再聊聊賈尼別科夫效應

戴榕菁

我在前文“難道被蘇聯封了40年的真正秘密是。。。？”【[1]】中指出了這樣兩點：1）賈尼別科夫效應打破了角動量守恒；2）現有的對於賈尼別科夫效應的分析要麽是僅限於討論穩定性問題從而根本沒有涉及旋轉物體繞非旋轉軸翻轉的角動量，要麽是用內力矩來解釋物體整體翻轉的動力來源從而違背了內力不可能改變物體的總動量或總角動量這一基本力學原理。

在上述博客文章的基礎之上我寫了一篇有關賈尼別科夫效應打破角動量守恒的英文文章【[2]】，並給大名鼎鼎的皇家學會的Proceedings A投了稿，然後不出意料地被他們拒絕了：

之所以我說不出意外的主要原因還是我對當今主流學界的水平還是有個基本了解。給他們投稿算是不定期地對他們的水平進行一種測試而已。

 

1. 看視頻仔細確認賈尼別科夫效應打破角動量守恒

我在之前寫的中英文文章【1,2】中明確指出：賈尼別科夫效應打破了被認為是現代物理學中最最基本的角動量守恒定律。在經典物理中，由牛頓定律可以推出動量守恒，由動量守恒可以推出角動量守恒；要知道不但動量守恒是由牛頓定律推出的，連能量守恒最初都是由Emilie Du Châtele在18世紀初從牛頓定律推出的。所以，在經典物理中，牛頓定律是最基本的。到了量子物理，因為相對論和哥本哈根的原因，物理學界放棄了牛頓定律但沒有放棄角動量守恒。可見打破了角動量守恒不但砸裂了經典物理的地基而且讓量子物理的基礎再一次開始晃悠起來。

因此，我相信很多讀者會象Proceedings A的編輯們一樣對於打破角動量守恒這一點不但是白天不敢想，就是做夢也還是不敢想。但另一方麵，因為賈尼別科夫效應隻發生在微重力（模擬無重力狀態）的環境中以至於我們隻能從不同國家的科學家們在空間站做的賈尼別科夫效應的視頻來觀察賈尼別科夫效應，所以，為了讓大家能夠心安理得地從賈尼別科夫效應中看到角動量守恒是如何在微重力環境下被打破的，我們再一起來觀看幾個賈尼別科夫效應的視頻，然後再針對視頻做一些討論。在觀看下麵幾個視頻時，請跳過視頻中人為解釋的部分，僅觀看在空間站的實驗部分，而且請關閉聲音，這樣可以集中注意力觀察空間站中的物體運動。

https://www.youtube.com/watch?v=Xrf1HzFJ8jc&t=27s

https://www.youtube.com/watch?v=BPMjcN-sBJ4&t=16s

https://www.youtube.com/shorts/bPh3n6ElkaE

https://www.youtube.com/watch?v=89D_WzYVWxk

從上麵幾個視頻我們可以直接看到這樣幾個特點：

1）在所有的視頻中，旋轉物體繞非旋轉軸的翻轉具有宏觀可觀測的量級，不是微觀量，而所有環境中的重力的影響都極其微小以致於可以被忽略；

2）物體的翻轉角動量與物體繞中間慣量軸轉動的角動量之間沒有確定的方向關係。物體翻轉的角動量可以出現這樣幾種狀況：i）基本保持一個方向；ii）正反兩個方向周期性地相互交替；iii）毫無定性不斷變化； iv）可以翻轉過程中的中間態：繞中間慣量軸轉動的物體可以先將中間慣量軸轉90°，在那個位置繞中間慣量軸旋轉一會兒，再將中間慣量軸繼續轉90°，在那裏繞中間慣量軸旋轉一會兒之後，再將中間慣量軸往回轉90°，在那裏繞中間慣量軸旋轉一會兒，再將中間慣量軸繼續往回轉，如此往複。

3）賈尼別科夫效應得到不同國家的科學家在不同的空間站環境中的重複；

2. 討論

上麵的第1）個特點基本上已經排除了重力的影響。

上麵的第2）個特點非常重要。

首先，它進一步排除了重力的影響。這是因為重力的方向是基本不變的，所以假如物體是在重力影響下發生翻轉的話，那麽不可能出現既有周期性地正反方向來回反複翻轉，又有按照同一方向翻轉，還有不斷變化翻轉方向的狀況。

其次，它也排除了空間站內部任何隱藏的作用力的影響的可能。這是因為如果是由空間站內的隱藏的作用力影響的話，那些翻轉應該能表現出相應作用力的周期規律，而且那些作用力的周期規律要與翻轉的周期一致。但是，由那些視頻可以看出，那些物體不同旋轉時的周期不相等，且方向不確定，所以基本可以排除是由空間站內部隱藏的作用力引起翻轉的可能性。再說，如果一個空間站存在著對於在空間站內部空間中運動物體的有著如此高頻率的影響之作用力的話，不但空間站內部的科學家應該能夠感受到，而且對空間本身的壽命也是一個非常不利的因素。

第三，最重要的一點是，不但翻轉這一運動的角動量是在沒有已知的作用力情況下“憑空”出現的，而且在整個翻轉過程中，繞中間慣量軸的旋轉本身並非如主流學界夢聲稱的那樣是守恒的。這一點在上麵第2）個特點中的第iv）種翻轉運動態中表現得最為突出：當中間慣量軸從一開始的位置轉90°並停頓在那裏的期間，物體繞中間慣量軸運動的角動量與初始的繞中間慣量軸旋轉的角動量明顯不相同，更重要的是，物體在那個90°的位置上繞中間慣量軸旋轉期間並不存在包括翻轉在內的任何其它形式的轉動，也就是說在那段時間內，物體繞中間慣量軸旋轉的角動量就是它的總角動量，並不存在其它任何分量！！！

上麵的第3）個特點進一步排除了是由空間站內部的什麽隱藏作用力導致翻轉的可能性。

 

3. 結束語

由上麵的討論我們可以比較放心地排除由重力或空間站內部什麽隱藏的作用力引起旋轉物體翻轉的可能性了。而排除了重力和空間站內部的隱藏作用力的影響之後，一個簡單而明確的結論就是：沒有人類目前已知的任何一種作用力可以對空間站中繞中間慣量軸旋轉之物體繞中間慣量軸的角動量的變化以及翻轉本身所具有的角動量負責！

用中學物理課本上的語言再對上麵的結論做一個翻譯，可以得出這樣的結論：沒有人類目前已知的任何一種作用力可以使得空間站中繞中間慣量軸旋轉的物體之翻轉滿足角動量守恒定律！

再用中文白話對上麵這個翻譯後的結論做一個翻譯，可以進一步得出這樣的結論：除非存在人類現有物理學完全不知的作用力，空間站中繞中間慣量軸旋轉的物體之翻轉，即著名的賈尼別科夫效應打破了角動量守恒定律！！！

 

3.1. 大名詞止痛藥/安眠藥現象（Big Jargon as Painkiller/Sleeping-pill phenomenon）

前蘇聯發現賈尼別科夫效應被已經有四十年，他們向全世界公開這一發現也已經有三十年。那麽包括一些著名的數學家和物理學家們在內的全世界成千上百個主流學界專家們在過去這麽多年裏怎麽會連上述這種隻要認真觀看空間站發回的視頻就能很容易得出的簡單結論都沒有看出來呢？

其實，這裏涉及到一種我剛剛發現的普遍存在於學術界的社會心理學現象，我這裏將其命名為大名詞止痛藥/安眠藥現象（Big Jargon as Painkiller/Sleeping-pill phenomenon）。這種現象存在於包括哲學，物理學，心理學等等各種學術領域中。其基本特點就是，當學者們遇到難解的問題時就會搬出一些深奧的大名詞來，越高深莫測越好，然後就好像一個因疼痛難以入睡的病人吃了止痛藥或一個因各種原因而無法入睡的失眠人吃了安眠藥之後可以麵帶笑容地安心酣睡了一樣。

在賈尼別科夫效應這個議題上，主流物理學家們搬出的大名詞就是“穩定性”。那可以說是與現今物理學界諸如湍流等各種最最高深莫測的現象綁在一起的大名詞。有了這個大名詞，物理學家們就覺得安了。。。。過去幾十年裏的物理學界就是這麽處理賈尼別科夫效應的。除了那位數學家陶哲軒奇幻地試圖用內力來計算總力矩之外，所有研究賈尼別科夫效應的物理學家都在證明了不穩定性這一步後打住了，完全不管到底是什麽力矩能夠讓角動量保持守恒這個問題；與此同時，就如皇家學會的Proceedings A的編輯們那樣，他們絲毫不認為賈尼別科夫效應和角動量守恒之間有什麽不對付的地方。

因此，除了那位奇幻地用內力來計算總力矩的陶哲軒之外，整個學界在處理賈尼別科夫效應的做法上的唯一可以說得通的邏輯潛台詞就是：隻要有不穩定性，不需要任何其它作用力，空間站中繞中間慣量軸旋轉的物體的翻轉就可以滿足角動量守恒定律。。。。用中文白話對這句話進行翻譯，得出的結論就是：不穩定性就是讓空間站中繞中間慣量軸旋轉的物體之翻轉滿足角動量守恒的作用力。

等等，什麽？不穩定性就是那個作用力？誰說的？。。。。哈哈，誰也沒說，有道是，很多事隻能做，不能說，一說出來就什麽都不香了。。。。

但問題是，通過上麵的分析我們可以看出，按照現今（除陶哲軒之外）的主流學界對於賈尼別科夫效應的解釋，除了得出“不穩定性就是那個作用力”的結論之外，你還能找到第二種合理的解釋嗎？這裏要問的一句話是：他們敢在課堂上用“不穩定性就是那個作用力”這樣的話來麵對學生嗎？。。。。。。

3.2. 一種可能的解釋

對於發生在空間站的微重力環境下的賈尼別科夫效應之打破作為物理學最基本的角動量守恒定律的一種比較能夠理解的解釋或許可以是：作為角動量守恒定律之基礎的牛頓定律不是在微重力（模擬無重力）的環境下總結出來的，因此，賈尼別科夫效應之打破角動量守恒定律這一點並沒有直接打破產生牛頓定律的經驗基礎。

 

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【[1]】難道被蘇聯封了40年的真正秘密是。。。？

[[2]]Dai, . (2025). An Example of Violating the Conservation of Angular Momentum. Retrieved from: https://www.researchgate.net/publication/388860279_An_Example_of_Violating_the_Conservation_of_Angular_Momentum