分享

论场速可变的实验证明——有关相对论铯原子钟实验

 私有资料 2017-06-11

1970,Hafele设计了一个检验时间膨胀效应的环球航行实验。原理是将两只在地球上同步的原子钟,一只留在地球上,另一只放到飞机上绕地球航行,飞机飞行一周后降落到地面,然后将这两只原子钟的读数进行比较,发现了时间的相对性效应。

通过对时间的相对性效应分析后,一些学者便断定它有两种相对性效应,一种为狭义相对论效应,另一种则为广义相对论效应。多数人认为其所谓狭义相对论效应向西飞违背了狭义相对论的钟慢效应,时钟相对于观测者以速度v运动时,它走的时率将比静止时率慢。

相对论铯原子钟实验的说明者别出心裁地找出另一个没有自转的假想地球作为参考系,然后通过惯性系的狭义相对论效应来说明。首先,他存在一个误区,他设立了一个绝对参考系,对这个参考系为什么设立没有论证,也找不出它的意义何在。况且这种解释仿佛是被抛弃的以太理论。

狭义相对论的钟慢效应不能说明铯原子钟实验,爱因斯坦的狭义相对论是有误区的。我们应该使用场速可变的相对性原理来给实验的说明冠上理论基础。

狭义相对论是在麦克斯韦场方程的基础上产生的,爱因斯坦用光速恒定的相对性很好地说明了麦克斯韦场方程,但他的思想被光速恒定所局限,他不知道为什么光速恒定能很好地用相对性说明麦克斯韦场方程。他认为由于存在一个巨大而恒定的场,其稳定场(库仑场和安培场)的量值超过质点的任何形式的辐射场,麦克斯韦场方程是线性齐次方程,因此两个解的和,仍然是它的一个解,从总场中减去质点的场,其差仍然是麦克斯韦场方程的一个解。需要强调的是狭义相对论承认质点有辐射场,它忽略质点的辐射场是有条件的,不是严谨的科学态度。关于麦克斯韦场方程可用光速恒定的相对性来讨论,这一点后面我们将加以说明。

当没有一个巨大而稳定的场,只有两个相互作用的质点的场,狭义相对论的理论基础便破坏了,场作用必须考虑质点的场对作用的贡献,使用场速的可变性。

引力红移虽然是广义相对论提出的,光速恒定依旧是它的软肋,我们论述的相对论铯原子钟实验说明地球自转作为辐射场的一部分对原时的影响,光速恒定是不适合且不正确的。不过爱因斯坦用希瓦兹希德场(辐射场变化为零的场)蒙蔽了大家的视线,在希瓦兹希德场中运动的粒子不计辐射场变化,其场方程也是近似的,场中运动质点的辐射场不能忽略,它计算的行星进动值是近似的,行星组成物质基本粒子的辐射场与轨道运动作用产生的近斥远引现象它不能说明。

总的来说,爱因斯坦相对论承认运动质点的辐射场,却用光速恒定来忽略运动质点的辐射场与场作用的相互关联。另一方面,量子力学承认自旋与波动,却没有用场作用来准确描述量子之间的相互作用,它们都是不完备的,我们应用场速可变来统一量子力学与相对论。

在论文《相对性原理与量子自旋——有关测不准关系》的论述中, 我们将场速可变的相对性原理场传播方程分为两部份,一部分为场传播的位移部份,另一部份包括的是质点的辐射场。

当我们用相对于s参考系中观测者静止的原子激发的光(电磁波)对另一运动参考系中的量子进行观测时,有方程:论文中公式以QQ发给了编辑组。以下省略。

以上正是我们用场速的可变性对量子场论领域的证明。场速可变的相对性原理场传播作用等于光速恒定的相对性原理场传播作用加上质点的辐射场,此原理表示为相对性1+1原理,它统一了爱因斯坦的相对论与量子场论。

关于麦克斯韦场方程可用光速恒定的相对性来讨论这一点我们简单说明一下。由于存在一个巨大而恒定的场,其稳定场(库仑场和安培场)的量值超过质点的任何形式的辐射场,稳定场可近似为不变,据相对性1+1原理它可以使用式(4)用光速恒定来讨论电荷在电磁场中的运动。麦克斯韦场方程用光速恒定的电场变化加电荷的辐射场变化即磁场变化来讨论场方程,正是相对性1+1原理的体现。借助麦克斯韦场用光速恒定的电场变化加电荷的辐射场变化即磁场变化方程,我们可以计算出近似的场速可变的u值。据相对性1+1原理可知磁场变化不过是量子的辐射场变化,它是复杂的,它的模型可参照恒星系模型,因此单位电荷是存在的,单位磁荷是不存在的。虽然我们在实验中已认识,在导体中电荷稳定流动的情况,若在空间某区域有净电荷积累,其电场仍为静电场。同时,在通电导线的周围还产生另一中场,即静磁场。磁场对放入场中的其它通电导线产生磁力的作用。由于电流只是电荷的运动,磁场与磁作用在实质上不过是电场与电作用当电荷处于运动时的表现。此论述很精辟,却没有上升到相对性1+1原理理论高度,即我们在稳定场(库仑场和安培场)的量值超过质点的任何形式的辐射场,稳定场可近似为不变,从方程(4)式至(8)式的推导可知,麦克斯韦场方程可用光速恒定的电场变化加电荷的辐射场变化即磁场变化方程来计算。可以说爱因斯坦的狭义相对论是从经典电动力学中发展出来的,但他受光速恒定假设局限,不知道狭义相对论是近似理论。

相对性1+1原理对于宏观星球的应用。我们讨论的是物质的运动,恒星对行星的引力作用,由于行星的引力场不能忽略,必须考虑组成行星的基本物质粒子的量子辐射场的变化。组成行星的粒子量子辐射场的变化我们无法直接观测,我们看到行星的基本物质粒子的量子辐射场的微扰项主要表现为所看到的行星的自转。关于场传播方程中行星的基本物质粒子辐射场的变化,我们略去行星的基本物质粒子静止状态下的量子自旋,设立一个没有自转的地球作为参考系,计算行星的基本物质粒子的量子辐射场的微扰量即其主要表现的行星自转速度与飞机飞行导致的相对论铯原子钟时间膨胀效应是可行的。

我们讨论了理论上的原理,我们将说明实际的铯原子钟实验。铯原子钟实验的相对性应分为两部分,太阳引力场及月球引力场作用的影响和地球引力场作用的影响。

经前面的讨论,我们将场速可变作用分为场位移作用即爱因斯坦相对论作用和辐射场的变化,来论述相对性,虽然它可能会产生一些误差,但对定性讨论是必要的。据相对性1+1原理,太阳引力场与月球引力场对铯原子的作用分为两部份,我们只讨论飞机绕地球飞行导致的辐射场的变化对铯原子钟的影响,而太阳引力场与月球引力场位移作用即爱因斯坦相对论作用以误差的形式存在。方程(4)式详细描述了量子的辐射场的变化,我们这里主要讨论量子自旋与场的相互作用量,实验中主要表现为行星自转,其余两部分难以观测以误差计。从方程式(4)可知辐射场的变化与场位移作用有同等的地位,可得。论文中公式以QQ发给了编辑组。以下省略。

铯原子钟实验的时间相对性中,引力效应主要由地球产生的位移作用即广义相对论红移,运动学效应主要由太阳及月球的引力场作用下飞行中铯原子钟的辐射场的变化产生。有人质疑上述结果,但向东飞与向西飞的差异是显著的,从实验与理论的定性来讲是相符的,因理论计算中没有计入铯原子相对运动的影响,实验与理论存在偏差,我们可以从实验和理论两个方面完善,以确定量子的连续性和严格因果性。铯原子钟实验的时间相对性计算中可看出,引力场与电磁场的麦克斯韦场方程场作用计算一样,必须包含运动质点产生的辐射场变化。

以上的讨论均是以参考系的运动相对性来讨论的,不能用惯性系讨论。惯性系的相对运动现实中难以实现,所以我们今后在讨论作用时,都只使用参考系的慨念。爱因斯坦的狭义相对论钟慢原理是有误区的,不适用于参考系。光速不变不适应于质点辐射场对其轨道运动的作用不能忽略的情形。相对性铯原子钟实验者设立了一个没有自转的地球作为参考系,但他却被光速恒定理论束缚,没有找到正确的方向。综上所述,我们的场速可变相对性1+1原理理论很好地说明了宏观和微观量子领域各种实验现象。宇宙中广泛存在的“近斥远引”现象,从场速可变的相对性1+1原理可知,“近斥远引”现象是行星的辐射场与轨道作用之间的相互转化,简洁明了。

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=35713

 2015-05-28 21:24 投稿人:谭少雄

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多