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作者Kahn.bbs@whshs.cs.nccu.edu.tw (卡恩) 看板: physics
標題Re: [問題] 有沒有真空中折射率為多少的八卦
時間政大狂狷年少 (2007/03/25 Sun 09:52:18)
※ 引述《PHON.bbs@bbs.wretch.cc (唸書的好天氣)》之銘言:
> ※ 引述《void.bbs@ptt.cc (null)》之銘言:
> 雖然我也覺得真空折射率是1,但大家似乎都失去了科學的根本,理性懷疑。
所謂的理性懷疑,首先建構在邏輯的一致性上,然後要合乎實驗與觀察結果。

所謂邏輯的一致性,首先你自己不能左手打右手,言語前後矛盾、互相否定。
如果提出來的假設會違反邏輯的一致性,那就不是換個慣性座標系能夠解釋的了,
也許換個與我們這個宇宙的物理定律形式不同的宇宙,都還不能滿足那樣的假設。
邏輯的一致性是不用做實驗就可以驗證的。

就拿真空折射率來說,你做實驗去實際測定它之前,可以合理懷疑它的值是一個
複數x。

隨便翻一本範圍涵蓋光學的物理課本,都會講某種介質中的折射率n的定義是光在
真空中的速度c跟光在介質中的傳播速度v之比,n=c/v

所以,從定義出發,真空折射率x的意義就是光從一處真空到另一處真空的傳播速
度比,也就是說,先前我們所說的那個x其實是光在真空中的兩個點的傳播速度比
。在同個慣性座標系中,x恆為1。如果有重力造成的空間扭曲,就像重力透鏡的
例子,你可以說x不為1。

如果x不等於1,光線在真空中不會直線前進。這在幾何學上其實不是什麼大不了的
問題,看看愛因斯坦怎樣把狹義相對論推廣成廣義相對論的就好,看看當年人家是
怎樣實驗驗證廣義相對論的就好。

真正的問題發生在,如果你要假設x是0,那就等於光在真空中行進會走走停停了,
在相隔普朗克距離數倍的兩個點間,光速會從c變為0,再從0變為c。這樣子其實是
自打嘴巴的,因為如此一來,真空折射率其實是0/c跟c/0兩個值,也就是0跟無限
大。當然你可以硬凹,說c/0的情形可以用各種作弊手法消去。Good.

我們先不管光在兩種折射率的點之間行進所帶來的其他物理問題,先考慮光在真空
中行進需要多少時間:光速既然會變為0,那我們可以假設光速變為0的時間是t,
光速變為0後,相隔一段時間t,光速會恢復為c。無論如何,只要t不是0,我們總
是可以測定它的。

折射率為0的東西,其實在電磁誘導透明實驗中也做出來了,可以把光停在介質中,
在一段人工可控制的時間後才把光放出來。

所以我們可以把一個空間抽成真空,讓雷射在其中行進,測定雷射從真空空間的一
端到另一端所需的時間,然後比較電磁誘導透明實驗中的光速。

據我所知,最後你還是會得到一個結論,就是t即使不是0,也很接近0,不然光在
真空中必然可以跑得比在電磁誘導透明實驗中要慢。如果t為0,真空折射率就不是
0。即使t是個很接近0的正數,那也表明了真空折射率只有很小的機率為0,小到了
你根本測不出來。

如果實驗上測不出來真空折射率為0的結果,整個假設就是無用的。

所以,趕快去做實驗吧,打嘴砲是沒有用的。
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