引力波探测实验

(在Livingston的LIGO)
这几天在香山开会,即第332次香山会议,议题是《引力理论和广义相对论的空间检验》。我不太熟悉这方面的东西,既然有机会来听,当然很高兴。
记得读研时学广义相对论,就知道J. Weber的实验,后来在罗马遇到一位中国学生做这一类的实验,实验的仪器在今天来看又小又简单,是一个一米左右的金属圆柱,用来测量引力波引起的形变。Weber和他的followers做了很长时间这样的实验,中间也声称过探测到了引力波,但最终还是失败。
现在最有名的实验当然是LIGO和LISA,下面就我最近的阅读简单谈谈这两个实验。
LIGO
LIGO的全称是Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,顾名思义,就是用激光干涉仪技术来探测引力波,为以麻省理工学院和加州理工学院为主的实验,主要提出人是Kip Thorne,Ronald Drever和Rainer Weiss,耗资不足四亿美元。
Weiss在1974年就有了用干涉仪测引力波的想法,等到实现,20多年过去了。
引力波带来的空间变形会引起干涉仪的效应。LIGO是L形的真空臂,每个臂长为4公里。干涉仪采用激光自然是因为激光的干涉好(相位高度一致),激光在四公里的真空臂中走来回75次后才发生干涉。当引力波经过时,只要强度足够,就会出现信号(当然要扣除很多效应例如地球本身的振动)。LIGO的灵敏度大约为,也就是说形变大约是
厘米(是4公里的
),一个不可思议的距离(是质子尺度的千分之一)。LIGO的频段在100赫兹附近,频率不算太低,对应的引力波通常是聚合的双中子星或黑洞发出来的,质量大约是10个太阳质量。
LIGO其实有两个完全相同的装置,相隔三千公里。设两个装置的目的是为了确定引力波源的位置,因为三千公里会引起百分之一秒的时间差。
到目前为止,LIGO还没有能确切无疑地探测到引力波,可能是因为灵敏度不够高-最初LIGO的干涉仪的激光束的功率只有10瓦,通过提高激光束的功率可以改进灵敏度。LIGO2的灵敏度将提高10倍。
没有信号的另外一个原因是虽然有了信号,但被其他信号淹没了。尽管LIGO没有确切地探测到引力波,但没有探测到本身会给很多引力波源的参数提供一些上限的限制,也是有意义的。
与LIGO类似的引力波实验还有GEO 600(德国),VIRGO(法国-意大利)。
LISA
LISA的是Laser Interferometer Space Antenna的缩写。这是一项美国航天署和欧空署的联合计划,计划的完成一再被推迟。查英文维基,LISA运行的时间定在2015年,这次听德国来的LISA成员的报告,运行时间推迟到2018年,还有可能继续推迟。
LISA是加大型LIGO,探测引力波的频率在赫兹左右,所以臂长要非常长,只能在空中进行。计划中的LISA由完全相同的三个航天器组成,三个航天器绕太阳转动,形成边长为500万公里的三角形。这些飞船距地球的平均距离是5千万公里。干涉仪应变灵敏度大约是
(精确到大约
厘米的形变)。
在LISA之前,为了验证计划的可行性,将发射一颗名为LISA Pathfinder的卫星。
据说LISA的经费每年都会出问题。根据维基百科,美国航天署提供三个飞船,发射以及一半科学载荷,欧空署提供助推器和一半科学载荷。
罗俊在今天的报告中说,LISA真的要上天,说不定要到2022年。我想我们还等得起,为了看到低频引力波,等这么多年还是值得的。
Chinese LISA
中国科学院计算数学所的刘润球兄在做类似LISA实验的可行性研究。如果能够说服中国政府投资,计划至少要做30年以上,甚至40年以上。此次据刘同学说,这个计划的期待当然在LISA以上(不然中国干嘛还做?),频率应该比LISA要高。干涉仪测量的应变灵敏度应该比LISA高1.5个量级。
Chinese LIGO
南京大学的张若筠同学建议在中国做臂长为40公里的放大了的LIGO(L形变成三角形),据说只需要将LIGO1的技术拿来就行了。中国只需要建建筑,预计费用20亿人民币。
Chinese LIGO和Chinese LISA只是我起的名字,如果这些计划能够实施,会有更好听的名字。例如,Chinese LIGO说不定变成CIGO或者CLIGO, Chinese LISA比较难起名,总不能用嫦娥这种土名字吧?
不论是Chinese LIGO还是Chinese LISA,都是不易实现的目标。第一中国还没有做过这么大规模的大科学计划,第二我们人才稀缺,第三以中国的基础科学的投入这样大的科学计划简直不可想象,第四……,第五……

Joseph Weber和Weber棒。
2008年10月31日 18:41:32
xexz:
我没有把任何人作为批判对象,因为任何人也不成为我的敌人。我再再提醒的意思,概括起来:人唯一的敌人是自己内心的欲望,包括了对名闻利养财色名食睡的执着与贪爱。
因为没有外敌,所以也谈不上胜败,我需要战胜自己的欲望。
2008年10月31日 19:46:10
abada:
请你你自己复习复习你的100-102,只有性乱的道德分析才是你·分析·的第一个·例子·,因为性乱的分析涉及了具体不属于客观道德基本预设的命题,也就是你所说的“命题2:性传播疾病有潜伏期, 性乱会不自知地导致传染病侵害无辜的他人”。而你之前说的东西,要么纯属你客观道德基本预设范围内的纯粹逻辑推理(并非实例),要么压根就没有分析直接给出结论(没有分析),这两种情况下你所说的话都是空话,有什么可讨论的?
2008年10月31日 20:03:22
mark sun:
“这么说,难道你也承认性乱是不道德甚至是罪恶的了?”
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我当然承认·你认为·性乱是不道德甚至是罪恶的,还用问么?
在你的方言中鸟是个骂人的话,那么即便在我的方言中鸟是一个中性词,你说我是个鸟也是在骂我,这不取决于我是否认为鸟是骂人话,而取决于说话的人是否认为鸟是骂人话。
你对我做的就是这件事,请你继续狡辩。
“人唯一的敌人是自己内心的欲望,包括了对名闻利养财色名食睡的执着与贪爱。”
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你学佛的动机本身就就是欲望,只不过你认为你这种欲望是所有欲望之中最为高尚的。
2008年10月31日 20:29:11
关于引力波,我再说点:
1/干涉仪测的是时空的变化律。 所谓10^(-12)指的是,我们要测到 dL/L =10^(-12)
2/CMB的BB模, 中子星守时性,高斯光束等 都是利用引力波的性质的探测手段。
3/ 关于所谓暗能量,暗物质,引力透镜对引力波的影响。请牢记:我们处理的都是线性近似下的引力波,是时空度规的变化量。 上述东西能产生度规的变化不?产生的变化频率是?
对上面的讨论很无语……
2008年10月31日 22:35:32
晃晃:
请直接回答我的问题,你自己对性乱的道德判断究竟怎样。罪恶,有病,都不过是对事实行为道德属性的简单陈述。和无理的谩骂是没有任何共同点的。谩骂的目的在于另他人内心愤怒为目的。而道德的批判,不是为了显示自身“高尚”以凌驾于那人之上。越符合道德的行文,只会给行为人带来更多的快乐,而不是痛苦。
我到现在仍然不清楚,你究竟是承认还是否定-性乱是不道德的-这个陈述。当然是希望能在你这里得到对这个问题表态上的一张支持票。我有狡辩的必要吗?你觉得我是谩骂也好,是规劝也罢,我完全不在意。无论你判断我高尚或是虚伪,自以为是还是愚蠢,非理性,你的判断也都不会损害到我,或是对我产生利益。
“人唯一的敌人是自己内心的欲望,包括了对名闻利养财色名食睡的执着与贪爱。”
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你学佛的动机本身就就是欲望,只不过你认为你这种欲望是所有欲望之中最为高尚的。
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这种欲望和世俗的欲望区别可不小,不学佛的人,当然只能被世俗的欲望束缚了。这和高尚不高尚无关,仅仅和收获痛苦还是快乐有关。人完全有理由追求快乐,但首先要确定自己获取快乐的方式是可靠的,是不会引起苦恼的结果才算有效。
而且我还在等你回答,我在233#最后一段问你的问题。如果肯定你的不合时宜说,那么我想问究竟在性乱现在已经成为社会既定事实并且越演越烈的情况上,确定什么样的道德规范,你认为才是合时宜的。
你很有逻辑和理性,回答这个问题,不难。
2008年10月31日 22:44:51
献诗一首
《六月二十七日望湖楼醉书》
宋·苏轼
黑云翻墨未遮山,白雨跳珠乱入船。
卷地风来忽吹散,望湖楼下水如天。
我也没时间看细节了,也觉得没资格掺和。觉得讨论带了点火药味..
个人认为学佛不是欲望,很多人是有佛缘,是无压迫或者内在动机而接触佛的,那么如果他觉得好就继续深入学习,如果这都算欲望,那么欲望是平凡的
个人认为学佛的也不能强加自己的价值观给别人,并且如果别人不赞成的情况下,就道德至高批判别人是不对的。毕竟佛和现实(或俗世)是有区别的。
个人认为谈恋爱和结婚不算淫和学佛或者信佛不矛盾(你只要不是和尚,话说现在好多“和尚”都…)所以希望mark sun兄恋爱一下,女人也有很多你值得学习的地方,这和信佛不矛盾(此和争论的焦点无关)。
mark sun和晃晃2兄都是我比较在意的
2008年10月31日 22:58:18
晃晃:
“在你的方言中鸟是个骂人的话,那么即便在我的方言中鸟是一个中性词,你说我是个鸟也是在骂我,这不取决于我是否认为鸟是骂人话,而取决于说话的人是否认为鸟是骂人话。”
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我对你没有做过任何断言,从一开始,我就在用假设的形式在讲话。如果你这里用鸟取代性乱这个行为标签,那么我也不会有把标签贴给任何人的企图,我又不是宇宙监督,我不能知道别人从结婚开始后的分分秒秒的行为和心理活动。至少现在还不能。退一万步说,即使能又如何?
我不认为由他人去揭老底给人暴光就能纠正行为的错误,只有行为人自己意识到错误才有改正的希望,不是说别人指出了就能怎么样。
跟你说了这么多,你却还是意气用事,一直把证明我存心侮辱人作为你发言的兴趣所在。始终都不给出一个属于你自己的简单判断,至此我的耐心也耗尽了,你的判断就一直保密下去吧。
下面,你可以继续证明你乐意证明的命题,和我没有任何关系了。我也不再如你所说的那样“辩解”什么了。随便你怎么想,快乐痛苦是你自己的事情,我代替不了。
2008年10月31日 23:39:19
mark sun:
“请直接回答我的问题,你自己对性乱的道德判断究竟怎样。罪恶,有病,都不过是对事实行为道德属性的简单陈述。”
“始终都不给出一个属于你自己的简单判断,至此我的耐心也耗尽了,你的判断就一直保密下去吧。”
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你的问题早在147#我就已经表态了,而且那时候你还没问这个问题。147#:“……我从来不支持乱性,原因很简单:我不喜欢。但我决不会像某些人一样把自己的好恶上升为道德标杆。……”。我对性乱没有道德判断,就跟我对吃苦瓜没有道德判断一样。但我个人不喜欢性乱,就跟我不喜欢吃苦瓜一样。我即不认为别人吃苦瓜“罪恶”,也不认为别人吃苦瓜“有病”,我对别人性乱的看法与此相同。我不喜欢吃苦瓜仅仅因为我不喜欢它的味道,我不喜欢性乱也仅仅因为我不喜欢这种感觉。我不会把我个人的好恶上升为道德标杆,而你恰恰会这样作。
跟你说了这么多,你却还是意气用事,一直把证明我存心侮辱人作为你发言的兴趣所在。
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我在232#说过,如果你不是故意的,那么请你反思,从这个教训中学会正常人的说话方式。当你刚刚明确表达了“鸟”是骂人的时候,最好不要紧接着就对别人说:“希望你不是个鸟”这种鬼话,这对你今后与人交往很有帮助。我对你没有情绪,你今天在这件事情上之所以说如此冒犯的话,很可能是因为你过去这样说话的时候没有被及时的惩罚,所以你今天才会这样说,那么我今天就把这个教训补给你。
2008年11月1日 10:07:50
一直想思考:
的确,婚姻和谈恋爱对于在家学佛的居士是没问题的。我个人以为,学习女人的优点不一定非要用恋爱和婚姻的形式来学习。婚姻爱情和其他世间的种种现象一样都是因缘造成的。有缘千里来相会,无缘对面难相知。
过去世的我,肯定有时侯是男人,和这一世一样,有时侯肯定是女人。所以男人女人的特性都可以集中在一个人身上。还有,无论男女,只要一剃去头发,就没有太多男女相的区别了。呵呵,烦恼也少就多了。不过,还是谢谢你好心的建议。我会认真考虑权衡的。
晃晃:
那我就没任何可担心的了。
你的教训很有道理。我领受。
2008年11月1日 12:15:27
呵呵,我主要想表达,任何事去尝试了,才有真正价值的感慨或者评价(谈恋爱只是我举得一个委婉例证)
据我所知再带点不完全确定的yy,著名的让我知道的大佛,都是从俗世里出来的。
2008年11月1日 13:50:44
一直想思考:
你说如果连学佛都算欲望,欲望就是平凡的,那么按照这种说法,动机也是平凡的。之所以把这称之为欲望,是因为它跟其他任何欲望一样:它驱使你为了满足它而行动。你顶多说这不是世俗的欲望,但确实这是欲望。有时候为了这种欲望,一个人会舍弃其他的欲望;有时候为了其他的欲望,一个人会舍弃这种欲望。如果你刻意想要抬高这种欲望的地位,那么你不妨用你认为贬义的词去限定其他类型的欲望。
其实你不必担心我和mark sun之间的争论,我不会因此改变跟mark sun交往的态度。我采取这样一种生存设略:以德报德、以怨报怨,或者说得难听点是以牙还牙,以眼还眼。对我个人来说,以德报怨或者以怨报德都是损人不利己的事情。对于一个侵犯你的人,如果你以德报怨,并不是帮助他,而是纵容他继续这样做,令他今后犯更大的错误。反之对于一个跟你合作的人,你以怨报德,也并不是利己,而是等于别人不要再跟你合作。进一步,无论一个人是否曾经侵犯你,当他跟你合作的时候(无论真心假意),就应该采取合作态度,对对方的合作行为给予及时的鼓励;无论一个人过去是否一直跟你合作,当他损害你的时候(无论是否无心),都应该迅速让对方知道你的反感。当然,过去所积累的关于一个人的行为知识并非无效,但这并不决定你下一次跟他交往的态度,而是用于帮助你对他的行为进行分析,确定下一次交往的合适策略。
此外,我认为人的正常情绪和欲望,其形成都是有生物演化方面的原因,并不存在哪一种情绪或者欲望好或不好的问题。对于野兽的大部分个体,这些东西通常被自然选择调整得相当精确,激动、发怒、害怕等等情绪都在特定的情况下有利于其生存。但对于人类,这些原始的本能并没有对这个变化很迅速的社会环境作好调整,所以人才会由于情绪和欲望做出一些导致自己不期望的结果的事情。但幸好,社会的变化快,虽然让我们的本能不能很好的适应它,但社会变化快恰恰是因为人类个体都很聪明。人类的智力可以弥补本能在适应社会环境方面的不足。但我决不是说我们应该采用理性代替情感和欲望,相反,我们应该通过理性训练自己的情感和欲望,使情感与欲望的迸发越来越符合自己的期望。也就是说,设法训练自己,做到在该感动的时候感动,该悲伤的时候悲伤,该发怒的时候发怒,而且都是发自内心而不使装出来的。那么什么叫“该”?也就是指你行为的后果就是你所期望的那些情况。这当然并不容易,但如果能够做到这一点,才可以说你已经“随心所欲而不越矩”了。跟儒家思想不同,我所说的不越矩,是指不越自己的矩,不使自己后悔。
mark sun:
上面我对一直想思考说的话,表达了我对情绪欲望的看法,希望你也能参考。我跟你不同的地方在于,我不认为世俗的欲望和情绪一定会给人带来痛苦,这取决于你如何面对这些与生俱来的东西。想要彻底没有痛苦不受欲望的羁绊很简单,就是变成一块石头,死亡是最有效的手段。有一点我确实跟你一样,追求幸福。但我认为生物和社会演化过程带给我的各种情绪和欲望,并不是我获取幸福的绊脚石,我会积极面对我的这些本能,学会训练它们,利用它们获取我的幸福。幸福对我来说并不是象得了医学上的“欣快症”一样整天无论发生了什么开心得不行的状态,而是一种“随心所欲”的状态。对我来说,没有任何一种现实是我所面对不了的,无论发生什么样的意外和灾难,我都会设法调整自己,通过行动去改变自己能改变的事情,通过调整心态去接受自己所不能改变的事情,设法使自己走向“随心所欲”。
2008年11月1日 14:23:43
补充,我前面提到我的生存策略,请注意这并非是我对社会确定的普适道德标杆,我也并非认为这种生存策略在客观上好的。我只讲出我采取这种生存策略的原因,说明这种策略我自己为什么认为是好的。每个人都有权选择自己的生存策略,但有些时候一个人的生存策略导致的结果并非自己的真正期望。大家可以交流生存策略,说不定就会有人发现别人的生存策略的一部分或者全部才是自己所真正需要的,从而改变自己的生存策略。如果我能够确认一种生存设略对我来说比我目前所采用的更优,我一样会毫不犹豫的采纳。这种改变并不需要强迫。一个健康的社会可能本来就需要多种生存策略共存。
2008年11月1日 17:42:39
我就说一句话,希望大家争论时,先给出自己某些观点的明确的世人都接受的普遍定义,就比如说“欲望”定义,这样可能会节省好多时间。^_^
2008年11月1日 19:15:16
一直想思考:
如果我不加特殊说明,我所用的词汇都是大多数词典上的常规含义。
例如“欲望”:对事物的向往或者对结果的期望。
想要节省时间很简单,一般情况下尽量使用跟大多数词典上常规含义的一致的词汇。只有在不得不使用特殊含义的时候才专门加以说明。如果讨论中每遇到一个词汇就定义一下,不可能节省时间。
2008年11月1日 22:06:08
中国里的文学不都喜欢语义场吗?在特定的范围有特定的意思…
2008年11月3日 21:17:04
开车遵守交通规则与否容易被监控切容易追溯个人责任;若完全遵守规则可以免责,无道德问题。这些与性乱不同。
性病存在潜伏期(况且当今一般的安全套尚不足以抵挡纳米级的所有的病毒),现实是无法监控追溯到个人,为了降低执法成本, 所以通常一刀切地把性乱列为不道德或违法。
通常理性主义自然法可以用作判罪的基础,而判轻判重,判多重合适, 则是社会功利问题了、经验主义的问题了。
2008年11月3日 21:20:59
数学和法学离不开“公理”。 否认普适公理是没有多大意义的,虽然公理可以尽量减少, 但总是可以被理性普遍赞同的。
2008年11月4日 22:48:29
《科学时报》10月17日刊登福州原创物理研究所所长梅晓春专题文章:“提出八条基本原则,证明爱因斯坦时空引力和宇宙学理论基础存在严重缺陷”,并提出一套完整的更为合理的时空,引力和宇宙论取而代之。中国科学院网站《学者视点》栏目同日转载。鉴于涉及物理学基本问题,可能影响理论物理学未来发展方向,为了提升我国基础科学原创能力,辨明大是大非,使物理学能够健康发展,梅晓春特向社会各界广泛征询支持和反驳意见,欢迎登陆梅晓春新浪博客http://blog.sina.com.cn/mxc001参与讨论。梅晓春《现代物理学基础问题研究》文集链接见下文所附。
福州原创物理研究所 创新理论推广部
提出八条基本原则,证明爱因斯坦时空
引力和宇宙学理论基础存在严重缺陷
证明时空相对性和引力几何化不可能、时空奇异性和暗能量不存在
征询支持和反驳意见
福州原创物理研究所所长 梅晓春
自从上世纪初爱因斯坦提出狭义相对论以来,现代物理学得到巨大的发展。在时空理论方面突破了牛顿力学僵化的基本框架,否定了真空以太介质的存在,使一大批物理学疑难问题得到合理解释。狭义相对论除了大大推进人类对自然本性的认识外,还在原子能和粒子物理学中得到广泛的应用。在狭义相对论基础上爱因斯坦提出广义相对论,建立了以弯曲时空观念为基础的引力理论,并促进了宇宙论学的巨大发展,功不可没。
然而自爱因斯坦提出狭义相对论以来,对相对论的批评就从未停止过。原因在于相对论导致各种各样的,被称为时空佯谬的逻辑悖论,使人无法相信它会是一个完全正确的东西。相对论导致的物理学相对主义对科学、哲学和人类的思维方式产生极大的不良影响。而在广义相对论中时空奇异性普遍存在,物理学规律在奇异点上完全失效。引力场的几何化特征使引力理论和与量子理论的融合成为困扰几代人的大问题,至今不知真正的出路在哪里,物理学的统一之路在这里遭遇到大瓶颈。特别是为了解释上世纪末天文观察发现的超新星大红移,提出的“暗能量”概念使物理学更加陷入深深的困境。“暗能量”无疑是以太观念的新变种,物理学家们根本不知道如何解释它的起源,更谈不上证实它的存在。二十世纪末物理学的天空又出现乌云,预示着新一轮物理学观念革命的到来。
然而这些问题的根本性解决需要触动爱因斯坦理论的根基。尽管许多有识之士早已对物理学现状表示深深的忧虑,但由于爱因斯坦理论在上一个世纪中所确立的权威地位,任何试图对它的质疑都会被物理学主流社会视为离经叛道。爱因斯坦的理论已经成为新的教条,不论这种质疑是否包含真理的成分,要想在物理学主流刊物上发表这种论文几乎是不可能的。任何敢于挑战物理学主流意识的论文,不论对错,必遭封杀。这种对爱因斯坦理论不容质疑的态度已经严重地影响了科学的正常发展,言路堵塞的结果已经对物理学自身造成伤害。当前理论物理学的发展出现严重的方向性偏差,引力与宇宙学前沿研究中充斥着各种各样的奇谈怪论,物理学家们正以科学的名义谈论非科学的问题。数学的繁复掩盖了物理的空虚,形式的抽象粉饰了本底的丑陋,匿造的东西到处流行,探索的美名之下进行着无聊的游戏。怪诞与悖理成为常态,神秘与玄学成为时髦。病态的闹剧获得喝彩,理性和逻辑的思辨遭受冷漠。历代物理学家唯恐避之不及的无穷大奇点,却被某些理论家当成奇珍异宝来欣赏把玩。远离客观实在的坚实土壤,理论物理学已经没有了往日的阳刚之气,底气不足,步履跚慲。失去求真求实的原动力,理论家们躲进小楼孤芳自赏,自弹自唱,实质上正在被无情地边缘化。
这种现状必须得到纠正,理论物理学不能就此堕落。科学的怀疑精神应当得到尊重,不同的声音应当能在正常的渠道上得以传播。否则学术界必将失去自我批判,自我纠错和自我更新的能力,沦为迷信和盲从的牺牲品。理论物理需要凤凰涅槃,重振旗鼓,回到健康发展的轨道上来。本着探索真理,纠正谬误,推进科学进步的精神,本人提出以下八条基本原则,证明爱因斯坦狭义相对论、广义相对论和标准宇宙学理论基础存在的严重缺陷。证明电磁场相对论变换会导致电磁场运动方程解的唯一性破坏和其他严重的问题,经典宏观电磁场理论不存在相对性。加上存在的其他问题,时空的相对性是不可能的。现有广义相对论对实际问题的计算都采用坐标尺和坐标钟,这样结果没有实际测量意义。证明采用有实际意义的标准尺和标准钟来度量,广义相对论无法解释水星近日点进动和雷达波延迟实验,因此广义相对论实际上并未得到实验证实。证明考虑到狭义相对论效应后,引力与惯性力局部不等价,加上其它方面存在的问题,引力的几何化描述是不可能的。证明罗伯逊-沃克度规导致光速的伽利略相加规则,只能是牛顿力学意义上的时空度规,不可能是现代物理学意义上的时空度规。因而标准宇宙学理论的基本时空框架是错误的,暗能量是不存在的,宇宙加速膨胀是不可能的。时空相对性原理和引力几何化描述只是物理学家的一厢情愿,大自然并不遵守这种规则,所有这些都显示现有的时空、引力理论和宇宙学理论需要从根本上进行改造。在对爱因斯坦理论去伪存真,彻底改造翻新的基础上,本人提出一套新的更为合理的时空、引力与宇宙学理论取而代之。为了提升我国基础科学原创能力,鼓励科学争论,辨明大是大非,本人特向社会各界广泛征询支持和反驳意见。
一.带电粒子任意运动产生的推迟电磁场不满足宏观电磁场运动方程和电磁场相对论变换。宏观电磁场相对论变换导致电磁场运动方程解的唯一性破坏和其他严重问题,因而是不可能的。写成四维电磁势的形式后,不考虑电磁场相对论变换,宏观电磁场运动方程的形式在不同的惯性参考系中可以保持不变,但洛伦兹条件不可能保持不变。因此经典宏观电磁场理论不存在相对性,爱因斯坦时空相对性赖以生存的最重要的理论基础被破坏。
二.狭义相对论逻辑系统中存在三个基本问题:1.采用纯惯性参考系建立时空理论的超验性问题。2.参考系相对运动速率V’=V与光速不变c’=c的相容性和一致性问题。3.基本时空佯谬不可消除性问题。
三.为了能与地球近平直参考系中的实际测量结果进行比较,必须将弯曲时空中对引力问题的计算换算成用平直时空中的标准尺和标准钟(或局部惯性系的标准尺和标准钟)来计量。这在弯曲时空引力理论中被认为是基本原则,但目前广义相对论对具体问题计算的过程中却普遍地忽略了这个原则。采用标准尺和标准钟计算的结果表明,水星近日点进动是实际观察值的4.8倍,而且方向相反,雷达波延迟只是观察值的53%,这样的结果显然是根本不可能的。因此广义相对论实际上并未得到实验证实,除非爱因斯坦引力场方程描述的已经是平直时空中的结果,不是弯曲时空中的结果,但这与爱因斯坦弯曲时空引力理论的前提相矛盾。
四.考虑到狭义相对论效应后,由加速过程产生的运动速度和运动质量具有绝对性。时空理论应当考虑加速过程的影响,只有在不等价惯性参考系基础上建立的时空理论才是有实际意义和逻辑一致的。
五.考虑到狭义相对论效应和其他物理效应后,引力与惯性力局部不等价。GP-B实验的任何非零结果都将证明等价原理的不可能性,而不是证明广义相对论的有效性和引力使空间弯曲。按强等效原理,在引力场中自由降落的局部惯性参考系上引力场会被消除,因此在卫星上进行的GP-B实验上就无法测量到惯性陀螺的进动。GP-B实验观测到惯性陀螺的任何进动都将说明,在自由降落的局部惯性系上引力场并未被消除。试图用来显示引力使时空弯曲的GP-B实验在基本设计原理上存在问题,实验的结果与设计的期望正好相反。
六.按爱因斯坦引力场方程计算,细圆环和双球体引力场中心会出现奇点,表明时空奇异性是采用弯曲坐标的描述方法引起的,不是自然本性。所谓奇异性黑洞、白洞和虫洞以及时间旅行等在自然界中都是不存在和不可能的。
七.由于导致光在引力场中的运动速度满足伽利略相加规则,违背光速与光源运动状态无关的现代物理学基本规则,罗伯逊-沃克度规不能用来描述宇宙的早期和高速膨胀的过程,其结果是暗能量不存在,宇宙加速膨胀不可能。
八.由于地球观察者与宇宙物质间存在相对运动速度,描述膨胀宇宙必须采用动态能量动量张量,不能采用静态能量动量张量。采用动态能量动量张量后的计算结果表明,爱因斯坦引力场方程不可能用来描述均匀且各向同性膨胀的宇宙,现代标准宇宙学面临基础缺失的危机。
在以上八条中,第一条对时空相对性理论是致命的。经典电磁理论的相对性是时空相对性最基本的理论支柱,如果经典电磁理论不具有相对性,我们还能期望什么物理理论具有相对性呢?第三条对广义相对论是致命的。水星近日点进动和雷达波延迟是广义相对论最基本的两个实验检验,如果广义相对论无法解释这两个实验,引力的几何化描述就是没有任何希望的。第六条对奇异性黑洞理论是致命的。取一小段细铁丝弯成圆环,环心就会出现奇点,这可能吗?现代黑洞理论的整个基础都是错误的,真实的物理空间不可能有奇异性。第七条和第八条对暗能量假设和标准宇宙学理论是致命的。现代物理学与经典物理学最基本的分界线之一,就是光的速度与光源的运动状态无关。现有标准宇宙学理论越过这条红线,就不可能被认为是现代意义上的正确的宇宙学理论。而静态能量动量张量只能用来描述静态宇宙,不可能用来描述膨胀的动态宇宙。以上五点都是可以定量计算和用数学函数形式精确表述的,没有任何含糊性和不确定性。主流物理学如果还坚持爱因斯坦理论不可动摇,最起码必须对这五个问题进行有效反驳和给出合理解释。否则继续将爱因斯坦理论作为物理学和宇宙学的基础就失去它的合法性,继续在这种基础上进行的任何研究都不再具有物理意义和科学价值。
详细论证可见本人的《现代物理学基础问题研究》文集,内容可在《中国预印本服务系统http://prep.istic.ac.cn》网中输入作者姓名“梅晓春”查询下载(部分内容有英文版),也可以通过E-mail: mxc001@163.com直接向作者本人索取,或直接点击以下网址下载:
1. http://prep.nstl.gov.cn/eprint/search/result.jsp?d=fileinfo&flag=sear&r=1221920769543
2. http://prep.nstl.gov.cn/eprint/search/result.jsp?d=fileinfo&flag=sear&r=1223174851008
3. http://prep.nstl.gov.cn/eprint/search/result.jsp?d=fileinfo&flag=sear&r=1221919832156
对以上问题感兴趣者,请登陆新浪网“梅晓春博客”(http://blog.sina.com.cn/mxc001)留言和讨论。包含数学公式和特殊符号的内容可以通过电子邮件与本人交流。欢迎物理学界和社会各界人士参与自由讨论,以活跃学术气氛,增强创新意识,为科学繁荣和中华民族科学复兴做出贡献。鉴于所涉及的理论体系庞大,问题复杂,错误在所难免,本人真诚地欢迎批评和讨论,并对有价值的建议表示感激和敬意。
2008年11月4日 22:49:18
《科学时报》10月17日刊登福州原创物理研究所所长梅晓春专题文章:“提出八条基本原则,证明爱因斯坦时空引力和宇宙学理论基础存在严重缺陷”,并提出一套完整的更为合理的时空,引力和宇宙论取而代之。中国科学院网站《学者视点》栏目同日转载。鉴于涉及物理学基本问题,可能影响理论物理学未来发展方向,为了提升我国基础科学原创能力,辨明大是大非,使物理学能够健康发展,梅晓春特向社会各界广泛征询支持和反驳意见,欢迎登陆梅晓春新浪博客http://blog.sina.com.cn/mxc001参与讨论。梅晓春《现代物理学基础问题研究》文集链接见下文所附。
福州原创物理研究所 创新理论推广部
提出八条基本原则,证明爱因斯坦时空
引力和宇宙学理论基础存在严重缺陷
证明时空相对性和引力几何化不可能、时空奇异性和暗能量不存在
征询支持和反驳意见
福州原创物理研究所所长 梅晓春
自从上世纪初爱因斯坦提出狭义相对论以来,现代物理学得到巨大的发展。在时空理论方面突破了牛顿力学僵化的基本框架,否定了真空以太介质的存在,使一大批物理学疑难问题得到合理解释。狭义相对论除了大大推进人类对自然本性的认识外,还在原子能和粒子物理学中得到广泛的应用。在狭义相对论基础上爱因斯坦提出广义相对论,建立了以弯曲时空观念为基础的引力理论,并促进了宇宙论学的巨大发展,功不可没。
然而自爱因斯坦提出狭义相对论以来,对相对论的批评就从未停止过。原因在于相对论导致各种各样的,被称为时空佯谬的逻辑悖论,使人无法相信它会是一个完全正确的东西。相对论导致的物理学相对主义对科学、哲学和人类的思维方式产生极大的不良影响。而在广义相对论中时空奇异性普遍存在,物理学规律在奇异点上完全失效。引力场的几何化特征使引力理论和与量子理论的融合成为困扰几代人的大问题,至今不知真正的出路在哪里,物理学的统一之路在这里遭遇到大瓶颈。特别是为了解释上世纪末天文观察发现的超新星大红移,提出的“暗能量”概念使物理学更加陷入深深的困境。“暗能量”无疑是以太观念的新变种,物理学家们根本不知道如何解释它的起源,更谈不上证实它的存在。二十世纪末物理学的天空又出现乌云,预示着新一轮物理学观念革命的到来。
然而这些问题的根本性解决需要触动爱因斯坦理论的根基。尽管许多有识之士早已对物理学现状表示深深的忧虑,但由于爱因斯坦理论在上一个世纪中所确立的权威地位,任何试图对它的质疑都会被物理学主流社会视为离经叛道。爱因斯坦的理论已经成为新的教条,不论这种质疑是否包含真理的成分,要想在物理学主流刊物上发表这种论文几乎是不可能的。任何敢于挑战物理学主流意识的论文,不论对错,必遭封杀。这种对爱因斯坦理论不容质疑的态度已经严重地影响了科学的正常发展,言路堵塞的结果已经对物理学自身造成伤害。当前理论物理学的发展出现严重的方向性偏差,引力与宇宙学前沿研究中充斥着各种各样的奇谈怪论,物理学家们正以科学的名义谈论非科学的问题。数学的繁复掩盖了物理的空虚,形式的抽象粉饰了本底的丑陋,匿造的东西到处流行,探索的美名之下进行着无聊的游戏。怪诞与悖理成为常态,神秘与玄学成为时髦。病态的闹剧获得喝彩,理性和逻辑的思辨遭受冷漠。历代物理学家唯恐避之不及的无穷大奇点,却被某些理论家当成奇珍异宝来欣赏把玩。远离客观实在的坚实土壤,理论物理学已经没有了往日的阳刚之气,底气不足,步履跚慲。失去求真求实的原动力,理论家们躲进小楼孤芳自赏,自弹自唱,实质上正在被无情地边缘化。
这种现状必须得到纠正,理论物理学不能就此堕落。科学的怀疑精神应当得到尊重,不同的声音应当能在正常的渠道上得以传播。否则学术界必将失去自我批判,自我纠错和自我更新的能力,沦为迷信和盲从的牺牲品。理论物理需要凤凰涅槃,重振旗鼓,回到健康发展的轨道上来。本着探索真理,纠正谬误,推进科学进步的精神,本人提出以下八条基本原则,证明爱因斯坦狭义相对论、广义相对论和标准宇宙学理论基础存在的严重缺陷。证明电磁场相对论变换会导致电磁场运动方程解的唯一性破坏和其他严重的问题,经典宏观电磁场理论不存在相对性。加上存在的其他问题,时空的相对性是不可能的。现有广义相对论对实际问题的计算都采用坐标尺和坐标钟,这样结果没有实际测量意义。证明采用有实际意义的标准尺和标准钟来度量,广义相对论无法解释水星近日点进动和雷达波延迟实验,因此广义相对论实际上并未得到实验证实。证明考虑到狭义相对论效应后,引力与惯性力局部不等价,加上其它方面存在的问题,引力的几何化描述是不可能的。证明罗伯逊-沃克度规导致光速的伽利略相加规则,只能是牛顿力学意义上的时空度规,不可能是现代物理学意义上的时空度规。因而标准宇宙学理论的基本时空框架是错误的,暗能量是不存在的,宇宙加速膨胀是不可能的。时空相对性原理和引力几何化描述只是物理学家的一厢情愿,大自然并不遵守这种规则,所有这些都显示现有的时空、引力理论和宇宙学理论需要从根本上进行改造。在对爱因斯坦理论去伪存真,彻底改造翻新的基础上,本人提出一套新的更为合理的时空、引力与宇宙学理论取而代之。为了提升我国基础科学原创能力,鼓励科学争论,辨明大是大非,本人特向社会各界广泛征询支持和反驳意见。
一.带电粒子任意运动产生的推迟电磁场不满足宏观电磁场运动方程和电磁场相对论变换。宏观电磁场相对论变换导致电磁场运动方程解的唯一性破坏和其他严重问题,因而是不可能的。写成四维电磁势的形式后,不考虑电磁场相对论变换,宏观电磁场运动方程的形式在不同的惯性参考系中可以保持不变,但洛伦兹条件不可能保持不变。因此经典宏观电磁场理论不存在相对性,爱因斯坦时空相对性赖以生存的最重要的理论基础被破坏。
二.狭义相对论逻辑系统中存在三个基本问题:1.采用纯惯性参考系建立时空理论的超验性问题。2.参考系相对运动速率V’=V与光速不变c’=c的相容性和一致性问题。3.基本时空佯谬不可消除性问题。
三.为了能与地球近平直参考系中的实际测量结果进行比较,必须将弯曲时空中对引力问题的计算换算成用平直时空中的标准尺和标准钟(或局部惯性系的标准尺和标准钟)来计量。这在弯曲时空引力理论中被认为是基本原则,但目前广义相对论对具体问题计算的过程中却普遍地忽略了这个原则。采用标准尺和标准钟计算的结果表明,水星近日点进动是实际观察值的4.8倍,而且方向相反,雷达波延迟只是观察值的53%,这样的结果显然是根本不可能的。因此广义相对论实际上并未得到实验证实,除非爱因斯坦引力场方程描述的已经是平直时空中的结果,不是弯曲时空中的结果,但这与爱因斯坦弯曲时空引力理论的前提相矛盾。
四.考虑到狭义相对论效应后,由加速过程产生的运动速度和运动质量具有绝对性。时空理论应当考虑加速过程的影响,只有在不等价惯性参考系基础上建立的时空理论才是有实际意义和逻辑一致的。
五.考虑到狭义相对论效应和其他物理效应后,引力与惯性力局部不等价。GP-B实验的任何非零结果都将证明等价原理的不可能性,而不是证明广义相对论的有效性和引力使空间弯曲。按强等效原理,在引力场中自由降落的局部惯性参考系上引力场会被消除,因此在卫星上进行的GP-B实验上就无法测量到惯性陀螺的进动。GP-B实验观测到惯性陀螺的任何进动都将说明,在自由降落的局部惯性系上引力场并未被消除。试图用来显示引力使时空弯曲的GP-B实验在基本设计原理上存在问题,实验的结果与设计的期望正好相反。
六.按爱因斯坦引力场方程计算,细圆环和双球体引力场中心会出现奇点,表明时空奇异性是采用弯曲坐标的描述方法引起的,不是自然本性。所谓奇异性黑洞、白洞和虫洞以及时间旅行等在自然界中都是不存在和不可能的。
七.由于导致光在引力场中的运动速度满足伽利略相加规则,违背光速与光源运动状态无关的现代物理学基本规则,罗伯逊-沃克度规不能用来描述宇宙的早期和高速膨胀的过程,其结果是暗能量不存在,宇宙加速膨胀不可能。
八.由于地球观察者与宇宙物质间存在相对运动速度,描述膨胀宇宙必须采用动态能量动量张量,不能采用静态能量动量张量。采用动态能量动量张量后的计算结果表明,爱因斯坦引力场方程不可能用来描述均匀且各向同性膨胀的宇宙,现代标准宇宙学面临基础缺失的危机。
在以上八条中,第一条对时空相对性理论是致命的。经典电磁理论的相对性是时空相对性最基本的理论支柱,如果经典电磁理论不具有相对性,我们还能期望什么物理理论具有相对性呢?第三条对广义相对论是致命的。水星近日点进动和雷达波延迟是广义相对论最基本的两个实验检验,如果广义相对论无法解释这两个实验,引力的几何化描述就是没有任何希望的。第六条对奇异性黑洞理论是致命的。取一小段细铁丝弯成圆环,环心就会出现奇点,这可能吗?现代黑洞理论的整个基础都是错误的,真实的物理空间不可能有奇异性。第七条和第八条对暗能量假设和标准宇宙学理论是致命的。现代物理学与经典物理学最基本的分界线之一,就是光的速度与光源的运动状态无关。现有标准宇宙学理论越过这条红线,就不可能被认为是现代意义上的正确的宇宙学理论。而静态能量动量张量只能用来描述静态宇宙,不可能用来描述膨胀的动态宇宙。以上五点都是可以定量计算和用数学函数形式精确表述的,没有任何含糊性和不确定性。主流物理学如果还坚持爱因斯坦理论不可动摇,最起码必须对这五个问题进行有效反驳和给出合理解释。否则继续将爱因斯坦理论作为物理学和宇宙学的基础就失去它的合法性,继续在这种基础上进行的任何研究都不再具有物理意义和科学价值。
详细论证可见本人的《现代物理学基础问题研究》文集,内容可在《中国预印本服务系统http://prep.istic.ac.cn》网中输入作者姓名“梅晓春”查询下载(部分内容有英文版),也可以通过E-mail: mxc001@163.com直接向作者本人索取,或直接点击以下网址下载:
1. http://prep.nstl.gov.cn/eprint/search/result.jsp?d=fileinfo&flag=sear&r=1221920769543
2. http://prep.nstl.gov.cn/eprint/search/result.jsp?d=fileinfo&flag=sear&r=1223174851008
3. http://prep.nstl.gov.cn/eprint/search/result.jsp?d=fileinfo&flag=sear&r=1221919832156
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2008年12月7日 16:12:07
引力波探测的几率为0,在遥远的星系虽然会发出引力波,时空决定了它走的路途均为平直,在地球上不会探测到的,而能探测到的位置,人类产生的几率很低,怎末探测,除非发射航天器到其很近的地方。