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E=mc2/2要求的糾錯

(2023-05-05 07:47:10) 下一個

戴榕菁

雖然證明E=mc²/2是自我去年3月開始的推翻狹義相對論的工程的重要環節之一，但其震撼度無疑將是最大的，沒有之一，這完全是因為愛因斯坦的E=mc²之家喻戶曉的名氣。而隨著用E=mc²/2取代E=mc²，過去幾個月裏在承認E=mc²的前提下所做出的一些結論需要被糾正。

有錯就要糾錯，這是原則。

不過考慮到包括愛因斯坦龐加萊洛倫茲這樣的頂級大咖和不知多少快諾貝爾獎的高級大咖以及成千上萬個專業物理學者們錯了一百多年都沒有人出來糾錯，我作為物理學界之外的人在短短幾個月內出現一些反複，而且還是由於他們的理論誤導而出現的反複應該也不足為奇。

首先，關於質量的意義的結論,當初是從物理學界將微觀世界的動能算在E=mc²的質量中而普遍放棄宏觀世界的所謂相對論質量這一點上所表現出來的邏輯矛盾得出結論說隻有將動能完全排除在對質量的貢獻之外才能使得物理學理論在質量-能量關係上表現出一致性來，而且從愛因斯坦當初的推導以及NIST那個所謂的極高精度的驗證來說，並不能區別是總能量還是僅僅為勢能，所以就得出結論說E=mc²的質量隻對應勢能（【[1]】，【[2]】）。

但是，當證明了E=mc²/2之後，由於我們可以通過如“E=mc2/2之明確的物理意義，還有。。。唉”一文中所介紹的思想實驗來得到過去一百多年裏沒有得到的有關質量-能量關係的明確的物理意義，我們可以肯定E=mc²/2應該是總能量而不僅僅是勢能；不僅如此，上述的思想實驗還可以幫助我們非常合理地解決前麵提到的宏觀與微觀的動能矛盾【[3]】。

與之相應地，有關光子質量的問題我們現在可以說光子具有等效質量m=2hf/c²；至於光子是否具有一般意義上質量，在E=mc²/2這個層次上其實就不易判斷了，這涉及到廣義相對論的空間彎曲對光的作用和牛頓萬有引力對質量的吸引之間的對比的問題。我們可以暫且認定光子因為沒有勢能而不具有一般意義上的質量。

其次，關於愛因斯坦的E=mc²之屬性問題【[4]】現在已經很明確了，那就是：E=mc²是狹義相對論的一部分【[5]】。

再有就是關於相對論能量和動量關係的討論（【[6]】,【[7]】，【[8]】，【[9]】）。當初在承認E=mc²的前提下，覺得作為量子場論的基礎的那個E² = p²c²+m²c⁴錯的還沒有那麽嚴重；當相對速度很小時，那個所謂的相對論能量還能回歸到E=mc²，盡管相對論動量完全是沒有物理根基的數學定義而已。

當知道E=mc²/2之後，那麽連相對論能量也根本無法回歸到正確的質量-能量關係了，這樣一來E² = p²c²+m²c⁴幹脆就完全錯了【[10]】，可惜很難再像之前那樣拯救量子大兵狄拉克的推導了。但奇妙的是，狄拉克可以從錯誤的方程出發得出一些著名的正確結論來。這應該是物理學理論在很大程度上有著幸運的巧合的一個例證。

比如，狄拉克的推導所關注的是氫原子中單一電子繞原子核的運動，而這個運動中由於電子速度大小不變，所以那個洛倫茲係數γ是個常數，這樣一來隻要經典動量是守恒的，那個所謂的相對論動量也是守恒的。

再比如，狄拉克得出電子相反自旋的結論是引入了事先已知的泡利的旋轉矩陣的結果，而他之所以能引入那些矩陣也是因為它們可以滿足將前麵那個E² = p²c²+m²c⁴人為地矩陣化後方程；他得出的正電子的結論也是因為E² = p²c²+m²c⁴可以被因式分解為具有共軛複數解的兩個方程。但是當我們用E=mc²/2來取代E=mc²後，雖然E² = p²c²+m²c⁴變成4E² = p²c²+m²c⁴，上述的因式分解仍然成立，所以不影響他得出存在正電子的結論。至於泡利的矩陣，那本來就是個數學形式，隻要重新定義E‘=2E即可。