“真空中光速c”及现行米定义质疑

• 作者: 黄志洵
• 来源期刊: 前沿科学
• 学科: 物理学
• 关键词: 基本物理常数 真空中光速c 米定义 物理真空 秒定义
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 页码范围: 25-40
• 页数: 16页
• 分类号: O431|O4-34
• 字数: 15769字
• 语种: 中文

摘要

基本物理常数出现于一些不同的物理现象中,是自然界客观规律的反映.1973年国际计量局(BIPM)决定真空中光速c值为299792458m/s;它的基础是高精度光频测量和高精度光波长测量,再用标量方程c=λf求出真空中光速.1983年根据这个值规定了更新的米定义;从那时起c值被固定化了,亦即真空中光速成为指定值.国际计量界认为无需再测量真空中光速.1983年的米定义已沿用至今.本文质疑了“真空中光速c”的定义和米定义.1905年Einstein提出狭义相对论(SR),其中有一个公设——光速不变性原理,但迄今缺乏真正的实验证明;近年来却有一些实验结果可能证伪了光速不变性.这种情况损害了国际计量大会(CGPM) 1983年米定义的理论基础.如何看待真空始终是科学中的关键问题之一.当考虑量子物理真空概念时,实际上c是一个有起伏的值.分析显示,在今后的研究中c的恒值性和稳定性仍然有待解决.更有甚者,当计算真空中双平行导体板间能量时,会发现光速增大为超光速,虽然增值很小.不仅如此,真空极化作用也会改变光速;如此等等.真空中光速一旦指定就永远不变,但这是不可能的.既然计量学家认为关于光速恒定性的实验仍需进行,那就必须继续做高精度的光速测量.近年来光频测量技术飞速发展,锶晶格钟的不确定度仅为1016(或更低),这为检验物理学基本理论、探讨基本物理常数是否真的是恒定常数创造了条件.而且当前已在研究修改秒定义的问题;故米定义也可以考虑修改.然而眼下尚不具备提出新的米定义的条件,因为一系列基础性难题尚待研究.例如在物理真空的概念中,真空中有许多忽隐忽现的虚光子,数量与环境温度有关.把真空看作一种媒质,光通过它时速度会减慢,其速度将与温度有关.这时真空中光速c已不再是一个恒定的常数.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黄志洵	中国传媒大学信息工程学院	97	403	10.0	11.0