《一位老工程师的前沿物理科普贴》
第31节

作者: 浅论物理
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  其实在狭义相对论中,牛顿的“绝对空间”及“绝对时间”早已被打破了。空间与时间实际上已由三维空间和一维时间构成了不能解脱的四维联合体之中,并且空间和时间的维度能够互相转换。只是那时狭义相对论还没有描述引力的效应,空间和时间还仅仅统一成一个平坦的、四维的空间——时间。只是其中爱因斯坦所陈述的“尺短钟慢”现象已经将牛顿的绝对空间与绝对时间抛开了。而在建立起引力场的广义相对论中引力场影响了时空,空间已不再是欧几里得的平直空间。当然更不是牛顿的“绝对空间”。而在这弯曲的空间中,圆不再是圆、平行线会相交或发散、三角形的三个内角之和不到180度了。

  1915年广义相对论提出了三个可检验的预言。其中一个是水星的近日点的摄动;另一个是谱线“红移”,即恒星在离我们而去。这都是由广义相对论的创立而将人类领入大尺度宏观物理世界,创建了宇宙学所取得的伟大成果。现在看看还有一个也是伟大成果之一的预言:光线在引力场中将发生偏转。这在宇宙学中也是对的,并且在1919年一支英国科学考察队远征到西非,在日食期间的观察结果证实了爱因斯坦的这一预言。这也证明了广义相对论可以取得其应得的成果。

  但是就此得出结论说:……建立的最为成功的理论物理学的一个分支——牛顿万有引力理论犯了一个根本性的错误。并且还就此否认“绝对空间”和“绝对时间”,同时将欧几里得几何也摒弃在外就未免有失公证和很有些可惜了。真不知道在并没有进行证伪的情况下,如此的结论又何以而来?
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日期:2009-12-13 09:09:42

  光子的特性,决定了每个光子得到一定的能量后,立即发生跃迁开始运动,当光子未获得到这么多能量时,至多是在原位附近进行强弱不等的振动,而一旦得到足够的能量时便脱离束缚飞跃而去。每个光子质量与能量具有特定的比例,这从爱因斯坦的质能方程式中可以得到答案。光子在真空中运行时受到的阻力为定值,故尔在真空中以每秒30万千米的速度恒速前进,这恒速是由它自己的特性和真空中介质形成的场对光子的综合作用所维持的,只要光子在运动过程中没有与其它物质相碰撞,它就一直前进,而在一束光线中光子与真空中微粒相碰撞的几率相对而言必竟是极少的,所以在光束中并觉察不到某些光子被相撞的现象。

  换过来说,光子若不是在真空介质中运行,而是在其它地方,譬如气体、液体、甚至固体中传递的话,那么由光子的特性及该传递介质的特性两者共同决定了各个情况下的不同的光速。
  同理,其它粒子的传递速度也是符合上面所述的,譬如宇宙射线中各种初级粒子、次级粒子均应符合此规律。比较通俗易见的是声波,由于在真空中找不到可传递它的介质,因而它在真空中无法传递。这和光、电、磁、等等均在许多特殊的场中没有可传递它们各自的介质的情况下,都无法传递一样,这得根据各自的情况进行具体的分析。而电磁波与光波在真空中等速,那是遇到的一种特殊的巧合特例。

  声波在空气中速度为340米/秒、在软木中为500米/秒、水中为1497米/秒、大理石和铜中为3810米/秒、硬木中为4110米/秒、钢中为5200米/秒……。这些速度 的不同,主要在于传递介质特性的不同。
  在同样的介质中,譬如铜中,声波与电波传递速度的不同,则是由于被传递微粒自身特性不同各自决定了的。
  从声波在不同传递介质中虽然各个速度不同,但是无论在哪种介质中都有一个恒定的速度来看,光在真空中的速度为30万千米/秒的恒速就是基于这同一个道理,而这“优越性的速度”并非是有什么其它特殊的物理规律。
  我们再来看一下,在真空中各微粒均有各自恒定的速度,就更容易理解这一点了,在真空中的传递速度:中子的速度不到光速的十分之一;氢核为每秒3.3×10^6米;氦核为每秒4.7×10^5米。
  由此我们把问题引深到了相对论中所推出的定论:“超光速在物理学中是不可能的。”换句话来说,这就是讲:没有任何东西能运动得比光还快!这话究竟对不对?当然我们只研讨在真空中的光速。在某些介质中的光速不是最快的已不是什么新闻。

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日期:2009-12-13 10:56:21

  2000年5 月美籍华裔物理学家,王利军用实验证明找到了比光速还快310倍的速度。这一实验若能得到更进一步确认的话,不是就可以说激光在铯气这种传递介质中可以得到比真空介质中更快的速度吗?所谓:“光的正常速度”的提法,是不是只是一种忽视了传递介质这一重要的、不可遗漏的作用的不全面说法?真空中的光速这一终极性的速度的屏障是不是并不存在。

  实际上很早以前就不断有人在向光速这一极限挑战了。1964年提出的贝尔定理,就阐明了利用实验来检验超光速响应存在的可能性。1982年阿斯派克特等人在实验上证实了超光速响应的存在。1992年斯奎尔斯提出过一种超光速通讯的实现办法。1994年格林伯格实验显示了人脑之间存在超光速响应。
  而在超光速问题的研讨中,应该说还是在经典物理学的基础上进行的,只是已经深入迈进了很大的一步。我们再来看看广义相对论。在这里引力不仅是在一个固定的时空背景里作用的力。相反,引力是由在时空中物质和能量引起的时空畸变。“时空弯曲”是产生万有引力的原因。广义相对论引进了“四维时空的弯曲”这一奇特的概念来解释引力。而这个时间和空间的本质是物质性的,是一种具有特殊性质的物质。

  其实在狭义相对论中,牛顿的“绝对空间”及“绝对时间”早已被打破了。空间与时间实际上已由三维空间和一维时间构成了不能解脱的四维联合体之中,并且空间和时间的维度能够互相转换。只是那时狭义相对论还没有描述引力的效应,空间和时间还仅仅统一成一个平坦的、四维的空间——时间。只是其中爱因斯坦所陈述的“尺短钟慢”现象已经将牛顿的绝对空间与绝对时间抛开了。而在建立起引力场的广义相对论中引力场影响了时空,空间已不再是欧几里得的平直空间。当然更不是牛顿的“绝对空间”。而在这弯曲的空间中,圆不再是圆、平行线会相交或发散、三角形的三个内角之和不到180度了。

  1915年广义相对论提出了三个可检验的预言。其中一个是水星的近日点的摄动;另一个是谱线“红移”,即恒星在离我们而去。这都是由广义相对论的创立而将人类领入大尺度宏观物理世界,创建了宇宙学所取得的伟大成果。现在看看还有一个也是伟大成果之一的预言:光线在引力场中将发生偏转。这在宇宙学中也是对的,并且在1919年一支英国科学考察队远征到西非,在日食期间的观察结果证实了爱因斯坦的这一预言。这也证明了广义相对论可以取得其应得的成果。

  但是就此得出结论说:……建立的最为成功的理论物理学的一个分支——牛顿万有引力理论犯了一个根本性的错误。并且还就此否认“绝对空间”和“绝对时间”,同时将欧几里得几何也摒弃在外就未免有失公证和很有些可惜了。真不知道在并没有进行证伪的情况下,如此的结论又何以而来?
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日期:2009-12-14 08:39:00

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