,领导的一些地区群众的活动,也许在联合国内仍是有争议的。"看来,美国国土安全部只有雇用一些超弦理论家们才能保证反恐战争的胜利。

    郑先生把科学教育恐怖主义的塔利班扯到一起,那他推崇的所谓"现代前沿科学"的教育是什么样子呢?是数学化了的玄学教育和神學教育。这种教育模式的特点是轻视甚至蔑视经典物理,在学生们还没有搞清楚基本的物理概念时就一头栽进黎曼几何群论拓扑。他们接受的基本信仰是理论家可以基于任何不符合科学逻辑的假定建立数学方程式。并要求所有方程式的解都有物理意义。他们要求大自然服从他们的方程式,而不是要方程式服从大自然。他们习惯于堆砌一大堆假定凑出个别结果,然后欢呼雀跃,吹为"实验证实",而对天天违反实事的基本问题和逻辑背理视而不见,听而不闻。对于严重的逻辑背理和理论失败,他们往往会宣称是"最新发现"。在学术报告中还是鸡尾酒会上,他们以听众不知所云为骄傲,语不惊人死不休,得意于耸人听闻的新假定,新概念。他們以爲物理就是數學,數學就是物理。他们不仅对现实世界没有太大兴趣,他们甚至瞧不起现实的三维宇宙。

    为了把学术讨论政治化,郑先生还把超弦理论和"人权""发展权""科学权"联系在一起:

    "当前,世界已进入了高科技时代,实现发展权就是要让人民平等地参与量子世界科学权的发展,全面享有量子世界科学发展的成果。因为减轻和最终消除贫 穷,也是量子世界科学权发展的优先选择。"

    "我们中国认为,生存权和发展权是首要人权,没有生存权、发展权,其他一 切人权均无从谈起。那么生存权、发展权的基础又是什么呢?是科学权!"

    听起来好像超弦理论家们真的在受到惨无人道的"专政打击",被剥夺了"人权""发展权""科学权"。

    到底谁受到了"专政打击",被剥夺了"人权""发展权""科学权"呢?还是听听郑先生用统计数字揭示的事实:

    "是谁在强迫他们研究核弦呢?是国际大环境。" "在美国,追求弦理论以外的基础物理学方法的理论家,几乎没有出路。" "在崇高的普林斯顿高等研究院享受有永久职位的每个粒子物理学家几乎都是弦理论家,唯一的例外是几十年前来这儿的一位。在卡维里理 论研究所也是如此。自1981年麦克阿瑟学者计划开始以来,9个学者有8个成了弦理论家。在顶尖的大学物理系(伯克利、加州理工、哈佛、麻省理工、普林斯 顿和斯坦福),1981年后获博士学位的22个粒子物理学终身教授中,有20个享有弦理论或相关方法的声誉。弦理论如今在学术机构里独领风骚,年轻的理论 物理学家如果不走进这个领域,几乎就等于自断前程。"

    这是一幅活生生的学术垄断图和近亲繁殖图。在这样恶劣的大环境下,"专业从事‘核弦'",但"私下也对自己的研究没有信心"的同仁也不得不坐在这条船上随波逐流,听其所止而休焉。在这样恶劣的大环境下,也只有名声和地位不容置疑的大师级人物如格拉肖和里奇特,以及名望不高但是认定真理的王令隽和张操等人才胆敢坦承自己看不见皇帝的新衣和皇帝的新脑。这到底是谁在专谁的政?谁没有"科学权"?

    国际大环境在强迫一些理论家们研究核弦,中国国情如何?是不是搞超弦理论的人们在中国被"打击专政"?恰恰相反。中国多次邀请霍金访问,得到了国宾级甚至元首级的礼遇。可见中国科学院和中国政府不仅没有对霍金的理论进行"专政打击",反而尽量保护甚至帮助开拓发展空间。有报道说霍金的一次演讲有6000人参加,在中国掀起了霍金旋风。那为什么中国从事超弦研究的人不多呢?应该去问问那些国内的"专业从事‘核弦'",但"私下也对自己的研究没有信心"的同仁。如果有勇气,把他们的意见告诉中国科学界,尤其是那些求知如渴的莘莘学子们,使他们在选择专业的时候,对超弦理论有一个比较客观的了解。年轻人是未来的希望。20岁到30岁是一个人的黄金时代。如果这个时候误入歧途,栽进一个"私下也对自己的研究没有信心"的事业,甚至迷信到对理论的真伪完全失去判断力,对学子们,对国家,对物理事业,都是悲剧。

    郑先生说:"从事额外维度、暗物质、弦/膜理论等研究,是为着人类未来寻找更先进的能源、材料和环境而来。"听起来令人振奋。不幸的事实是,超弦理论至今无法给出任何一个对应于现实世界的一个物理量,以供实验物理学家们证实或证伪。郑先生居然有胆气谈论"为着人类未来寻找更先进的能源、材料和环境而来",有些像漫无边际的空头支票。这使我想起文化革命中一位国内知名的理论物理学家为党委书记们作报告时的豪言壮语:"如果我们能够造出夸克弹,中国就能立即打倒美帝苏修"。事实上,像超弦和超对称理论这样的所谓"前沿科学""基础科学"不仅和现代科学的所有成就(空间科学,核科学,电脑,网络,遥感,激光,超导等等等等)毫无关系,就是和理论物理的娘家 - 核物理 - 也扯不上任何关系。对这种局面懵然不知,反而以为能够为着人类未来寻找更先进的能源、材料和环境,有点自我感觉过于良好。

    超弦理论以后的发展如何,人们无法预料,但是可以肯定的是,除非他们从高维空间或曰"额外隐形维度"回到现实的三维空间和一维时间,他们的理论就和实际的四维时空没有任何关系,因为他们的理论违背了基本的物理事实和科学逻辑 - 时间是单向的一维的实的,空间是三维的,时空是不能倒转的,物质是不能创生的。"中国弦"和"西方弦"和其他五花八门的弦会越来越多,越来越离奇。正如我在给张操先生的信中所说,他们的理论是发散的,因为他们的理论不是立足于物理现实,而是立足于数学和奇想。他们没有一个客观的收敛中心 - 现实世界。指望躲到"额外隐性维度"中去解决现实维度中的能源、材料和环境问题,是一个相当不牢靠的梦。做这种梦的朋友其实连自己的研究经费都还得指靠四维时空中的纳税人的三维钞票。

    赶超西方的雄心是好的,但应是科学赶超,而不是神学赶超。科学不是荒唐比赛。在数学创造论方面落后于人,没有什么丢脸的。神学的落后正意味着科学的健康发展。西方学术界在脱离物理现实,脱离四维时空的道路上已经走的够远了,所以才会有格拉肖和里奇特等人的大声呐喊叫停。可是一旦形成时尚和趋势,拨乱反正不是很容易的。但是西方制度是具有负反馈功能的制衡制度。如果科学研究长期脱离现实的物理世界,就会逐渐失去社会的支持。从八十年代以后,西方各国对物理学的支持逐年下降,学物理的学生越来越少。物理学的衰退和理论物理研究脱离现实的趋势直接相关。里根总统曾经说过:"你可以长期蒙蔽某些人,也可以暂时蒙蔽所有的人,但是却无法永远蒙蔽所有的人。"21世纪,将是一个物理学拨乱反正,摆脱神学和星象学影响的复兴的世纪。

    中国如果能从外国人走过的弯路上吸取教训,不入歧途,繞過泥潭和陷阱,未尚不是好事。所以,中国搞超弦理论的人不多,不是坏事,更不是中国落后的标志。要在科技上赶超西方,不是在神学的数学化的研究上赶超,跟着一些"科学明星"摇旗呐喊,而应该超前摆脱神学对物理科学的影响,开辟自己的研究方向。如果中國科學界採用所謂"量子中國"戰略,把科研戰略鎖定在量子引力的研究上,一定會將大量科研資源,特別是科研人才,浪費在玄學研究上,抑制科學的健康發展。中國的物理科研重心,應該放在能源(包括核能尤其是可控核聚變),材料(凝聚態物理,低溫超導和激光材料)和空間科學方面(不是大爆炸宇宙學和黑洞理論)。

    我希望国内"专业从事‘核弦'",但"私下也对自己的研究没有信心"的同仁,及早改"弦"更张,离开神学和玄学的道路,开创新的研究方向。生命是宝贵的,天赋的才能更是宝贵的。你们应该是智商和理解力非常高的学者,又有相当好的数学物理素养,既然已经看穿了一个理论的根本问题和未来的前景,为什么还要徘徊歧路,不敢冲出那个自我陶醉的小圈子?你们的聪明才智是科学的财富,全世界人民的财富,应该能够为物理学的复兴,为开创21世纪的新物理学做出你们的贡献。人生苦短,何必把大好的黄金时代消耗在时髦的玄学上?所謂東隅以逝,桑榆非晚。以你們的才智,一定能夠在新的領域做出卓越貢獻。

    另一方面,我也希望你们在给学生们介绍超弦和超对称理论的时候,能够将你们自己的切身体会和经历介绍给年轻的一代,使他们对这些理论能够有清楚的认识。这既是一个物理学家对物理科学的职业责任,更是一个教师对后代的道德责任。

 

 

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 [2楼]  作者:541218  发表时间: 2012/03/02 20:19 

有理论物理学家 王令雋 坐镇天下,大家就放心啦……
 [3楼]  作者:yetiaoxin  发表时间: 2012/03/02 22:57 

张天蓉与王令雋辩前沿科学是前沿神学何妨
郑道
从美国回来的张操教授说,还在美国的王令雋教授,是他的老同学,近日发给他一篇文章:
《前沿科学还是前沿神学?》,王令雋教授在文章中,怀念中国几十年来把前沿科学,作为“伪科学” 围剿,觉很过瘾。但在美国不那么时兴。因此他要改给前沿科学戴“前沿神学”的帽子。
这既可一举两得:即把前沿科学与宗教神学相提并论,一棒打死,又避免他自己在美国被说成是“伪科学家”。因为“伪科学”与“伪政府”是相联的。执政的政府支持的自然科学前沿科学,当然应算“真科学”;而执政的政府反对的自然科学前沿科学,如果戴上“伪科学”帽子,也就是说,是跟着类似“伪政府”跑的东西了;因为执政的政府是反对“伪政府”的。而王令雋教授身在美国,把把前沿科学作为“伪科学”来打,不是当今美国政府的政策。
其实把前沿科学与宗教神学相提并论,是张冠李戴。因为前沿科学的抽象,并不等于宗教神学。它们之间的区别,就在于前沿科学研究最终,能拿出全世界人民喜欢的高新科技产品。张天蓉教授谈验证量子纠缠态存在的事实,是回应美国的王令雋教授把前沿科学说成前沿神学的一场大辩论。张天蓉教授说:“事实的确如此,自阿斯派克特的实验之后,更多物理学家们开始思考量子力学的基本原理,因为现在,‘非定域特征’已经不仅仅是像过去的爱因斯坦和波尔之间所进行的那种没完没了的哲学之争,它成为一个在实验室里可以检验的热门课题。人们从各个方面,用不同的方法,来验证量子纠缠态存在的事实,从而也检验量子力学的非定域特征”。
产生纠缠态的纠缠光源,也与时俱进,从技术和原理方面都大大得到改进。美国罗彻斯特大学的伦纳德•曼德尔(Leonard Mandel),利用激光照射在非线性晶体上产生的自发参量转换,来产生更为稳定可靠的纠缠光子对。曼德尔的学生杰夫•金伯尔(H. Jeff Kimble)后来在奥斯丁德州大学和加州理工学院,改进了量子纠缠光源,并完成了一系列量子光学有关的突破性实验。中国著名的光学专家,山西大学光电研究所彭堃墀院士,曾在美国加州理工学院金伯尔的实验室里工作过。当时,彭堃墀院士通过自发参量下转换的方法,产生了稳定的连续变量纠缠源,并首次用实验证实了连续变量的EPR佯谬。 另一位华裔物理学家,美国马里兰大学的史砚华(Yanhua Shih)也做了一系列有趣的实验,包括著名的‘量子擦除实验’,以及我们在第五节中提到过的,约翰•惠勒提出的延迟选择实验。史砚华的实验结果非常精确地符合量子力学的理论预测。在史砚华的一系列实验中,最有趣的也与此文最有关系的,是一个被称为“幽灵成像”的实验。
把“幽灵成像原理”说成前沿神学,也不会像美国回来的张操教授,以及在美国的王令雋教授那样空手而归。因为“幽灵成像”的实验证明,纠缠光源发出互为纠缠的红光子和蓝光子。经过偏振器之后,红蓝光子分开向不同的方向传播。在史砚华等人的实验中,与通过了狭缝的红光子互相纠缠的蓝光子被识别分离出来,投射到一个屏幕上。人们发现,红光子道路上经过的狭缝图像,像幽灵鬼影一般,呈现在蓝光子投射的屏幕上。而史砚华等人的实验设计及结果图还是,在他们的实验中,狭缝形状不是一个鬼影,而是四个字母“UMBC”,这是马里兰大学的英文缩写。实验结果显示,那些经过了狭缝的光子的孪生兄弟们,在实验室的另一端遥相呼应,幽灵般地呈现出了与狭缝形状一致的图像:UMBC。
张天蓉教授说,以上‘幽灵成像’这个生动的实验,给了我们一些什么启示呢?首先,我们再一次直观地认识到:光量子的纠缠现象是确确实实存在的,否则,红光经过的狭缝,怎么会由完全分道扬镳的另一路蓝光在远处成像呢?如果不使用‘量子纠缠’这个概念,用经典光学的理论,是解释不了这个现象的。因此,这个实验利用了纠缠光子对,这是第一关键处。但是,仅此还不足够,因为红蓝光子是在很早就分开了的,只有一部分红光子穿过了狭缝,却是所有的蓝光子都到达了这边的屏幕。这‘所有的’蓝光子成不了任何图像,必须把穿过狭缝那些红光子的蓝色孪生兄弟一个一个找出来,只有让它们排队站在屏幕上,我们才能看到图像。如何寻找这些孪生蓝光子呢?类似于我们比较一对兄弟的DNA来判断他们是不是同卵的双胞胎一样,实验物理学家们也自有他们的办法来鉴定。不外乎是测量它们的关联函数之类的。
要完成幽灵成像,必须有两个通道:量子通道和经典通道。量子通道提供了与所有红光纠缠的蓝色光子,经典通道提供分离出特别的孪生子的方法。对成像来说,这两个通道缺一不可。幽灵成像的实验生动有趣,对两个量子纠缠的深奥概念给了一个直观的演示。但是,由量子纠缠而引发的量子通讯方面应用研究的新篇章,却是从GHZ三个人对三粒子纠缠态的研究开始揭开的。
在美国的王令雋教授把前沿科学说成前沿神学,那么这些前沿科学家的由来,说来也“神”。
张天蓉教授说到波士顿大学的西摩尼和他的学生霍恩。霍恩的Ph.D.工作做完后,便四处找工作,求教职。的确,没有哪个科学家是能够不食人间烟火的,任何时候,生存都是第一要素。霍恩还算幸运,他在离波士顿不远的Stonehill College找到了一个位置。吃饭的问题虽然解决了。但是,霍恩感兴趣的是有关量子力学的实验啊!那个学校既没有像样的实验室,也没有著名的物理学家。头脑灵活的霍恩绞尽脑汁想办法。他看中了麻省理工学院克利夫•沙尔(注:沙尔后来是1994年的诺贝尔奖得主)的实验室,想到那儿作有关‘中子’的研究。另外,霍恩当然也不能丢掉Stonehill的饭碗,于是,他去MIT实验室找到沙尔,介绍自己之后,半开玩笑地说:“我可以经常到这儿玩么?”没想到沙尔神秘地笑了笑,指着实验室一张大桌子,风趣诙谐地给了他一个满意的回答:“你就在那儿玩吧!”
霍恩这一玩就玩了十年,从1975年到1985年,十年间的许多假期、夏天、每个不上课的星期二,霍恩都来到MIT沙尔的实验室,作他喜爱的物理实验。可贵的是,他在那儿结识了丹尼尔•格林伯格(Daniel M. Greenberg)和塞林格(Anton Zeilinger),之后多年,三人一直保持友谊,密切合作。这样,才有了后来(1993年)以三人姓名第一字母命名的GHZ论文。塞林格是奥地利维也纳大学的著名物理学家,量子传态的先驱。而格林伯格又是何许人呢?格林伯格1933年出生于纽约的布朗克斯,后来进入著名的布朗克斯科学高中。
这所中学的优秀程度,特别是格林伯格所在的那个1950年毕业班,说起来令人乍舌,不得不刮目相看!布朗克斯科学高中可算是孕育物理学家的温床,它的校友录上闪闪夺目地写着7位诺贝尔物理奖得主的大名!其中包括两位格林伯格的同班同学。他们是1979年的诺贝尔物理奖得主:格拉肖(Sheldon Glashow)和温伯格(Steven Weinberg)。在1950年的毕业班中,还有曾任美国物理学会会长的 Buckley奖获得者Myriam Sarachik,以及另外好几个任教于美国名校的著名物理学家。从这一届学生后来在物理研究中获得如此辉煌的成就,我们似乎可以想象当初的少年伙伴们醉心于科学的程度。
把前沿科学说成前沿神学是造就不出“前沿科学的前沿神学家”的。张天蓉教授说,以布朗克斯科学高中为例,并不是用考试和分数来束缚学生,而是留给他们一定的共同活动的时间与空间。丰富的课余生活使得学生们的思维有自由翱翔的天地。当年的学生们还自发组织了一个“科学幻想小说俱乐部”。大家 通过幻想的方式,海阔天空地谈论科学。那时的格林伯格也不是等闲之辈,据诺贝尔奖得主格拉肖后来的回忆,他就是在学校的食堂里,与格林伯格一起进餐时,从后者那里第一次学到微积分概念的。回到上世纪70年代末80年代初,格林伯格和塞林格每年都会到MIT克利夫•沙尔的中子实验室去作一段时间的研究工作。他们在那儿认识了经常来实验室‘玩’的霍恩。除了做与中子相关的正常实验之外,对量子理论基础的共同兴趣,把这三个人的学术研究生涯,紧密纠缠在一起。
大概是1985年的某一天,格林伯格坐在霍恩家的厨房里,看着围着炉子忙碌打转的霍恩,莫名其妙地问了一句:“你觉得三个粒子纠缠起来会是个什么样子?”
“三个粒子纠缠?实验室里能得到吗?” 霍恩满脸疑惑地问。实验物理学家考虑问题毕竟不一样,霍恩首先想到的是实验的可能性。格林伯格告诉他说,在吴健雄-萨科诺夫的正负电子对湮灭实验中,通常是生成两个纠缠的光子对,但也曾经观察到生成了三个互相纠缠光子的情形,恐怕可以由此例提供一个实验方案。霍恩考虑了一阵,眼睛一亮,说:“我觉得这是一个非常好的研究课题呀。”他鼓励格林伯格花点时间,首先从数学理论上把三粒子纠缠的问题纠缠清楚了再说。闲话少说,验证量子纠缠态存在的事实引来量子计算机,据新浪科技北京时间2012年3月1日作的美国物理学家组织网报道,说IBM研究院的科学家,在提高量子计算装置性能方面取得重大进展。他们做到了在减少基本运算误差的同时保持量子比特的量子机械特性完整性,从而进一步加快研制全尺寸实用量子计算机的步伐。量子计算机利用物质的量子机械行为,计算能力超过目前的任何超级计算机。
 [4楼]  作者:yetiaoxin  发表时间: 2012/03/02 23:04 

新技术可直接测量电子速度



据美国物理学家组织网3月1日(北京时间)报道,美国物理学家表示,他们探索出了一种探测电流的新方法。这一方法基于二次谐波产生的过程,就像一个能远程监控电子速度的“雷达测速仪”一样,能直接“看”到电子的运动并测出电子的速度。相关研究论文发表在《物理评论快报》杂志上。

美国堪萨斯大学的物理学助教赵辉(音译)和教授朱迪·吴等人在超快激光实验室进行了这项实验。他们发现,高能激光器发出的光照射在一种包含有移动电子的材料上时,会产生不同颜色的光。在实验中,他们仔细研究了纤薄的砷化镓晶体材料,该材料广泛应用于高速电子学和高速光子学。通过朝整块晶体施加电压,他们让电子以特定的速度在晶体内流动。用人眼看不见的红外激光脉冲照射该晶体,会产生人眼可见的红光,这正是二次谐波产生过程出现的信号。

他们还发现,红光的亮度与电子的速度成比例,也就是说电子运动速度越快,红光越亮;而当电子没有直接运动时,没有红光出现。赵辉表示:“通过探测红光,我们能精确测量电子的速度,电子不需要同其他样本接触;我们也不会干扰电子的活动。在此项研究之前,现有探测实验技术都基于电流有三个效应:它能为系统充电、改变系统的温度并产生磁场。而科学家最新发现,电流还具有光子效应,这种使用激光研究电流的新方法完全基于这一最新效应。”

研究人员表示,新方法有望改善现今的很多可再生能源技术,诸如太阳能电池、人工光合作用以及水分解等,因为这些技术都依靠对电流进行探测。而且,能更好“阅读”电子运动的传感器可能会成为下一代手机和计算机的基础。(来源:科技日报 刘霞)
 [5楼]  作者:yetiaoxin  发表时间: 2012/03/02 23:06 

2011年的最大科学丑闻中微子超光速丑了我们谁?

刘霞 来源:科技日报

高科技产品可以相信,但是不能迷信,汽车上的GPS导致很多驾车者开错路甚至发生车祸,更导致了2011年的最大科学丑闻,中微子超光速。

这几天,有关欧洲核子研究中心(CERN)中微子超光速实验的"丑闻"表面上似乎已经平息,然而,在更深层面上,此次事件在科学界引发的深远影响还远远没有结束:科学家们应该在什么时候以及如何公布一些激动人心的但还未被完全证实的科学结论?对这样的结论保持秘而不发是否也是一个选择? 光缆松动惹祸让科学梦想破灭 去年9月,全球都被OPERA(中微子振荡装置实验)团队撞了一下腰。因为OPERA团队报告称,从CERN出发的中微子在到达意大利格兰萨索国家实验室这段长达730公里的旅程中,竟然比光早60纳秒到达,实验误差约为10纳秒。 这一结论似乎公然违背了爱因斯坦的狭义相对论。狭义相对论认为,任何物体的速度都不可能超过光速。有人表示,如果研究结果被证实,那么,超光速粒子就真的可能存在,超越三维的额外维度也应该存在,时间旅行或者时空穿越等也有可能成为现实。 去年9月,在CERN召开的一个座无虚席的会议上,OPER表示,他们已经花费了3年时间,认真检查了每个可能出现的错误,甚至多次对实验进行了重复,然后才将正式论文挂到arXiv.org的预印本库。现在看来,似乎结果好得令人难以置信。 果然,今年2月23日,研究人员对实验系统进行重新测试后,揪出了两个错误。第一个错误是位于格兰萨索山上的GPS信号传输到OPERA主时钟的光纤连接出了问题。 因为光速在真空中不变而且已知,因此,科学家们将光当做信号使用,但在光被用于给到来的中微子贴上时间标签前,它必须被转化为电信号。OPERA的成员、法国斯特拉斯堡大学的马科斯·德拉科斯表示,光纤光缆出现了错误。如果在实验进行过程中出现该错误,它可能使光渗出,那么,转化器就需要花费更长时间才能得到所需要数量的光,相应地会减慢电信号出现的时间,这样,中微子会比实际时间提前到达。 德拉科斯表示,现在,OPERA也无法说出光缆是否损坏。如果光缆真的损坏了,那么是什么时候发生的?是否仅仅因为时间关系?OPERA实验项目的负责人之一达里奥·奥蒂罗表示:"它可能最近才偶然发生。我们现在还无法重新制造出正确的连接状态,我们只能通过获得新数据来消除一切怀疑和质疑。" 第二个错误源于其中的一个计时钟。这款科学家们认为非常精确的石英晶体钟每秒应振荡1000万次。在GPS传输之间,该钟每次滴答声的持续时间应该为600微秒,以保持OPERA的主原子钟精确。但是,当奥蒂罗和同事用一个更精确的原子钟来对该石英钟进行检查时,发现它标出微秒的时间比实际时间快了一点。奥蒂罗表示:"因为该钟的频率更高,因此,它将中微子的行进时间测算少了。" 科学家们表示,将这两个错误结合在一起考虑,意味着不能确切地判断中微子的速度。罗格斯大学的物理学家马修·斯特拉斯勒表示:"我们现在几乎不能立刻得出什么结论。" 自从宣布这些错误之后,OPERA团队就遭受了一些奚落,但斯特拉斯勒认为这种揶揄并不公平。他说:"做实验当然需要依靠物理材料,而这些物理材料天生也不完美,并且,检查每条线是一件非常要命的工作,我们只需要让最细的线不出问题就好。" 实验结果公布前应进行更仔细的核查 那么,更容易让人接受的一个解释是,OPERA有点太迫不及待地宣布结果了。对此,斯特拉斯勒说:"整个学术界都在激烈地讨论这个问题。"有人批评OPERA和CERN用新闻发布会的形式来宣布其结果太过招摇。而有些人则表示,这只是科学家的工作方式而已。OPERA新闻办公室的阿诺德·马瑟里尔表示:"即使在去年9月份听到结果后,我们也非常谨慎地表示,这可能并非一个新发现,有些情况还需要我们去理解,我们也需要对结果进行核查。" 其实,自从最初的结果"出炉"之后,OPERA团队本身也分为两大阵营。OPERA的成员卢卡·司旦柯表示:"从一开始我就反对公开昭告天下。"直到第二次试验进行后,他才署上自己的名字。"发生这样的事情的确令人尴尬,我认为,在结果发表之前,必须进行更加仔细的核查。" 但斯特拉斯勒却认为,当一个结论重要到能挑战诸如爱因斯坦这样的"业界巨擘"时,该结论引起的风暴或许已不是OPERA本身能完全掌控的。 OPERA计划于今年5月份重新进行实验,重新放置原子钟并修理好光缆。美国的费米国家实验室也将对OPERA的研究结果进行测试。 此前,美国范德堡大学的托马斯·韦勒将OPERA的研究结论同额外维度联系起来,现在,他非常谨慎。他说:"自然界并不会轻易泄露她的秘密,并且,超光速的中微子或许根本就不是自然界的秘密之一。"
 [6楼]  作者:yetiaoxin  发表时间: 2012/03/02 23:06 

2011年的最大科学丑闻中微子超光速丑了我们谁?

刘霞 来源:科技日报

高科技产品可以相信,但是不能迷信,汽车上的GPS导致很多驾车者开错路甚至发生车祸,更导致了2011年的最大科学丑闻,中微子超光速。

这几天,有关欧洲核子研究中心(CERN)中微子超光速实验的"丑闻"表面上似乎已经平息,然而,在更深层面上,此次事件在科学界引发的深远影响还远远没有结束:科学家们应该在什么时候以及如何公布一些激动人心的但还未被完全证实的科学结论?对这样的结论保持秘而不发是否也是一个选择? 光缆松动惹祸让科学梦想破灭 去年9月,全球都被OPERA(中微子振荡装置实验)团队撞了一下腰。因为OPERA团队报告称,从CERN出发的中微子在到达意大利格兰萨索国家实验室这段长达730公里的旅程中,竟然比光早60纳秒到达,实验误差约为10纳秒。 这一结论似乎公然违背了爱因斯坦的狭义相对论。狭义相对论认为,任何物体的速度都不可能超过光速。有人表示,如果研究结果被证实,那么,超光速粒子就真的可能存在,超越三维的额外维度也应该存在,时间旅行或者时空穿越等也有可能成为现实。 去年9月,在CERN召开的一个座无虚席的会议上,OPER表示,他们已经花费了3年时间,认真检查了每个可能出现的错误,甚至多次对实验进行了重复,然后才将正式论文挂到arXiv.org的预印本库。现在看来,似乎结果好得令人难以置信。 果然,今年2月23日,研究人员对实验系统进行重新测试后,揪出了两个错误。第一个错误是位于格兰萨索山上的GPS信号传输到OPERA主时钟的光纤连接出了问题。 因为光速在真空中不变而且已知,因此,科学家们将光当做信号使用,但在光被用于给到来的中微子贴上时间标签前,它必须被转化为电信号。OPERA的成员、法国斯特拉斯堡大学的马科斯·德拉科斯表示,光纤光缆出现了错误。如果在实验进行过程中出现该错误,它可能使光渗出,那么,转化器就需要花费更长时间才能得到所需要数量的光,相应地会减慢电信号出现的时间,这样,中微子会比实际时间提前到达。 德拉科斯表示,现在,OPERA也无法说出光缆是否损坏。如果光缆真的损坏了,那么是什么时候发生的?是否仅仅因为时间关系?OPERA实验项目的负责人之一达里奥·奥蒂罗表示:"它可能最近才偶然发生。我们现在还无法重新制造出正确的连接状态,我们只能通过获得新数据来消除一切怀疑和质疑。" 第二个错误源于其中的一个计时钟。这款科学家们认为非常精确的石英晶体钟每秒应振荡1000万次。在GPS传输之间,该钟每次滴答声的持续时间应该为600微秒,以保持OPERA的主原子钟精确。但是,当奥蒂罗和同事用一个更精确的原子钟来对该石英钟进行检查时,发现它标出微秒的时间比实际时间快了一点。奥蒂罗表示:"因为该钟的频率更高,因此,它将中微子的行进时间测算少了。" 科学家们表示,将这两个错误结合在一起考虑,意味着不能确切地判断中微子的速度。罗格斯大学的物理学家马修·斯特拉斯勒表示:"我们现在几乎不能立刻得出什么结论。" 自从宣布这些错误之后,OPERA团队就遭受了一些奚落,但斯特拉斯勒认为这种揶揄并不公平。他说:"做实验当然需要依靠物理材料,而这些物理材料天生也不完美,并且,检查每条线是一件非常要命的工作,我们只需要让最细的线不出问题就好。" 实验结果公布前应进行更仔细的核查 那么,更容易让人接受的一个解释是,OPERA有点太迫不及待地宣布结果了。对此,斯特拉斯勒说:"整个学术界都在激烈地讨论这个问题。"有人批评OPERA和CERN用新闻发布会的形式来宣布其结果太过招摇。而有些人则表示,这只是科学家的工作方式而已。OPERA新闻办公室的阿诺德·马瑟里尔表示:"即使在去年9月份听到结果后,我们也非常谨慎地表示,这可能并非一个新发现,有些情况还需要我们去理解,我们也需要对结果进行核查。" 其实,自从最初的结果"出炉"之后,OPERA团队本身也分为两大阵营。OPERA的成员卢卡·司旦柯表示:"从一开始我就反对公开昭告天下。"直到第二次试验进行后,他才署上自己的名字。"发生这样的事情的确令人尴尬,我认为,在结果发表之前,必须进行更加仔细的核查。" 但斯特拉斯勒却认为,当一个结论重要到能挑战诸如爱因斯坦这样的"业界巨擘"时,该结论引起的风暴或许已不是OPERA本身能完全掌控的。 OPERA计划于今年5月份重新进行实验,重新放置原子钟并修理好光缆。美国的费米国家实验室也将对OPERA的研究结果进行测试。 此前,美国范德堡大学的托马斯·韦勒将OPERA的研究结论同额外维度联系起来,现在,他非常谨慎。他说:"自然界并不会轻易泄露她的秘密,并且,超光速的中微子或许根本就不是自然界的秘密之一。"
 [7楼]  作者:张崇安  发表时间: 2012/03/03 09:03 

对【3楼】说:
中微子是否超光速实验检验的是逃逸光速,并不是检验伽利略速度合成的光速。即使证明中微子不超光速,也与爱因斯坦相对论无关!
 [8楼]  作者:yetiaoxin  发表时间: 2012/03/03 09:20 

王令雋教授是我国在美国的退休科学家,他的《唱红中国前沿科学是前沿神学---- 就超弦和超对称理论答郑道先生》是一篇好文章,好就好在正如挑战相对论的“541218“网友所说的:“有理论物理学家王令雋坐镇天下,大家就放心啦……”让人清醒:类似王令雋现象是想坐镇中国天下。但类似王令雋的人在中国坐天下真能让人放心吗?今天化学和核污染的能源、材料、环境,让人不放心,才是前沿科学发展和需要的动力。原子论扩容孤子链,正是2500多年来科学从“经典量子”发展到“量子引力”的继往开来;也正是“量子中国”、“中国弦”、“核弦”的注解。让西方人捡大自然海边的“美丽的贝壳”,不让中国人去捡大自然海边的“美丽的贝壳”的时代,已经一去不复返。从“量子中国”、“中国弦”、“核弦”的角度看,今天的前沿科学回采“经典量子”和“经典物理”是和谐的,不存在王令雋教授所说的分裂,“对国家,对物理事业,都是悲剧”。要原子论扩容孤子链,不要化学和核污染的能源、材料、环境造成的悲剧,就“量子中国”的信心和自信。
 [9楼]  作者:silin007  发表时间: 2012/03/03 20:38 

[8楼] 作者:silin007 发表时间: 2012/02/29 08:47
即不是前沿科学!也不是前沿神学!而应是前沿玄学!


[9楼] 作者:时空道 发表时间: 2012/02/29 11:52
对【8楼】说:人类的认知速度永远在宇宙时速的后面,即追不到梦想的终点,也返不回梦想的起点,这是人类感观认识的局限性。人类认识到意识到的时空,绝不是现实世界的全部,绝不是每时每刻都在变化的真实,在现实世界找不到一个可以永远停留的时位,任意起点终点都是人类的界定,只适用于人类认知的时空!


[10楼] 作者:silin007 发表时间: 2012/02/29 12:44
前两句是非常正确的,后一句是非常错误的!因为现实世界有一个可以永远停留的时位,它不是人类的界定的,它就是做为过去的终点与将来的起点的现在的钟点(时位)!


[11楼] 作者:qapin 发表时间: 2012/02/29 23:11
几千年的历史证明:哲学上唯物与唯心之争,或者夺权与守权之争不会停息也永无胜利者,只有角色的转换。


[12楼] 作者:silin007 发表时间: 2012/02/29 23:26
哲学上唯物与唯心之争依据[10楼]的事实从此可以结案了!
即:现实世界有一个可以永远停留的时位,它不是人类的界定的,它就是做为过去的终点与将来的起点的现在的钟点(时位)!而因为在任意钟点上的现实世界中只是由化学元素与其引力场构成..............


[13楼] 作者:时空道 发表时间: 2012/03/01 06:45
对【12楼】说:呵呵:时位是相对永动的时而出的感想。提出时是永动的概念,目的是想让我们的认识更接近宇宙本源的真象:目前我们许多宇宙本源的真像是以光速作为运动座标系上的,我们知道相对论的关键在于运动座标系的选取。在未来里当大于光速的运动座标系被认识到的时候,原先认识到的宇宙真像就会有所变化。时的概念是根据光速这个运动座标系之上无法解释的现象反推出来,物体所相对的运动座标系速度发生变化(由慢到快加速)物体也会发生变化。时间是一个动量(相对论告诉我们)而时间从时而来。我们看到的必是时运动弯起的时间-空间,而大于时间-空间速度的时是看不到的。(弧线时间-空间,相对时间-空间的直线-时),即使没有相对论的反推。相对于我们人类的认知能力一样可以反推出。宇宙的真像也必然是认知和未知组成。只要我们承认我们对宇宙事物的认知是有局限性的就可以了!提出时的概念是想告诉我们人类的认知尺度不足以衡量出宇宙的真像。宇宙的真像是科学但是必高于科学,是科学与哲学的完美结合。时的概念是贯通科学(有)与哲学(无)的桥梁!

[14楼] 作者:silin007 发表时间: 2012/03/01 09:26
除了现在这个时位之外,其它时位都是相对永动的时而出的感想。
绝对永静的现在时的宇宙真相就是我们要认识的宇宙本源的真象。
即:现在实在的宇宙只是由化学元素与其引力场构成的静态宇宙。


[15楼] 作者:dongmin1948 发表时间: 2012/03/01 11:30
对8楼:同意你的观点,是前沿玄学。我以为,前沿科学应该建立在辩证唯物主义的哲学与科学的方法论的基础上。如果是前沿神学,它怎能与基督教,伊斯兰教,佛教,犹太教描写的那么完美?所以,只能是前沿玄学。

※※※※※※
[silin007]是在思想丛林中维护正义(真理)打击邪恶(谬误)之最基本的观念方法理论等的终极总结者[思林终结者]
 [10楼]  作者:silin007  发表时间: 2012/03/03 20:43 

[25楼] 作者:silin007 发表时间: 2012/03/01 21:42
超光速现象,不仅本来就存在,关键是早有实验证实这一点,......


[28楼] 作者:silin007 发表时间: 2012/03/02 07:57
识之为道 不识为玄 ,......(这个实验就是"光的多普勒效应")
即:在真空中不变的(并与光源运动速度无关的)光速 加上 观察者的(与光同向的)运动速度 就等于超光速!


[30楼] 作者:silin007 发表时间: 2012/03/02 09:17
[12楼]哲学上唯物与唯心之争依据[10楼]的事实从此可以结案了!

即:现实世界有一个可以永远停留的时位,它不是人类的界定的,
它就是做为过去的终点与将来的起点的现在的钟点(现在时刻)!
而因为在任意钟点上的现实世界中只是由化学元素与其引力场构!

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即别轻信人说的,也别坚信己学的,更别迷信书写的;只信亲眼能见的,而且亲手能算的,关键亲身能验的;科学事实
[楼主]  [11楼]  作者:hudemi  发表时间: 2012/03/03 21:40 

任何科学的东西都是尊重因果律的!因为因果关系是逻辑的基础,不讲因果关系也就是不讲逻辑。不讲逻辑、不讲因果,意味着想怎么说就怎么说,这还是科学吗?显然是玄学、神学!
 [12楼]  作者:silin007  发表时间: 2012/03/03 22:12 

因为任何科学的东西都与神学无关!所以即不是前沿科学!也不是前沿神学!而应是前沿玄学!


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 [13楼]  作者:yetiaoxin  发表时间: 2012/03/05 10:14 


王令雋:唱红中国前沿科学是前沿神学
---- 就超弦和超对称理论答郑道先生
王令雋
编者按:王令雋教授是我国在美国的退休科学家,他的《唱红中国前沿科学是前沿神学---- 就超弦和超对称理论答郑道先生》是一篇好文章,好就好在正如挑战相对论的“541218“网友所说的:“有理论物理学家王令雋坐镇天下,大家就放心啦……”让人清醒:类似王令雋现象是想坐镇中国天下。但类似王令雋的人在中国坐天下真能让人放心吗?今天化学和核污染的能源、材料、环境,让人不放心,才是前沿科学发展和需要的动力。原子论扩容孤子链,正是2500多年来科学从“经典量子”发展到“量子引力”的继往开来;也正是“量子中国”、“中国弦”、“核弦”的注解。让西方人捡大自然海边的“美丽的贝壳”,不让中国人去捡大自然海边的“美丽的贝壳”的时代,已经一去不复返。从“量子中国”、“中国弦”、“核弦”的角度看,今天的前沿科学回采“经典量子”和“经典物理”是和谐的,不存在王令雋教授所说的分裂,“对国家,对物理事业,都是悲剧”。要完善的孤子链(核弦)扩容原子论(经典量子),不要化学和核污染的能源、材料、环境造成的悲剧,就是“量子中国”之所有的信心和自信。
 [14楼]  作者:silin007  发表时间: 2012/03/05 12:50 

“经典量子”有2500多年了?王先生你这是几玄了?

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 [15楼]  作者:yetiaoxin  发表时间: 2012/03/05 13:08 

是彭罗斯欺骗世人还是王令隽欺骗世人?

彭罗斯在《皇帝新脑》一书中,解释爱因斯坦的广义相对论方程,认为是包括韦尔张量和里奇张量。彭罗斯说的是,韦尔张量囊括类似平移运动的相对加速度,对球面客体单向的拉长或压扁作用;这与牛顿力学的性质对应。而里奇张量囊括当球面客体有绕着的物体圆周运动时,被绕着的物体的整体都有一个纯粹向内的加速,产生有类似向心力的扩张或收缩的缩约、缩并作用。韦尔张量,韦尔是测量类似自由下落的球面的潮汐畸变,即形状的初始变形,而非尺度的变化。里奇张量,里奇是测量类似球面的初始体积改变。这与牛顿引力理论要求下落球面所围绕的质量,和这初始体积的减少成正比相合。而王令雋教授在他的《唱红中国前沿科学是前沿神学---- 就超弦和超对称理论答郑道先生》中说这是“彭罗斯欺骗世人”。王令雋解释说:张量的收缩,仅仅是一种缩小张量阶数的代数运算,和"力"扯不上任何关系。王令雋又说,当然,我这里已经无形中上了当,说“要使空间弯曲”,好像“我们”有这么大的能耐,可以使平坦的空间弯曲似的。我承认我没有这个能耐,但是许多宇宙学家们却宣称他们有这个能耐,只要在草稿纸上玩点数学,就可以把我们的平坦空间弄成一个弯曲的“三维超球面”。这名字聼起来怪吓人的,尤其是吓唬 “外行”特别有效。我想在本文介绍一下这个概念。有的朋友以为空间的弯曲是用黎曼几何严格推导出来的。这完全是误解。黎曼几何绝对推导不出空间的弯曲。这里,是彭罗斯欺骗世人还是王令隽欺骗世人?任何人都能明白。而王令隽欺骗世人,最不能容忍的是把“因果律的颠倒”栽赃在霍金头上。因果律的颠倒,本是主张实数超光速的人把戏,这是主张虚数或者复数超光速的人不赞同。但霍金表达的这个意思,却被王令隽用来欺骗世人,真是太可笑。
 [16楼]  作者:541218  发表时间: 2012/03/05 13:45 

对【11楼】说:
互为因果,在前者为因,在后者为果……逻辑顺序的先后  存在着必然的逻辑关联
 [17楼]  作者:否定相对论  发表时间: 2012/03/05 21:51 

只有彻底铲除唯心主义和机械唯物主义,科学才会发展。
 [18楼]  作者:silin007  发表时间: 2012/03/06 04:36 

只要铲除爱因斯坦的时空观,真科学就会发展。



相对三论 —— 看动体波动的统一原理


【摘 要】本文通过对电磁光热声水等波动现象进行全面细致的系统分析,因找到了光学现象中的疑难、以太漂移实验的零结果、光的多普勒效应等产生的根源,而得到了运动物体波动的三个相对性的已知性定律,从而看到了电磁光热声水等波动的一个统一性的相对性原理,进而揭示了爱因斯坦相对论的慢钟、缩尺、增质等效应的真相。

【关键词】伽利略变换 波速不变性 波速可变性 波速协变性 多普勒效应


导言 狭义相对论的印象

众所周知,爱因斯坦在1905年发表的《论运动物体的电动力学》是从光速相对光源与介质都不变的事实出发,依据光速相对参考系也不变的前提公设,在洛论兹变换的基础上建立的一种相对性的时空假说。但由于这一只论电磁波光波的波速不变性、不论声波水波的波速可变性的狭义相对论,成功的解释了电动力学与相对性原理之间的矛质与光学现象的疑难及以太漂移零结果等,所以百年来以始终没有人对电磁光热声水等波动的相对性规律进行统一性的具体分析。

否则,依据这些波动在其波源、与其介质、及其参考系(包括观察者)三者都静止时,都是以不变的速度、与波长、及频率传播的绝对性原理,按照水波与声波不仅都具有相对波源的波速不变性;也都具有相对介质的波速可变性,更都具有相对参考系的波速协变性的早就验证无误的三个相对性规律,在光波与光源、光波与介质、光波与参考系这三种具体的相对性关系中,人们早就彻底破解了困扰物理学百年之久的爱因斯坦狭义相对论的慢钟、缩尺、增质等谜团。

因为爱因斯坦的由两个公设与一个核心及一系列推断构成的狭义相对论,不仅只有在光源或参考系有相对运动时才有效,而且只有在两个公设都正确时才正确,最重要的只有在光速不变公设成立时才成立。那么要彻底破解其慢钟、缩尺、增质等谜团,就必须从电磁光热声水等波动在波源、介质、参考系等都静止时的波速、频率、波长都不变的绝对性原理出发,并从水波声波在波源、介质、参考系之间有相对运动时的波速不变、波速可变、波速协变的相对性原理入手。


导论 相对性原理的始末

相对性原理最早是亚里士多德提出来的空间的相对性原理,后来是伽利略提出来的运动的相对性原理,再后来当爱因斯坦提出狭义相对性原理时,由于始终忽略了光速与光源之间、光速与介质之间、光速与参考系之间是三种不同的相对性关系的事实,而没意识到其在光速相对光源不变的哲理性事实的前提下,所建立的狭义相对论是从因太明显才使人视而不见的速度合成不变的数理性错误出发,在因违背了数学规律而根本不成立的洛伦兹变换的一组公式的基础上,变换出因太离谱才使人难辩真伪的慢钟、缩尺、增质等完全无效的物理性假说。

事实上水波与声波的传播规津早就表明:电磁光热声水等波动不仅因为都是随时随地产生的,所以相对运动波源都具有波速的不变性;而且因为都是以恒定速度传播的,所以相对运动介质都具有波速的可变性、最重要的因为都是周期性振动的传播过程,所以相对运动参考系都具有波速的协变性。只不过因为这三种实质就是运动物体波动的最基本的相对性关系(也就是动体波动的三个已知性定律)太简单了,所以自爱因斯坦将光速与光源、与介质、与参考系三种相对性关系混为一谈的狭义相对论发表以来,始终没有人进行系统的具体整理而己。

否则,任何人都可能发现并证明:狭义相对论的哲学前提虽然是正确,但由于其数学基础不正确,由此根本不可能推导出任何正确的科学结论。因为并不是光学现象不满伽利略相对性原理,而是光速(c)不仅与其光源的运动速度(u)根本就无合成(c±u=c)不变的数学关系,而且与其介质的运动速度(u=0)就是合成(c±u=c)不变的数学关系,最重要的与其参考系运动的速度(u>0)则为合成(c±u=c′)协变的数学关系,所以由伽利略变换下的无需任何假设的这三种已知性的相对性关系,构成的才是狭义相对论的真正的最基本的原理。


一论(相对波源的)波速不变性的定律
运动波源与其随时随地发出的波动之间因无速度合成关系而具有波速不变性。

因为水波声波都是随时随地发出的,所以这两种波动都不仅相对其运动波源具有波速不变性是直观性的哲学事实,而且与其运动波源之间并无速度合成的相对性关系是完备性的数学事实,最重要的与其运动波源之间的速度之和根本就没有任何物理意义是自明性的科学事实。那么也是随时随地发出的光波(即电磁波)当然也就相对其运动光源不仅也具有光速不变性,而且两者之间也无速度合成的相对性关系,最重要的两者之间的速度之和也根本不可能有任何物理意义。

因此电磁光热声水等波动的相对运动波源的“波速不变性”由于都不涉及速度合成问题,所以不仅在光学现象中根本就不存在相对运动波源的投球运动与超新星爆发及慢钟、缩尺、增质等等的疑难,而且光波相对运动光源的“光速不变性”与“相对性原理”之间也根本就不存在任何矛盾,最重要的在运动波源与其随时随地发出的电磁光热声水等波动之间,因为根本就没有速度合成关系而具有的“波速不变性”就是运动物体波动的相对性原理的已知性的第一定律。

因而爱因斯坦的“光速不变公设”相对运动光源来讲:不仅因将早就是已知性的事实还当做假设而在哲学上是多余的,而且因将根本就没有速度合成关系的光速(c)与光源的运动速度(u)假设为合成(c+u=c)不变而在数学上是错误的,最重要的因将光波与光源之间无意义的“速度合成不变”解释为是慢钟缩尺等而在科学上是无效的。正是由于这一因多余、而错误、才无效的光速不变公设,使物理学因为迷失了哲学方向,而忘记了数学规律,才踏上了科学歧途。


二论 (相对介质的)波速可变性的定律
运动介质与其中恒速传播的波动之间因具有速度合成关系而具有波速可变性。

因为水波声波在静止介质中都是恒速传播的,所以这两种波动都不仅相对其运动介质具有波速的可变性是直观性的哲学事实,而且与其运动介质之间具有速度合成关系是完备性的数学事实,最重要的与其运动介质之间的速度合成可以直接验证是自明性的科学事实,那么也是在静止介质中是恒速传播的光波当然也就相对其运动介质不仅具有光速可变性,而且两者之间也具有速度合成关系,最重要两者之间的速度之和也可以直接验证(验证结果真空的运动速度为零)。

因此由于电磁光热声水等波动相对运动介质的“波速可变性”都满足经典速度合成规律,所以不仅以太漂移实验零结果的原因是光的传播介质的没有运动速度(或光需不需要传播介质并不涉及相对性问题),而且光波相对介质的“光速可变性”虽然没变但与“相对性原理”之间根本不存在任何矛盾,最重要的介质与在其中恒速传播的电磁光热声水等波动之间,因都满足经典速度合成规律而具有的“波速可变性”就是运动物体波动的相对性原理的已知性的第二定律。

因而洛伦兹等的“长度收缩假说”相对于以太介质来讲,不仅因实验证明光的传播不需要假想的以太介质而在哲学上是多余的,而且因光速(c)与地球自转速度(u)之间根本就没有合成(c+u=c)不变的相对性关系而在数学上是错误的,最重要的因光速与(根本就不存在的)以太的漂移的零速度合成当然还等于光速而在科学上是无效的。正是由于这一因多余、而错误、才无效的长度收缩假说,使物理学因忽视了哲学事实,而产生了数学错误,才导出了科学谬论。

三论 (相对参考系的)波速协变性的定律
运动参考系与其观测到的波动之间因具有速度合成关系而具有波速协变性。

因为水波声波都是周期性振动的传播过程,所以这两种波动都不仅相对运动参考系具有波速的协变性是直观性的哲学事实,而且与其运动参考系之间具有速度合成的相对性关系是完备性的数学事实,最重要的与其运动参考系之间的速度合成产生多普勒效应是自明性的科学事实,那么也是周期性振动的传播过程的光波当然相对其运动参考系也不仅也应具有波速的协变性,而且两者之间也应有速度合成的相对性关系,最重要的两者之间的速度合成也应产生多普勒效应。

因此由于电磁光热声水等波动相对运动参考系或观察者的“波速协变性”都是周期性振动的传播过程,所以不仅相对运动参考系的“光的多普勒效应”的原因是光速具有相对运动参考系的协变性,而且光波相对运动参考系的“光速协变性”与“相对性原理”之间根本不存在任何矛盾,最重要的运动参考系与周期性振动的传播过程的电磁光热声水等波动之间,因都满足经典速度合成规律而其具有的“波速协变性”就是运动物体波动的相对性原理的已知性的第三定律。

因而爱因斯坦的“狭义相对论”相对运动参考系来讲,不仅因运动规律只要正确就必然服从伽利略相对性原理而在哲学上是多余的,而且因多普勒效应早就表明光速(c)与参考系的运动速度(u)之间具有合成(c±u=c′)协变关系而在数学上是错误的,最重要的因光波与运动参考系之间的速度合成才产生的多普勒频移而在科学上是无效的。正是由于这一因多余、而错误、才无效的狭义相对论,使物理学因放弃了哲学真理,而导出了数学谬论,才走进了科学误区。


结论 相对性效应的原理

到此为止,本文虽然给出了足够的理由来证明:爱因斯坦从相对运动着的光源的光速不变公设出发,在洛伦兹为解释太漂移实验零结果而建立的数学变换的基础上,依据相对运动参考系的光速不变假设推导出的狭义相对论,完全是因其哲学前提虽然正确但是多余的公设,而导致其数学基础由于不成立而是错误的假说,才得出了其科学预言恰好与实验结果相附合但都是无效的结论。但真要彻底否定统治学术界百年之久的爰因斯坦的伟大的相对性思想,若无一个能够完全取代爰因斯坦狭义相对论的新学说还是不能推翻其在科学领域中的统治地位。

而这一新学说实际上就是由电磁光热声水等波动相统一的波速不变性与波速可变性及波速协变性,这三个最基本的相对性定律构成的动体波动的相对性原理。也就是说:因为这些波动不仅都是一定的振动的传播过程是简单无假设的客观事实,而且都有一定的“参考系”和“波源与介质”及“波速与波长及频率”是精确无误解的客观事实,最重要的都在一定的静止参考系中,由静止波源过通静止介质,以不变的波速与波长及频率向四周传播是确定无疑问的客观事实,所以只有当光源与介质及参考系有相对运动时才能够涉及到狭义相对论问题。

至于要用这一并不新的学说来取代爱因斯坦的狭义相对论很简单:简单到只需认识到多普勒效应的频移原理才是真正的狭义相对论的事实。因为多普勒效应早就表明:不仅波源运动产生的波谱频移是因波速的不变性,而且介质运动产生的波谱频移是因波速的可变性,最重要的参考系运动产生的波谱频移是因波速的协变性。所以只要我们能够纠正爱因斯坦的“速度合成不变”的数学错误,则仅用多普勒效应的频移原理就能彻底解决在光传播上的所有相对性的物理难题,进而证实爱因斯坦的狭义相对论是一个因多余、而错误、才无效的物理假说。


后语 狭义相对论的逻辑

众所周知,爱因斯坦的狭义相对论原本只是电动力学的一个分支。但由于爱因斯坦在其《论运动物体的电(磁光等波)动力学》中即没论运动物体的电动规律,也没论运动物体的电动原理,更没论运动物体的电动力学。而是直接从相对光源与介质的光速不变的事实和伽利略相对性原理两个非常正确的哲学前提出发,在依据相对参对系的光速不变假设建立的洛伦兹变换这一相当自恰的数学基础上,导出了相对时空的慢钟、缩尺、质增等一系列比较精确的科学推论。

所以才使人们因忽略了电磁光热声水等波动具有统一性的相对性规律的哲学事实,而忽略了洛伦兹变换是建立在根本就不成立的速度合成不变公式上的数学事实,才忽略了在现实中除了有个别的慢钟、缩尺、增质等相对论效应外,还有大量的快钟、胀尺、减质等非相对论效应的科学事实,由此忽略了一个物理假说成立与否?即不取决于其推断与实验附合与否、也不取决于其推论精确与否、更不取决于其推导自恰与否、而仅仅取决于其推理正确不否的物理学事实。

这就是百年以来爱因斯坦狭义相对论假说始终得不到证实(或证伪)的根本原因。事实上只要我们先不论其推断与实验附合与否、也不论其推论精确与否、更不论其推导自恰与否、只论其逻辑推理正确不否的话,则我们就不难发现并证明爱因斯坦的逻辑仅仅是从相对光源的“光速不变性”出发,依据相对介质的“光速可变性”并没变的事实,先假设相对参考系的“光速协变性”也不变,再令速度合成必变的规律为不变导出洛伦兹变换,最后变换出一系列无效的推论。


附录 狭义相对论的伪证

由于狭义相对论的一个大前提(狭议相对性原理)非常正确,所以人们忽略了其混为一谈的三个小前提(相对光源与介质及参考系的广义光速不变原理)都不正确的事实,因此在检验相对性原理的实验不断被证实的同时,对检验光速不变的实验做了一系列的伪证:

例如超新星爆发始终被视为是证明光速不变原理的直接证据,但因为光速(c)与光源的运动速度(u)无合成(c+u=c)不变的数学关系,所以不满足经典速度合成规律,因比这一证据非但不是证明光速不变原理正确的直接证据,反而是证明其不正确的直接证据,

又如以太漂移实验始终都是证明光速不变的重要证据,但因为光速(c)与以太漂移实验中都没运动(u=0)的光源、介质、参考系的速度合成(c+u=c)当然不变,所以实验零结果与相对性原理并不矛盾,因此这一证据非但不重要,反而与光速不变原理亳无关系;

还如多普勒频移是一个证明光速不变原理的关键证据,但因相对观察者的光频(v)变化是观察者的运动速度(u)与光速(c)合成出的频移{v=(c+u)v0/c}效应,所以并不存在慢钟效应,因此这一证据非但不是证明相对论的关键证据,反而是否定其的关键,

综上所述,由于狭义相对论不仅因哲学前提是非常正确,而且因数学基础是相当自洽,最重要的因科学检验是比较精确,所以给物理学家们以其理论在各方面上都是很完美的觉感,由此使物理学从根本就不可能速度合成不变的数学变换出发走上了科幻创作之路。

参考资料:《爱因斯坦文集》第2卷,论动体的电动力学,商务印书馆,北京,1977。

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