發令槍與中微子？那位要問了，風馬牛不相及麼。不然，不然。今天的科學界就是為了這個問題遇到麻煩。什麼麻煩？等一會兒說，先說說發令槍怎麼回事。本文不是什麼論文，灌水而已，所以儘量以外行的眼光和語言來嘮叨而已。


當年咱第一次參加學校田徑比賽的時候，學校還沒有發令槍呢。每次賽跑之前，都是體育老師在那兒喊：“剛就位，預備，跑！” 終點那邊是另外的老師手拿秒表，聽到喊聲就掐表開始計時，等人跑到終點線就停表，這樣時間成績就出來了。終點線還有人拉起一根線，誰先撞線誰第一。那時候一個學校可能只有一個那種破秒表，所以只掐第一名的時間，其他人的時間估摸着換算。各位肯定會看出來，有很大的誤差。


誤差確實不小。首先，體育老師喊“跑” ，聲音傳到掐表的老師那裡，如果是一百米比賽，按照聲音在空氣中的傳播速度，大約需要0.3秒的時間。其它情況各有不同，但是也肯定有很大的偏差。掐表的老師聽到聲音才掐表，人的反應是0.2到0.3秒，又一個偏差。到了跑步的人衝線，掐表的老師有主觀反應的問題，各人不一樣，而且還有觀察誤差。這樣說來手計時誤差是無法評估的。當年看到同時期的電計時與手計時百米世界記錄，好像相差零點幾秒，這個在一百米比賽就差的大了。


後來有了發令槍，對起跑似乎有了幫助，掐表人的反應似乎也好了一些，但是聲速誤差和主觀誤差還是很大。電計時的使用把準確度大大提高，加上錄像，現在比賽的結果是以百分之一秒算的，如果需要，還可以更准。電計時把發令槍連接到計時器那裡。因為電信號是以光速傳播的，光速跟這些因素比，快得何止千倍萬倍。把電腦和高精度的鐘用上，記錄體育比賽的時間誤差就完全可以忽略不計了。


嘮嘮叨叨了那麼多，無非是說準確計算和記錄時間需要很高級的技術和儀器，還有就是同步非常重要。因為發令槍響的時候，記錄的慢了或者快了都會影響準確性。電計時把發令槍連接到計時器那裡，這樣就能夠同步記錄。


還有一個問題，你的鐘準確麼？誤差多少？測百米跑需要誤差小於千分之一秒或者更准。現代技術的發展，這些都不是問題，因為原子鐘的誤差十萬年內不大於一秒。


還有，因為光速快，可以用光速來作為時間同步的標準，在通常的情況下沒有問題。用來測體育比賽，那當然是小菜一碟了。


那位說，你說這些跟中微子有什麼關係？有啊。你想想，跑步的人跑得再快，跟光速比就是蝸牛不如。但是，中微子是啥寶貝？中微子又叫微中子，是輕子的一種，是組成自然界的最基本的粒子之一，靜止質量小於電子的百萬分之一。中微子能夠穿透地殼。一百億個中微子中只要一個會與物質發生反應，因此很難檢測。更有甚者，中微子的速度能夠與光速比較。這樣就很有挑戰性，就是說很有意義和很有麻煩。


因為光速太快，檢測本身就困難。1982年初，在下剛剛大學畢業。中學物理老師的令尊大人找上門來，拿着他的論文給我這個小小輩看。這位“祖師爺” 也是物理老師，在香港教書。他是愛因斯坦相對論的反對者。他的論文是重新做邁克爾遜－莫雷實驗，他認為邁克爾遜－莫雷做錯了。他的論文雖然是用中文寫的，但是太深奧了，看不懂。那些公式和方法太複雜了。他的意思，他在香港找不到做這個實驗的地方，想讓我幫忙找到可以做實驗的地方。當時我還糊裡糊塗，不會把他這個皮球扔給師傅，只是說要做這個實驗，需要很好的條件，當時我的學校和工作的地方都不行。


當年我們做過邁克爾遜干涉儀實驗，用激光測光程差，可以精確測量微小的距離，小物體的厚度等等。需要很好的防震平台。當時我們沒有氣壓平台，所以最害怕別人走路震動，條紋就亂了，又要重新做。我們沒有條件做邁克爾遜－莫雷實驗。據說邁克爾遜和莫雷做實驗的時候，用了一大池子水銀。後來有了氣壓平台，這種實驗就可以廣泛地做了。


聽說當初邁克爾遜和莫雷做實驗的時候，是為了證明以太風的存在，從而證明愛因斯坦的相對論是錯誤的。但是，他們的實驗卻證明了光速不變性，與參照系無關，以太風不存在，反而從實驗上證明了愛因斯坦的狹義相對論是正確的。我的那位“祖師爺” 認為，當初邁克爾遜和莫雷做實驗的時候，出現了一些錯誤，所以他想重新做，只是沒有地方和條件做。


後來看到，我的“聽說” 是錯誤的。邁克爾遜和莫雷做實驗在前，當然是為了證明以太風的存在，但不是為了否定相對論。愛因斯坦提出相對論是在實驗之後，認為應該拋棄以太的概念。據說在幾個星期之後，法國數學家亨利－彭加勒也提出類似的觀點，只是愛因斯坦的理論“更物理” ，彭加勒“更數學” ，所以這個歸愛因斯坦了。


愛因斯坦的相對論除了光速不變性以外，還有一個是實物體的速度限制。愛因斯坦的相對論認為，靜止質量大於零的任何物體，速度不可能超過光速。光子的靜止質量是零。但是，最近科學家們做了接收中微子的實驗，發現中微子跑730公里比光子快60納秒（納是十的負九次方）。中微子的靜止質量不是零，如果比光速快，老愛的理論就要修改了。這個修改還不是那麼容易，因為理論的架構弄得很難改動。


如上所述，因為光速快，可以用光速來作為時間同步的標準，在通常的情況下沒有問題。但是，用來測跟光速可以比較的中微子，就困難了。你怎麼確定兩者是同時發出的呢？那些科學家用了一套複雜的裝置來測，測完了，結果令人“震驚” 。他們自己也不敢相信。這個同步出發，準不準？他們怎麼做的呢，我還沒看到具體介紹，不好妄評。


以前美國費米國家實驗室也做過類似實驗，也得到類似結果，但是他們自己也不信。還有，很多年前，科學家們也測到超新星爆發時產生的中微子比光先到達地球。還是同步問題，因為你不能確定它們是同時產生或者同時出發的。有人認為中微子很難與物質產生互動，所以先從爆炸的恆星核里逃出來。而光子卻被其它物質吸收並重新發射，這樣光子逃出來就慢了一點點。


嘿嘿，瞎扯了半天，你想說啥？無非就是兩個：一、同步起動的準確性；二、鐘的準確性。對於百米跑，電計時就綽綽有餘了。對於中微子和光子，難了。


前幾天在萬維看到說那個中微子實驗，是用G P S來定同步的。我想不會那麼搞笑吧？測中微子，G P S的誤差也太大了。


灌水而已，歡迎懂行的砸磚。村里懂行的太多，磚頭如雨。非典教授，上啊！哈哈哈！