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自然法则对超光速运动处事不惊——评“中微子用超光速每秒多跑6公里的速度运动”的新闻

撰文:郭应焕 郭振华

去年一则“中微子用超过光速每秒多跑6公里的速度运动”的新闻震撼了世界。有人说这动摇了相对论物理学基础,有人说这会使现代物理学改写,也有人说这把相对论物理学捅了个窟窿。看来这个消息真使一些科学家们有点惊慌失措,其中还有人乞求神灵:但愿这件事情不准确。这个消息无疑触动了大千世界的每一个人。震惊之余,我们便立刻去查阅当代物理学的所有包含真理性内容的论著。费尽了气力,查到的结果是,发现在当代物理学中,至今还没有限制物体相对运动速度的自然法则。这使我们纳闷,一句叙说客观实在的大实话,却成了轰动世界的爆炸性新闻。莫名其妙之际,便去参阅《物理学的自然原理和稳态演化着的宇宙》——一篇经几十年研究,由笔者参与撰写的论文,这才明白了为什么。

因为现代人都信誓旦旦地说,我们的地球是宇宙中一个极普通的星体。不是上天(帝)特意专门制造的圣物(宇宙中心)。人们也信誓旦旦地相信有地外文明,地外文明一定有和我们一样的物理学,即物理学不是上帝特意赏赐给我们的圣物。因此物理学一定满足“时空相对性原理”(参阅《物理学的自然原理和稳态演化着的宇宙》,作者:郭巍,郭应焕,郭振华)。按照这一自然原理,宇宙间发现的所有物理学及其定律,随时随地都是一样的。它不会有怪模样。然而在物理学中却有个“物体(质点,粒子)的相对运动速度不能超过光速”的奇怪说法。我们称这个说法奇怪,是由于这个说法和人们“眼见为实”的,自己亲手做成的实际事情不一样。然而也许由于这个说法的根深蒂固,人们还会认为“称这个说法‘奇怪’是不明就‘理’”。

大家都知道,辉煌的物理学大厦已为历代科学巨匠在逐步建设,并且当代还在不断完善。如今人们正随时随地地在日常生活中,享受着已取得的物理学辉煌成就的恩赐。人们也正在已有的物理学知识的基础上,在更广更深的领域中,探索着物理学的未来。粒子加速器就是这种探索中的一个重要工具。顾名思义,粒子加速器就是把物质粒子的运动速度变大。这个东西在不少国家就有。与这里讨论的内容有关的加速器常有“正-负电子对撞机”,“正-反质子对撞机”,“重离子(如Au197)对撞机”等。前两个对撞机上常设计有两个对撞点;后一个只有一个对撞点。它们都能把相应的粒子,在相对于加速器静止的参考系L。中,加速到光速的0.5c(c为光速)以上,Vmax≥0.5c;有的设计可加速到Vmax≥0.99c。一个对撞机上一定有这样被加速到最大速度的两束相反方向运动的粒子。现在我们取同时加速的两束粒子中,相对于其中一束为静止(即取此束中对某个粒子为静止)的参考系L。这时L。相对于L有速度V。= Vmax。则另一束(其中某个粒子)相对于L的速度就是V1.2 =2 Vmax。即要对撞的两个粒子的相对速度是2 Vmax。已知Vmax≥0.6c; vmax≥0.99c,两个要对撞粒子的相对速度就是V1.2≥2x0.6c=1.2c;V1.2≥2x0.99c=1.98c。这显然是连小学生都明白的事。在这样的加速器上,两个要碰撞的粒子的相对速度千真万确是超过光速的。

众多的专家,夜以继日地费了九牛二虎之力,建成了相对速度远远超过光速的两个粒子来进行碰撞,并真心诚意地提供给人们信得过的物理学家使用,以求推动物理学的发展,造福人类,为什么全世界的物理学家就闭着眼睛说话呢!他们也许会争辩说,他们指的是“绝对”速度。然而人们业已清楚,地面绕着地心(自)转,地心绕着太阳(公)转,太阳绕着银河转,银河绕着银心转,银心绕……有谁能建立绝对静止参考系?也许我们自己现在正相对于宇宙的某一点,在做超光速运动呢。超光速运动有什么好奇怪的。大师们真是有点大惊小怪了!看来我们还得记住:见怪不怪,其怪自败。

郭应焕:

中国科学院高能物理研究所,副研究员。研究方向:理论物理,核物理与应用,基础数学及应用。

郭振华:

西京学院;宝鸡文理学院,物理与信息技术系,教授。研究方向:原子物理与科学史,基础数学、基础物理及应用研究。


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