发令枪与中微子？那位要问了，风马牛不相及么。不然，不然。今天的科学界就是为了这个问题遇到麻烦。什么麻烦？等一会儿说，先说说发令枪怎么回事。本文不是什么论文，灌水而已，所以尽量以外行的眼光和语言来唠叨而已。


当年咱第一次参加学校田径比赛的时候，学校还没有发令枪呢。每次赛跑之前，都是体育老师在那儿喊：“刚就位，预备，跑！” 终点那边是另外的老师手拿秒表，听到喊声就掐表开始计时，等人跑到终点线就停表，这样时间成绩就出来了。终点线还有人拉起一根线，谁先撞线谁第一。那时候一个学校可能只有一个那种破秒表，所以只掐第一名的时间，其他人的时间估摸着换算。各位肯定会看出来，有很大的误差。


误差确实不小。首先，体育老师喊“跑” ，声音传到掐表的老师那里，如果是一百米比赛，按照声音在空气中的传播速度，大约需要0.3秒的时间。其它情况各有不同，但是也肯定有很大的偏差。掐表的老师听到声音才掐表，人的反应是0.2到0.3秒，又一个偏差。到了跑步的人冲线，掐表的老师有主观反应的问题，各人不一样，而且还有观察误差。这样说来手计时误差是无法评估的。当年看到同时期的电计时与手计时百米世界记录，好像相差零点几秒，这个在一百米比赛就差的大了。


后来有了发令枪，对起跑似乎有了帮助，掐表人的反应似乎也好了一些，但是声速误差和主观误差还是很大。电计时的使用把准确度大大提高，加上录像，现在比赛的结果是以百分之一秒算的，如果需要，还可以更准。电计时把发令枪连接到计时器那里。因为电信号是以光速传播的，光速跟这些因素比，快得何止千倍万倍。把电脑和高精度的钟用上，记录体育比赛的时间误差就完全可以忽略不计了。


唠唠叨叨了那么多，无非是说准确计算和记录时间需要很高级的技术和仪器，还有就是同步非常重要。因为发令枪响的时候，记录的慢了或者快了都会影响准确性。电计时把发令枪连接到计时器那里，这样就能够同步记录。


还有一个问题，你的钟准确么？误差多少？测百米跑需要误差小于千分之一秒或者更准。现代技术的发展，这些都不是问题，因为原子钟的误差十万年内不大于一秒。


还有，因为光速快，可以用光速来作为时间同步的标准，在通常的情况下没有问题。用来测体育比赛，那当然是小菜一碟了。


那位说，你说这些跟中微子有什么关系？有啊。你想想，跑步的人跑得再快，跟光速比就是蜗牛不如。但是，中微子是啥宝贝？中微子又叫微中子，是轻子的一种，是组成自然界的最基本的粒子之一，静止质量小于电子的百万分之一。中微子能够穿透地壳。一百亿个中微子中只要一个会与物质发生反应，因此很难检测。更有甚者，中微子的速度能够与光速比较。这样就很有挑战性，就是说很有意义和很有麻烦。


因为光速太快，检测本身就困难。1982年初，在下刚刚大学毕业。中学物理老师的令尊大人找上门来，拿着他的论文给我这个小小辈看。这位“祖师爷” 也是物理老师，在香港教书。他是爱因斯坦相对论的反对者。他的论文是重新做迈克尔逊－莫雷实验，他认为迈克尔逊－莫雷做错了。他的论文虽然是用中文写的，但是太深奥了，看不懂。那些公式和方法太复杂了。他的意思，他在香港找不到做这个实验的地方，想让我帮忙找到可以做实验的地方。当时我还糊里糊涂，不会把他这个皮球扔给师傅，只是说要做这个实验，需要很好的条件，当时我的学校和工作的地方都不行。


当年我们做过迈克尔逊干涉仪实验，用激光测光程差，可以精确测量微小的距离，小物体的厚度等等。需要很好的防震平台。当时我们没有气压平台，所以最害怕别人走路震动，条纹就乱了，又要重新做。我们没有条件做迈克尔逊－莫雷实验。据说迈克尔逊和莫雷做实验的时候，用了一大池子水银。后来有了气压平台，这种实验就可以广泛地做了。


听说当初迈克尔逊和莫雷做实验的时候，是为了证明以太风的存在，从而证明爱因斯坦的相对论是错误的。但是，他们的实验却证明了光速不变性，与参照系无关，以太风不存在，反而从实验上证明了爱因斯坦的狭义相对论是正确的。我的那位“祖师爷” 认为，当初迈克尔逊和莫雷做实验的时候，出现了一些错误，所以他想重新做，只是没有地方和条件做。


后来看到，我的“听说” 是错误的。迈克尔逊和莫雷做实验在前，当然是为了证明以太风的存在，但不是为了否定相对论。爱因斯坦提出相对论是在实验之后，认为应该抛弃以太的概念。据说在几个星期之后，法国数学家亨利－彭加勒也提出类似的观点，只是爱因斯坦的理论“更物理” ，彭加勒“更数学” ，所以这个归爱因斯坦了。


爱因斯坦的相对论除了光速不变性以外，还有一个是实物体的速度限制。爱因斯坦的相对论认为，静止质量大于零的任何物体，速度不可能超过光速。光子的静止质量是零。但是，最近科学家们做了接收中微子的实验，发现中微子跑730公里比光子快60纳秒（纳是十的负九次方）。中微子的静止质量不是零，如果比光速快，老爱的理论就要修改了。这个修改还不是那么容易，因为理论的架构弄得很难改动。


如上所述，因为光速快，可以用光速来作为时间同步的标准，在通常的情况下没有问题。但是，用来测跟光速可以比较的中微子，就困难了。你怎么确定两者是同时发出的呢？那些科学家用了一套复杂的装置来测，测完了，结果令人“震惊” 。他们自己也不敢相信。这个同步出发，准不准？他们怎么做的呢，我还没看到具体介绍，不好妄评。


以前美国费米国家实验室也做过类似实验，也得到类似结果，但是他们自己也不信。还有，很多年前，科学家们也测到超新星爆发时产生的中微子比光先到达地球。还是同步问题，因为你不能确定它们是同时产生或者同时出发的。有人认为中微子很难与物质产生互动，所以先从爆炸的恒星核里逃出来。而光子却被其它物质吸收并重新发射，这样光子逃出来就慢了一点点。


嘿嘿，瞎扯了半天，你想说啥？无非就是两个：一、同步起动的准确性；二、钟的准确性。对于百米跑，电计时就绰绰有余了。对于中微子和光子，难了。


前几天在万维看到说那个中微子实验，是用G P S来定同步的。我想不会那么搞笑吧？测中微子，G P S的误差也太大了。


灌水而已，欢迎懂行的砸砖。村里懂行的太多，砖头如雨。非典教授，上啊！哈哈哈！