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超光速的应是中微波而不是中微子 张树斌 (临汾市汾东路双语学校，山西 临汾 041000) 内容提要:本文提出超光速的是中微波，而不是中微子，因为，电子中微子就是中微波。由于中微波与电波或说光波本质上是同一种粒子，中微波或曰电波之所以能够超光速，是因为宇宙光速摆脱了地球的引力作用，所以，宇宙光速大于地球光速。同时，这也证明了光速是可变的，从而纠正了爱因斯坦狹义相对论关于光速不变的错误假说。 关键词: 电子中微子 中微波 超光速 光速可变 欧洲大型强子对撞机发现的中微子超光速现象震动了物理学界，这使得人们重新评价爱因斯坦相对论的得与失有了可能。现在谈谈我对这一实验观察的一些看法。 一 电子中微子就是中微波 欧洲大型強子对撞机的中微子超光速实验，不仅揭开了重新评价爱因斯坦相对论得失的序幕，同时也使物理学界进一步揭开中微子的秘密成为可能。确切地说，物理学目前只知道中微子有三种:即一种是电子中微子;一种是缪中微子;还有一种是陶中微子。但这三种中微子各是从那里来？或说是构成什么粒子的基本粒子？这三种中微子之间的相互关系又是怎样的？那些中微子属于强子，而那些中微子又属于弱子，它们与光有怎样的关系等等，这些问题从来没有被我们的物理学弄清楚。现在，我们把中微子的关系图标示如下:
我们应该注意到欧洲大型强子对撞机发现的是“一些中微子的超光速现象”,那么,另一些中微子为什么没有发现超光速现象呢？其秘密到底在那里呢？通过上图，我们知道中微子分为中微子与电子中微子。中微子是有质量的，这已被日本东京大学宇宙线研究所在1997年的实验中所证明。其原因是中微子是从中子中打出来的,或说中微子是构成中子的基本粒子。这也就是说，中微子是比中子更小丶更基本的粒子。中微子在正常情况下是与胶子和电子中微子结合在一起的，或说是由电子中微子推动胶子绕中微子旋转丶运动。如果没有电子中微子的推动，那么，中微子和胶子就不会运动，更不会发生自旋现象。所以，胶子和中微子以及电子中微子它们是一个层次中的东西。其中，胶子已被物理学确认为是强子，这是正确的。1997年日本东京大学宇宙线研究所的实验证明中微子有质量，这就是说物理学认为中微子是轻子的观点并不完全正确。同时也说明日本东京大学宇宙线研究所当年的实验虽然被物理学界称为“具有划时代的意义”，但缺撼是他们并没有分清那些中微子是有质量的,而那些中微子是没有质量的。其实,中微子是有质量的，而电子中微子或说中微波是没有质量的。也就是说，中微子是強子而电子中微子或曰中微波是弱子，因为，电子中微子是比电子更小的电子。之所以说中微子是强子,是因为中子和质子都是强子,所以,从中子和质子中分裂出来的胶子和中微子也就理应是强子而不是弱子，而电子是弱子，所以，从电子中打出来的电子中微子或曰中微波也就理应是弱子，而不是强子。物理学在这一问题上发生混乱的主要原因是没有将电子中微子与中微子的不同特征区别开来。在实验中，当中子被大型强子对撞机撞开后,高速飞出来的既有中微子，也有电子中微子，亦即中微波，还有胶子。因为，电子中微子和电子一样，带的也是负电荷,但不足一个负的元电荷，按玻尔的能级理论推算只有1/3的元电荷的量级。电子中微子与光子一样是没有质量的，但它和光一样有能量，叫电子中微子的能量子，也是E=hν。所以说，电子中微子本质上是中微波，而并不是中微子。因为，中微子的速度是不可能超光速的，甚至连光速都达不到。如果中微子的速度能超光速，那就是说日本东京大学宇宙线研究所证实中微子有质量的实验是不真实的，也说明胶子的强作用性质必须改写。其实，问题并没有那么严重。真实的情况是中微子的速度不能超光速，但电子中微子的速度可以超光速。电子中微子亦即中微波的地球速度是等光速的，但是它的宇宙速度是超光速的。因为它摆脱了地球引力场的吸引力。这说明，欧洲大型强子对撞机的实验结果是真实的丶正确的，但其理论分析还需要进一步进行。分清实验中出现的粒子那些粒子是快中微子，那些粒子是慢中微子，那些中微子是超光速的，那些中微子是没有超光速的,它们的理论意义何在。这是当前我们应当进行的工作。 二 电子中微子和中微波丶电波以及光波本质上都是同一种粒子 电子中微子能够超光速，那么，电子中微子又是何方圣神呢？它怎么就能跑过光速呢？它与光子之间到底是什么关系？其实，电子中微子，亦即中微波是与电波和光波性质完全相同的粒子: 首先，电子中微子，亦即中微波是电波，而电波本质上就是光波，它们都是轻粒子，都与强子相对。 其次，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波都是只有能量而没有质量的粒子，或说，都是质量为零的粒子。 第三，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波都是波动粒子，而不是实体粒子。 第四，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波都具有一维性，而不具有三维性。 第五，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波都具有时间特征，而不具有空间特征，或说它们都不占有空间。 第六，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波都具有方向性，都是矢量。 第七，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波的力都是主动力丶非保守力。 第八，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波都具有非决定性，都是测不准的丶量子的。 第九，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波都不具有惯性特征，也没有惯量。 第十，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波都是只具有斥力作用，而不具有引力作用。 第十一，电磁波与光波速度相同从根本上说明了电子中微子和中微波是同一种粒子，这是最有力的证明。 由上可见，电子中微子，亦即中微波或曰电波与光波本质上是同一种粒子。既然如此，那么，它们的区别又何在呢？ 我说，电子中微子，亦即中微波与电波或曰光波的区别主要在于,电子中微子，亦即中微波是推动胶子绕中微子运动丶旋转的作用力，或说,电子中微子，亦即中微波是被束缚在原子核中的电能量丶光能量，而光波或曰电波则是被释放出去的电子中微子，亦即中微波。光波或曰电波只要被束缚起来就转化成了电子中微子，亦即中微波，而电子中微子，亦即中微波一旦湮灭就转化成了光波或曰电波。所以说，电子中微子，亦即中微波就是被束缚的光波或曰电波，而光波或曰电波则是被释放的电子中微子，亦即中微波。所以，它们在本质上是同一种粒子。那么，正常情况下电子中微子或曰中微波为什么不能堙灭，从而转化为电波或曰光波呢？这是因为，正常情况下带负电荷的电子中微子或曰中微波和带正电荷的胶子结合在一起，并推动胶子绕中微子旋转。其中，中微子起居间作用。然而，遇到碰撞丶爆炸等特殊情况下，中微子不再起居间作用时，带负电荷的电子中微子或曰中微波和带正电荷的胶子直接相遇，从而发生湮灭，处于束缚态的电子中微子或曰中微波变成自由态的电波或曰光波辐射出去，这就是电子中微子或曰中微波与光波或曰电波的区别。 三 宇宙光速大于地球光速 既然电子中微子，亦即中微波与光波或曰电波本质上是同一种粒子，那电子中微子，亦即中微波的速度又怎么能超过光速呢？这要从地球速度与宇宙速度的不同说起。我们知道，常数C首先是由科耳劳什和韦伯于1856年从测量电容器的静电单位电容和电磁单位电容之比定出。结果发现它和光在自由空间中的速度相同。麦克斯韦利用这一结果，创立了光的电磁理论，预言有电磁波存在。这个预言的正确性后为赫茲的著名实验所证实。 第一个光速测定是由罗麦于1673年从木卫一星蚀观测作出的，后来布雷德利于1728年又用不同方法(从恒星光行差)作了测定。 第一个对地面光源光速的测量是由斐索于1849年实现的，后来迈克耳逊大约200次测量的平均值，得到C为299，796公里/秒。梅塞于1923年测量了电磁波在导线上的速度，得到C值等于299，782公里/秒。最后，第15届权度大会所釆纳的数值是: C=299792.458公里/秒。 上述这些光速的测定都是在地球上进行的，或说是在地球正常光速的情况下测定的，所以，地球的引力作用对光速的影响，是一个不可忽略的因素。然而，所谓强子对撞机，本质上是一种高能加速器，就是说，它完全可以把粒子加速到超出地球引力的速度，或说能够达到外太空的速度。卫星发射的过程告诉我们，高速运行的人造卫星，只要速度足够快就可以摆脱地球的引力作用而进入外太空。而实验室的强子对撞机因其体积相对较小，所以，其能量可以比卫星发射装置的能量更大，速度可以比卫星的速度更快，完全可以达到脱离地球引力所要求的速度。光速的测定也存在这个问题，就是说，我们在实验室测量的光速和在实验室外测得的光速是不一样的。在实验室外测量的光速是地球光速，而由强子对撞机的实验测得的光速是宇宙光速。宇宙光速因摆脱了地球的引力作用而大于地球光速。我们常说的C=299792.458公里/秒，那只是地球光速而不是宇宙光速，我们把地球光速误认为是宇宙光速，自然会出现误差。这是当欧洲大型强子对撞机传出电子中微子超光速现象的实验结果时，全世界的物理学界一片震惊的根本原因。 四 光速极速不等于光速不变 既然地球光速与宇宙光速不是一回事，这就涉及到光速到底是绝对的，还是相对的，到底是不变的，还是可变的。爱因斯坦的狹义相对论认为光速是绝对的丶不变的,但实验结果无情地否定了爱因斯坦的假设，证明光速是相对的丶可变的。那么，光速极限原理还成立不成立呢？我认为，爱因斯坦关于光速极限的理论是正确的,所谓光速极限就是世界上任何物体的运动速度都不可能超过光的速度。其它中微子与光不是一回事，但电子中微子与光则是一回事。所以，其它中微子不可能超光速，但电子中微子，亦即中微波的地球速度是等光速的，而电子中微子，亦即中微波的宇宙速度则是超地球光速的。因为光子的质量为零，或说,光子是没有质量而只有能量的。如果质量不为零,或说,光子是有质量的,那么,光速就要受光子质量的拖拽,速度与质量发生反比作用。现在,光子没有质量了,光速只受引力的影响,而不受质量的影响。同样，电子中微子，亦即中微波也是只有能量而没有质量的。1997年日本东京大学宇宙线研究所的实验证明中微子有质量，他们没有分清是谬中微子和陶中微子有质量，而电子中微子则是没有质量的，末来的物理实验必将证明这一点。爱因斯坦认识到光速极限的正确性,并没有给爱因斯坦带来正确的结果,而是错误地将光速极限与光速不变等同起来,或说,从光速极限得出了光速不变的结论。其实，从光速极限并不能得出光速不变的结论。因为,光速极限的原因是光子质量为零,而光速不变则既需要恒质量,即质量不变,还需要恒时间,即时间不变。恒质量,即质量不变与爱因斯坦假设光速不变的初衷相逆,因为,爱因斯坦假设光速不变的目的就是要说明质量是可变的;而时间不变又违反相对论的要求。显然,爱因斯坦关于光速不变的假设那头都不好使。况且，如果认为光速不变,与下边一系列原理和实验结果相逆: 1 光速不变违反时间相对原理 光速不变是爱因斯坦狭义相对论的一个结论。他认为，光速与光源的运动和观察者的运动没有关系，这个假设物理学上叫做光速不变原理。那么爱因斯坦的这个假设到底正确不正确呢？我认为是不正确的。因为，如果光速是不变的，那么光就应该永远是直射的，而不会发生弯曲。既然光会发生弯曲，那就是说光受到了地球向心引力的影响。物理学所说的光速，即c =299792.458公里/秒，这只是地球上测到的光速，并不是其它星球上的光速。就是说，地球上测到的光速受到了地球洛伦兹力的影响。由此也就说明爱因斯坦光速不变的假设，也只有在地球向心引力场范围内才是正确的，如果一旦远离地球向心引力场，那么，光速就是可变的了。或说，同距离间的光速不变是正确的，而不同距离间的光速则是可变的。因为，光速不变的理论违反时间相对的原理，如果时间相对的原理是正确的，那么，光就必定是可变的，反之，如果光是不变的、绝对的，那么，时间相对的原理就是不能成立的。二者不能同时都成立。 观察表明，光速在太阳附近减小，就说明光速是可变的。物理学认为，如果光速可变，随着速度的增加光速可能变成无限大。其实，任何速度都取决于动力，世界上有超过光速的动力吗？显然没有。既然没有超过光速的动力，那么，就没有必要把光速不变和光速极限等同起来。或说，光速极限是正确的，但光速不变是错误的。也可以说，任何速度都不可能超过光速是正确的，但光速不变是错误的。 2 光速不变违反辐射衰减原理 光速可变是因为光速是光的时间积累，就是说光速决定于光強，光强越大，光速越大，光強越弱，光速就会相应的减小。光的单位是光量子，就是说光是量子的、不连续的、测不准的。物理实验结果表明，光通过介质时，出射光強相对于入射光強被减弱的现象称为介质对光的吸收。当光通过任何介质时，由于吸收现象的存在，光能量都会程度不同地被介质所吸收而导致光强被减弱。吸收系数越大，介质对光的吸收也就越強，不同物质的吸收系数各不相同，这叫做朗伯吸收定律。 光通过介质时，不仅介质的吸收会使透射光強减弱，而且，散射也会使透射光強减弱。吸收系数和散射系数之和称为衰减系数。既然光強会不断的衰减，那么，相应的光速，即光的时间积累效应也就会同步地减弱，直至自消自灭。光程差的存在就说明光速是可变的。同时，菲湼耳公式表示反射波、折射波与入射波场強的比值，这也说明光在不断减弱。还有相位差，说明反射波与入射波的瞬时能流值是不同的，也说明光能量在不断减小。 3 光速不变违反热力学第二定律 按光速不变的理论，一个地方发出的光，就会按同样的速度一直传播下去，直至永远。然而，我们观察到的真实情况是，一个地方发出的光，在很远很远的地方，并不能接收到，或说看不见了。这说明光速是在递减传播的，而不是不变的。由上可见，光速不变理论与运动相对的原理是相矛盾的。同时，光速不变也违反热力学第二定律，因为，光也是能量，也是热源，也有温度。所以，光是联带有熵的变易的，如果光速不变则将不符合熵增加原理. 在物理学中，电磁辐射接近光速，从电磁辐射来看，由于谐振子的振幅不断衰减，它所辐射出的电磁波也不断减弱，谱线的宽度等于振子寿命的倒数。这从另一个角度证明了光速可变，而且，只能是由強到弱，由快到慢，直止完全消失。况且，谐振子也具有非连续性特征。非连续的就是测不准的，而测不准的就是可变的。 爱因斯坦在相对论中论述引力场时说：“我们从经验得知，当我们离地球越来越远时，地球对物体的作用的強度按照一个十分确定的定律减小。从我们的观点来看，这意味着；为了正确表述引力作用如何随着物体与受作用物体的距离的增加而减小，支配空间引力场的性质的定律必须是一个完全确定的定律。”引力作用随物体的距离的增加而减小的定律可以反证光速可变，因为，光线是太阳的引力线，既然地球的引力会随物体的距离的增大而减小，那么，太阳的引力线——光线为什么不遵守这个规律呢？ 4 光速不变违反夜黒现象 还有一个问题是，夜黒佯谬问题。如果光速不变，宇宙中发光星球很多，它们的光线都应当能到达地球，那么，它们从四面八方射来，就像无影灯一样，地球根本就不会有黒夜，转到任何方位都可见到光，就不会发生夜黒佯谬。如果说太阳的光线掩蔽了其它发光星球的光线，那还是说明光速是可变的，是在不断减弱的。 5 光速不变违反钟慢效应 我们知道，在光速运动的情况下,会发生钟慢效应,并同时会发生尺短效应。尺短效应并不是真的尺子短了,而是速率变小了,因而相应的动量减小了。如果光速不变,那么,尺短钟慢效应就不成立。显然,爱因斯坦的广义相对论与狹义相对论发生了悖论,光速不变假设与尺短钟慢效应发生了悖论。 6 光速不变违反红移现象 红移现象说明外太空的光速大于地球光速,说明光速是可变的而不是不变的。 7 光速不变违反光信号延迟的观察结果 雷达回波延迟已经成为人人都能观察到的现象，电磁波辐射中的推迟势，就说明真空中的电磁波也是在不断减弱的。而这种现象正是本质上说明光速是可变的，而不是不变的。 爱因斯坦自已似乎也认识到了光速不变理论的局限性，他在?广义相对性原理的几个推论?中说，“结果表明，按照广义相对论，作为狭义相对论中两个基本假定之一的真空中光速恒定定律，就不能被认为具有无限的有效性。”［注]
参考文献: [注] 爱因斯坦著《相对论》周学政、徐有智编译北京出版社2007年10月第一版第53页,第68---69页 作者简介:张树斌，1947年生，陕西清涧县人，电大毕业，山西省临汾市汾东路双语学校董事长，著有《互补论》、《绝对相对力学》等专著，发表过数十篇论文，获过全国优秀论文奖。现为中国生产力研究会会员、北京相对论研究会会员。曾多次应邀到山西大学和山西师范大学等高校讲学。
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