宇宙的盡頭物理探秘
第2章 力的有效性（上）
宇宙的盡頭：物理探秘（一）老**在白板寫下“相對論的‘質(zhì)增’迷局”，筆尖還沒離開板面，老周就往前湊了湊，指著公式位置開口：“今兒咱就從最首觀的‘質(zhì)增公式’聊——這公式把‘質(zhì)量’的定義繞得太歪了，根本不符合物理的實在性！”
老劉點頭，拿起馬克筆在白板上寫下質(zhì)增公式：M = M? / √(1 - v2/c2) ，指尖順著符號一一解釋：“這里的M是‘運動質(zhì)量’，M?是物體靜止時的質(zhì)量，v是運動速度，c是光速，分母里的√(1 - v2/c2)就是常說的‘伽馬因子’。
按相對論的說法，物體速度越接近光速，分母越小，M就越大——這就是‘質(zhì)量隨速度增加’的核心依據(jù)。”
“先別管質(zhì)量變不變，咱得抓‘質(zhì)量是標(biāo)量’這個根！”
林曉突然提高聲調(diào)，像是怕錯過關(guān)鍵，“標(biāo)量只有大小、沒有方向，要是質(zhì)量真隨速度變大，那給高速粒子施力時，不管力往哪個方向加，相同的力產(chǎn)生的加速度都該一樣才對！”
這話讓老鄭猛地拍了下大腿，語氣里滿是恍然大悟：“對呀！
我咋把這茬忘了！
實驗室**本不是這樣——給高速粒子施力，順著速度方向加，加速度?。淮故姿俣确较蚣?，加速度完全不一樣！
要是按‘質(zhì)量變大’解釋，標(biāo)量性質(zhì)的質(zhì)量咋會‘分方向’？
這邏輯根本說不通！”
老劉接過話頭，手指點了點白板角落的“F=**”公式，語氣沉了些：“其實換個思路，守著‘質(zhì)量不變’的根，反而能把這事說透！
本質(zhì)上質(zhì)量壓根沒動，變的是‘力的有效性’——比如咱施加的力是F，但物質(zhì)運動時，實際能讓它產(chǎn)生加速度的‘有效作用力’，得用F乘以伽馬因子。
當(dāng)然不同場景下，伽馬因子的影響系數(shù)有差異，但核心是‘力的效果變了’，不是質(zhì)量變了；速度越快，這種影響越明顯，有效作用力越低，看起來就像‘難加速’?！?br>
小馮眼睛一亮，身體往前傾了傾：“這還能往深了挖！
力的有效性變化，根源可能是咱沒觀測到的‘力的傳遞粒子’——比如力的傳遞得靠某種粒子當(dāng)媒介，物質(zhì)高速運動時，這些粒子的傳遞效率會受速度影響，導(dǎo)致力的實際效果打了折。
而且這不單是某一種力的問題，萬有引力、電荷力、磁力，估計都有這情況！”
“可不是嘛！
就說高速粒子碰撞中動量守恒修正，則需要與伽瑪因子一次方掛鉤，”老周緊跟著補充，語氣里帶著較真，“但在電場里加速電子時，力學(xué)關(guān)系修正，則需要伽馬因子的平方掛鉤——這就是剛才說的‘不同場景系數(shù)有差異’。
這都是電子速度越快，加速越費勁，這是有效作用力隨速度降低’的數(shù)學(xué)關(guān)系，都應(yīng)有實實在在的物理原因。
相對論的‘質(zhì)增’說，根本沒法解釋。
只好又打個理論補丁——加速度變化的數(shù)學(xué)偏導(dǎo)解釋?！?br>
老劉抬手在“質(zhì)增公式”上畫了個醒目的叉，又在旁邊寫下：有效作用力=F×伽馬因子（不同場景系數(shù)有差異） ：“你看這對比多明顯！
相對論為了湊現(xiàn)象，改了‘質(zhì)量’這個底層定義，把標(biāo)量搞成了隨方向變的‘變量’；可咱守著‘質(zhì)量是物質(zhì)的多少、不隨運動變’的根，從‘力的有效性’入手，不光能解釋加速現(xiàn)象，還能把萬有引力、電磁力的規(guī)律串起來，跟觀測結(jié)果也對得上——這才是找物理規(guī)律，不是編玄學(xué)！”
聊完質(zhì)量的話題，老劉擦去白板上一半的質(zhì)增公式，轉(zhuǎn)而寫下“光速不變”西個大字，語氣多了幾分嚴肅：“再扒個更關(guān)鍵的——相對論說‘光速相對于任何參考物質(zhì)都不變’，它最拿得出手的‘鐵證’，其實經(jīng)不住細摳。
表面看它拿‘物質(zhì)發(fā)射光子時，光速不隨發(fā)射源速度變’當(dāng)依據(jù)，但真正被吹成‘鐵證’的，是1887年的邁克耳孫-莫雷實驗?！?br>
“對！
就是那個找‘以太’的實驗！”
老周立刻接話，像是在翻腦子里的資料，“當(dāng)年物理學(xué)家覺得，光像聲波、水波一樣，得靠‘以太’這種物質(zhì)當(dāng)介質(zhì)傳播，還認定以太是‘充滿宇宙的靜止物質(zhì)’——地球繞太陽轉(zhuǎn)，肯定會‘穿過’以太，就像人跑著迎風(fēng)吹，順著以太方向的光速該變慢，垂首方向的該不變，兩束光匯合時該有時間差，能測出干涉條紋移動。”
老劉拿起馬克筆在白板上畫了個十字，一邊畫一邊拆解實驗：“實驗裝置很明確：光源發(fā)射的光經(jīng)半反射鏡分成兩束，一束順著地球繞日方向——也就是設(shè)想的‘以太風(fēng)’方向，另一束垂首于這個方向，兩束光走的距離相等，反射回來后再匯合。
按當(dāng)年的以太理論，順著‘風(fēng)’的光速度慢，垂首的光速度快，匯合時必然會有條紋移動。”
“結(jié)果呢？”
老鄭忍不住追問，眼神里滿是好奇。
“結(jié)果啥條紋移動都沒測著！”
老劉加重語氣，“不管調(diào)裝置方向，還是換季節(jié)重做——地球繞日方向變了，‘以太風(fēng)’方向也該變——兩束光始終沒出現(xiàn)預(yù)期的時間差。
可這實驗結(jié)論，后來被越傳越偏，完全超出了實驗本身能證明的范圍！”
林曉緊跟著開口，語氣里帶著明顯的較真：“這實驗最該拎清的是——它只能證明‘當(dāng)年物理學(xué)家對以太的那種認識是錯的’！
當(dāng)年認定‘以太是充滿宇宙的靜止物質(zhì)，會讓光速產(chǎn)生差異’，實驗沒測到差異，只能說明這種以太模型不對。
但宇宙里咱們說的‘真空’中，到底有沒有其他物質(zhì)，不管這物質(zhì)叫不叫‘以太’、是什么形態(tài)——這實驗半點兒都證明不了！”
老劉點頭，拿起馬克筆在白板上寫下質(zhì)增公式：M = M? / √(1 - v2/c2) ，指尖順著符號一一解釋：“這里的M是‘運動質(zhì)量’，M?是物體靜止時的質(zhì)量，v是運動速度，c是光速，分母里的√(1 - v2/c2)就是常說的‘伽馬因子’。
按相對論的說法，物體速度越接近光速，分母越小，M就越大——這就是‘質(zhì)量隨速度增加’的核心依據(jù)。”
“先別管質(zhì)量變不變，咱得抓‘質(zhì)量是標(biāo)量’這個根！”
林曉突然提高聲調(diào)，像是怕錯過關(guān)鍵，“標(biāo)量只有大小、沒有方向，要是質(zhì)量真隨速度變大，那給高速粒子施力時，不管力往哪個方向加，相同的力產(chǎn)生的加速度都該一樣才對！”
這話讓老鄭猛地拍了下大腿，語氣里滿是恍然大悟：“對呀！
我咋把這茬忘了！
實驗室**本不是這樣——給高速粒子施力，順著速度方向加，加速度?。淮故姿俣确较蚣?，加速度完全不一樣！
要是按‘質(zhì)量變大’解釋，標(biāo)量性質(zhì)的質(zhì)量咋會‘分方向’？
這邏輯根本說不通！”
老劉接過話頭，手指點了點白板角落的“F=**”公式，語氣沉了些：“其實換個思路，守著‘質(zhì)量不變’的根，反而能把這事說透！
本質(zhì)上質(zhì)量壓根沒動，變的是‘力的有效性’——比如咱施加的力是F，但物質(zhì)運動時，實際能讓它產(chǎn)生加速度的‘有效作用力’，得用F乘以伽馬因子。
當(dāng)然不同場景下，伽馬因子的影響系數(shù)有差異，但核心是‘力的效果變了’，不是質(zhì)量變了；速度越快，這種影響越明顯，有效作用力越低，看起來就像‘難加速’?！?br>
小馮眼睛一亮，身體往前傾了傾：“這還能往深了挖！
力的有效性變化，根源可能是咱沒觀測到的‘力的傳遞粒子’——比如力的傳遞得靠某種粒子當(dāng)媒介，物質(zhì)高速運動時，這些粒子的傳遞效率會受速度影響，導(dǎo)致力的實際效果打了折。
而且這不單是某一種力的問題，萬有引力、電荷力、磁力，估計都有這情況！”
“可不是嘛！
就說高速粒子碰撞中動量守恒修正，則需要與伽瑪因子一次方掛鉤，”老周緊跟著補充，語氣里帶著較真，“但在電場里加速電子時，力學(xué)關(guān)系修正，則需要伽馬因子的平方掛鉤——這就是剛才說的‘不同場景系數(shù)有差異’。
這都是電子速度越快，加速越費勁，這是有效作用力隨速度降低’的數(shù)學(xué)關(guān)系，都應(yīng)有實實在在的物理原因。
相對論的‘質(zhì)增’說，根本沒法解釋。
只好又打個理論補丁——加速度變化的數(shù)學(xué)偏導(dǎo)解釋?！?br>
老劉抬手在“質(zhì)增公式”上畫了個醒目的叉，又在旁邊寫下：有效作用力=F×伽馬因子（不同場景系數(shù)有差異） ：“你看這對比多明顯！
相對論為了湊現(xiàn)象，改了‘質(zhì)量’這個底層定義，把標(biāo)量搞成了隨方向變的‘變量’；可咱守著‘質(zhì)量是物質(zhì)的多少、不隨運動變’的根，從‘力的有效性’入手，不光能解釋加速現(xiàn)象，還能把萬有引力、電磁力的規(guī)律串起來，跟觀測結(jié)果也對得上——這才是找物理規(guī)律，不是編玄學(xué)！”
聊完質(zhì)量的話題，老劉擦去白板上一半的質(zhì)增公式，轉(zhuǎn)而寫下“光速不變”西個大字，語氣多了幾分嚴肅：“再扒個更關(guān)鍵的——相對論說‘光速相對于任何參考物質(zhì)都不變’，它最拿得出手的‘鐵證’，其實經(jīng)不住細摳。
表面看它拿‘物質(zhì)發(fā)射光子時，光速不隨發(fā)射源速度變’當(dāng)依據(jù)，但真正被吹成‘鐵證’的，是1887年的邁克耳孫-莫雷實驗?！?br>
“對！
就是那個找‘以太’的實驗！”
老周立刻接話，像是在翻腦子里的資料，“當(dāng)年物理學(xué)家覺得，光像聲波、水波一樣，得靠‘以太’這種物質(zhì)當(dāng)介質(zhì)傳播，還認定以太是‘充滿宇宙的靜止物質(zhì)’——地球繞太陽轉(zhuǎn)，肯定會‘穿過’以太，就像人跑著迎風(fēng)吹，順著以太方向的光速該變慢，垂首方向的該不變，兩束光匯合時該有時間差，能測出干涉條紋移動。”
老劉拿起馬克筆在白板上畫了個十字，一邊畫一邊拆解實驗：“實驗裝置很明確：光源發(fā)射的光經(jīng)半反射鏡分成兩束，一束順著地球繞日方向——也就是設(shè)想的‘以太風(fēng)’方向，另一束垂首于這個方向，兩束光走的距離相等，反射回來后再匯合。
按當(dāng)年的以太理論，順著‘風(fēng)’的光速度慢，垂首的光速度快，匯合時必然會有條紋移動。”
“結(jié)果呢？”
老鄭忍不住追問，眼神里滿是好奇。
“結(jié)果啥條紋移動都沒測著！”
老劉加重語氣，“不管調(diào)裝置方向，還是換季節(jié)重做——地球繞日方向變了，‘以太風(fēng)’方向也該變——兩束光始終沒出現(xiàn)預(yù)期的時間差。
可這實驗結(jié)論，后來被越傳越偏，完全超出了實驗本身能證明的范圍！”
林曉緊跟著開口，語氣里帶著明顯的較真：“這實驗最該拎清的是——它只能證明‘當(dāng)年物理學(xué)家對以太的那種認識是錯的’！
當(dāng)年認定‘以太是充滿宇宙的靜止物質(zhì)，會讓光速產(chǎn)生差異’，實驗沒測到差異，只能說明這種以太模型不對。
但宇宙里咱們說的‘真空’中，到底有沒有其他物質(zhì)，不管這物質(zhì)叫不叫‘以太’、是什么形態(tài)——這實驗半點兒都證明不了！”