王令隽：现代科学是错的（摘要）

王令隽

编者按：所谓"格啥族"就是励志反现代前沿科学国际主流的一种族群现象。格啥族加来道雄在《物理学的未来》一书中有确定的分水岭，他说，在未来这个世纪里，科学和技术会有未曾预料到的惊奇发现，但是，还是要抓住自然界中驱动整个宇宙的4种基本的力，因为4种力和自然界的基本规律已经基本知晓，预计这些规律不会有新的重大变化。加来道雄关于格啥族的分水岭的基本点，是基于类似大型强子对撞机的实验事实，而不是脱离前沿实验的胡思乱想。所以格啥族的产生，也许不是受的教育原因，而是有基因上类似"反对派"的原因。例如王令隽先生是美国的物理教授，又曾是中科院理论物理研究所的研究人员，但不管他在反相反量上说得多么好听，只要听他说将核力分为弱相互作用和强相互作用两个基本相互作用力是错误的，最基本的粒子是质子和电子，就知道他是格啥族。

我在《科学上有没有最终的万能理论？》一文，讨论量子场论中同位旋概念，説明将质子和中子，看成同一同位旋空间中的不同状态是没有物理根据的。质子和中子对核子稳定性的不同贡献，更加说明了这种同位旋概念没有道理。不管是爱因斯坦的质能关系，还是贝蒂-维兹萨克尔关系，都不能完全解释核同位素的稳定性问题。

比如说，比氮重的元素如果原子核中的质子数和中子数都是奇数就特别不稳定；可是锂6，硼10和氮14原子核中的质子数和中子数都是奇数，但却都是稳定的。这些特性强有力地说明了原子核具有我们现在尚不了解的某种晶体结构。而这些特性很难反映在爱因斯坦的质能关系或是贝蒂-维兹萨克尔关系之中。所以，这两个关系式只能在一定程度上定性地解释同位素的稳定性。定性地解释核稳定性并不等于定量地证明质能关系。爱因斯坦的质能关系和贝蒂-维兹萨克尔关系都是理论公式，不是经过实验验证了的公式。要精确地测量核爆炸的能量产量是非常困难的。

原子弹爆炸的能量释放的渠道非常多：冲击波，光辐射，放射性沾染，以及其他能量损失。而且这些能量释放的范围非常大。冲击波可以毁灭整个城市，光辐射可以到达十几甚至几十公里，而放射性沾染可以漂洋过海。核放射性的半衰期可以长达千万年，其能量含量无法测量。一句话，核爆炸中所释放的总能量是无法测量的。

即使是粗略估计都是很困难的。我们只能比较原子弹与常规炸药对建筑物的破坏程度来决定核弹的TNT当量。但是估计TNT当量和测量核爆炸释放的总能量是两码事。另一方面，我们其实也无法决定核弹中的核燃料有多少百分比实际上参与了爆炸。只能假定100% 的燃料都参加了裂变。裂变反应通常可以有多种裂变渠道。这不同的渠道之间的相对比率是多少也不清楚。如果不知道不同渠道的相对比率，就没有办法知道总的质量损失。核爆炸的高温高压条件不同于实验室，不能假定实验室得到的不同渠道的分配比例是相同的。核爆炸以后，所有的核燃料和生成物都和大量的尘土混在一起飞到了九霄云外，根本无法测量，质量损失的测量也就是完全不可能的。

氢弹的聚变爆炸也有同样的问题。总而言之，想通过核爆炸直接检验核燃料的能量含量和总 的质量损失是实际上无法做到的事情。裂变反应堆里的反应速度是可以控制的，比之核弹爆炸试验要和平得多，是不是可以用来直接验证爱因斯坦质能关系式呢？也不容易。当然，能量的测量要好得多。用核能发电，电力输出的能量是可以比较精确地确定的，但是电能不是反应堆产生的全部热量。很大一部分能量被热交换器带到了冷却塔释放到大气中去了。 一部分热量是加速器本身升温，这一部分热量被控制室的空调系统带走，也投放到大气中。还有一部分被中微子带走到宇宙空间，不可能被测量。这是能量测量的困难。

在此，我要坦白地承认，我对核反应堆的设计和运作没有直接经验。我上面的结论是根据理论和其他物理实验的经验推断出来的。但爱因斯坦的质能关系和贝蒂-维兹萨克尔关系公式，也不是经过实验定量验证了的公式。贝蒂-维兹萨克尔关系一般会在核物理课程中讨论液滴模型时讲到。而普通物理教科书往往只提爱因斯坦的质能关系式。因为简单，又和相对论挂上钩，显得比较深奥，比较伟大，正确。

我们上面所讨论的，还仅仅是问题的一半，即质能关系式的精度问题，也就是，核能是不是精确地等于质量亏损乘与光速的平方的问题。问题的另一半是质能等价问题。也就是说，质量和能量是不是能够相互转换？有没有质能转换的实验证据？爱因斯坦质能关系式到底有没有被实验测量所证实，也仅仅是一个公式的精确度的实验检验问题。可是质能等价的概念却是一个无论从物理科学的角度还是哲学角度看，都具有颠覆性的本质问题。20世纪创造论所需的关键一步，就是质能等价假定。第一步，根据海森伯原理假定真空扰动会创生能量；第二步，假定能量能够变成物质；于是宇宙就被创造出来了。所以我们要对能量能不能变成物质，物质能不能湮灭为纯能量？

在一些教科书上，往往可以看到一些气泡室的照片，其中可以看到一对正负相反的带电粒子的径迹。这一对粒子从黑色背景中的同一个地方的突然冒出来，径迹的曲率差不多，表示其质量和速度都差不多。这被认为是光子产生正负电子对的实验证据。

这样的所谓"证据"的可疑是显而易见的。照片上的黑色本底并不意味着什么都不存在的真空。事实上，在气泡室里充满了过热液体（通常是液态氢气）。其它的探测器如云室，多丝室，火花室等等都充满了各种气体。这些液体和气体是透明的，被密封在不透光的外壳中，所以在照片上呈现的是黑色本底。如果有高能的带电粒子穿过液体，就会在粒子的路径上产生小气泡，记录粒子在磁场中圆周运动的径迹。

因此，这些所谓正负电子对产生的照片中的一对粒子，根本就不是无中生有产生出来的，而是光子打到液体原子上敲出来的正负电子，是一种光电效应。这种正负粒子的产生必须以靶子的存在为先决条件。一个真空中行进的光子，不管它的能量有多大，都不会无中生有地产生正负粒子对。这样的现象从来没有被观察到。

我有一个亲历的故事可以说明这种所谓的"产生"根本就是一种无知的误解。我爸爸有一个朋友叫徐金生，是同村的医生。我小时候，金生伯伯经常到我家来串门。除了可以蹭到一代黄烟甚至一支香烟以外，还可以从逗我之中得到些乐趣。有一次我问他为什么叫金生，他说是命里缺水。我说："那应该叫水生啦。金生不是命里缺金吗？"他说："这你就不懂了。按照阴阳五行的道理，金生水，水生木，木生火，火生土，土生金。环环相生，生生不息。"这是我第一次听到五行相生的理论。我能理解后四种变化。有了水才会有庄稼和花草树木，所以水生木；有木头就能生火，所以木生火；火可以把什么东西都烧成灰土，所以火生土；金银铜铁锡是从土里挖出来的，所以土生金。但是金属怎么能够生出水来呢？

金伯伯说："去，拿把菜刀来。"我知道他又要传道授业解惑了，立即兴奋地从厨房里拿来一把菜刀搁在桌上。金伯伯把燃著的香烟放在菜刀上。不一会，烟头下面就生出水来。我看了觉得十分惊奇。"你看，金能生水"，金伯伯得意地说。我当时小学还没毕业，不知道香烟是碳水化合物，燃烧以后会分解成碳和水；水分子在冰冷的菜刀上冷凝而成水滴。自从上了那一次天下之大当以后，我对所有的"创生"之类的实验 有一种几乎是本能的警惕，总是要问一问，除了菜刀以外，旁边还有没有香烟或者空气之类的东西。每次看刘谦的近景魔术，总有一种冲动，要到台湾去拜他为师，重新学习一次物理。可是一想到金伯伯的"金生水"实验，就会打消这个念头。

和正负电子对产生相对应的逆过程是正反粒子的湮灭。没有任何实验证明这种湮灭现象的存在。有的只是一些理论上的费曼图。在量子电动力学里，电子和电子的碰撞叫莫勒散射，碰撞以后这一对电子会交换一个虚光子，然后变成一对新的电子。电子和正电子的碰撞叫巴巴散射，碰撞以后正负电子也会交换一个虚光子，或者短暂湮灭，形成虚光子，然后又生成新的一对正负电子。这些最终的生成物是可以测量到的，但是过程中间的虚光子是无法测量的，所以正反粒子对的湮灭和产生也是无法测量的。既然粒子对的湮灭和产生无法直接测量，你怎么知道它一定存在呢？

因为这是量子场论微扰理论的需要；因为理论家需要如此解释费曼图元素的物理意义。你要接受这个理论信仰，就得相信这理论每一个逻辑步骤的真实性。不仅如此，莫勒散射有两种不同的过程（两个不同的费曼图），每一个过程是不可以单独测量的，必须把两个过程合在一起才可以测量。同样地，巴巴散射也有两种不同的过程，每一个过程是不可以单独测量的，必须把两个过程合在一起才可以测量。这又使得所谓的虚光子是否存在的问题更加扑簌迷离。这些理论物理学家们的思维逻辑和侦探的逻辑正好相反。福尔摩斯为了找到真正的作案人，往往要从许多错综复杂的线索中分离孤立出真正与案情有关的单一线索，才能最终找到真正的作案者。可是理论物理学家们却反其道而行之，为了找到真正的作案者，必须把与此案无关的其他案情和此案混在一起，才能破案。他们认为涉及虚光子的单独过程不可测量，而混在一起的过程才可以测量。既然如此，你们如何知道单一过程的存在呢？你可以回答说这是理论推导出来的。既然如此，你们就应该坦率地承认，所谓虚光子的概念 以及正负电子对的湮灭和创生的概念仅仅是量子场论的理论概念，而不是已经为实验证实的事实。

20世纪的理论家们有这种本事：实验完全无法探测到的东西，他们不仅可以知道，而且知道得难以想象地清楚。他们不但知道无法探测的虚光子的存在，而且还知道他的一些非常奇怪的性质。比如说，在巴巴散射中的两种过程中的一种是"光子交换"，另一种是"正负电子对湮灭"。这两种过程中的虚光子有着完全不同的特性。在光子交换过程中的虚光子只有动量，没有能量，而且它的质量的平方是负数！这种虚光子被称为"类空虚光子"。相反，在正负电子对湮灭过程中的虚 光子则只有能量，没有动量，其质量的平方是正数，称为"类时虚光子"。它们的共同点是：都违背能量守恒定律。总而言之，无论是正负电子对的产生还是湮灭，都仅仅是量子场论的理论概念，毫无实验证据。

值得一提的是，费曼首次将正电子解释为逆时间方向运动的电子。费曼可以说是时间倒转思想的始作俑者。一般媒体在宣传这种概念时，往往会如此措辞："在量子场论中，理论家们发现时间可以倒转，正负电子对会湮灭成能量，光子的能量又可以产生正反粒子。"这裡的关键词是"发现"。它并不一定意味著"实验 发现"或"实验证实"。理论上的假设往往会被新闻工作者说成"发现"。新闻一传到大众，其效果便是"已经证实了的事实"。 至此，还必须指出，质能等价原理是爱因斯坦凭空加进的一个新的假设。由质能关系式并不能得出质能等价的结论。质能关系式只是说物体的质量和能量成正比，比例常数等于光速平方。但相对论质能关系没有得到任何实验的证实。退一步讲，即使这个数量关系成立，就能说明质量和能量是一回事，是相互等价，可以互相转换吗？不可以！首先，质量和能量的量纲就不一样。

有人可能会说，在相对论里，光速 是绝对常数，如果采用所谓的"自然单位系统"，可以令光速等於一，那末质量岂不就等於能量了？如果这种逻辑成立的话，那能量和动量也是可以等价的，因为光 子的能量等於动量乘以光速。还有，光子的飞行距离等於光速乘以时间，那空间岂不是和时间等价，时间和空间可以互相转换了？

这种"将光速设定为一"的操作的谬误难道还不清楚吗？您可以将光速的数值设定为一，但是您不能将有量纲的速度设定为无量纲的常数。能量和质量的量纲 相差速度的平方，或者距离平方除以时间的平方。这种"将光速和普朗克衡量设定为一"的所谓"自然单位系统"本质上是抹杀了时间与空间的区别，抹煞了质量与能量的区别。

根据经典力学，质量是惯性的量度。一个物体在受到外力的作用时会有加速度。加速度的数值与外力成正比，与物体的质量成反比。外力能使能量加速吗？能量有惯性吗？比如説，一个作圆周运动的物体的惯性会使其产生离心力，能量会有这种离心力吗？质量的另一个物理特性是产生万有引力。能量之间会有万有引力吗？空间中有无数的不同的引力场和电磁场。每一个电台都有它的电磁场，每一个星球或物体都有它的引力场。这些场都是有能量的。中央人民广播电台和美国之音的电场是互相重叠的，这两个电台的电场能量之间有万有引力吗？互相重叠意味著距离等於零。距离等於零的两个质量之间的万有引力将是无穷大。可是，互相重叠的场能量之间的万有引力等於零。能说质量和能量等价吗？

如果我们走出物理学的范围，从更广阔的科学视野来看质量与能量的差别，就发现质量和能量还有更深刻的区别。由物质组成的物体有几何形状，能量没有几何形状。即使微观物质也应该有形状，只是我们还不知道原子，质子和电子的几何形状而已。DNA分子就呈双螺旋性。物质的这种空间特性是能量所没有的。

物质又有物理和化学特性。同样是碳原子，可以组成硬度，导电率，色泽，和晶体结构完全不同的木炭，石墨和金刚石。能量没有这些特性。同样是质子，中子和电子，可以组成一百多种元素和两千多种同位素。能量没有这些特性。

物质还可以组成有机物，构成生命，发展出可以自我维持生长的新陈代谢系统，并将基因一代代地传承下去。能量没有这个特性。物质发展出的生命体系可以复杂到制造工具，发展语言，积累知识，发现科学理论；制造谬论，反驳谬论；勾心斗角，阴谋陷害；伸张正义，殉道献身。能量没有这些特性。20世纪理论物理学家们把这个基本概念搅糊涂了。现在必须把它彻底矫正过来。

但质能等价的概念对20世纪的理论物理具有至关重要的作用。这表现在：把散射截面能谱曲线上的尖峰看成是粒子，叫做共振态。共振态粒子的质量由爱因斯坦的职能关系式给出。如果没有质能等价的假说，共振态就都不是基本粒子。质能等价的概念差不多渗透了整个粒子物理的神经系统和血液循环系统，这是相对论质能等价说在微观理论上的关键作用。创造论的第一步是根据海森伯原理从真空中创造能量，第二步便是将能量转化为物质，於是整个宇宙就被20世纪的理论家们创造出来了。

所以相对论的问题千头万绪，其实质只有两条：1）时空概念的混淆；2）质能概念的混淆。根据这样两条极为根本的错误概念来建立物理理论，无论是微观理论也好，宏观理论也好，要想不出问题，那就没有天理，没有物理。物理学要复兴，就必须从根本上拨乱反正。                       （2013年4月）