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量子論對狹義相對論的致命的依賴

(2023-01-14 05:22:53) 下一個

戴榕菁

原以為狹義相對論對量子論的影響可以是如同狹義相對論對廣義相對論的影響那樣通過將時間和空間分離等簡單的措施加以糾正,但現在發現量子論對於狹義相對論的依賴遠超過廣義相對論對狹義相對論的依賴。這裏說的是理論上的依賴。之前提到過,實驗的發展並不象科普人士所宣稱的一定是建立在理論發展的基礎之上的,實驗的發展一方麵有其自身的千年老店的延承性,另一方麵在很大程度上是如同愛迪生發明燈泡那樣地成千上萬次反複地嚐試不斷摸索而發展的。

量子論對於狹義相對論的理論依賴是根本性的和公理性的,也就是說它把狹義相對論作為不需要驗證(也無法驗證)的出發點來構築自己的理論的。這裏的核心就是作為量子理論的作用力的介子。在量子論所聲稱的4種作用力的介子中,被認為是已經確定的光子和膠子以及被認為還不確定的引力子都是零質量以光速運動的。

我們知道所謂的光速不變是建立在洛倫茲的動鍾變慢和動尺變短的錯誤假設的基礎之上的,而對洛倫茲假設的所謂實驗驗證都是諸如赫費爾和基廷【[i]】拎著最先進的原子鍾上民航測時間的相對論效應,將證偽狹義相對論的Sagnac實驗曲解為驗證了洛倫茲變換,將70%以上穿透了大氣層的伽馬射線產生的Muon子說成是都在大氣層邊緣產生的之類的鬧劇。

但不管怎麽說,狹義相對論還有那麽一個聽上去象回事的假說。到了狹義相對論這裏,就直接將假說當公理了,光子,膠子,引力子不但都沒有質量以光速運動,而且還都必須符合對所有的觀察者來說的速度不變這一條作為狹義相對論的第二前提假說。

如果那三種介子不符合對所有的觀測者的速度不變會怎樣呢?且不談膠子,因為人類距離了解強子內部的世界還差的遠,MIT也隻是在計劃著要測量誇克的速度。如果在量子力學中的光子和引力子不滿足狹義相對論的第二假說,也就是對所有觀測者的速度都一樣的假說,那問題就來了。

盡管現代物理學在很大程度上已成為數學遊戲,但仍被稱為是在實驗基礎上建立起來的經驗科學。根據在量子論產生之前的作為量子論的經驗基礎的實驗,引力和靜電力是距離的函數與速度無關。但如果被作為引力和靜電力作用機製的引力子與光子的速度與觀測者的速度有關的話,那就如同北航某位人士用被當做靶子的奔跑著的豬來形容的一樣,引力和靜電力都必須與相互作用的物體的速度有關,這顯然與過去幾百年裏的經驗是相悖的!

所以,作為量子論中作用力的根本機製的光子,引力子,和膠子必須滿足那個已被證實為錯誤而且從未被真正驗證過的洛倫茲動鍾變慢和動尺變短的假說!一旦否定了狹義相對論,量子論的實驗能繼續進行,但其理論大廈就麵臨崩塌的危險!

提到膠子,我們就有必要來看一下那個被吹的上了天的希格斯理論以及現代物理學家們在希格斯理論中表現出來的令人驚豔的靈活性。

首先,在希格斯理論的推導過程中,物理學家經常用到的是一個我之前論證了的理論:勢能產生質量。但是,現代物理學家們從來不正式承認這一點,因為他們知道承認這一點就意味著要象我那樣地重新解釋E=mc2,這對他們來說是難以承受之重,老祖宗留下的辮子怎麽能剪呀!

但是,如我之前在討論誇克的質量時已經指出的,物理學家們在需要的時候會非常靈活地使用勢能產生質量這一理論,比有些地方的官員們執行政策時表現出來的靈活性還要厲害。那個在希格斯理論中用來解釋W和Z玻色子如何獲得質量的關鍵角色Goldstone的玻色子的質量就是因為被認為不具有勢能而設定為零。

但是,當理論物理學家們需要違背勢能產生質量這一理論時,他們馬上就會表現出好像從來都不知道這一點似的。在希格斯理論中如何產生希格斯粒子,也就是在2012年被吹得上了天的那個發現希格斯粒子的並因而使多人獲得諾貝爾獎的那個實驗的前提假設就是膠子具有很大的勢能!在這裏膠子一方麵被假設為零質量以光速運動,另一方麵被假設為有很大的勢能;而同一個希格斯理論卻又以沒有勢能為理由假定Goldstone玻色子的質量為零。

理論物理學家們之所以能表現出這樣高超的靈活性是因為他們已將物理學變成了數學遊戲,因此物理機製的一致性對他們來說已顯得不那麽重要了。這就可以理解為什麽赫塞爾和基廷可以拎著最先進的原子鍾上民航測量時間的相對論效應,為什麽一批又一批的物理學家可以把Sagnac否定洛倫茲變換的實驗說成驗證了洛倫茲變換,為什麽一批又一批的人可以把有70%穿透了大氣層的伽馬射線產生的Muon子說成全部在大氣層邊緣產生的了。

當物理成為數學遊戲之後,人們就不再會在乎狹義相對論到底有多錯了。就算是都知道它錯了,也無法否定它了,就如同2008年時流行的一句話,“已經大到了不能倒的地步了”。推翻了狹義相對論意味著量子論的根本出現了問題,那可是由不知多少枚的諾貝爾墊出來的呀!怎麽可能讓它倒下呢???

反正量子物理的實驗還能繼續,隻要繼續投入萬億刀樂的資金,不但現有的加速器還能繼續轉,新的更大規模的加速器還能被建造出來,更多的粒子會被撞出來。更何況,非常幸運地量子疊加等理論已被驗證,反物質粒子已被發現,隻要加速器的規模繼續擴大,誰知道什麽樣新的類似核子反應和量子疊加這樣的新的“奇跡”會被發現。隻要加速器繼續轉,理論物理學家的數學遊戲就能繼續進行。

至於錯誤嘛,不論是相對論的錯誤,還是量子論的錯誤,都已經錯了一百多年了,地球沒爆炸,再錯幾百年又怎樣?隻要現有的世界秩序不被打亂,錯就錯,有什麽了不起,等到人工智能AI取代人類的時候,讓機器人去糾正人類的錯誤好了。現在隻要把更多的錢投入到加速器就行了,對了,還有量子電腦與核聚變還有超導的錢不能少,否則如何加速讓機器人取代人類呢?。。。。。。

 

【[i]】 https://en.wikipedia.org/wiki/Hafele%E2%80%93Keating_experiment

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評論
慕容青草 回複 悄悄話 量子論之所以被稱為量子力學是因為它實際上屬於一門古老的力學-----拉格朗日力學,或者叫做歐拉-拉格朗日力學。。。。這一特性決定了勢能在量子力學的重要性,同時也成為了量子力學的一個搞不太清楚的軟肋。。。。。
慕容青草 回複 悄悄話 北航牛人的被當成槍靶子的奔跑著的豬的文章:

https://www.academia.edu/79726134/%E5%86%9C%E5%A4%AB%E5%92%8C%E6%87%92%E7%8C%AA

根據這篇文章中的原理,他發展出了一套新的引力公式用來取代廣義相對論:

https://www.academia.edu/94628904/Influence_of_gravitational_waves_on_planetary_orbits_4_1

https://www.academia.edu/s/be57ff76a9?source=link

我一直以來都沒把他這種令人發笑的理論當回事,而且還曾在討論中詳細向他指出了他的推導問題:他的基於奔跑的豬的原理的引力波與物體速度有關因而違背了經驗常識。。。

直到最近我才意識到這是我在academia.com得到的另一個禮物:他的那用來取代廣義相對論的理論其實與現代量子論對於狹義相對論的依賴有共性:一旦沒有了那個由洛倫茲變換導出的狹義相對論的第二假設,量子力學中的電磁力和引力甚至強作用力都會象北航牛人的打在那隻豬屁股上的子彈一樣會受到豬奔跑速度的影響。。。。

我上麵所說的當然不是北航牛人寫文章要表達的,而且他在那個項目中也沒有提到量子問題。不過academia.com的一個特點是那裏的文章無意中揭示出的往往比作者的原意更有價值。。。。。
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