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測重力加速度小球需要當作質點嗎

圖文 更新时间:2024-07-06 22:06:40

原來羅俊團隊30年如一日一直是在山洞裡磨小鋼球測出的萬有引力常數 這科學嗎?

據《羊城網》2018年9月3日羊城派記者孫唯通訊員劉豔玲的“30年磨一G!中國山頂洞人測出高精度萬有引力常數”報道,原來羅俊團隊測量出國際最高G值的萬有引力常數扭秤科學實驗,原來羅俊團隊是30年如一日一直在山洞裡磨小鋼球了。

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羅俊院士在引力實驗室的山洞中

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羅俊團隊擺動周期法的實驗設備圖

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中國科學家羅俊團隊用不鏽鋼球測出最精确萬有引力常數圖

據中山大學特聘副研究員,羅俊團隊核心成員、論文的共同第一作者薛超介紹:羅俊團隊測量G采取了兩種辦法,分别是扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法。在這兩個實驗中都有一個必不可少的實驗設備——六個無磁性的、均勻密度的、直徑57毫米或127毫米的不鏽鋼球。說起來非常簡單,做起來可是艱難無比。

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【中山大學天琴中心特聘副研究員薛超】

薛超說,工欲善其事,必先利其器,但做一個球差不多要耗費大半年的時間,六個球要耗費2-3年甚至更久。因為正式實驗時用的鋼球做工要求非常精細,圓度誤差不能超過1微米,約一根頭發絲直徑的六十分之一。

“球肉眼看起來是光滑的,但是放大看實際上并不是圓的,如果太凹凸不平,是沒有辦法計算的。”劉祺說。

面對廠家不願意繼續加工的情況下,團隊成員就自己請專業的師傅一起磨,磨一下,就測一次。最終,經過長時間的鏖戰,終于得到了圓度好于1微米以及好于0.3微米的球。

正所謂細節決定成敗,30多年的時間裡,羅俊團隊不斷地對完全自制的扭秤系統進行改良和優化設計。

除了不鏽鋼小球,還有扭絲特性研究、小球距離精準測量等種種難關。《自然》雜志發表評論文章稱:這項實驗可謂“精确測量領域卓越工藝的典範”。

此外,測量G值需要如此精密,可不能在普通的房間裡測。劉祺說,因為G值很小,一點點環境的變化都可能導緻測量的不準确。故而G值測量選在了大山的山洞中。

山洞冬暖夏涼,天然的恒溫特性使日溫度變化小于0.01°C,而且山洞恒壓恒濕、抗地震效果好,可以最大限度減少外界幹擾。但是實驗人員由于長年不見陽光,臉上都會長白斑。

此外,山洞裡沒有手機信号,人們隻能全神貫注地做實驗,平常早晨起來在實驗室一呆一上午,中午吃個飯,回來繼續做實驗。

從薛超的介紹可知,羅俊團隊測量萬有引力常數的主要精力放在打磨不鏽鋼球上了?其實羅俊團隊長期打磨不鏽鋼球的做法,從原理上說南轅北轍完全是無助于實驗的無效勞動?

為什麼?因為羅俊團隊測量的是不鏽鋼球之間的引力大小,而不是測量不鏽鋼球的直徑體積重量重量?打磨的再圓再精都無助于事?

玩過吸鐵石磁鐵的人都知道,不管是方形磁鐵、圓的、馬蹄形的、三角形的、包括任何破碎不規則磁鐵的吸引力大小,磁鐵的吸引力跟磁鐵自身磁場強度和磁鐵大小有關,磁鐵的磁場強度越強磁鐵越厚越大磁鐵的吸引力越大,所以磁鐵的吸引力與磁鐵的形狀無關。

另外,從羅俊團隊實驗用的不鏽鋼球的亮度看,連續打磨多年的不鏽鋼球打磨之後一定進行過抛光處理的,不然不會那麼亮?了解不鏽鋼球結構特性的都知道,奧氏300系列的Ss316不鏽鋼球本身無磁性打磨抛光後無磁的不鏽鋼球就有磁性了?這個就是問題貓膩所在?

磁引力隻能證明磁鐵性物質,要驗證任意兩個物質間有相互吸引力的牛頓的萬有引力定律G值,就要測驗測驗銅鋁錫金銀塑料玻璃等萬物之間是否有吸引力,看看玻璃能不能和塑料吸在一起,拿出2999.9999萬個的萬物之間有吸引力的科學證據,才有說服力?

科學不是信仰,而是拿證據說話。科學的方法奠定了基礎,強調實驗數據及其結果的重現性。期望羅俊團隊用沒有打磨、沒有抛光、或打磨抛光後經過消磁退磁處理的Ss316不鏽鋼球做萬有引力常數扭秤實驗,以驗證卡文迪許扭秤實驗所測萬有引力常數的科學性?

您認為:羅俊團隊三十年如一日在山洞裡磨30年不鏽鋼小鋼球測量萬有引力常數科學嗎?

2018.10.10 文字考古學

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