[转帖]汕大老教授的狭义相对论引力理论将在美国GP-B卫星验证

王冲寒、钟立 [汕头特区晚报]




本报讯美国当地时间4月20日下午,一颗名为GP-B(B型引力探测器)的卫星从美国加州范登堡空军基地成功升空。GP-B从酝酿、研究、制造到发射升空,历时长达45年,耗资7.5亿美元,被美国宇航局前任首席科学家法兰克·麦克唐纳博士称作是“新千年美国宇航局将完成的最富挑战性的实验”,因为它的使命是测试爱因斯坦在广义相对论中两个重要的预测是否正确,这是关系到整个宇宙学理论基础甚至全人类时空观念是否得经历一次根本性变革的非凡实验。 

与美国宇航局和斯坦福大学大批热切关注GP-B的科学家一样,在大洋彼岸的一隅,有一位年近7旬的老人也为GP-B的发射激动不已,他想通过实验确切地知道自己能否战胜伟大的爱因斯坦。 

这位老人叫章钧豪,1936年出生,广东汕头人,1954年从金山中学考入中山大学物理系,毕业后长期从事理论物理研究和教学,退休前任汕头大学物理系主任、教授。 

汕大老教授20年前开始探索引力理论 

从1980年起,章钧豪就根据国外有关科学观察、实验的结果和最新变化,开始了对引力的理论探索,他以“时空是平直的”为基础,提出了一个新的引力理论———狭义相对论引力理论,其基本公式使用了P、R、C三个符号代表英文缩写的中华人民共和国,以此纪念伟大的祖国,有人称之为“中国公式”或“中华公式”。 

1990年至1995年间,章钧豪相继在著名的《国际理论物理杂志》发表了5篇论文,比较系统而完整地阐述他在引力方面的理论研究成果。 

章钧豪在向记者解释他的理论时谈到了两位物理学的巨擘——牛顿和爱因斯坦。他告诉记者,牛顿的引力理论主要包括两条公式,即“能量变化公式”和“角动量不变”。爱因斯坦在“角动量不变”这点上与牛顿相同,但在“能量变化公式”上,爱因斯坦的值是牛顿值的两倍。为了检验这些公式,在历史上人们做了很多观察和实验,已能证明牛顿的两个公式至少有一个是错误的。到了大约1980年前后,人们又做了一个叫“光红移”的实验,在实验中,人们发现,实验测出的能量变化值是牛顿值,而不是爱因斯坦值。这些实验综合起来告诉人们,牛顿的“能量变化公式”没有错,“角动量不变”错了。这进而可以推导出的结论是,爱因斯坦广义相对论导出的基本两个公式全都错了,由这两个公式去推导物体的运动轨迹就完全失去意义。 

章钧豪说:“我的理论的第一个结论,就是爱因斯坦的广义相对论与实验不符,这个极简单的推理是无可争辩的。已做过的实验是探测静止物体产生的引力场,全部的实验结果都表明,时空不是弯曲的,而是平直的,爱因斯坦是错的,我是对的。” 

7.5亿美元实验将证明“中国公式”正确 

由于条件的限制,章钧豪只能通过逻辑演绎和准确的计算来推导自己的理论和可能得到的结果,而无法通过自己做实验来检验自己的理论是否正确。再加上爱因斯坦实在太伟大了,向他挑战难免招来不自量力的指责,因此,章钧豪虽然拥有自己的理论研究成果,却也只能长期束之高阁,默默无闻。 

是爱因斯坦正确,还是自己的对?章钧豪把两人之间思想上的角力、理论上的对抗称为一场“引力理论的大搏斗”。真可谓“守得云开见月明”,等到2004年4月20日,美国人的卫星终于上天了,也终于有机会用实验来检验究竟谁的理论正确。 

“爱因斯坦广义相对论预测,由于像地球这样大质量物体的存在,时空是歪曲的。就好像在一张床垫上放上一个铅球,床垫会因为铅球而凹陷下去。在爱因斯坦广义相对论的基础上,人们建立了宇宙大爆炸学说,认为最初宇宙所有的质量集中在一起,在某个时刻发生爆炸,并向外扩散,慢慢形成宇宙现在的样子。照这种学说很容易产生一个问题,即爆炸之前是什么样子,这个问题爱因斯坦也无法解释,只是简单地说‘这个问题不能问’。” 

理论之间的大搏斗最终将依靠实验的结果来判决。据了解,GP-B的实验结果主要将由两个值来体现:一个称为“短程线效应陀螺进动率”(章称之为“轨道效应陀螺进动率”),另一个是“坐标拖曳效应陀螺进动率”(章称之为“地球自转效应进动率”)。在卫星轨道是400英里的条件下,美国斯坦福大学的专家、教授根据爱因斯坦的理论公式算出的两个值是6.6弧度秒/年和0.042弧度秒/年,章钧豪根据自己的理论得出的两个值是4.4弧度秒/年和1.5×0.042fi的余弦的平方,分别是爱因斯坦的2/3和1.5fi的余弦的平方倍。在得知实验的实际轨道为635公里后,章钧豪又将他的第一个值相应调整为4.55弧度秒/年。 

GP-B实验的结果要等18至24个月后才见分晓。究竟是大名鼎鼎的爱因斯坦正确,还是声名不显的章钧豪正确?美国人花了7.5亿美元、费时45年制造出来的这颗GP-B卫星会不会用来证明一个中国人理论是正确的?这一切,我们都将拭目以待。(王冲寒钟立) 

 
 
关闭窗口