看板Physics
標 題Re: 粒子加速器的實驗是有瑕疵的,你同意嗎?
發信站YAM.com (Fri Jan 31 12:34:42 2003)
轉信站Ptt!news.ntu!ctu-gate!news.nctu!news.sinica!webnntp.yam.com!not-for-ma
回樓上網友:
以下是我經過整理的文章,您可看看是否成立?
人們知道,愛因斯坦狹義相對論----按目前一般人所理解的----應用於微觀世界時,會出現無法自洽的矛盾.這不協調的矛盾看來並不是客觀現象所固有的.以粒子加速器中電子高速運動時質量增大的現象為例,可觀測到的現象都只是因為加速器所在的靜止座標系對電子的座標系[註1]
所傳輸的能量有關,可是目前並沒有一個可以觀測到"加速器"與電子同在一個"等速移動"的慣性座標系內,加速器對電子傳輸能量的實驗.按照傳統的觀點(指勞倫茲發現的:物體的質量隨相對速度的增加而增大),只要是速度相對於靜止系增加,靜止系就會認為物體的質量增大,而運動物體本身並不會"感覺"自己的質量增大. 如果再按照”相對性原理” [註2],
那麼實際的情況倒該是:相對於靜止系運動的物體應當也會”認為”靜止系物體的質量並沒有增加,就和運動體”認為”自己的質量沒有增加一樣----會對等於----相對於運動物體的靜止系應當也會”認為”運動物體的質量並沒有增加,就和靜止系的觀測者”認為”自己的質量沒有增加一樣.可是實驗的結果卻認為電子的質量的確相對於靜止系的物體”增大”,況且實驗更沒有額外在”加速器與電子同處一個慣性座標系”之類的情況下再次進行,比方像:不能確定諸如”車子”,”飛機”等低速運動物體[註3]
是否也和高速運動的電子一樣,車子或是飛機的質量對於靜止系而言有增加的趨勢.(車子或飛機質量的計算是扣除掉燃料所被消耗掉的質量)另外,如果我們想要用實驗儀器來檢驗運動物體的質量是否增加,而不單倚靠上述的邏輯論述,那麼就必須要使用類似”磅秤”或是”秤盤”之類用以測量”質量”的實驗儀器.但實際的問題就出在磅秤等儀器只能測量靜止物體的質量,無法測量運動物體的質量.[註4]
因為一旦實驗儀器與被測物體同在一個相對於靜止系高速移動的慣性座標系的時候----測量儀器(指測量"質量"的儀器)與運動中的電子一起在同一慣性座標系時----由於測量的儀器與高速運動體一起同處在相同的慣性座標系,按照狹義相對論的相對性原理,測量儀器就會無法分辨出所處的座標系內,物質的質量是否增加.並且在視覺上,由儀器所傳達到靜止系的訊號(可見光線或是無線電波)也同樣會讓靜止系的觀測者認為運動體的質量並沒有增加,就和運動體認為靜止系的任何一個物體質量沒有增加的情形一樣.
這一類無法自我妥協(無法自洽)的例子,以及想同時測量電子在原子中的動量及位置的一些失敗的嘗試(指測不準原理)提醒我們,客觀的物理現象,如時間和質量[註5]
並不能以光線(也就是指:不能以視覺來判斷物理現象)作為判定物理現象的媒介,因為一旦光線介入,就代表有能量變化的介入.假定把情況設在物體吸收輻射:若物體吸收”外來”的光線或是其他能量,按照質能互換公式,能量就會被物質轉換成物質的質量儲存起來.如此一來物質的質量值就顯得不客觀,就和”測不準原理”的實驗一樣.這暗示著,像是前面的”加速器”的例子,電子質量的增加是肇因於吸收了加速器所賦予的能量所致,並不是”相對於靜止系的速度”所造成的.也就是說客觀的物理現象存在著恆常的”對稱性”,而與物體的”運動速度”(等速或是靜止)無關,任何的物理學規律在任何慣性參考系(慣性座標系)都是對等且對稱的.我們把這個猜想(其涵義在下文中將叫做”統一性原理”)提高到作為公設的地位,並引入另一個公設,這個公設是,光速在所有慣性系中都是一個唯一存在的速度,無法以相加或是加速的方式達到.
有了這兩個公設,從運動物體的狹義相對論出發,就足夠導出一個簡單且前後一致的互相協調的統一理論.引入”質量和時間的轉換式”是多餘的,因為照下面將要闡明的觀點,並不需要一個利用”絕對的光速”來判定運動物體時間的方法;也不需要依照傳統觀點,認為運動物體的質量會相對於靜止系增加的緣故,而斷定運動物體不可能以光速運動.
下面將要展開的理論是基於----像所有統一理論一樣:統一物理學上局部的對立與矛盾----而開始的.並且這理論的任何論斷都和狹義相對論一樣要聯繫座標系與光的關係.目前關於”結構精細常數可能不是常數”的新發現[註6]所帶來對物理學的衝擊,其根子就在於”引入質量和時間的轉換式”這個觀念的阻撓.(未完,待續......)
[註解]
[註1]
忽略電子被加速的階段,即把電子的座標系視為相對於靜止系高速運動的慣性座標系,當然這當中也忽略了電子作圓周運動的加速狀態.
[註2]
指在所有對等的慣性座標系中,物理現象的規律都相同.
[註3]
車子或飛機的動能都源自於它們自己的座標系,和粒子加速器中被加速的電子不同.
[註4]
特別是高速移動的物體;另外即使測得運動物體的質量,也會因為運動物體在儀器上有一向上的垂直分量而讓測量變得不準確.
[註5]
由於”長度”確實是主觀的:一物體靜止時,在我”看來”很大;但對於離物體較我遠的人卻”認為”它很小.所以這裡不把”長度”囊括進來.
[註6]
參考資料:
http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=498
※ Origin : 蕃薯藤 Yam.com BBS ◆ < http://bbs.yam.com >
※ From: 61.217.175.239