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我的物理:“超光速的中微子”有可能吗?

2012-5-26 10:59| 发布者: 安楠| 查看: 1255| 评论: 0|原作者: 苑天舒

摘要: “空山新雨后,天气晚来秋。明月松间照,清泉石上流”,“春有百花秋有月,夏有凉风冬有雪”,无论是画意还是禅境,都是意境兼有的。“两只黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天,窗含西岭千秋雪,门泊东吴万里船。”无论是写 ...
“空山新雨后,天气晚来秋。明月松间照,清泉石上流”,“春有百花秋有月,夏有凉风冬有雪”,无论是画意还是禅境,都是意境兼有的。“两只黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天,窗含西岭千秋雪,门泊东吴万里船。”无论是写景还是抒情,也都是情景合一的。你还可冥想在神秘的西藏,流连于多彩的大堡礁,探寻在吊诡的紫禁城,往返与繁华的大都会。但是这个世界,即使它再生动,再缤纷,也远远不及我体会、感知、眼见、身游的十度空间。其实你也在里面,只是你不觉不知。

    本文要讲的是三维空间近来的一件大事——超光速的中微子,当然在十度空间里这还是没什么了不起的。

    首先要确定一件基础的事情,在我们这个三维空间、四维时空里,光速每秒30万公里不仅是一个极限速度,而且是一个“绝对速度”。说“绝对”之前先讲讲“相对”,当高速公路上一辆汽车以100公里时速行驶时,如果你也驾驶一辆车,和它同向行驶,你的时速也是100公里,你会看到你们两辆车之间的车距就不会改变,即相对速度为0.如果你们是相对行驶,那么你看到另一辆车以更快的速度与你擦肩而过,这时的相对速度是每小时200公里。但是光速与此不同,不管你从地球上向哪个方向观测宇宙里的其他星球,那些星球向地球发射或反射的光都是同一个速度,不会因为星球之间的相对速度而改变,即光速不变。如此说来,一个物体不管以多么快的速度运行,光速都比它快一个光速。

    (这实际是所谓的坐标系之间的相对运动的结果,如果再讲下去,这里面会有让宗教人士迷狂的东西,但是最好不要迷狂,因为这是科学的,不是宗教的。前些天接待张尚德老师的午宴上,汤先生说到最近中微子超光速的事,张老师给一位牛津大学毕业的仁兄和我以机会来就这个事情发表观点。我在谈完我的看法之后,又讲到现在常常听到有人要么想用科学证明宗教,要么想用宗教帮扶科学,这是非常无聊的。我说科学与宗教现在走得越来越近,已经只隔着一层窗户纸了,但是不要试图将这层窗户纸捅破,因为你根本无法捅破,任何想互相解释的努力都是不伦不类的。理由是这层窗户纸的厚度有十万八千里。科学与宗教就是一条路上的两根铁轨,之所以走近到象一层窗户纸,是因为人类的目光不仅仅看得远一点了,而且还更具包容性了,你看到我在,我看到你在,就这样平行着、肩并肩一起向远处走。千万不要把两根铁轨靠到一块,灾难!呵呵,别担心,靠不到一起的。我的观点受到张尚德老师的支持赞赏。)不过从科学谈宗教是挺好玩的,遐想一下,走神一下,游心一下,思维飘逸一下,这是知有说无,是一种境界;从宗教说科学,那算是知无说有,话一落到实处、具体处,就挺没意思的了。如果你不同意我这么说,那我换句话说:书可以当经来念,挺好啊,但是把经当书读就不妙了。这两个说法不是朝三暮四一回事吗?

    我们接着说中微子超光速的事。

    先说中微子。在1930年,提出过著名的“泡里不相容原理”的物理学家泡里在发现,原子核外的电子如果被原子核俘获,就会发生β衰变,就有中微子从原子核里发射出来。因为中微子是中子衰变的产物,所以叫中微子。中微子非常的轻,几乎没有质量,基本上就可以理解为一个能量。这个中微子有一个很强的本领——穿透性。以德国物理学家伦琴名字命名的X光(伦琴射线)的穿透能力是非常强的,但是中微子的穿透能力是伦琴射线远远不能及的,据说如果有100亿个中微子打到地球上,只有1个中微子会被阻挡而牺牲,其他的中微子会不费吹灰之力的穿地球而过。正因为如此,对中微子的测量就非常不容易。试想,空气分子吹到你的脸上,你便感知它存在;我们能看到光是因为光子打到我们的视网膜上,视网膜会有反应,但是中微子却是神不知鬼不觉的穿身而过,几乎什么东西都拦截不住它,你又如何测它呢。中微子几乎是一种非物质的粒子。当然科学家们有特殊的办法来发现并测量中微子。

    据报道,这次意大利格兰萨索国家实验室“奥佩拉”项目的科学家从瑞士日内瓦的欧洲核子研究组织设地下很深的实验室向730公里外的意大利格兰萨索国家实验室的接收装置发射中微子束,结果测到中微子提前60纳秒(一亿分之六秒)到达,而且为了排除误差,试验了1.6万次,并且实验误差控制达到6σ(即百万分之三到四的瑕疵)。

    对于这个结果——中微子超光速,我有两点看法:

    1、在我们这个时空中,超光速是不可能的。我估计是实验本身可能有问题。所谓的1.6万次实验,我看到有报道称不是重复了1.6万次,而是发现了1.6万个中微子超光速的现象,如果这样的话,在一次实验同一个中微子束的情况下,实验的任何问题都会同时影响到这1.6万个观测结果上。

    2、即使真的发现了超光速的中微子,那么也不是我们这个四维时空,可能会发现新的“时空”。那么就有几件有意思的事值得我们期待了,首先中微子到底是什么东西;其次是物理学理论,甚至同时是数学理论的重大突破;再有就是通往高维时空的通道。

    这里面有个很有意思的事。就是按照爱因斯坦的相对论,如果物体的速度接近光速,那么它的质量就很快的趋向于无穷大,而现在要超光速的偏偏是几乎无质量的中微子,这就很好玩了。但是几乎无质量也不是完全无质量,只要有一点点质量,接近光速就会质量趋于无穷大,大到把我们整个宇宙(这个时空的宇宙)的质量都吃进去。

    存疑,关注。

    最后还是引用我读物理系时我们的系主任赵凯华教授用过的刘禹锡的一句诗吧:“请君莫奏前朝曲,听唱新翻杨柳枝”。


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