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[随笔，讨论，汇报] 为什么同时考虑“电磁”、“引力”的实体物理再实验？

相互作用： interaction

电磁相互作用： electromagnetic interaction

引力相互作用： gravitational interaction

一、电磁、引力都具有宏观和长程性

   电磁相互作用（电磁力）、引力相互作用（引力），不仅是微观作用，还是两种宏观的长程力，它们的作用空间范围都是“无限大”。这些宏观性，容易保证实验的可靠性、精度、稳定性等。

   都具有大体的“平方反比”性质等。

   人类历史上，它们的研究之间，曾经相互启发。

   例如，杨振宁老师说：

   “不过，我曾经把库仑的文章拿来看了一看，发现他写出的那个公式同实验的误差达到30％以上。估计他所以写这个公式，一部分是猜出来的，猜测的道理是因为他已经知道了牛顿的公式。我所以要和大家讲这一点，是因为在所有物理和数学的最前沿的研究工作，很大一部分力量要化在猜想上。”

引用自： 世界科学译刊编辑部. 从历史角度看四种相互作用的统一（根据杨振宁博士1978年7月6日在上海物理学会的演讲整理）[J]. 世界科学译刊， 1979, (01): 1-13.

https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SJKE197901000.htm

二、高精度、高稳定性“电磁”实验更容易

   尽管“电磁屏蔽”、“抽真空”等实验条件都是必须的。

   电磁作用强度远高于引力，而且“电磁屏蔽”也相对容易，因此，电磁的实体物理实验，比引力实验更低成本、更高精度等。

三、引力相互作用的屏蔽，目前尚无可行的有效方法

   所以，实验室的引力实验，成本高、精度差。

   从太阳系天体运动、地球的地质旋回等开始重新研究引力，成本低，可靠性高。并且相关的研究结果，更接近人类的现实生活。如航天、气候变化等。

四、相互作用的统一理论 unified theory of interaction

   同时进行电磁、引力实验，以便更接近“相互作用的统一理论 unified theory of interaction”的要求。

五、你为什么迟迟没有进行“电磁学的实验再检验”的第二个实验？

   我没有“电磁屏蔽”、“抽真空”等必须的实验基础条件。

   一些静止空气中可以进行的判定实验（近似结果），尚在犹豫之中。

   一般而言，多数实体物理实验，应该是“大的电磁屏蔽室”内部，局部“抽真空”。

   “电磁屏蔽”，要考虑“电、静电”，“磁、静止磁场”，以及“变化的电、磁、电磁”等的屏蔽。应该是多层不同材料的复合式屏蔽。

   “抽真空”，主要是“电磁过程”部分。应该保证高真空，以及真空度计量。

   实验室的温度、湿度等都要记录。为防止“宇宙线 cosmic ray”等干扰，是不是优先考虑“大山底下的地下”？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1433246.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1415711.html

   可能“平行载流导线之间的电磁力”、“电磁波的刚性（关联“光压”）”应该优先考虑？

   二者之中，更应该优先考虑“平行载流导线之间的电磁力”？该实验关联到安培“无定向秤（ astatic balance ）”的误差范围估计。

六、潜在的新闻爆炸性

   可能是“单向光速”测量、“电磁波依赖坐标系”等。

   它们在某种程度上关联《狭义相对论》。

七、优化、细化实验的设计，是必须的

   无论做哪个实验，都要从头开始“再设计”。以前博文里的诸多实验方案，都是原理性的、概念性的，主要用于“提出新问题，打开新思路”等。

   对被检测的公式，最好就是该公式本身。因为“每推导一步公式，都会实质性地、隐含地引入一个新的假设。”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1434112.html

   以坡印廷矢量（Poynting vector）的适用性判定为例，尽管人类早就发现该矢量可能的局限性，如《中国大百科全书》词条“坡印廷矢量/Poynting vector”里说：

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=141060&Type=bkzyb&SubID=61956

   “能量是通过电磁场传输的。电磁场的能量储存在电磁场中。按照这种观点，即使在直流电路情形下，电源中的能量也不是通过电路中的电流传输到负载电阻去的，而是以电路周围电磁场能流的形式传输到负载电阻去的。在交流电路中，在各种电磁耦合的器件中，在电磁波的传播以及电磁辐射中，能量无一不是通过电磁场能流的形式传输的。”

   但是，直接用电阻进行实验判定，实验比较麻烦。

   改用“费曼电容器充电”的电压波形观察，明显降低了判定实验的难度，从而提高了判定结果的可靠性。并且还可以借用大明星费曼的流量！并增加大明星费曼的流量！

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1407363.html

   所以，以前的判定实验建议，很可能不是“最准确、最方便、最可靠”的，仍然需要进一步探索更好的判定实验方案。尽管如此，相比以前的概念性判断，还是向具体的实体实验装置靠近了一步。

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

https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMxMjI2EhFreGRzaGR5eDIwMjMwMTAwMRoIYXExNWdlODU%3D

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=s8areCsbC9C-qok7lSNCRWdG-WzaGIe3bH2mjvHaxCQbsjU0jfxOkjtYl89XeputaxnYy7Rt-1fbcYCqOQ17vyfeMEkWvuvnIWt6OtUIXAxuplSwJo_N8jfGWwjuDwda_zwxX_De7oi9gWYNixbAEQ==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

   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。

参考资料：

[1] 2023-12-21，相互作用/interaction/崔晓华，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=407537&Type=bkzyb&SubID=202976

   当一部分物质对另一部分物质发生作用（直接接触或通过场）时，必然要受到另一部分物质对它的反作用的现象。

   自然界中物质间最基本的相互作用被称为基础相互作用（fundamental interaction），也称为自然界四力或宇宙基本力。迄今为止观察到的所有关于物质的物理现象，在物理学中都可借助这四种基本相互作用的机制得到描述和解释（见表）。

[2] 2023-04-06，电磁相互作用/electromagnetic interaction/戴元本，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=145183&Type=bkzyb&SubID=105134

   带电粒子与电磁场的相互作用以及带电粒子之间通过电磁场传递的相互作用，是自然界的四种基本相互作用之一。

[3] 2023-05-18，引力相互作用/gravitational interaction/刘东风，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=323305&Type=bkzyb&SubID=105134

   自然界普遍存在的一种基本相互作用。

   不论是宏观物体还是微观粒子，所有具有质量的物体之间都存在引力作用。引力是长程力，没有饱和性，随质量增大而增大。

[4] 2023-06-08，江门中微子实验/Jiangmen underground neutrino observatory; JUNO/曹俊，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=237968&Type=bkzyb&SubID=105134

   位于地下700米，

[5] 【光明日报】30年，他在山洞中追寻世界标准——记中国科学院院士、华中科技大学常务副校长罗俊

https://www.cas.cn/xw/cmsm/201311/t20131106_3968497.shtml

夏静, 张晶. 30年，他在山洞中追寻世界标准[N]. 光明日报，2013-11-06 03版:要闻

   走进喻家山人防山洞，尽管洞内安装了通风系统和十几台除湿器，记者还是觉得胸闷、幽冷、潮湿。可是，在罗俊眼里，这里却是引力实验最得天独厚的场所，是科研人员心目中的“世外桃源”。

相关链接：

[1] 2024-09-23，[最主流，建议，优先权] 从实验出发寻找新的更好的引力理论

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1452359.html

[2] 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

[3] 2024-08-29，[重复，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

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1448778.html

[4] 2024-01-29，[讨论] 引力会怎样？假定米兰科维奇理论 Milankovitch theory 足够精确

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1419830.html

[5] 2024-09-22，[随笔，讨论，汇报] 为什么不直接统一“广义相对论”和“量子力学”？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1452212.html

[6] 2024-05-17，[小资料，笔记，讨论] 电磁屏蔽

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1434568.html  

[7] 2024-05-08，[笔记，请教，讨论] 一幅值得思考的图片（关联“自然运算”）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1433246.html

[8] 2023-12-28，[打听，小资料] “自然运算”的抗干扰能力与“长途星际航行”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1415711.html

[9] 2023-07-14，[最主流] 电磁学的实验再检验（2）：平行载流导线之间的电磁力

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395383.html

[10] 2024-06-24，[专业微信群贴出] 请教安培的无定向秤（ astatic balance ）的系统误差

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1440567.html

[11] 2024-06-23，[请教，讨论] 电磁学的实验再检验（16）：无定向秤（ astatic balance ）的系统误差是多少？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1439428.html

[12] 2023-07-23，[讨论] 电磁学的实验再检验（7）：电磁波的刚性（关联“光压”）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396376.html

[13] 2024-08-08，[请教，讨论] 双齿轮：“真空中单向光速”的直接测量（二）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445670.html

[14] 2024-08-07，[请教，讨论] 电磁学的实验再检验（18）：“真空中单向光速”的直接测量（一）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445525.html

[15] 2024-08-05，[请教，讨论] 电磁学的实验再检验（17）：“真空中单向光速不变”可以直接测量吗？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1445222.html

[16] 2023-07-20，[讨论] 电磁学的实验再检验（4）：电磁波依赖坐标系判定实验原理

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1396060.html

[17] 2023-07-15，[求助] 电磁学的实验再检验（3）：电磁波依赖坐标系实验

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1395495.html

[18] 2024-05-14，[请教，讨论] 电磁学的实验再检验（12）：为什么要“最直接”地再测量？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1434112.html

[19] 2024-07-16，[讨论，随感] 一两个物理实验，不足以肯定一个物理理论

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1442549.html

[20] 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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