本女就准知道有人要提卡西米爾效應的實驗。

本女問你，是一百二十個數量級的巨大差別更加讓你信服呢，
還是一個僅僅相當於一個紅血球重量的，在實驗中幾乎測不出來
的力，讓你更加信服呢？

根據量子場論算出的真空能比實際可能的最高值大了一百二十個
數量級。這個應該足夠讓任何人相信，量子場論預言的真空能，
是根本錯誤的。如果一百二十個數量級都不足夠的話，那麼任何
的物理實驗都不值一提了。

一百二十個數量級有多少大？比如，拿宇宙的總質量和地球質量
來比，有一百二十個數量級的差別吧？不，只有二十八個數量級。
那麼比如拿宇宙的總質能和一顆電子的總質能來比呢？也只有八
十二個數量級。拿宇宙總質能和一顆可見光的能量來比呢？也就
僅僅多六個數量級，八十八個數量級。你必須拿宇宙的總質能，
和一顆其波長長到有宇宙半徑那麼大的光子，相比之下，才有約
一百二十個數量級的差異。

任何人計算得到一百二十個數量級的差異，不可能不感到驚異，
不可能不去反覆檢驗計算過程。因此，場論專家們的計算，是
已經挑不出問題了，問題出在理論本身對真空能的預言是錯的。

而卡西米爾效應是大半個世紀之前的理論預測，幾十年來，特別
是近幾年，有關的理論計算文章一大堆，幾乎一天一篇。而像樣
一點的實驗做過多少？直到目前為止也僅僅限於Steven Lamoreaux
的一個實驗結果值得一談而已。

這個幾乎唯一的實驗結果可不可信呢？據Steven Lamoreaux自己的
記敘，這是他輔導的一個大學本科學生首先提出，並且在他的
輔導幫助下做的一個實驗。全部的實驗器材是實驗室里搜羅來
的廢舊，價值總共不超過三百美元，參見ARXIV文章存檔第
9907076號。實驗所要測量的假想卡西米爾力，只相當於一顆
紅血球的重量而已。他們最終測量的是一塊幾厘米大小的平板
和一個弧度半徑約12厘米的透鏡間的卡西米爾力。

本女認為，Lamoreaux的實驗，很難說是個認真的實驗。這完全
僅僅是個本科生的學習研究項目而已。他們就連所用的透鏡的
準確弧度半徑，都沒有搞清楚，還得在文章發表以後，再發信
去更正。測量計算一下一個物體的幾何外形，應該是遠比測量
一個極其微細的力，以及計算排除比那個力大得多的其他干擾，
要容易得多。如果連他們的透鏡弧度數據都不可信，那麼整個
的實驗結果，也都不值得信了。

事實上，兩個相隔僅僅微米級距離的平板之間，有各種各樣的
作用力，包括殘留靜電荷的靜電力，范德瓦爾茲力。隨便都能
超過所謂的卡西米爾力。況且這個小間隙很難說它是真空。
中間至少存在由熱力學激發的和室溫溫度有關的光子。況且
兩片金屬在如此短的距離範圍內，其費米海幾乎可以平坦地
連接在一起，自由電子可以幾乎不受任何勢壘的阻礙而在其間
跳來跳去。所以這個小間隙根本就不是真空了。

至於你對熱力學第二定律的敘述，根本錯了，是熵恆增加，不是
熵恆減少。熱力學是個統計科學。熱力學第二定律是個統計結果，
它無非是說大概率事件比小概率事件更容易發生而已。第二定律
是正確的，但是不可以對它做絕對的理解。違反第二定律的事例
是有可能發生的，只是發生的可能性如此逼近於零，以至於我們
可以認為它根本不會發生。

熱力學第二定律和廣義信息論的廣義信息守恆，並不矛盾。因為
熱力學熵是個狹義的熵，它只占廣義量子熵的一個極為微小，近乎
是零的比率而已。廣義信息是一個封閉系統裡全部的熵，也是任何
熱力學熵或者狹義量子熵的一個不可超越的最大極限。

現在回過頭來，繼續討論關於嚴格意義上的黑洞不存在的話題。

黑洞的通俗定義是它的引力是如此強大，以至於連光子都跑不出去。
按照這樣的定義，黑洞的存在很有問題，實際上不可能存在。黑洞
周圍引力強大，是指的是處在黑洞周圍物體的引力勢能，差不多超過
物體本身的質能。至於引力的大小，其實還是非常正常的，並非是
無窮大。事實上你如果在一個巨大黑洞的事件地平線附近，並不會
覺得周圍的時空和一切有什麼異樣。你受到黑洞的一定的引力吸引，
如此而已。假如你想離開黑洞的事件地平線到無窮遠處，需要克服
的引力勢能，將等於甚至超過你本身的質能。

可是，須知，引力勢能不是一個絕對值，你必須找一個參照點，計算
兩點之間的引力勢能之差。如果以無窮遠處作為參照點，那麼引力勢
能是個絕對值。但是我們誰也不能跑到無窮遠處，因為宇宙不是無窮
大的。因此引力勢能僅僅是有限距離的兩個點之間的勢能差而已。
這個勢能差是大一點還是小一點，純粹看兩點的空間位置而定。

黑洞的定義，問題就在於這個定義根本模糊不清。“光子都跑不出去”。
既然光子不能跑到無窮遠，那麼跑多少遠才算是“跑出黑洞”了呢？
誰下過定義？跑出去一萬公里算不算？跑出去一米算不算？跑一毫米
呢？

事實上，因為引力並非無窮大，光子往外面跑一定的距離，比如跑
一米，是完全可以的。光子會損失一點能量，頻率降低一些。那麼
再接着跑一米，也是可以的。光子可以這樣一米一米跑下去，可以
到達離黑洞任意遠的地方，它可以損失很大一部分能量，但是不會
降低到零。問題就出於光子隨着能量的損失，它自己就越來越輕，
因此繼續逃離黑洞所需要克服的引力勢能，越來越小。

所以，所謂光子也逃不出的黑洞，是不存在的。

黑洞事件地平線，也是一個並不真實存在的假想球面。事件地平線
並不存在。它的定義無非是引力勢能等於物體質能的一個等勢能面
而已。在無窮遠處觀測到的黑洞事件地平線，和在近處看到的事件
地平線，不是同一個等勢面，因為勢能是隨參考點而變的相對值。
隨着觀測者逼近黑洞，他觀測到的黑洞事件地平線，也就是以他的
所在點做參考點算的勢能等於質量的等勢面，不斷縮小，最後縮成
一個點，最後縮成沒有。

因此，事件地平線其實根本不存在！黑洞周圍，並不存在無窮大的
引力，因此也並沒有任何一點，它的信息無法傳遞到外面。理論上
的黑洞，是不存在的。可能存在的僅僅是亞臨界黑洞而已。

方舟の女

http://arxiv.org/abs/hep-ph/0009208

送交者: insight 於 July 29, 2004 01:23:48:

回答: 斯迪文·霍金教授完全錯了 由 方舟の女 於 July 28, 2004 23:27:26:

1) The Casimir effect has recently been measured

2) According to the 2nd law of thermodynamics, an isolated system's entropy is always decreasing, i.e. the amout of information is not conserved.