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感谢正和的质疑!可深入阐述定义的长度单位“米”与测量的物理量“长度”的不同。
陈老師要我发帖感谢正和、吴沂光等人对单向光速测量方法的质疑，他说：不同观点的交锋与碰撞並擦出火花，是科学研究深入的动力。 本人水平有限只做过实验员，只好勉为其难地就《定义的长度单位“米”与测量的物理量“长度”的不同》问题发表自己的粗淺的看法，请大各位网友批评指正! 我认为：长度的单位“米”与物理量“长度”不能混为一谈，单位“米”是定义的，物理量“长度”是测量的。 物理量的测量就是将被测物理量与基准的单位相比较，得出被测物理量与单位的比值（多少倍），比值是个无量纲的纯数值。物理量由缺一不可的数值和单位联合组成，数值是测量的，单位是定义的。例如波长这个物理量的数值是否各方向相同是由测量出的数值是否各方向相等来判断的，波长的单位“米”是定义为各方向相同的。长度单位“米”的定义变革了多次，但“米”（包括英尺、尺等）一直定义为各方向相同。现已发现空间微波背景辐射的各向异性，是否以后会把“米”定义为各向异性的呢？那是后话。现今用的仍是1983年的国际定义，“米”就是各向同性的。“米”的各向同性並不能保证物理量波长的各向同性，波长是否各向同性要用测量来判断。以铂铱原器米（已定义为各向同性的）为基准多次测量得到的Kr波长和碘稳频激光的波长的数值是各方向相同的，才重新定义Kr波长或碘稳频激光的波长的若干倍为长度单位。为什么不任意取一个波长定义为长度单位呢？因为任意取一个波长不能保证是各向同性的，也不能保证在不同时间和地点的重现性。也就是说，任意一个电磁波的波长是否各向同性没有实验数据的证实或否定，实验只充分证实了Kr波长和碘稳频激光的波长是各向同性的（否则的话不会用它取代铂铱原器米的定义）。因此，测量其他各种电磁波的波长是否各向同性是实验物理的任务，现在我们测量任一个电磁波的波长是否各向同性，既可以如同测量Kr波长的各向同性一样仍用铂铱原器米作比较基准，也可以用Kr尺或碘稳频激光尺作比较基准，因为铂铱原器米、Kr尺和碘稳频激光尺已被实验证实是彼此等效的，它们在当今的精度下都是各向同性的。检验任一待测的电磁波的波长是否各向同性时，用Kr尺（或碘稳频激光尺）作比较基准与用铂铱原器米作比较基准本质上是一样的，只是用前者更方便而己! 陈氏测单向光速的方法中重要的步骤之一是用Kr尺（或碘稳频激光尺）作比较基准测待测电磁波的波长，这一步骤的实验装置转动方向就可检验此待测电磁波的波长是否各向同性。这与以前马国梁试图用的干涉法（测波长）的差异只在于比较的基准的选择的不同，用任意一个未被证实为各向同性的基准来与待测光比较，当然测量结果对于证实或否定待测光波长的各向同性无效。当用己定义为各向同性的Kr辐射波长作比较基准就能有效地证实或否定待测光波长的各向同性，因为Kr辐射波长己经用铂铱原器的“米”进行对比过了，实验证实是各向同性的。既于铂铱原器的“米”为什么是各向同性的，是基于与过去的子午线的米定义对比过，但追根到底最终还是定义的。为什么定义长度单位是各向同性的，可能是因为空间有三维，长度单位又要适用于每一维的测量，只有定义长度单位是各向同性的，才有一个理想的各向同性空间。试想若是定义长度单位是各向异性的，则本来各向同性的东西会测量出各向异性的结果，若是宇宙空间本来是各向异性的，也不排除以后会定义各向异性的长度单位。但现在多数人相信三维空间是各向同性，所以定义一个各向同性的长度单位。 |