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[最主流,建议,优先权] 万有引力常数G 的稳定性的(地球实验室,太阳系天体运动)判定实验原理
“演绎推理的结论早已包含在前提之中了,实际上是已知的,推理过程只不过是把前提中隐含的信息明朗化,是对前提中已有内容的某种重复。因此,演绎推理推不出新知识。”
“Pure logical thinking cannot yield us any knowledge of the empirical world; all knowledge of reality starts from experience and ends in it. 纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识;一切关于实在的知识,都是从经验开始,又终结于经验。”——爱因斯坦
“实验是自然科学的基础,理论如果没有实验的证明,是没有意义的。当实验推翻了理论以后,才可能创建新的理论,理论不可能推翻实验。过去400年,我们对物质结构的了解,大多来自实验物理。”5月16日的演讲一开场,丁肇中如此强调。一模一样的话,他已说过太多遍。
http://www.inewsweek.cn/people/2023-05-29/18654.shtml
图1 “引力磁”的示意图:两个相对运动的质量体M 、m,两者之间除了万有引力FG之外,还有没有“引力磁Fy”作用?
图2 亥维赛 Oliver Heaviside, 1850-05-18 ~ 1935-02-03, 74
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsta.2017.0457
1893年提出非相对论“引力磁”、“引力波”,比爱因斯坦早了20多年。
Oliver Heaviside, 1893, A Gravitational and Electromagnetic Analogy
https://ffden-2.phys.uaf.edu/webproj/213_fall_2019/Ian_Mckee/Ian_McKee/index.html
一、问题
(1)牛顿万有引力常数G,是不是真的随材料、温度、压力等多种因素变化?
(2)质量运动是否真的存在运动效应?如“引力磁”、“引力波”?
……
这些都是当今人类面临的重大基础科学问题。
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1446076.html
意义:质量间相互作用的本质、暗能量、暗物质、太阳系的稳定性、宇宙的结局、……
关联:电磁相互作用的本质、电磁学的实验再检验、……
“一个好的理论-实验的结合工作, 必须是双盲的、背靠背的, 否则的话就会出现互相人为拟合趋同的科学诚信问题.”
二、有哪些实验征兆?
2.1 地球实验室测量G
上面图片的细节:图 c
上面图片的细节:图 f
图3 Fig. 2: Experimental data. 万有引力常数的实验室测量值G,随日期在变化
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0431-5/figures/2
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0431-5
图4 FIG. 9. The 16 input data determining the Newtonian constant.png 万有引力常数的实验室测量值G,随年份在变化
https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.93.025010
把这些G的实验室测量值随时间的变化当成“误差”,显然具有充分的合理性。
但是,这些“误差”会不会隐含一定的“其它有用信息”?
G是不是“真的”随时间在变化?背后有没有太阳系行星、月球等“质量运动效应”的真实作用?
2.2 太阳系天体运动对牛顿万有引力定律的偏差
大约 100多年之前,Simon Newcomb、Ernest William Brown 等就研究过了:存在!
不同类型行星运动对牛顿万有引力定律的偏差,有没有与“材料”“公转速度”等相关的现象?
类地行星(水星、金星、地球、火星)、气态巨行星(木星、土星)、冰巨行星(天王星、海王星)的化学成分、温度、公转速度、自转速度等,存在一定的差别。
G是不是“真的”随材料等在变化?
所有上述问题,都是严肃的科学问题。在现有实验装置、观测数据的基础上,是时候进行进一步的“深层次”分析了。
太阳系天体运动对万有引力的偏差,会帮助我们人类估计相关问题的数量级。在此基础上,进行人工实验室的进一步研究,是揭开引力(质量间的相互作用)之谜的重要实验基础。
三、再次说明:本文是严肃内容
不是娱乐!不是“宇宙科学院/宇宙最高科学院”牛顿院士说的!!
就是我多年思考的结果!!!
重复就是力量:
(1)太阳系天体运动,估计“数量级”;
(2)地球人工实验室,精确测量。
附录:庞加莱担心的“一种巨大的同义反复”
图5 (美)玛莎·葛森著. 完美的证明 一位天才和世纪数学的突破[M]. 2012 page 153 截图(全)
“数学科学的可能性本身似乎就是一个无法解决的矛盾。”早在一个多世纪以前,亨利庞加莱这位被称为“最后的通才”的数学家就如是写道。庞加莱取得这个称号源于他对数学所有领域的精通。如果研究的对象仅限于想象,“那么从何衍生出这一无人能置疑的完美推断呢”?当形式逻辑的法则取代了实验的证明,“数学如何没有沦为一种巨大的同义反复”?最后,”是否我们得承认……所有这些连篇累牍中出现的各种定理仅仅只是关于A即是A的间接表达”?
庞加莱继续解释说,数学之所以是一门科学是因为它的推理过程是从特殊到一般。一位运用足够的严谨来进行思维实验的数学家,所推导出的法则可以统领他与其他数学家共享的其他想象领域。换言之,它不仅证明了A即是A,而且还解释了是什么使A在本质上是一个A,在哪可以发现其他的A或者如何建构其他的A。
参考资料:
[1] 2022-01-20,太阳系的稳定性问题/problem of stability of solar system/易照华,傅燕宁,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=72485&Type=bkzyb&SubID=87334
天体力学定性理论和天体演化学的一个基本问题。主要研究由大行星和太阳组成的力学系统在长时间内(至少几十亿年)是否能够保持稳定,具体地说就是每个大行星瞬时椭圆轨道的形状和大小是否都能长时间保持基本不变,不致发生某些大行星逃逸、堕入太阳或互相碰撞等现象。这个问题尚未得到彻底解决。
[2] 澎湃,2023-05-15,为什么我们的太阳系是稳定的?
https://m.thepaper.cn/baijiahao_23089452
[3] 世界科学,1990-06-25,太阳系是稳定的吗?
https://worldscience.cn/c/1990-06-25/636590.shtml
[4] Michal Křížek. 张智民译. 数值计算的可靠性[J]. 数学文化, 2015, 6(1): 34-40.
https://www.global-sci.org/intro/article_detail/mc/11781.html
https://www.global-sci.org/intro/articles_list/mc/1419.html
[5] Eite Tiesinga, Peter J. Mohr, David B. Newell, Barry N. Taylor. CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2018 [J]. Reviews of Modern Physics, 2021, 93(2): 025010
doi: 10.1103/RevModPhys.93.025010
https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/RevModPhys.93.025010
[6] Qing Li, Chao Xue, Jian-Ping Liu, Jun-Fei Wu, Shan-Qing Yang, Cheng-Gang Shao, Li-Di Quan, Wen-Hai Tan, Liang-Cheng Tu, Qi Liu, Hao Xu, Lin-Xia Liu, Qing-Lan Wang, Zhong-Kun Hu, Ze-Bing Zhou, Peng-Shun Luo, Shu-Chao Wu, Vadim Milyukov, Jun Luo. Measurements of the gravitational constant using two independent methods [J]. Nature, 2018, 560(7720): 582-588.
doi: 10.1038/s41586-018-0431-5
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0431-5
[7] 2022-01-20,亥维赛,O. /Heaviside, Oliver/梁百先,中国大百科全书,第三版网络版[DB/OL]
https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=123763&Type=bkzyb&SubID=61860
于1891年宣威英国皇家学会会员,1922年获得英国电气工程师学会的第一枚法拉第奖章。
1884年曾独立导出坡印廷定理;1885年将麦克斯韦方程组建议简化,使原来20个分量方程归纳为4个不完全对称的矢量方程;1889年他由电子质量来源于电磁场的假说预言电子的质量将随着它的速速趋近于光速而增加等。
[8] Oliver Heaviside, britannica
https://www.britannica.com/biography/Oliver-Heaviside
[9] Oliver Heaviside, MacTutor History of Mathematics archive
https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Heaviside/
[10] 中国新闻周刊,霍思伊,2023-05-29 11:41:33,87岁丁肇中:科学就是多数服从少数
http://www.inewsweek.cn/people/2023-05-29/18654.shtml
丁肇中就是“把多数推翻的极少数”,他采取的办法很简单,就是实验。
“实验是自然科学的基础,理论如果没有实验的证明,是没有意义的。当实验推翻了理论以后,才可能创建新的理论,理论不可能推翻实验。过去400年,我们对物质结构的了解,大多来自实验物理。”5月16日的演讲一开场,丁肇中如此强调。一模一样的话,他已说过太多遍。
1976年诺贝尔物理学奖的获奖仪式上,丁肇中决定用中文演讲。他说,中国有一句古话:“劳心者治人,劳力者治于人。”由于这种思想,很多发展中国家的学生们都偏向于理论的研究,而避免实验工作。事实上,自然科学理论不能离开实验的基础,特别是,物理学是从实验产生的。
在物理学界金字塔尖的人物中,人人皆知,丁肇中是坚定的实验主义者,实验既是他的基本价值观,也是方法论。他自述,目前为止一共做了五个重要的实验,这些实验可以被归为两类:第一种是探索宇宙中最基本的结构;第二种是寻找宇宙的起源,横跨最微观和最宏观。
推荐阅读:
[1] 王鑫, 张慧琴, 孙昌璞. 用科学精神抵御学术滑向灰色地带[J]. 科学与社会, 2023, 13(01): 1-15.
doi: 10.19524/j.cnki.10-1009/g3.2023.01.001
http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=7109351460&from=Qikan_Search_Index
在物理学中,当实验物理学家知道了“理论”的预言结果,在某些情况下,他们处理实验数据时会产生主观倾向,导致实验以一种不那么令人信服的方式“验证”了理论。1956 年,李政道、杨振宁发现宇称不守恒并建立中微子二分量理论, 预言μ 子到正负电子衰变的实验分支比是3/4。此前相关实验发现的分支比在一定范围内几乎是随机的。此后10 年,不同研究组的多次实验测量结果显示分支比稳定到3/4,而每一次实验的误差都落在前一个实验的误差范围内。这个事例告诉大家,单次实验观察不一定能完全独立于理论去无偏地验证理论预言,仅凭一次和少数几次实验检验理论的正确性是不可靠的,只有多次重复实验才能逼近理论描述的“客观实在”。
上述问题出现的深层次原因在于一些人不能正确地理解和处理理论与实验之间的关系,他们有意无意地忽略理论预言成立的条件,将理想模型当实际系统来处理。同时,他们不能客观地分析和使用实验数据,而是为了迎合严格的或不严格的“理论”,人为地处理实验数据。为了拟合已有的理论,置反证的实验数据于不顾。这些做法很有可能导致科学研究滑向灰色地带甚至堕入学术不端。正如本文作者之一孙昌璞在《物理学报》上发表文章[13] 所说:“一个好的理论-实验的结合工作,必须是双盲的、背靠背的,否则的话就会出现互相人为拟合趋同的科学诚信问题”。
[2] 中国科学院,2024-07-09,【中国科学报】孙昌璞院士:保护“有品味”的科学家,勿让劣币驱逐良币
http://www.ad.cas.cn/mtbd2022/202407/t20240711_5025075.html
孙昌璞指出,拥有良好科学品味的科研人员,如果坚持发表精品、不唯“帽子”,可能会遭遇一定的现实阻力,因为他们的研究方向和方法可能不符合潮流。他呼吁采取措施,通过新的科技治理体系优化科研软环境,避免“劣币驱逐良币”。
现实中,一个拥有良好科学品味的科研人员坚持发表精品、不唯“帽子”,可能会遇到一定阻力,因为他们的研究方向和方法可能不符合潮流。
我们希望能大力支持那些有品味的科研人员,让他们尽可能不参与内卷,同时有机会凭借独特视角做出革命性的创新成果,从而得到更多关注和支持。因此,优化学术环境、营造鼓励创新和长远研究的氛围显得尤为重要。
相关链接:
[1] 2024-04-02,[笔记,数学文化,悲恸] 一般的三体问题不能严格求解
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1427977.html
[2] 2021-01-08,[讨论] “遥远恒星轨道速度存在微小差异”是否是“引力磁”的作用?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1266288.html
[3] 2014-06-19,[谁愿给我推荐发表] 引力磁、暗能量、G的变化
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-804709.html
[4] 2013-11-29,引力磁与暗能量的部分定性解释(要点)
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-745733.html
[5] 2012-08-06,[请教] “引力磁”怎样翻译成英文?
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-599684.html
[6] 2018-08-31,偶感:引力的本质与万有引力常数G的测量
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1132115.html
[7] 2024-08-27,[最主流,建议,优先权] 牛顿万有引力常数G变化的判定实验原理
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1448446.html
[8] 2024-08-11 22:50,[请教,说明] 最主流:广义相对论的进一步发展
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1446076.html
[9] 2023-07-14,“电磁学的实验再检验”:经典电磁学实验当代再检验的起因、意义要点
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395251.html
[10] 2023-10-26,[最主流,实体的物理实验波形] “费曼电容器充电”的电压波形观察
https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1407363.html
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