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相对论、量子力学,物理学中的两个大骗子。

相对论、量子力学,物理学中的两个大骗子。

作者: DeerCall | 来源:发表于2016-11-06 22:43 被阅读0次

    相对论、量子力学,物理学中的两个大骗子。

    为一篇文章定下这样的基调,或许实在算不上明智,但我始终相信,只要这个世界上不再只有一人,那么异己便永远不会消失。

    这篇文章主要由我对两个实验结论的质疑构成,或许是由于才疏学浅,或许是由于真知灼见,总之这两个实验结论的得出困惑了我许久,人们对这两个实验论证的深信不疑更使我困惑。

    ①牛老师的水桶实验

    “如果用长绳吊一水桶,让它旋转至绳扭紧,然后将水注入,水与桶都暂处于静止之中。再以另一力突然使桶沿反方向旋转,当绳子完全放松时,桶的运动还会维持一段时间;水的表面起初是平的,和桶开始旋转时一样。但是后来,当桶逐渐把运动传递给水,使水也开始旋转。于是可以看到水渐渐地脱离其中心而沿桶壁上升形成凹状。运动越快,水升得越高。直到最后,水与桶的转速一致,水面即呈相对静止。”

    水桶实验示意图

    (a)、桶吊在一根长绳上,将桶旋转多次而使绳拧紧,然后盛水并使桶与水静止,此时水是平面的。

    (b)、接着松开,因长绳的扭力使桶旋转,起初,桶在旋转而桶内的水并没有跟着一起旋转,水还是平面的。

    (c)、转过一段时间,因桶的摩檫力带动水一起旋转,水就形成了凹面。直到水与桶的转速一致。这时,水和桶之间是相对静止的,相对于桶,水是不转动的。但水面却仍然呈凹状,中心低,桶边高。

    在此之前,关于运动的计算都需要事先声明一个参考点,并以此建立一个相对坐标系。而在这个实验中,桶里的水在(c)状态下相对于桶而言是静止的,根据之前的认知,相对静止的水不该出现水面凹陷的状况,但事实却告诉人们,即便是相对静止的物体也可能脱离以往的运动规律。在这个奇异点下,牛老师提出了以太的存在,他借以以太这个绝对的存在作为水的相对参考系,从而合理的解释了为什么相对于桶静止的水面出现了凹陷(因为,相对于桶静止的水并不相对于以太静止)。自此,牛老师的绝对时空观便在物理学中扎下了根基。尔后,就在牛老师的声望一片大好之际,原本想要为牛老师的丰碑铸顶的两个人却反而发现了与其原本想验证的观点不符的现象。

    ②迈克尔逊 莫雷 实验

    如果以太存在,且光速在以太中的传播服从伽利略速度叠加原理:

    假设以太相对于太阳静止,仪器在实验坐标系中相对于以太以公转轨道速度

    向右运动。 光源发光经分光镜分光成两束光,光束1经反光镜M1反射再经分光镜投射到观测屏。光束2经反光镜M2反射再经分光镜投射到观测屏,与光束1形成干涉。光在以太中传播速度为

    ,地球相对以太的速度为

    光束1到达M1和从M1返回的传播速度为不同的,分别为

    ,完成往返路程所需时间为:。

    光束2完成来回路程的时间为,光束2和光束1到达观测屏的光程差为

    然后让实验仪器整体旋转90度,则光束1和光束2到达观测屏的时间互换,使得已经形成的干涉条纹产生移动。改变的量为

    。移动的条纹数为

    实验中用钠光源

    ;地球的公转轨道运动速率为:

    ;干涉仪光臂(分光镜到反光镜)

    ,应该移动的条纹为:

    迈克尔逊和莫雷将干涉仪装在十分平稳的大理石上,并让大理石漂浮在水银槽上,可以平稳地转动。并当整个仪器缓慢转动时连续读数,这时该仪器的精确度为0.01% ,即能测到1/100条条纹移动,用该仪器测条纹移动应该是很容易的。迈克尔逊和莫雷设想:如果让仪器转动90°,光通过OM1、OM2的时间差应改变,干涉条纹要发生移动,从实验中测出条纹移动的距离,就可以求出地球相对以太的运动速度,从而证实以太的存在。但实验结果是:未发现任何条纹移动。在此之后的许多年,迈克尔逊-莫雷实验又被重复了许多次,所得都是零结果。

    出于理论推导与实验依据的不相符,就如同过去的情况一样,凡有矛盾,则总会有那么一个人或一些人提出一个新的观点,给过去的旧理论打上补丁(或者盖上棺材)。但这次的情况还是略有不同,以往的过程大都是这样:当一个旧理论不再能够给出解释时,就会有人发掘新的观点,从另一个角度再次切入问题,从而续上之前的逻辑,但是这次爱老师却直接选择了将抛弃所有过去的逻辑,直接以这个矛盾点为其基础假设之一,并在此基础上发展出了震惊世界的相对论和他的相对时空观(当然,无论选择接续还是抛弃都没什么对错之分。只要从新的起点建起的大厦能够更高更大,那么又有谁回去在乎曾经的那栋是否倒下呢?)。


    以上便是使我感到困惑的两个关键实验。困惑的起点源于令我越来越觉得自己是个智障的近代物理学,或者更具体些——相对论和量子力学。每当我听到那些相对论和量子力学的拥护者们侃侃而谈那些什么时间,空间的概念时我就会一阵晕眩,因为我完全不懂他们在说什么(霍老爷子曾经说过,那些自称懂得量子力学的人八成什么都不懂)。当然,这也不一定是那些“高僧”的错,或许只是我冥顽不灵,受不得归化。

    导致我不服管教的原因是我认为这些理论的推导是有问题的,而且有时在我看来甚至是十分明显的逻辑问题,然而不知道是因为什么(或许是我太无知,就像小时候看不懂学霸用三行解出的应用题答案一样无知。),每每在这种地方,要不是直接无视就是提出新的假设。如我所言,我从不相信没有理由的结果。因此我也尽量不做没有理由的辩驳。接下来,我希望我能在自己的知识范围内做到尽可能充分的解释,也希望如果已经耐着性子看到了这儿的你能够尽量以开放的心态去理解我以下的说明。


    有句话,叫殊途同归,但在科学探索这件事上,我认为,殊途便不再能够同归。一个理论,无论发展得多么壮大,若是一开始就走错了,那么到底也不可能通向真理。而相对论在我看来就是这样的一种理论。

    既然这么说,那么它是从哪儿开始走错的呢?在我看来,这个岔路口就在牛老师得出以太这个概念的那一刻。或许稍有见识的人,此刻都会开始嘲笑:这还你你说?谁不知道以太的概念是错的?就是因为知道了以太是不存在的才会得出相对论的嘛。如果你这么认为,那么我想先提出一个疑问:如果一队人走在一条树状延伸的公路上,而这条公路只有唯一的一条出路,那么当领头的在一个路口走错以至于将全队带到了一个漆黑的小道上时,你认为在这种状况下继续选择还能有希望到达出口吗?

    我不知道你的答案是什么,但在我看来,相对论的得出就是这样一种在已经错误的路口做出的继续选择。

    爱老师的理论基础之一是光速恒定说,而光速恒定的实验证据之一是迈克耳逊莫雷实验(以下简称MM实验),MM实验证明光速恒定的方式是反证,而其反证的假设基础是牛老师的以太说。这样的逻辑链乍看之下似乎也没什么问题,但若仔细想想仍会发觉问题。若是以严谨的逻辑推导来说,若假设A成立,则B一定成立,那么当B不成立时,顶多也只能说A是不成立的。若要严谨的做法应该是这样:思考A成立的假设本身,或许是由于A成立这个假设本身存在错误所以无法推导出B,但恕我直言,对于相对论而言,它的得出并没有遵循这样的逻辑。相对论执行的逻辑是这样的:若A成立则B成立,由于实验证明A成立时B不成立,所以这时相对论跳出来说B成立本身成立,由于A无法推出B,所以A不成立。当然,即便如此也没人能够直接指责使用这种逻辑的人骗子,但是,要说这是不严谨的我觉得则完全可以。

    既然如此,那么我便循规蹈矩一回,既然以太的存在无法推出MM实验的结论,那么我首先审视以太存在的假设基础。

    牛老师为了解释相对于桶静止的水面的凹陷现象提出了以太,在我看来这完全是莫名其妙的。如果假设以太存在,而桶在第一个实验的(c)状态下因为相对于以太在做自转运动所以受离心力的影响出现了水面凹陷,那么就会出现一个显而易见的矛盾,那就是你如何确保地球真的是上帝的宠儿,它这么巧正好在以太中做直线运动(即便它不仅有自转,而且在太阳系中还有公转)?如果说以太真的是绝对参考系,那么起初平静的水面应该就能证明地球在以太中是没有旋转的了。而显然,地球不可能是这个宠儿,所以以太的概念是一个典型的甚至无法自证的概念(用一句有些马后炮的话来说就是:完全不需要MM实验就可以用以太自己推翻自己)。

    但是,如果此时就直接推翻以太的存在就会出现一个问题。因为以太的出现是为了解释某些矛盾,所以如果以太不成立,那么势必导致这些矛盾无法得以解决,而发展的根基就在于解决问题,为了不至于使前行的脚步停滞,在废黜以太之后必须给出另一种更合理的解释。如若不然,则只能说明科学在更深层的地方就已经出现了偏差。

    我关于牛老师水桶实验的思考是这样的:沿用逻辑的推理,水面之所以凹陷是因为离心力的存在(从初中起,我的物理老师就禁止我说离心力,他告诉我应该叫向心力,但我始终不明白明明是把东西向外推的力为什么非要让我叫向心力)。在水自转时,由于离心力的存在,所以将水不断的向桶壁推。但是为什么又会有离心力?有的在这里就开始茫然了,但有的人依然能告诉我因为物体有惯性。那么当我继续追问为什么会有惯性时,所有人都茫然了。当然不乏机敏之人在片刻的失神后会告诉我:惯性是物体的固有属性。如果你听到这种说法还深以为然,那么我想真知或许已经从你的世界中逃离了吧。古人用药草医人,虽有效,但与今人相比怕是不及万一的了。为什么差别这么大?因为古人对药的认知停留在当归、首乌、金银花的层面上,而今人则深入到了亚丁基苯酞、大黄酚等分子层面上。之所以说这个,是因为我始终坚信的一点是:我们对于真理的接近程度取决于我们在根本上的挖掘深度。

    那么,惯性到底是什么呢?这里我必须抛出爱老师信念中我最认同的一条,这个世界应该是有大统一理论的。以程序的角度思考,如果我们的世界是由更高等的生物创造的,那么它在最底层的设计应该是极简的,也就是说这个世界应该包含尽可能少的基本规则和基本量,所有一切都应该是由这些基本规则和基本量组合得出的,不然那个创造出我们这个世界的生物必然要在他们的“电脑”前码到老死。出于这样的思考,我认为惯性的存在太过多余了,它就应该是那种被拼凑出的规则。而组成它的基础之一就是万有引力。虽然我有这个想法已经很久了,但是自知才学尚浅,还无法用能够令自己满意的数学方式推导出合理的公式,所以一直在想是不是应该和爱老师一样潜心修习一年微积分再出来大放狂言。不过,正巧最近遇与人讨论到了这些,所以就先粗浅的讲些我现在的看法吧,必然算不上完美,但若是能作为一种新的思路被任何人了解到也就可以了。

    万有引力公式:F = G(M*m)/r^2

    如上图,我们生活在一个物质的世界,为了方便叙述,我将整个世界抽象为四个物质原点(A、B、C、D),它们是这个抽象世界里四个固定的有质量的点。另外在这个世界里还有(a、b)两个测试点,它们是这个世界里剩余的两个有质量的点,唯一的不同是它们可以移动。通过万有引力公式可以得出a、b在当前状况下必然会做向B方向的加速运动,因为它们与A、C的距离时刻相等,而又较之D更靠近B,因此它们会时刻受到一个指向B的力。

    而我认为的我们的世界其实就处于这样的一种状态之中,在我们的世界中其实根本就没有我们意识中的惯性,有的只是永恒存在的力,而惯性不过是想要改变这种力所付出的代价。譬如a和b,以我们视角来看,你或许会觉得它们正承受着巨大的“力”的作用。然而如果你能够以它们的视角来审视一切就会它们其实并不知道自己正处在一股极大的“力”的影响下,甚至它们可能还以为自己一直都处于一种不受“力”的自由状态之中。以我们旧有的理论体系来说这种说法是解释不通的,因为在你的思想之中惯性的概念根深蒂固,因此只要你觉得一个物体受到了力的影响,那么你就一定会本能的联想到一系列物体在力的作用下的情景。然而,我希望告诉你的是,在我假设的这个世界里惯性不是一种与引力同级的规则,所以此刻这个世界是没有你意识中的那种惯性的。如果你无法想象这种明明受力,却要“假装”自己毫无察觉的情景,那么你不妨想象一下你从高处坠落的状况。从高处坠落的你事实上一直受着重力影响,但你却完全没有感觉到自身处于一个持续施加在你身上的力的影响下。而此刻的a和b其实就是处于这样的一种状态下。

    当毫无所知的a和b终于感到无聊时,b决定踹a一脚,于是坏笑的b狠狠地踹出了那一脚。而就在此时,当b踢到a的那一刻,a感受到了一股爆发性的力量,那股力量逼得他明显的感受到了自己在被踢离b的同时似乎受着它的拖拽,以至于整个身体都弯成了C字型。就在此时,这个世界的“惯性”也就诞生了。这个世界的惯性不会由于状态的改变而出现,因为a和b始终就处于一种变态(持续向B的加速运动)情景下。这个世界的惯性感受只会出现在受直接引力影响之外的其它力的作用下,也就是b踹a的这个过程中,由于b对a施加了一个引力影响之外的相互作用力,所以a才会感受到惯性。也就是说这个世界里的惯性不是一种物体的固有性质,而是一种力(插播一句:而这也正是为什么现实生活中,我们给予惯性性质之名,却以力的形式来感知它。譬如中学时就常做的实验:“老师让你拖拽一个连着小木块弹簧示力计,你会发现上面的读数出现了变化,尔后老师告诉你,知道为什么会这样吗,因为物体拥有惯性。”)。

    那么,我费尽唇舌来提出一种新的惯性的认知方式和之前想要证明的东西又有什么关系呢?我想如果你真的理解了我之前所说的关于惯性的概念,那么是时候回归到这篇文章的主题了。那就是文初的那两个实验。(以下的所有解释默认采用我上面所描述的这个世界的理论框架,此处加以说明,之后便不再重复说明)

    重构①

    首先是关于牛老师的水桶实验的质疑。关于这个实验的矛盾点在旧有的观念下有两个,一个是水面相对于桶静止却出现了凹陷。一个是水面相对于地球静止,而由于地球始终处于各种旋转的混合作用下,也就是说那时的水面不应该静止。然而若是你以新观念来思考,那么这些现象便不足为奇了。

    首先由于水相对于地球自转,所以由惯性导致的离心力,水面出现凹陷,这点很容易解释(我不能确定你是否明白水自转为什么会产生惯性,所以还是自作多情的啰嗦两句。每一个水分子其实就是之前图中的a,它由于在每一刻都在受着摩擦力而产生类似于b把它踹飞的那一刻的效果,所以产生了惯性,而所有桶中的水分子所受的这些微小的惯性的宏观体现就是水面凹陷)。

    然后是水桶原本相对于地球静止却毫无波澜。如果你逻辑足够严谨,那么上面的那个解释你就应该已经要向我提出质问了,因为之前的解释似乎只是停留在伽利略的理论框架下的解释,如果你确实这么想,那么现在我将会完善上面的解释。根据我之前提出的世界,这个世界中的所有物质被抽象成了四个质量原点,那么显然在这种世界中得出的所有结论都不该适用于局部的小世界。而我之前的解释却用了“相对于地球”这种标示局部的描述,似乎这正是我所鄙夷的自相矛盾,但是如果你考虑到地球与水桶的自转速率,那么巨大的转速差距致使在水桶的自转面前忽略地球自转所产生的影响,我认为也毫不为过(如果这样你还不满意,那么我也可以告诉你其实在水桶相对于地球静止的时候其实水面也是出于凹陷状态下的,只是这种凹陷程度太过微弱,以至于我们以为它是平井无波的而已。如果这样你仍然不满意,觉得我只是在妄言而已,那么我想我只能用物理之外的知识来说服你了。你随便找一个地理还不错的人或许他都能给你解释一下“地球自转偏向力”是什么,而这种“地球自转偏向力”的存在恰巧能够说明我们原本以为相对于地球静止的桶中的水事实上并不静止,它们一直都在旋转,只是转速太低而已)。

    重构②

    关于MM实验,其实只有一个问题,那就是推导出这个实验结果的理论假设,然而不幸的是这个实验原本的假设基础被阉割了,从而成为了一个新的起点,为其它理论提供支撑(每当想到这里我都忍不住要愤青一回:莫名其妙!)。

    我关于这个实验的质疑主要在于其本身就建立在错误理论之上,尔后在发现原本的理论无法解释实验结论之后还不选择寻源查究,而是另辟新说。如果科学就是这样,在搞不懂时就把这个不懂的地方作为基础假设发展新理论,那么恐怕明天的科学只能重新改名为“神学”了(谁也看不懂的学科,一帮以概念和“深邃”招摇过市的科学家吹嘘着连自己都不能理解的N维世界。我说:你自己都不懂的东西,你倒是说个屁啊?对不起,关于这点,我真的不能淡定)。

    那么,既然我不认同这样的做法,我必然会以我认为合理的做法去解决这个矛盾。MM实验原本希望得出的实验结果是当实验装置转动时,两块成像板上的干涉条纹出现变化,然而事实是无论实验装置怎么转,两块成像板上的干涉条纹都没有丝毫变化。也就是说被分光镜分成两路的那两道光的速度没有任何变化。爱老师给出的解释时光速本就恒定,然而根据我之前构造的那个世界,它并不允许这中无视一切的恒定存在。在爱老师的巨像之下也许是个人都该感到渺小,但对不起,我纵然感到渺小,也止不住要提出质疑。

    诚然,以我们现在的能力不可能真正的了解这个世界,所有理论大厦都需要一些根本假设作为基底,但如果所有人永远都只是抱着对这种基底的无条件信任那么你们常用来反驳我的哥白尼、物演论恐怕还不过是在上帝茶余饭后的一个笑话罢了。

    回归逻辑,我毫无疑问有充分的理由去质疑,但是如果只是质疑显然毫无意义,那么作为合理的手段,既然我认为这种假说没有道理,那么我就提供另一种假说吧。

    依据我之前提出的那个世界,光从分光镜分成两路后原本就不该有什么速度变化。如果你没有积分的思想,或许此时你并不会认同,但是请你再仔细想想,无论光从什么地方射来,当它通过分光镜后,你认为它应该改变速度的依据是什么?我不知道你能否给出答案,但我想说的是虽然我不能给出光应该改变速度的依据是什么(它本来就不该改变速度,我又怎么可能给出这样的依据?),但我却能给出光不应该产生速度变化的理由。

    一个光子假设是从太阳射来的,那么在它抵达分光镜的那一刻,依据万有引力公式我来来计算一下它那时所受到的各种力的积分。这时你会发现在进入地球的“领地”之后,这个光子所受到的其它的力几乎已经可以忽略不计了,也就是说从地球公转速度垂直方向射入的光子在进入地球后事实上不再保持原本的速度(这里的速度是个有方向有大小的量,也就是其从太阳射出的速度和当时地球运行速度的合成量)了。也就是说此刻的这个光子如果经过了分光镜,那么它毫无疑问不会有任何速度的改变,因为事实上它已经在进入地球的过程当中完成了与地球运动的同步。


    总结


    以上便是我论述的全部内容,不敢说逻辑严谨、论述清晰, 毕竟关于概念的传输时常会出现这样的问题:传输方觉得自己已经描述得十分清楚了,然而接收方仍然是一头雾水。也许还有些我自己在脑海中回荡了无数遍的概念没有码出来,以至于影响了你的认知过程;也许是我的文字不够优美简练,以至于破坏了你的认知体验。无论是哪种状况 ,我只能说万望海涵了。

    最后简单的总结一下,我的这个世界是一个绝对的世界,所有的物质都会受到所有其它物质的影响,但是在一定尺度下,部分物质对于某些物质却有着几乎决定性的相对影响。而这,正是我认同的世界,如果我有幸能获得一位坚持看到这里的观众,我真心的热忱欢迎你来到我的世界!

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