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高山上盘旋着幽灵般的“不明飞行物云”
热度 1 xuxfyuwp 2020-10-26 15:58
阿根廷 El Chalten 山上形成怪异的状凸透镜云 图片: ©FranciscoJavier Negroni Rodriguez ) 一个幽灵般的白色飞碟盘旋在阿根廷南部 El Chalt é n 山峰上。尽管有风吹过,但飞碟静静地保持在崎岖不平的山顶上方,像一艘舰船般地锚定在天空中,勘探着下方的群峰。 这显然不是外星人,而是一个来自友好邻里的“ UFO 云”,在气象界被称为稳定双面凸透镜云( standing lenticular cloud )。 这种怪异的天气现象在 El Chalt é n 山或美国的落基山脉等区域较普遍,那里的风高速地在高耸的山峰上波动运行,在空中便形成了透镜状或碟形云团。 摄影师弗朗西斯科·哈维尔·内格罗尼·罗德里格斯( Francisco Javier Negroni Rodriguez )凭借这张照片成为英国皇家气象学会( RMS ) 2020 年度天气摄影师大赛的决赛入围者。他为了拍摄这类照片不得不耗费整天时间在山中等待,寻找捕捉神秘奇异的瞬间。 下面是另一幅参赛者拍摄的照片,这一“怪兽”风暴将其头颅抬升至克罗地亚的乌马格山上。(图片来源: Maja Kraljik ) 原文: Brandon 小峰编译
个人分类: 文章|4935 次阅读|4 个评论
如何理解各种量子力学干涉实验
leiyian 2020-3-6 22:45
前面写过一篇文章: 《为什么说延迟选择实验是普通的相干现象》: http://blog.sciencenet.cn/blog-268546-1190943.html 还有人觉得很难理解。这里再补充说明一下: 干涉现象是波的性质。所有的量子干涉实验,用经典波的方式也能够重复,但实验装置需要保证惠更斯原理成立,也就是该透射的地方有透射,该反射的地方有反射。 如果用经典波实验,会发现“延迟”和干涉的建立都需要时间。一般经过几个周期,或者传播时间,就会建立起干涉图案或者某种本征模。 全局的波动干涉,本征模等现象,都是是通过局域的波动过程逐渐建立起来的。非相对论量子理论是一个本质的全局理论,会直接给出干涉和本征模的解,看不到这些现象的建立过程,或者说,通过不需要时间的“坍缩”发生。摆好实验布局的过程,就是测量,整个实验是一个测量。不要再把实验分成多少个有先后的步骤,在量子理论看来,或者说薛定谔方程看来,就是一个确定了边界条件的微分方程。实验条件设定了,也就是边界条件确定了,解就确定了,不存在解的建立过程。 但实际的实验是在满足局域性原理的世界中做的,如果波的速度慢,比如经典波,我们可以看到全局干涉模式,或者本征模的建立过程,如果波速很快,比如光速,我们一般看不到全局模式的建立过程。 举两个具体的例子: 1、笛子按住不同的孔,会发出不同的音调,该音调是当时的本征振动模式。在切换孔洞的时候,音调是有一个连续的变换过程的,但是一般我们注意不到,灵敏的仪器可以测量到这一连续的变换过程。这是真实的过程。 而全局理论的理想过程中,认为笛子变调不需要时间,按住不同的孔,对应的是不同的本征模。所以曲谱上的音长音高标记是理想标记。但是我们认为理想的理解就够了,不需要知道切换过程。当然,乐器本身应该能保证这种连续切换可忽略。 2、在黑暗房间里开灯,灯马上就亮了。实际上房间有个从暗变亮的过程。除了灯本身是通过一定的过程从暗到亮,灯光在房间里的反射、散射也会起作用。如果房间的整体反射率为50%,最后房间的亮度是没有反射的2倍。但要经过1+0.5+0.25+0.125+...=2,无穷次反射才达到恒定的亮度值2。但一般只要反射十来次就很接近了,眼睛无法感觉到后面的差别。而十来次的反射只需要不到一微秒,人眼根本感觉不到这一过程。各种复杂的阴影、色调,也是类似反复反馈产生的。由于过程很快,所以我们认为它们瞬间发生。但如果要刨根问底,“瞬时”突然建立复杂反馈的模式,显然是无法理解的。 干涉效应也是一样的,比如琴弦上的驻波,就是两列不同方向波的相干叠加结果,但是拨动琴弦到建立驻波还是有一个过程,高速摄像可以看到这一过程。延迟选择实验只是后面光学器件对光的反应反馈到前面,逐渐建立的干涉过程。 非相对论量子力学是理想的波动理论,每列波,或者说薛定谔方程的解,都是全局的(除无限深势阱),理想的,没有解的建立过程,所以不能用来理解有先后因果的过程。“非相对论”就意味着因果关系失效。局域理论中出现的复杂反馈和模式形成过程,在非局域理论中,体现在微分方程(比如薛定谔方程)的势函数和边条件上。
个人分类: 量子力学|3931 次阅读|0 个评论
[随记] 地震与月份有关:一个可能发 Nature、Science 的研究课题
热度 1 zlyang 2018-8-14 12:40
限于时间和精力,大量的参考资料未能列出,敬请见谅!敬请指教! 地震与月份有关:一个可能发 Nature、Science 的研究课题 《中国大百科全书(天文学)》第一版的词条“地外文明 extraterrestrial civilization”里说: “人在宇宙间不占有特殊地位。当然, 人类的外形是地球的自然条件决定的 ,是碳化合物经过几十亿年演化的结果。在条件和地球相差很大的其他天体上, 可能存在着生理结构和地球上人类 相差很大但能适应那里的条件的高级生物。 ” 因此,承认地球上的事物受到地球外的作用,如月球、太阳等,并非奇谈怪论。如 1998 年人们发现男性身高与出生月份有关: Figure 1 Relationship between body height and birth month. a, Monthly averages of height at age 18 (birth cohorts 1966D75). https://www.nature.com/articles/35781 其后有许多研究证实:人类的许多生理指标,与生日(月份)相关。但月份引起的波动并不大。 另外,太阳黑子周期长度变化,影响地球的天气。气象学里的“厄尔尼诺 El nino ”、“遥相关 Teleconnection ”似有太阳系作用的解释。月震,是有月份分布的。 因此,地震随月份有一定的分布,一点也不奇怪。 并且,很有可能是一个可能发 Nature、Science 的研究课题。 印象以前这些期刊发表过否定月球(月相)和地震关系的论文。 立此存照。 当前,我没有时间和精力去分析这些数据。 目前,我主要做风电预测《 利用季风的空间相关性提高风电功率预报 的定位 :世界首创、国际领先、国内领先?》。 http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1128960.html 相关链接: Height depends on month of birth, 作者: Weber, GW; Prossinger, H; Seidler, H, NATURE 卷: 391 期: 6669 页: 754-755 出版年: FEB 19 1998, DOI: 10.1038/35781 https://www.nature.com/articles/35781 Length of the solar cycle: an indicator of solar activity closely associated with climate. 作者: FRIISCHRISTENSEN, E; LASSEN, K SCIENCE 卷: 254 期: 5032 页: 698-700 出版年: NOV 1 1991 http://science.sciencemag.org/content/254/5032/698/tab-pdf 本人思考: 杨正瓴. El nino 起因的太阳系天文影响因素的定性解释 . 北京:中国科技论文在线 . http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/200710-503 杨正瓴. 厄尔尼诺大气海洋作用以外可能诱因的定量对比. 2010年5月第9期(地球科学/水产学), . 中国科技论文在线精品论文 ,2010,3(9):872~879. http://highlights.paper.edu.cn/index/paper_detail/3774 2017-07-07, 向党汇报:太空天体运动,有可能影响地球的大气运动 http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1065134.html 友情链接: 秦四清,2018-08-10,大地震偏爱哪个月份呢(反忽悠帖)? 精选 http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1128495.html 感谢您的指教! 感谢您指正以上任何错误! 感谢您提供更多的相关资料!
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[转载]【物理海洋知识】角频率和频率之间的区别,波数的定义
JerryYe 2018-4-12 21:40
1.角频率(rad/s)和频率(Hz) 维基百科: https://en.wikipedia.org/wiki/Radian_per_second Angular frequency ω (Ordinary) frequency {\\displaystyle \\nu =\\omega /{2\\pi }} 2π radians per second exactly 1 hertz (Hz) 1 radian per second approximately 0.159155Hz 1 radian per second approximately 57.29578 degrees per second 1 radian per second approximately 9.5493 revolutions per minute (rpm) 0.1047 radians per second approximately 1rpm An angular frequency, ω = 1rad/s , corresponds to an ordinary frequency, ν = 1/(2π)Hz ≈ 0.159Hz 1 rad = 1/(2 π ) 2. 波数定义 维基百科: https://en.wikipedia.org/wiki/Wavenumber Wavenumber, as used in spectroscopy and most chemistry fields, is defined as the number of wavelengths per unit distance, typically centimeters (cm −1 ): {\\displaystyle {\\tilde {\\nu }}\\;=\\;{\\frac {1}{\\lambda }}} , where λ is the wavelength. It is sometimes called the spectroscopic wavenumber. In theoretical physics, a wave number defined as the number of radians per unit distance, sometimes called the angular wavenumber, is more often used: {\\displaystyle k\\;=\\;{\\frac {2\\pi }{\\lambda }}} When wavenumber is represented by the symbol ν , a frequency is still being represented, albeit indirectly. As described in the spectroscopy section, this is done through the relationship {\\displaystyle {\\frac {\\nu _{s}}{c}}\\;=\\;{\\frac {1}{\\lambda }}\\;\\equiv \\;{\\tilde {\\nu }}} , where ν s is a frequency in hertz . This is done for convenience as frequencies tend to be very large. It has dimensions of reciprocal length , so its SI unit is the reciprocal of meters (m −1 ). In spectroscopy it is usual to give wavenumbers in cgs unit (i.e., reciprocal centimeters; cm −1 ); in this context, the wavenumber was formerly called the Kayser , after Heinrich Kayser (some older scientific papers used this unit, abbreviated as K , where 1 K = 1 cm −1 ). The angular wavenumber may be expressed in radians per meter (rad·m −1 ), or as above, since the radian is dimensionless . For electromagnetic radiation in vacuum, wavenumber is proportional to frequency and to photon energy. Because of this, wavenumbers are used as a unit of energy in spectroscopy.
个人分类: 物理海洋知识|3041 次阅读|0 个评论
电磁波和力学波之间的关系研究才是今后自然科学发展的真正焦点
热度 3 yangxintie1 2017-1-31 12:02
原在基金委工作的宋文淼老师来信说: 春节好! 我真想学习电磁波和实物的直接相互作用有关的问题。我在2003年香山会议期间就写过自然光和空间卫星的光帆作用,虽然力小一些,但我计算过作为发射也许作用不够大,但是作为对空间实验室的补充作用的力,保证那个实验室不至调入大气层,就足够了。而且也可以维持卫星飞行高度的不断推高,也完全可行。我还散发过一本材料。不知你有否印象。现在我对那些很感兴趣但很难获得资料。电磁波和力学波之间的关系的研究实在才是今后自然科学发展的真正的焦点。人类对于大自然认识能力的发展实际上还是集中在那好一点上。所有从相对论和量子论理论引申出来的现代物理学理论是发展不出任何有用的东西的。 1971年我想先搞一下数学,用数字-时空-物理实在三位一体的数学物理逻辑来代替微观-宏观-宇观的三个物理世界的错误理论。我觉得这个问题实际上应该说已经解决了,......政治家、资本家、经济和法学家,最终都不可能搞明白数学、逻辑和认识大自然规律的关系,为什么他们总是要来管自然科学的事呢?科学家自己也总是只能囿于有限论域,为什么总是要反对自由讨论呢?为什么要把外国搞了很多年不得不放弃的那些现代物理学的实验研究课题,拿到中国来做呢? 宋文淼
个人分类: 量子力学|3098 次阅读|4 个评论
再评LIGO引力波实验 黄志洵
热度 4 yangxintie1 2016-6-30 09:33
再评LIGO引力波实验 黄志洵 l (中国传媒大学信息工 程 学院,北京100024) 摘要: LIGO的实验装置与Michelson干涉仪相似。不久前Ulianov通过仔细的分析后指出,在GW150914和GW151226事件中LIGO所检测到的或许只是噪声。现在著名物理学期刊《Jour. Mod. Phys.》(《现代物理学报》)发表了中国科学家的论文“LIGO真的探测到 引力波 了吗? ” 该文证明由于电磁相互作用的 存 在LIGO并发现不了 引力波 。那么检测到的是什么?可能是位于两地的激光干涉仪之间位置的某种干扰信号。由于上述情况,不应对LIGO 团队授予Nobel物理学奖。LIGO实验再次引发了对广义相对论(GR)的讨论,这引起了更多科学家的关注。 关键词: 广义相对论(GR);引力波;数值相对论方法(NR);噪声信号 1 引言 LIGO 是Laser Interference Gravitational-wavesObservatory(激光干涉引力波天文台)的简称,由它出面(很多人署名)的论文“Observation of gravitationalwaves from a binary black hole merger”,发表在《Phys. Rev. Lett.》杂志2016年2月12日出版的那一期上 。 文章的摘要说:“在 2015年9月14日世界时9:50:45,引力波天文台的两个激光干涉探测器同时观察到一个瞬态的引力波信号。信号频率从35到250Hz,引力波的应变峰值为1.0×10 -21 。它与广义相对论预期的旋进、双黑 洞合并,以及单黑洞所产生的铃荡的波形 一致。信号通过匹配滤波器观测,这个滤波器信噪比为24。 在源中两个初始黑洞的质量为36个太阳质量和29个太阳质量,合并后的黑洞质量为62个太阳质量,其中3个太阳质量的能量以引力波的形式辐射出去 。 所有的不确定性限定在90%的可信区间 。 这些观测结果表明双恒星质量黑洞系统的存在。这是首次直接观测到引力波和双黑洞合并。”……在美京华盛顿( Washington)的记者会 是在杂志出版前一天召开的; 之后的 媒体宣传可谓铺天盖地 , 实际上是摆出了Nobel级 论文(Nobel award ’s thesis)的架势。 为了拿 2016年的Nobel 物理学奖,科学 团队通过媒体文章定下调子——“ LIGO 发现了远方黑洞合并产生的波穿过地球时的微弱扰动(引力波),这 是 几十年来的一项伟大的 科学突破 ” 。 2016年6月16日英国广播公司(BBC)网站报道说 , 科学家 探测到更多引力波。所举事实是2015年12月25日22时38分的事件( 信号 )被 LIGO 的两个探测器收到。这次报道明白地说:“今年10月获得Nobel 奖的可能 性 非常大”。尽管这和过去一样都只是 LIGO 单方面的 宣布,没有任何其他 科学机构的旁证(或 LIGO 本身的其他 实验 的旁证),仍然信心十足,并依靠 媒体的放大功能造势。 但是,不同意见一直存在 ; 特别是,近来多个国际 物理学刊物刊登批评 LIGO 实验 文章 ,不仅 证明 关于“ LIGO 是否 真的发现 了 引力波 ”仍在争论中,也显示西方 科学界并非只知沉迷于一面倒的 媒体宣传。本文着重介绍欧美 物理学期刊所发表的不同 意见。 2 《现代物理学报》刊登中国科学家的批评论文 《Journal of Modern Physics 》(JMP) 在 西方是一本重要的 科学刊物,我们称之为《现代物理学报》。它在 2016年7月 发表的 文章 ,作者是Xiaochun Mei(梅晓春)和Ping Yu(俞平),题目为 “Did LIGO really detect gravitational waves?”(“LIGO 真的探测到 引力波 了吗?”),副题为“The existence of electromagnetic interaction made the experiments of LIGO invalid”(“ 电磁相互作用的存在导致 LIGO 探测 引力波 的 实验 无效 ”)。文章题目与他们二人所 发表的 中 文 文章 ,是完全相同的, 但在国外 发表时内容上作了改进,更严谨也更精炼了。 我们 来 看看他们在国际 性 物理学期刊上讲述了怎样的观点。 论文着重于 证明,由于电磁相互作用的 存 在, LIGO 实验 不能 检测出 引力波 。这其实正是早先的Weber 实验 失败的原因。就广义相对论(GR ) 而言, 引力波 对距离影响的公式只适用于真空中受 引力 作用的粒子。 LIGO 实验 是在 地球表面上进行的,而 激光 干涉仪 固定在地表上,处于电磁力的平衡态。电磁力比 引力 大10 40 倍。故 引力波 是太弱了,无法克服 电磁平衡力而 使两个 干涉仪 的 距离发生变化(即无法改变钢管的长度);这也是Weber 实验 失败的原因。……即使不考虑这个因素, LIGO 实验 也有严重问题: ① 没有真正 发现造成 引力波 的爆发源,所谓“双黑洞合并”只是计算机拟合结果,而非真实 物理现象的 发现; ② 说“ Einstein引力 理论已被证实 ”,其实是 LIGO 的一种循环 论证,在逻辑上不能成立; ③ 关于 引力波 能流密 度 的计算存在尖锐的矛盾; ④ 所 用数值 相对论(NR ) 方法,由于 奇 点的 存在而造成巨大误差; Einstein引力 方程的非线性使误差放大; ⑤ 干涉仪 之间 所谓10 - 18 m的长度变化已被测出的说法超过了现时的技术能力,这种精度已到微观范畴,不确定性原理决定了其不 可能 性;并不是距离变化造成了 信号; ⑥ LIGO 实验 并未 检测出 引力波 ,出现的 信号是由于两个激光 干涉仪 之间 出现的 干 扰 。 以上 是 文献 的中心思想;全文内容分为8部分:“发现”的 引力波 的 波 源在哪里? LIGO 实验 证实了 Einstein引力 理论吗? 引力波 能流密度 引 起 的矛盾; 电磁相互作用的影响不能忽略;数值 相对论方法可靠吗?比原子核半径小1000 倍的长度能否测量? LIGO 是否真的 收 到 了 引力波 的 信号 ? 文章的结论当然是否定的。 综上所述, 西方 物理学刊物 JMP决定刊登这种与主流 意见完全相悖的学术论文,是很不平常的。当然,我们也注意到 并不认为“ 引力波 根本不 可能 存在”,而只是说“目前的 LIGO 实验 还没有把 引力波 测出来”;这 与笔者的观点是不 完全相同的。然而在 黄志洵 发表的一系列文章中(见 、 、 、 、 ) , 笔者所表述的 意见是“不存在 引力波 这个东西” ; 而且,直到写作 本文时还看不出必须改变(“纠正” ) 自己 观点的重要理由。因此,分岐是 存在的。 然而 ,只有更多地 读 一些梅先生的著作,才能了解他的 物理 思想。 2015年梅晓春 推出 66万字的 《第三时空 理论与平直 时空中的 引力 和宇宙学 》 一书,集中反映了他多年来的 理论物理学研究成果。在“自序”中他说:“当我进入(学习 ) 广义相对论(GR ) 时 ,以为会看到晴空万里;结果却 发现 到处是丑陋黑洞,到处是时空的错位和无限大的扭曲。为什么那么多 物理学家 对奇异性 黑洞感兴趣?难道他们不知道除了宇宙本身之外,现实世界 没有无穷大?一个奇点无处不在的理论, 本身一定有 问题。”他又说:“我 发现 Einstein引力 理论最初的出发点就是错的。……对于在 地球 引力 场中发射火箭这种最简单的Newton 力 学问题,弯曲 时空 引力 理论竟然无能为力。凡此种种, Einstein引力 理论能比 Newton 引力 理论高明吗?本书 证明, 用 修正的 Newton 引力 公 式 , 可以解释 GR的4个 实验 ;因而没有必要采用几何化的方法来描写 引力 。况且, 弯曲 时空 引力 理论与量子 力 学(QM ) 根本无法相容。” 梅晓春还指出,暗能量和暗物质假设都是由 引力 几何化 造成的,是子虚乌有的东西。 2016年6月中旬,梅晓春完成了新作“ 用修正的牛顿引力理论计算广义相对论的四 个经典实验 ” 。 该文证 明弯曲时空引力理论是没有必要的。文中分析了 GR 的光在太阳引力场偏折的近似解,指出这个解实际上不是 Einstein 引力场方程的解。而 GR 对雷达波时间延迟实验的计算则是错误的,误差达到14 .9%,因此雷达波时间延迟实验并没有证实GR 。此外按照现有理解,如果光子受引力的作用。因此光子向中心引力场下落时被加速,其速度就会超过真空光速。 此 文假设光子在引力场中下落时做减速运动,其引力质量是运动质量的两倍 ; 由此证明光在太阳 引 力场中沿双曲线运动,同样可以解释光线的偏折和引力透镜现象,以及雷达波的时间延迟和光谱的红移。最后讨论平直时空中 Newton 引力理论的改造和未来发展方 向问题。 梅晓春 指出, 对雷达波时 间 延迟, GR 的计算结果很不一致,有很多版本。仔细 计 算了 发现 都是错的。按正确的计算,误差达到14 .9%。可笑的是,他们的实验居然与错误的计算非常一致,据说误差小于0.002% 。 这件事足见 GR 的伪科学性质,不论错得怎样离谱,它总能证明自己是对的。 总之,梅晓春的 物理思想 是 :经过认真细致的研究,认识 引力 完全用 不着GR。笔者 认为,既然他的 观点都是对GR的 否定;如果不 认同GR, 引力波 也不会存在 。因此, 我们与梅先生最终还是一致的。 3 《环球物理学报》刊登巴西科学家的批评论文 《Global Journal of Physics 》(GJP) 也 是 西方的 科学刊物,我们称之为《 环球 物理学报》。它在 2016年5 月 刊登一篇 文章 ,作者是 巴西科学家P.Ulianov ,题目为 “光场也受 引力波 影响,强烈表明 LIGO 没有 探测到 引力波 ”。文章说,按照GR, 引力波 通过时会使物体收缩、长度改变。以此为基础, LIGO 采用 Michelson 干涉仪 原理, 认为依靠激光束干涉以观测臂长变化即可记录到 引力波 。但这里有一个问题: 引力波 通过时也会影响光场。当一个 引力波 击中 LIGO 的干涉 仪 ,不仅缩短 干涉 仪 的臂, 还扭曲自身的 时空结构, 也 缩短光束,使 Michelson 干涉仪 输出端观察不到相位差,也就记录不到 引力波 。文章的 分析 认为 LIGO 收到的是随机 噪声信号,而 非 “ 双黑洞 碰撞 造成的 引力波 ”。 在 论文中,Ulianov先对 GW150914事件作 了 分析 , 对 LIGO 在 Hanford 和Livingston的检测器的工作情况作了详细讨论。 关于滤波器,它把周期 信号转换为白噪声(white noise),故仅有 非 周期 信号 通过 滤波器, 这就要连带考虑 引力波 信号的性质。 分析 表示 引力波 信号 波 形无法用该 滤波过程而 检测出来。整个讨论建基于 LIGO 所依靠的 方法—— 数值 相对论(NR ) ; 大量的图形 和数据 分析 ,得不出“ 双黑洞碰撞产生 引力波 ” 的 结果,亦即 LIGO 并未 探测到一个真正 引力波 。Ulianov论文对低频率(如32Hz) 噪声的谱和 影响做了大量 分析 工作;还 考虑了 可能的市电 (频率60Hz)的 可能 影响,例如构成60Hz 噪声 源(60Hz noise source ) 。 LIGO 实 际上是在做 与 Albert Michelson 实验 相同的事,只是目的改为测 量 由 引力波 造成的臂长变化。 可以说, LIGO 设计 者 是以一个因 失败而著名的 实验 为基础, 收到的是像 引力波 的 噪声信号。关键之点在于,内部的 光场也受 引力波 影响。 有意思的是, Michelson 是唯一的 由于做了 一个完全 失败 实验 而 获Nobel 奖的物理学家。至于目前 公 布的 LIGO 实验 ,则可 认为它什么东西也 没有观 测到(detected nothing)! 4 西方科学家的诚信问题 不久前 笔者发表了“ 再论建设具有中国特色的基础科学 ” 一文 ;文中说: “欧 美 科学家 为了搞到科研经费以利生存和研究 ,总 在 忽悠好大喜功的政治家及缺少科学素养的大众, 而 不顾地球上还有那么多贫 困 地 区 及人口。”又 说 : “ 即使前进方向不明,也并未妨碍某些科学家不遗余力地鼓动本国政府投入巨资 上 大项目。然而基础科学的成果常常是模糊的,花钱太多、交代不了怎么办? 他 们 的应对方法,一是不断宣传‘×× 设 备正常运转 ’ 或 ‘××卫星正常完成测试任务’ ,以便让政府和公众安心。另一方面,每过几年他们公布一些 ‘ 成果 ’ —— 一 般人看不出问题,但细心的科学家会发觉其所 谓 成果不明确、不对劲。这些人还有另一高招:游说Nobel委员会,给个奖 , 再大的经费投入也能在后来应付过 去 。我觉得过去的欧洲强子对撞机、美国GP—B项目 , 以及西方一些有关暗物质、暗能量的项目,乃至引力波项目,都有这种不诚实的气味。这与科学精神背道而驰! ”…… 现在 来看 ,这些说法都是对的;甚或已体现在今年的“ LIGO 发现 引力波 ” 的宣传上。 2016年6月16日,LIGO 再次 宣布(宣传) GW151226事件,即在2015年12月26日也曾“观测到 黑洞合并造成的 引力波 ”。中国的《参考消息》报在 科技版报道时所用标 题 为“科学家再次探测到 引力波 ”,这样讲是 完全错误的——这是去年12月的事(收到1 个 信号), 根本不是什么“再次 探测 ” 。耐人寻味的是,为什么今年2月 LIGO 不曾提起?恐怕与世界上出现了质疑和反对有关。他们不愿意“今年 拿下Nobel 奖 ” 的目标受到破坏,所以6月 再作 一次 宣布,以加大对公众的影响。我们知道,N obel物理学奖绝大多数很有威信,但有时不那么合适,例如几年前为“暗能量”课题授奖。 在今年,即使把奖金授给 LIGO ,也不一定能平息质疑的声音。 是 否 还有别的事“散发出不 诚实的气味 ”?有的,最突出的是LIGO 向全世界宣告这一“重大发现”时, 没有讲清楚所用 为 数值 相对论(NR ) 是 计算机模拟 方法,而非天文 观测及 物理 实验 的 结果 。 他们 用 收到的仅仅1个 信号(only one signal) 去与数据库中 NR的海量 计算波形比对,似乎只要对上 一个就完成了 “重大发现”。他们 根本不说自己的工作还有待旁证,需要更多的事实 证明以及别的 科学机构的检查;而立即大吹大擂地 宣布 说,已取得了 可以拿Nobel 奖的成果。这些作法 完全不符合科学精神,也与科学 家的良知相悖! 回顾历史, 西方 科学界曾经创造出了不起的业绩。过去的物理学史,主要由 欧美科学家的名字串接而成,这是事实。但如今为何会这样?我们 认为这与对 相对论的夸大 宣传有关, Einstein 本人如还在世也未必喜欢这种喋喋不休的(甚至是 没有边际的 )宣传。在他的晚年,曾经这样开他的“生日庆祝会”——与会的科学家 发言对他的 理论提出质疑 , Einstein 本人一一作答。 1955年Einstein 去世后,开始时西方 科学名刊仍然 刊登著名 科学家(如H.Dingle ,L.Essen ) 批评相对论 的 论文 ,出版社推出书籍,情况较为 正常。但到后来,对 相对论不容讨论的风气控制了一切,只在个别 情况下在西方 科学刊物上才出现 批评 文章 。正因为如此,我们才在本文前面说, JMP最近的做法(刊登中国科学家对LIGO 实验 的 质疑文章)是很不 平 常 的。 5 讨论 引力波是 GR 理论的一 个推论,即 变化的时空曲率 造成引力辐射。 因此 GR必须是正确、无懈可击的 理论,否则“寻找引力波”便无从谈起 ;这 也是“ GR 引力波”这一特定词语的含义。至于 GR,如今的地位似乎不可撼动,早已成为 理论 物理、天 文 学、 宇宙学的 基础 理论之一, 无数人对其顶礼膜拜。但也有人不赞成,几年前 一位在上海工作和生活 的老 科 学家胡素辉 给笔 者寄来一份手稿,题为“对空间和时间的再认识”(后来 刊登在 《 格物 》 杂志 上 ) , 文中 说,Minkowski的4维空间否定了经典力学中的“时间 与 坐 标系位置和运动状态无关”的绝对性,但它 只是一个虚拟的4维 空间, 与现实相抵触 。 特别是,用一个虚 量 取代可测的物理 量 ,是“ 用数 学取代物 理 ” 的典 型 作法。另外, GR 把 万有 引力归结为 时空的 弯 曲 ,说“引 力 等 于 弯曲时 空 ”,这 是 把物 理 现象 几何 化 , 使物 理学 等 于 几何学。 胡素辉 教 授 说 ,他 早 就认为 GR 的前提依据不足、论 证 不 正 确,故结 论 可 疑 。 正 如 SR 中 所谓“动钟变慢”和“动体缩短”,只是研究方法产生的后果,而非实在的物理变化。人类经验也使人们对“ 引 力=弯 曲 时空”的结论存疑。事实 上 , GR中的引力场=加速度的等效原理中,就已隐藏 了 物理学=几何学”的观念。 笔者同意胡老先生的观点;并且我们 曾 经指出,G R 这个 非 常复杂的理论并不能简明地告诉我们什 么 是引力。 但是, 我们在 文献 中已详述对GR的看法, 此 处不 详 述。 2016年6月14日,笔者 收到胡素辉先生来函,进一步谈了对GR的看法。 他 指出, GR 认为空间 可 弯曲 ,程度取决于物质产生的引力场强,而物体在引力场中的运动又 取决于空间的曲率。那么空间是什么? Einstein 对此的看法前后不一致——在GR中他说“一无所有的( 没有场的 ) 空间不存在 ” ,但他的空房推理(思维) 实验 却是 在 一无所有的空间进行的。另外,他的“有限而无界 宇宙 ”经 几十年 研究仍 存在奇点 问题 ,也解释不了宇宙之外为何物;实际上缺乏正确的宇宙观。 笔者无意在这篇短文中 讨论 广义相对论这种庞大的话题,只是说要讨论 GR 引力波 就仍须检查 Einstein引力 理论是否存在 问题 ; LIGO 如有信心就不要怕反对者把意见讲出来。 6 结束语 本文再次叙述了对 “LIGO 发现了 引力波 ”的 不同 意见,以两篇 刊登在 西方 物理学期刊上的 论文作为代表而作说明,对其他发表在预印本 网站(arXiv. phys.)的论文则未涉及。 科学问题需要讨论,成果要经历 时间的考验,仓促做结 论是不妥的。至于追求 Nobel 奖,这是科学 界的最高荣誉,本来无可指责;但总不能由课题参加者 自己说 (或借媒体的嘴来说)“一定得 奖 ”,科学家要有起码的冷静和谦虚。LIGO 当然有权定期公布自己的工作情况,但 依靠媒体的帮助把现阶段的工作说成“几十年来仅有的一项伟大 科学突破 ”则十分不妥。而且,目前的情况是有关 报道再次 引发了 对GR 理论 的争论;在这种形势面前,一些 西方 科学刊物竟也 发表了 提出反面 意见的论文。有关动向值得注意 。 参考文献 Abbott B P, et.al. Observation of gravitational wave from a binary black hole merger . Phys Rev Lett,2016,116:06112 1~16. 英国广播公司(BBC)网站. 引力波太空探测 通过 重大考验 . 参考消息报 , 2016年6月8 日 英国广播公司(BBC)网站. 科学家再次探测到 引力波 . 参考消息报,2016年6月17日 黄志洵.我为什么认为不存在 所谓“引力波”(英文稿: Why am I not buying the story of gravitational wave discovery). 科学网,2016年2月20日 梅晓春,俞平.LIGO真的探测到引力波了吗? . 前沿科学,2016,10(1):79~89 黄志洵 ,姜荣 . 试评LIGO引力波实验 .中国传媒大学学报(自然科学版),2016,23(3):1~11 Mei X, Yu P. Did LIGO really detect gravitational waves? .Jour. Mod. Phys.,2016,(7):1098~1104 黄 志 洵.引力传播速度研究及有关科学问题 .中国传媒大学学报(自然科学版),2007,14(3):1~11 黄志洵.关于“引力波实验”的一点看法 .前沿科学,2014,8(2):42~43. 黄志洵.引力 理论和引力速度测量 .中国传媒大学学报(自然科学版),2015,22 (6): 1 ~20 梅晓春. 第三时空 理论与平直 时空中的 引力 和宇宙学 .北京:知识产权出版社,2015 Ulianov P Y. Light fields are also affected by gravitational waves, presenting strong evidence that LIGO did not detect gravitational waves in the GW150914 event . Global Jour. Phys.,2016,4(2):404~420 黄志洵. 再论建设具有中国特色的基础科学 .中国传媒大学学报(自然科学版),2016,23(4):1~14 Dingle H.The case against Special Relativity .Nature,1967,216:119~122 Dingle H.Science at the crossroads Essen L.The error in the special theory of relativity .Nature,1969,217:19 Essen L.The special theory of relativity .a aritical analysis .Oxford:Oxford Univ.Press 1971 Kostelecky A.The search for relativity violations .Scientific American.2004(9):74 ~ 83.中译本:武晓岚译,找相对论的碴 .科学,2004(11):67~75. 胡素辉.对空间和时间的再认识 . 格物 ,2014(6):1~8 Second Comment on the Gravitational Wave Experiment of LIGO HUANG Zhi-Xun ( Communication University. of China, Beijing 100024 ) Abstract: The equipment of LIGO experiment is like the Michelson interferometer. By the analysis ofUlianov in recent time, the LIGO system has probably detected only noise in the GW150914 andGW151226 events. In present time, the famous magazine 《Jour. Mod. Phys.》 publish the article byChinese scientist, it named “Did LIGO really detect gravitational waves?” This paper proves that due to the existence of electromagnetic interaction, theexperiments of LIGO can’t detect gravitational waves. But what detected? It may be the signal of disturbances coming from the middle regionbetween two laser interferometers. According to this situation, the Nobel award of physics can’t confer to the LIGO team. LIGO experiment also makes discussion on the basic theory of General Relativity(GR), it has come to our notice for more scientists. Key words: general relativity(GR);gravitational waves ;numerical relativity method(NR); noisesignal 黄志洵 2016年6月29日
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与罗老师讨论:如何回到科研正常状态?
热度 3 wangdh 2013-7-29 21:24
与罗老师讨论:如何回到科研正常化? (王德华 整理) 生理学中有一个概念叫“调定点” (set-point) ,类似下垂的钟表的摆。如:人的体温,一般人的体温(严格说应该是体核温度)在 37 摄氏度 左右 (至于为什么是这个温度,至今学术界也没有一个很好的解释)。体温本身有昼夜节律的变化,夜间体温稍低。体温也随生理状态而改变,如女性排卵时体温最低,排卵后体温会稍高,发烧也会导致体温升高,同时由于病理性或其他原因也会体温发生变化,或升或降(适应性低体温)。但是,无论体温如何波动变化,总是围绕 37 摄氏度 这个温度点。所以 37 摄氏度 就被认为是一个体内控制体温调节的“调定点”。 当今科研环境的非正常状态已经很严重了。大环境在逐渐恶化着,在这个环境中的老中青学者也在各个方面逐渐习惯着和适应着。习惯了,适应了,也就麻木了。在这种环境中成长起来的青年学者,必然会受到很严重的影响。这就是我呼吁回归正常科研状态的原因。 链接: 我们还能回到正常的科研状态吗? 有个问题,我也一直纳闷,学术环境的恶化是否有个极点(极限)?关于科研环境的正常态与非正常态,越思考越有一些不解的问题。很高兴看到罗老师在我博文后的评论:“物极必反。科学研究工作一定会在正常化与非正常化之间不断演化,科学也会在这个过程中向前发展。” 眼睛一亮,也就饶有兴致地与罗老师进行了简单讨论。 谢谢罗老师能分享他的思想。 ××××××××××× 罗: 否极泰来,物极必反。 王老师不必担忧,科学研究工作一定会在正常化与非正常化之间不断演化的,科学也会在这个过程中向前发展。 王 : 罗老师的话很有启发性。 我在想是单行道,还是可塑性问题。这需要一种自我纠错能力。物理学上应该能够解释。 罗: 科学研究的管理是为科学发展导向,低水平的管理是在不断纠正错误中前进;而高水平的管理是尽量避免失误,低成本、高效率的发展。 两种管理都是要实现预期的管理目标,纠错式前进,交的学费必然巨大,甚至会失败。总之,这种方式的特点是:天天总结教训,在教训中成长。 王 : 罗老师说的是。 我困惑的是:要纠错,就要认识到错。有一个“正常”的阈值,上下有一个允许的范围(振幅)。物理学、生物学上,都有这样的系统。社会系统,或者说科研系统,有吗? 如果有,那么如何定量这个阈值?如何定量这个范围? 如果没有,怎么能发现错,又怎么纠错呢?这不又成了拍脑袋了吗?Power is everything? 罗: 王教授讲得很正确! 科学管理是持续改进过程,最起码是要有自我纠错的功能和能力,先进的管理是具有预见功能和能力的。这需要体系和人才来保障。最起码要有各方面专家,从专业的水平上能实施纠正措施,改正已出现的问题,并消除产生原因;还要有预防体系,从管理过程进行监测,当特征量偏离正常值,就分析产生的原因,同时消除,从而避免错误的发生。 这个科学管理体系的建立是专业性要求特别高的,特别是对人才的要求。就目前的情况来讲,大多数科技管理部门是根本没有这样的意识,也没有这方面能力的。 王 : 一流的管理,如何实现? 看不到希望。
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芸芸众生:在适者生存与道德底线之间徘徊!
热度 2 lbjman 2013-6-15 07:41
即使人类发展到现代的文明社会,无论是国家,还是企业,还是单位,甚至个人,仍然摆脱不了 丛林法则,即适者生存。 现代文明社会的主要特征之一就是群体之内形成具有维护群体利益最大化的道德底线,约束个体的行为,以便协调发展。 当社会呈整体性道德底线下滑时,企图单凭个体力量是无法阻止这种趋势的,只能采取遵循 适者生存行为寻找生存空间。 在性本善的假设条件下,误国殃民、贪污腐败、为虎作伥、须溜拍马和尔虞我诈等都是 私欲 突 破 道德底线的 社会恶果。 在社会中上演“割肉喂鹰”现实版的不乏其人,但是更多的是趋利避害,在狭缝中苦苦寻求自救机会或争取利益最大化。 芸芸众生,在适者生存与道德底线之间 徘徊!作为寻常人,只能小心翼翼地守候内心那片还算具有良知的净土,所谓“外圆内方”吧!
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物质波-图片
quantumuniverse 2012-6-14 10:08
“德布罗意大胆地提出,并非所有的物质的特性都能用微粒说来解释。……不同实验的结果充分证实了德布罗意的理论。因此只有假定物质的本性就是波动性,才能说明物质的波动性的现象。至此,有关物质的这一崭新的、以前完全没有被发现的特性已经呈现在我们面前。因此,不是存在着两个世界(一个为光和波的世界,另一个为物质和粒子的世界),而是在仅有的一个宇宙里,物质的某些特性可以用波动说来解释,某些则要用微粒说来解释。 最后,我要指出:对物质适用的理论对我们人也同样适用。因为从某些观点看,我们就是物质的一部分。瑞典有一首著名的诗歌,开头一句就是‘我的生命就是波’。那位诗人也可以用这样一句话来表达他的思想:‘我是一个波’。如果他这样说了,他的诗句就将预言了人类当前对物质特性的深刻理解”。 ——奥西恩( 1929 年诺贝尔颁奖典礼上奥西恩对德布罗意获奖的颁奖词) (《诺贝尔奖讲演全集 . 物理学卷( I )》,福建人民出版社, 2003 , p701 )。 杨氏双缝干涉实验的激光衍射产生的相涉效应(马丁林下载自中国科普博览水煮物理,下同) 水波及自然现象的相涉效应 电磁波谱 杨氏双缝干涉实验的激光演示虚拟课件(百度图库)
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我的创新理论?塔内温度的弹簧震荡模型
热度 2 scientister 2011-9-23 11:08
前段时间,与一位石油化工业内的教授座谈,该教授专业研究萃取和塔分离技术,是业内精英。 在讨论塔内温度控制与波动时,我提出一种塔内温度的描述方法,即塔顶和塔底温度是受控的,而塔内温度是波动的,我说:这种塔内温度波动,好比是一根弹簧,上下两端被固定,当我们上下晃动弹簧时,弹簧中间部分会上下振动,这种振动是有规律的,有传导的,幅度是受限的。 如果使得这种温度波动相对稳定,则塔分离技术就是重大技术进步。我就此提出了相应的解决方案。教授认同了这种描述和解决方案。 如果这种表述是我首创的,我建议将这种温度像弹簧振动一样波动的描述,命名为周氏弹簧理论。 哈哈,我好自恋哦!
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波动的相位不变性与多普勒效应
热度 2 chenfap 2011-6-14 10:13
波动的相位不变性与多普勒效应
波动的相位不变性与多普 勒效应 (《物理学上的时空与物质》 30 ) 第三章 狭义相对论关于时空的基本概念和基本规律 §3.9 波动的相位不变性与多普 勒效应 3.9.1 ‘ 波动’最广泛的定义和最普遍的特性 3.9.2 坐标变换与相位不变性 3.9.3 由相位不变性导出 多普 勒效应 3.9.2 坐标变换与相位不变性 我们讲过,在牛顿力学中,若带撇惯性参照系以匀速度 V 相对于不 带撇惯性参照系沿 x 轴正方向运动 , 同一事件在这两个 惯性参照系中 的 时 - 空坐标 ( t ’ ,x ’ ,y ’ ,z ’)与( t,x,y,z )满足伽利略变换 :
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‘波动’最广泛的定义和最普遍的特性
热度 3 chenfap 2011-6-12 10:13
‘波动’最广泛的定义和最普遍的特性
‘ 波动’最广泛的定义和最普遍的特性 (《物理学上的时空与物质》 29 ) 第三章 狭义相对论关于时空的基本概念和基本规律 §3.9 波动的相位不变性与多普 勒效应 3.9.1 ‘ 波动’最广泛的定义和最普遍的特性 3.9.2 坐标变换与相位不变性 3.9.3 由相位不变性导出 多普 勒效应 3.9.1 ‘ 波动’最广泛的定义和最普遍的特性 波动是物理现象中 广泛 存在的一类物质运动的形式,例如 发生在弹性介质中的、包括声波在内的机械波 , 发生在电磁场中的电磁波、光波,发生在量子场中的物质波都是波动;它们都具有一些共同的特性。一些 物理教科书常把 波动定义为 : “ 波动(或波)是振动传播的现象”, 还认为波动都是波源发出的 振动 。 这个定义和认识是不够全面的 , 因为第一 , 它强调了“ 传播” 这个概念 , 从而意味着必须有某种振动在传播才算发生了波动;第二 , 它还容易使人把波所传播的振动形态理解为某种在传播过程中一成不变的东西。我们要指出 , 波动现象并不一定要与传播相联系 , 例如就整体来看,在驻波中并没有某种振动在‘传播’ , 因而没有能量的传播 , 而驻波仍被看作是一种波动现象; 我们还要指出, 对于传播的波 ,即 通常所称的行波 , 一般说来 , 由于能量的衰减, 它所传播的振动形态在传播过程中是可能发生改变的。第三,波动也可以没有波源,例如驻波就没有波源,物质波也没有波源。 作者认为,把波动的定义写为“波动是振动传播的现象” 是不够全面的 , 它既片面地强调了只是某些范围较窄的波动现象才具有的特点 , 又没有正确地反映出一般波功现象的共同特征 。 朗道在他的著作“连续介质力学” 中给声波下定义时采用‘振动的运动’而非用‘ 振动的传播’来定义波动。 由于 运动这个概念 , 意即发生于空间和时间中的变化 , 既可概括行波的传播 , 也可概括驻波的形成和持续过程 ; 既可概括振动形态不发生改变的波的传播过程 , 也可概括振动形态要发生改变的波的传播过程 。 故若按照朗道的意思,把波动定义改写为“ 波动是振动形态在介质或场中的运动过程” 就可以大致避免上述缺点。 可是, 具有波粒二象性的 ‘ 物质波 ’ ,还存在下述与我们在非量子现象中所习惯了解的波动不相同的特性。 在非量子现象的领域内,波动常可用某种物理量的变化(常称为该物理量 振动的 ‘振移’)来描述,物理量的变化系取实
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有感于量子力学
xiaofeihappy 2010-10-10 17:15
经典物理学的三大理论体系为,牛顿力学体系、麦克斯韦光电磁学理论、玻尔兹曼统计力学。而近代化学的理论工具之一是,量子力学。 量子力学主要涉及微观体系,是在旧量子论的基础上发展起来的。量子力学中描述到光具有波粒二象性,进而德布罗意又提出实物粒子也具有波粒二象性。比如人,既有物质性,又有波动性。人的物质性很容易理解,但是人有波动性这一点,从感性认识上很难被接受,但事实确实如此。还有海森堡的测不准原理,也从一定程度上说明像人这样的大型号物体的位置也是难以确定的。从这儿,可以感悟到,自然科学确确实实是一门充满理性的学问,容不得半点儿的感性。
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泊松光斑,天线杂散瓣,水波绕射及其它
qianlivan 2009-10-29 20:35
可见光和无线电波都是电磁波。它们有类似的性质,当然也有不同,就是它们的光子能量不同,波长 不同。本科时讲可见光的课是光学,当然量子力学里也有一点点;而讲无线电波的课有电磁学和 电动力学。 不同性质的电磁波在不同的课里讲当然是合理的,但是这样也会带来一点割裂的感觉。毕竟可见光和 无线电波都是有比较明显的波动性的。我在光学里学习光的衍射的时候感觉比较自然,而当讲到泊松 光斑的时候,虽然感觉有点惊奇,但还是很快想明白了。学习光的衍射就感觉和学习水波的衍射一样, 看着书上的照片,很有些感性认识,学起来也容易些。 后来学习射电天文,讲到天线的方向图。虽然书上有示意图,但是我一直感觉难以理解。例如天线的 方向图里有旁瓣和杂散瓣,有些杂散瓣还在天线反射面的后面。我花了很长时间才想起来这是波的衍 射,就和光学里的圆屏衍射可以看到条纹和泊松光斑一样。低频射电天文观测的波长大约在米的量级, 而望远镜的尺度大约是几十米。而障碍物尺度在一个波长到一千个波长时衍射最明显。所以,射电望 远镜有旁瓣和杂散瓣都是很自然的。 原则上说一切都是有波动性的。不过单就生活中明显的波动现象而言就还有很多:水波、水中的声波 、空气中的声波。所以可以将这些波动现象结合起来想想。人可以听见的声波的波长可以从几厘米到 几米,所以声音的接收也可以像射电天线一样。实际上瑞典的Onsala天文台就有一个演示实验,用废 弃的射电天线反射面做了一个发射和一个接收声音的平台,两个反射面相对。一个人站在一个台子上 小声说话,远处另外一个台子上的人就可以听到。原则上也可以像光学中那样,制作声波的波带片。
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