回复:量子场的直接推导
深科学家陈绍光先生的第三预言：
引力探测器B是负结果
1980年陈绍光先生预言天王星磁场（以题为“空间非各向同性使自转物体产生磁性”发表在《科学通报》23期1067-1070页），1986年被旅行者2号飞船实测证实。1989年陈绍光先生预言引力场是量子化的（以题为“真空极化影响引力吗？”发表在意大利《Nuovo Cimento》104 B卷611-619页），2002年被尼斯维契夫斯基等用超冷中子在地球重力场中作的下落实验证实（引力场的量子效应被中国两院院士评为2002年世界十大科技进展第三项）。2004年陈绍光先生的专着《引力起源与引力红移——谁引爆了宇宙》由四川科学技术出版社出版，3月10日应邀在深圳大学首次报告他的“量子引力”理论。4月29日在北京大学作学术报告时陈绍光先生首次提出了第三个预言，他说：“今年4月20日发射升空的美国引力探测器B 将探测不到广义相对论预言的时空扭曲，即是说，探测器B中的四个镀铌的石英超导陀螺的转轴不会因地球的自转而改变相对方位”。在北大的报告会上引起了我国著名物理学家汤克云研究员和郭有光研究员（引力波探测的国家973项目首席专家和主要专家）的高度关注和重视，会后座谈中立即达成了合作进行研究的方案。6月10日应深圳市科协和深圳大学邀请在深圳大学再次作学术报告时陈绍光先生重申了上述第三预言。他满怀信心地说，最迟在两年后美国公布的探测结果就又会证实他的预言。为此，记者特地专访了陈绍光先生。
记者：请问您预言引力探测器B探测不到时空扭曲的根据是什么？
陈：是根据惯性和引力起源于弱作用力的真空极化，由量子场论狄拉克真空涨落的虚中微子与质点中核子和电子通过Z0波色子弱作用的散射（碰撞）压力，经统计平均推导出了一个量子引力公式：
G m M r v
f ＝ ——— ( — ＋ — )
r 2 r c
质点M散射运动向质点m的中微子导致m接收到的中微子数减少而改变四维动量-能量，动量的变化产生的第一项力，能量（质量）的变化产生第二项力，这是因为量子场论的质量是包括真空中微子在内的重整化的物理质量从而质量是可变的。推导中定义质量M和m为物质量的多少（正比于质点中的核子和电子的数目）得到的结果是：物质的量正是惯性质量（动量变化难易的度量）又是引力质量（引力大小的度量）。由此量子引力公式又推导出了广义相对论的施瓦兹希尔德度规和爱因斯坦方程，广义相对论就成了量子引力理论的唯象的宏观表述，从而度规表示的时空弯曲不是真的时空弯了，它只是平直时空中光子真实的动量能量变化的虚拟的等效描述方式，已有理论能解释的引力现象量子引力论都能解释而且更易数学求解。其深远意义是使连续场和非连续场两个理论体系实现了对接和同构型的统一。
牛顿认为：质量之间的作用是直接的力。爱因斯坦认为：质量之间的作用不是力而是场，质量会弯曲时空，引力场就是时空的弯曲，引力场对质量的作用是令其沿弯曲的时空运动。广义相对论预言质量转动时会拖曳着由它产生的弯曲的时空跟着转动从而会扭曲时空，美国最近发射升空的引力探测器B就是专为检验拖曳效应的时空扭曲，探测时空扭曲所引起的四个超导石英陀螺的自转轴的相对方位的变化。量子引力论认为：引力场是统计意义的正向比反向多出的净中微子流，是由真空涨落产生的均匀各向同性的中微子流被质量散射而形成的非均匀各向同性的中微子流，时空是平直的既不会弯曲更不会扭曲，广义相对论的“时空弯曲”只是虛拟光子在平直空间中的净中微子流作用下的动量能量变化，作为量子引力场的净中微子流只是动态跟随着地球（点阵结构的质量散射源）转动而不会弯曲更不会被拖曳着扭曲，所以我预言引力探测器B探测不到四个陀螺的自转轴的相对方位的变化，相信一两年后公布的探测结果一定会证实我的预言。
记者：強、弱、电磁和引力四大作用力中您说引力起源于弱作用的中微子碰撞，是否意味着引力不是独立的力？
陈：对，引力不是独立的力。真空涨落产生的虚中微子流四面八方射向地球时被太阳中的原子散射（碰撞）挡住了一部分，从太阳方向来的中微子流压力就小于其它方向，正反向相抵消后多余的中微子流使地球受到指向太阳的净压力正是量子引力。引力不再是独立的作用力而只是中微子弱作用力的统计的宏观表现，从而实现了引力、电磁力、强作用力、弱作用力四者在标准的U（1）×SU（2）×SU（3）模型下的大统一，四种作用力大统一是爱因斯坦毕生追求的目标，被称为科学皇冠。量子引力是弱作用真空涨落的极化效应，卡西米尔力是电磁作用真空涨落的极化效应，卡西米尔效应可佐证作为其姐妺效应的量子引力。用原子力显微镜在纳米尺度下检验卡西米尔力的实验结果在百分之一精度内与理论一致。间距几个纳米时卡西米尔力达每平方厘米1公斤力（1个大气压）的大小量级，已被用于组装微机电系统的另件而不用粘接，卡西米尔效应还被用作汽车保护气襄中的传感器。由观测到的卡西米尔力的大小可得：真空涨落的虚光子的数目与同样体积内水分子的数目相接近。
记者：您的第三预言跟前面两个预言有什么关系？
陈：引力量子效应的第二预言是基础，现在的第三预言是由第二预言引伸出来的结论。天体磁场的第一预言当时用的是经验规律，现在由量子引力发现了这一经验规律的原因：统计平均后的宏观引力正比于质量，微观引力则正比于散射截面，电子与核子的质量、大小（德布罗依波长）和散射截面不同，导致电子与核子受的引力不同而产生正负电荷分离，负电荷会更多地移向引力源。束缚电子受的电磁力远大于受的引力，引力极化仅会使原子的正负电荷中心微小分离；等离子体中的电子比较自由从而正负电荷分离的距离较大。量子引力的正负电荷分离机制使地电、地磁场起源之谜迎刃而解。约120伏特/米的向下的地球表面地电场（相当于地球带负电荷五十万库仑）是地球引力场的净中微子流将电离层的电子压向地球而形成的。太阳引力场的净中微子流极化地球使其原子中的正负电荷分离，地球转动自然产生地磁场。1980年的经验规律是：太阳系中所有测过磁场的天体都符合磁矩P与动量矩U之间关系P＝－G1∕2U cosφ∕c，φ是黄道轴（引力极化方向）与行星自转轴的夹角，此式中无任何待定常数，由此式预言的天王星磁场1986年被旅行者2号飞船实测证实。国家自然科学基金项目“转动物体磁性的实验探测”是用超导磁力计测20公斤纯铜转子的磁场，自动记录的实验曲线也确实存在磁场与转速的相关性。
记者：为什么您相信第三预言也一定会被证实？
陈：我的信心来自于理论与大量的实验观测结果的一致：
1，1989年我预言引力场具有量子效应，2002年尼斯维契夫斯基等用超冷中子在地球重力场中下落的实验发现中子下落过程不是连续的而是跳跃的，第一能级差约为万亿分之一电子伏特，中微子环绕中子的引力场第一能级差正比于真空涨落虚中微子的质量（约万分之一电子伏特）与中子质量（937百万电子伏特）之比，氢原子第一能级差正比于电子电荷与质子电荷之比约为10电子伏特，根据弱电统一理论对比这两者而估算出的引力场第一能级差约为万亿分之一电子伏特，与实测的结果相符。
2，1989年我得出引力具有屏蔽效应，物体间引力是由只参与弱作用的中微子传递的，阻挡住一部分中微子就能削弱引力，从而引力具有屏蔽效应（中微子穿透力特强导致引力和引力屏蔽效应均很微弱），用引力屏蔽效应解释了许多以前理论引力异常现象如：朗等实验测得的引力偏离平方反比定律的实验结果；史塔西等探测第五种力发现的引力异常；引力具有24小时周期的日变化；日食时出现重力场低谷与摆异常摆动等。根据引力常数值和史塔西测得的屏蔽系数所对应的原子对中微子的散射截面可得：真空涨落虚中微子的数目与同样体积内空气分子的数目相接近。
3，量子引力公式中由质量变化引起的v/c项表明引力作用下能量会单调减小，由于时间与能量是一对共轭量，从而时间会单向流逝而一去不复返。用量子引力公式计算地球绕太阳运动的总能量损失，得到地球每年质量的相对减小约为千亿分之一，由于惯性质量与引力质量同歩减小使得地球的运动轨道不会因质量减小而变化，但是地球质量减小会使月球的运动轨道发生变化，由此计算出的月球轨道变化速率与范弗兰登和穆勒各自独立比较古代与现今的月蚀数据所得到轨道变化速率完全一致。
4，量子引力公式用于光子推导出电磁波的途中引力红移公式，用广义相对论经过严格推导也得出了同一个途中引力红移公式。庞德等和克拉硕等曾各自用穆斯保尔效应在地球重力场中测了伽马射线的引力红移，但是他们用了个错误的半宽形状线公式处理实验数据，更正成正确的全宽形状线公式处理实验数据则实验的结果完全证实了途中引力红移公式。用途中引力红移公式可推导出一个统计意义的哈勃定律从而完满地阐明了哈勃红移现象， 根据引力屏蔽效应和途中引力红移效可消除引力佯谬和光度佯谬，并得出一个“天外有天的局域化宇宙论”与“大爆炸宇宙论”争鸣。用宇宙膨胀的哈勃定律解释韦伯等观察到的类星体吸收谱线，得出类星体吸收了错误类型的光子以及电磁作用耦合常数会随时间变化的结论，由此戴维斯进一步认为光速保恒原理被动摇并企图推翻狭义相对论。用统计意义的引力红移哈勃定律可完满解释韦伯等观察到的类星体吸收谱线，类星体没有吸收错误类型的光子，电磁作用耦合常数也没有随时间变化，因此光速保恒原理没有被动摇。
5，太阳热核聚变产生的中微子和核反应堆产生的中微子都是较高能量的中微子，它们与真空涨落的低能中微子碰撞交换能量的结果是渐渐地减小能量，因为现有探测器只能探测到能量大于0.5MeV的中微子，途中能量减小到0.5MeV以下的就探测不到，使得探测到的少于发射时的。2002年加拿大、日本、中国和美国的观测结果是：测到的太阳中微子数不到按标准太阳模型预言值的一半，表现为太阳中微子和核反应堆中微子都发生了大角度的振荡，证实了真空中确实有大量的真空涨落虚中微子，从而引力确实是由虚中微子的碰撞引起的。中微子在途中能量减小的观测结果表明：在宇宙的漫长历史时间内恒星产生的高能中微子与真空涨落的低能虚中微子经过无数次的碰撞后两者趋于能量一致而变成为1.9K宇宙中微子背景辐射和1.9K虚中微子。
6，真空涨落的虚光子会与恒星发射的实光子碰撞交换能量，在漫长的宇宙时间内会逐歩趋于能量一致，使得很久以前恒星发射的实光子能量减小成为2.7K微波背景辐射，真空涨落的虚光子的平均能量则增大到等于微波背景辐射的平均能量2.7K。质点M中的核子点阵散射真空中微子流产生的净中微子流（引力场）会跟着核子的运动而运动，从而量子引力场会跟着质点M的转动而转动。地球引力场的净中微子流因随地球转动而具有旋转极化的方向性，旋转的净中微子流与宇宙微波背景辐射（CMB）的光子相互作用（碰撞）的结果会极化CMB 。2002年位于南极站的角度度量干涉仪（DASI）果然首次观测到CMB的极化现象。
记者：您的量子引力理论有什实际用途？
陈：量子引力公式等效广义相对论且容易求解，可用来计算火箭飞船的轨道问题，计算结果等效于广义相对论直接求解不出的等效广义相对论严格解。理论主要的是对实验的指导作用，例如迪克和皮拉尼由广义相对论预言引力波是四极辐射，量子引力论则预言引力波是自旋1/2的中微子传僠的偶极辐射。根据量子引力公式计算脉冲双星PSR1913+16相互绕行的偶极辐射能量损失下的轨道周期的减小率与泰诺和韦森伯格的观测结果完全一致。由于偶极辐射具有显着的方向性，过去认为引力波是四极辐射而没有考虑到方向性这一重要因素，导致没有人能重复魏伯1969年的实验结果，有人甚至根据四极辐射的微弱认为魏伯的探测器灵敏度不够而怀疑魏伯实验探测到了引力波的真实性。从引力波的偶极辐射特性看，魏伯的实验应该是真的探测到了引力波，魏伯的铝棒天线碰巧幸运地对准了引力波的最大方向，后来的其它人则没他幸运。最近意大利科学家宣布他们用3米长铝棒天线也探测到了银河中心的黒洞发出的引力波。
展望未来用量子引力可以屏蔽的机制有可能提取真空涨落能源： 由实测的卡西米尔力可知，真空涨落虚光子的数密度接近于水分子的数密度，虚中微子的数密度接近空气分子的数密度，故真空涨落能源是巨大的、取之不尽的清洁能源，若能提取出真空涨落能源，人类就能在太空中自由傲翔。引力场是正反向相抵消后的净中微子流，根据弱电统一理论因磁场极化而定向排列的粒子自旋可以与中微子发生自旋-自旋的耦合作用，1996年芬兰坦佩雷大学进行的实验发现超导体上方的物体的重量减轻了2%至5%，证实引力场与被磁场极化了的粒子自旋确有相互耦合作用。利用自旋定向排列的物质（由强磁场特别是旋转的超导强磁场进行自旋的极化排列）作为透镜来改变引力场中净中微子流的分布（如聚焦中微子流加強某方向压力或分散中微子流減小某方向压力），就可以改变物体受到引力作用的大小来驱动宇宙飞船。实现了重力的控制对人们的日常生活也会有深远的影响。 |