量子论对狭义相对论的致命的依赖
戴榕菁
原以为狭义相对论对量子论的影响可以是如同狭义相对论对广义相对论的影响那样通过将时间和空间分离等简单的措施加以纠正,但现在发现量子论对于狭义相对论的依赖远超过广义相对论对狭义相对论的依赖。这里说的是理论上的依赖。之前提到过,实验的发展并不象科普人士所宣称的一定是建立在理论发展的基础之上的,实验的发展一方面有其自身的千年老店的延承性,另一方面在很大程度上是如同爱迪生发明灯泡那样地成千上万次反复地尝试不断摸索而发展的。
量子论对于狭义相对论的理论依赖是根本性的和公理性的,也就是说它把狭义相对论作为不需要验证(也无法验证)的出发点来构筑自己的理论的。这里的核心就是作为量子理论的作用力的介子。在量子论所声称的4种作用力的介子中,被认为是已经确定的光子和胶子以及被认为还不确定的引力子都是零质量以光速运动的。
我们知道所谓的光速不变是建立在洛伦兹的动钟变慢和动尺变短的错误假设的基础之上的,而对洛伦兹假设的所谓实验验证都是诸如赫费尔和基廷【[i]】拎着最先进的原子钟上民航测时间的相对论效应,将证伪狭义相对论的Sagnac实验曲解为验证了洛伦兹变换,将70%以上穿透了大气层的伽马射线产生的Muon子说成是都在大气层边缘产生的之类的闹剧。
但不管怎么说,狭义相对论还有那么一个听上去象回事的假说。到了狭义相对论这里,就直接将假说当公理了,光子,胶子,引力子不但都没有质量以光速运动,而且还都必须符合对所有的观察者来说的速度不变这一条作为狭义相对论的第二前提假说。
如果那三种介子不符合对所有的观测者的速度不变会怎样呢?且不谈胶子,因为人类距离了解强子内部的世界还差的远,MIT也只是在计划着要测量夸克的速度。如果在量子力学中的光子和引力子不满足狭义相对论的第二假说,也就是对所有观测者的速度都一样的假说,那问题就来了。
尽管现代物理学在很大程度上已成为数学游戏,但仍被称为是在实验基础上建立起来的经验科学。根据在量子论产生之前的作为量子论的经验基础的实验,引力和静电力是距离的函数与速度无关。但如果被作为引力和静电力作用机制的引力子与光子的速度与观测者的速度有关的话,那就如同北航某位人士用被当做靶子的奔跑着的猪来形容的一样,引力和静电力都必须与相互作用的物体的速度有关,这显然与过去几百年里的经验是相悖的!
所以,作为量子论中作用力的根本机制的光子,引力子,和胶子必须满足那个已被证实为错误而且从未被真正验证过的洛伦兹动钟变慢和动尺变短的假说!一旦否定了狭义相对论,量子论的实验能继续进行,但其理论大厦就面临崩塌的危险!
提到胶子,我们就有必要来看一下那个被吹的上了天的希格斯理论以及现代物理学家们在希格斯理论中表现出来的令人惊艳的灵活性。
首先,在希格斯理论的推导过程中,物理学家经常用到的是一个我之前论证了的理论:势能产生质量。但是,现代物理学家们从来不正式承认这一点,因为他们知道承认这一点就意味着要象我那样地重新解释E=mc2,这对他们来说是难以承受之重,老祖宗留下的辫子怎么能剪呀!
但是,如我之前在讨论夸克的质量时已经指出的,物理学家们在需要的时候会非常灵活地使用势能产生质量这一理论,比有些地方的官员们执行政策时表现出来的灵活性还要厉害。那个在希格斯理论中用来解释W和Z玻色子如何获得质量的关键角色Goldstone的玻色子的质量就是因为被认为不具有势能而设定为零。
但是,当理论物理学家们需要违背势能产生质量这一理论时,他们马上就会表现出好像从来都不知道这一点似的。在希格斯理论中如何产生希格斯粒子,也就是在2012年被吹得上了天的那个发现希格斯粒子的并因而使多人获得诺贝尔奖的那个实验的前提假设就是胶子具有很大的势能!在这里胶子一方面被假设为零质量以光速运动,另一方面被假设为有很大的势能;而同一个希格斯理论却又以没有势能为理由假定Goldstone玻色子的质量为零。
理论物理学家们之所以能表现出这样高超的灵活性是因为他们已将物理学变成了数学游戏,因此物理机制的一致性对他们来说已显得不那么重要了。这就可以理解为什么赫塞尔和基廷可以拎着最先进的原子钟上民航测量时间的相对论效应,为什么一批又一批的物理学家可以把Sagnac否定洛伦兹变换的实验说成验证了洛伦兹变换,为什么一批又一批的人可以把有70%穿透了大气层的伽马射线产生的Muon子说成全部在大气层边缘产生的了。
当物理成为数学游戏之后,人们就不再会在乎狭义相对论到底有多错了。就算是都知道它错了,也无法否定它了,就如同2008年时流行的一句话,“已经大到了不能倒的地步了”。推翻了狭义相对论意味着量子论的根本出现了问题,那可是由不知多少枚的诺贝尔垫出来的呀!怎么可能让它倒下呢???
反正量子物理的实验还能继续,只要继续投入万亿刀乐的资金,不但现有的加速器还能继续转,新的更大规模的加速器还能被建造出来,更多的粒子会被撞出来。更何况,非常幸运地量子叠加等理论已被验证,反物质粒子已被发现,只要加速器的规模继续扩大,谁知道什么样新的类似核子反应和量子叠加这样的新的“奇迹”会被发现。只要加速器继续转,理论物理学家的数学游戏就能继续进行。
至于错误嘛,不论是相对论的错误,还是量子论的错误,都已经错了一百多年了,地球没爆炸,再错几百年又怎样?只要现有的世界秩序不被打乱,错就错,有什么了不起,等到人工智能AI取代人类的时候,让机器人去纠正人类的错误好了。现在只要把更多的钱投入到加速器就行了,对了,还有量子电脑与核聚变还有超导的钱不能少,否则如何加速让机器人取代人类呢?。。。。。。
【[i]】 https://en.wikipedia.org/wiki/Hafele%E2%80%93Keating_experiment