不要小看多普勒效应引起的能量不守恒

戴榕菁

 

这里的“多普勒效应引起的能量不守恒”指的是自今年三月份开始我不断反复在中英文网站谈论的由光子的随机红移和蓝移引发的能量的消失和无来源的增加。

宇宙间共有三种类型的光子红移现象：宇宙膨胀产生的红移现象，重力场引发的红移现象， 以及多普勒红移现象。其中重力场和多普勒效应都既可以产生红移现象也可以产生蓝移现象，而宇宙膨胀则只产生红移现象。

在这三种红移现象中，宇宙膨胀产生的红移现象只有在大尺度的宇宙空间内的发光星体的运动中才能观察到。曾有人认为宇宙膨胀是空间的一种基本特性，因此存在于任何地方，只是在大范围内的累积效应才能被观察到。但现在比较一致的看法是宇宙膨胀是由暗能量造成的，因此当暗能量的作用小于星体质量及暗物质之间的作用力时，由简单经典力学就可以得知空间就不会膨胀；相应地，宇宙膨胀引发的红移就不会对我们的日常生活造成影响。

重力场引发的红移现象也叫做爱因斯坦红移现象，由爱因斯坦最早根据广义相对论指出它的存在，然后由很多物理学家们通过天体物理的观察加以证实。它主要表现在黑洞等巨大质量所具有的引力场中，因此也不会对我们的日常生活造成影响。

但是，如我自今年三月以来在包括被世界著名科学杂志的编辑讥笑为“只是想法不是研究”的论文在内的不同文章中反复指出的，由光子的多普勒效应引发的违背能量守恒律的红移及蓝移现象却是无时不刻地发生在我们的太阳系中，发生在我们的地球上，发生在我们的日常生活中。

当然，多普勒效应引发的能量不守恒对于我们的现实世界的普遍性这一项本身也还不能表明它对我们的生活或者对于在能量守恒律基础构建起的庞大的科学大厦会产生什么影响。至少目前来看，它实际可能产生的影响的量级极其微小，甚至可能在量子力学的测不准的范围之内。

但另一方面，我对于光子的多普勒效应引发的能量不守恒的推导及讨论（可于我在本网站贴出的相关帖子中找到，也可从我在网上发布的英文文章中看到[i]^,[ii]）主要是基于著名的普朗克光能公式E=hν，其中E是光子的能量，h是普朗克常数，而ν是光子的频率。因此，我们现在面对着这样一个现实：

由普朗克光能公式E=hν可以推出违背能量守恒律的结果。

上面这句话的哲学意义是重大的。这是因为它意味着在普朗克光能公式E=hν与能量守恒之间有可能存在着一种不相容性，而当今物理学的几个重要分支：量子力学及粒子物理，相对论，及作为物理学前沿的弦理论的推导都直接建立在普朗克光能公式E=hν与能量守恒之间的相容性基础之上的。如果它们之间的关系从迄今为止被科学界认为的（除了对我们没有直接影响的宇宙膨胀的影响之外）的绝对相容，被降到在任何时刻都只是在忽略了微小的误差意义上的非绝对的相容的话，它的哲学意义是重大的！

当然，目前还没有任何经验的数据可以表明光子的多普勒效应引发的能量不守恒会对科学体系产生什么实质性影响；但是，这并不等于就一定不存在有潜在的实质性的影响。。。。。。

相关链接：

光的波动性导致能量不守恒及相对论的不足 

因鄙视形而上学而导致的科学之惰落 

能量不守恒及经典薛定谔猫？ 

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[i] Dai, R (2021) "The Random Energy Loss and Creation in a Nonexpanding Universe" url: https://www.academia.edu/s/49453d40aa

[ii] Dai, R (2021) "The Impact of the Changes of Photon Wavelength" url: https://wp.me/p9pbU7-67