關于旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量問題的一個試探性實驗

關于旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量問題的一個試探性實驗摘要：20世紀40年代，蘇聯(lián)天體物理學家克茲瑞夫在實驗中發(fā)現(xiàn)了一個“奇怪”的現(xiàn)象：旋轉(zhuǎn)中的陀螺儀的質(zhì)量與陀螺儀的自轉(zhuǎn)方向、角速度有關。當陀螺儀逆時針旋轉(zhuǎn)時，它的質(zhì)量就會減少，減少的幅度與陀螺儀的質(zhì)量和自轉(zhuǎn)線速度成正比；而當陀螺儀順時針旋轉(zhuǎn)時，它的質(zhì)量卻不會減少（1）。深入的研究發(fā)現(xiàn)，引起這樣不可思議的現(xiàn)象的是一種由旋轉(zhuǎn)體與空間相互作用產(chǎn)生的物質(zhì)，研究者們把它稱作“撓場”。并樂觀的把它當作是第五種相互作用。本實驗的目的也就是在克茲瑞夫?qū)嶒灥幕A上，驗證撓場效應的存在性，希望得到旋轉(zhuǎn)體質(zhì)量的改變甚至測出撓場常數(shù)（如果它存在的話）。當然我們也應當適當?shù)目紤]由相對論效應引起的質(zhì)量增加。顯然，根據(jù)我們?nèi)粘５慕?jīng)驗也可以知道，這樣的質(zhì)量改變即便有也是小的可憐的，根本無法由儀器直接測得。因而本實驗利用輕彈簧的形變量，把微小的質(zhì)量變化轉(zhuǎn)化為線位移（仍然微小得很），再利用多級光杠桿將微小形變量放大進行測量，即可得到實驗的結(jié)果。關鍵詞:旋轉(zhuǎn)體；質(zhì)量改變；撓場；多級光杠桿；放大WithRegardtotheIssueofaRotatingBodyMassExploratoryExperiment

AbstractThe20thcentury,40years,theSovietUnionintheexperimentalastrophysicistKeziruifufounda"strange"phenomenon:rotatingthequalityandgyroscopegyroscope'srotationdirectionoftheangularvelocity.Whenthegyroscoperotatescounter-clockwise,itwillreducethequalityandreducethescopeandqualityandthegyroscopeisproportionaltorotationspeed;andwhenthegyroscoperotatesclockwise,itsqualityhasnotdiminished.【Note1】

In-depthstudyfoundthatthisincrediblephenomenoncausedbyarotatingbodyandspacebytheinteractionofthematerial,theresearcherscallit"TorsionField."Andoptimisticaboutitasthefifthinteraction.

ThepurposeofthisstudyisbasedonexperimentsinKeziruifutoverifytheexistenceoftorsionfieldeffect,wantachangeandevenrotatingbodymassmeasuredbyTorsionFieldconstants(ifitexists).Ofcourse,weshouldalsobedulytakenintoaccountbytherelativisticeffectsduetomassincrease.

Apparently,accordingtoourdailyexperiencecanknowthisevenifthereisasmallchangeinthequalityofthepoorsimplycannotbemeasureddirectlybytheinstrument.Inthisstudy,theuseoflightandthusthespringdeformation,thesmallqualitychangeintoalineardisplacement(stillverysmall),re-useofmulti-levelopticalzoomleverwillbeasmalldeformationmeasurementscanbeobtainedbyexperimentalresults.

Keywords:rotatingbody;qualitychanges;torsionfield;multi-levelopticallever;toenlarge１撓場相關基于這個實驗的理論背景是撓場理論。經(jīng)過深入的研究，研究者們發(fā)現(xiàn)了越來越多的類似旋轉(zhuǎn)體引起并與空間發(fā)生相互作用的效應，而這諸多的效應已被俄羅斯、美國的一些實驗室包括美國國家航天局所證實。對這些效應的研究包括“真空零點能”和“量子非局域性理論”，也即所謂的“量子糾纏”。在開始試驗之前，我們有必要首先簡單介紹一下這個理論及其相關情況，以便我們能夠?qū)λ幸欢ǖ恼J識，同時也不至于對實驗的目的及過程產(chǎn)生障礙性的疑問。１.１物質(zhì)與空間的相互作用當物質(zhì)旋轉(zhuǎn)起來，攪動周圍空間產(chǎn)生渦旋效應，便產(chǎn)生撓場。它是物質(zhì)與空間相互作用的產(chǎn)物。其強度與旋轉(zhuǎn)體的質(zhì)量及旋轉(zhuǎn)角速度有關，質(zhì)量越大、角速度越快的旋轉(zhuǎn)體所產(chǎn)生的撓場越強，與空間的攪動相互作用也就越劇烈。提到物質(zhì)與空間的相互影響（或者說相互作用），就免不了要說到萬有引力相互作用。在四種基本相互作用當中，強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用均是物質(zhì)（場和粒子）間的相互影響，而這樣的影響是相對獨立于空間之外的，或者說，這樣一類相互作用不依賴于所在空間的情況，全空間的屬性也不會反作用于它。而引力場似乎有著更為奇妙的性質(zhì)。由存在的物質(zhì)（質(zhì)量）產(chǎn)生的引力場表面上似乎也僅僅作用于物質(zhì)，但其更為本質(zhì)的效應卻使得空間也發(fā)生了彎曲。這一點已為愛因斯坦在廣義相對論中給出了證明。但是，“引力場所造成的空間彎曲是一種靜止狀態(tài)，因此相對論描述的彎曲形狀是對稱的?！薄咀ⅲ病匡@然，單用這樣的引力理論來描述物質(zhì)對空間的影響，在邏輯上也似乎是不完備的。當然，愛因斯坦隨后與嘉當一起對其進行了修正（創(chuàng)立了ＥＣ理論），在考慮旋轉(zhuǎn)效應的情況下，對廣義相對論進行了完善。而撓場理論即是描述旋轉(zhuǎn)體與空間相互作用的一套理論。由它得到的一些結(jié)論與當前的引力理論是不相矛盾的，也許可以作為思考物質(zhì)與時空關系的另一個切入點。１.２撓場的性質(zhì)：任何一個自旋的物體都產(chǎn)生撓場，一個永磁體在產(chǎn)生磁場的同時也會產(chǎn)生撓場。俄羅斯和美國的實驗研究發(fā)現(xiàn)，撓場常數(shù)實際比引力常數(shù)大倍。（１）撓場不會被任何自然物體所屏蔽，即撓場在自然物質(zhì)中傳播不會損失能量，因此，撓場具有超強的穿透性。（２）撓場還是具有記憶能力的信息攜帶者，如果把撓場源移走以后，在該地點仍保留著空間自旋結(jié)構(gòu)，撓場的影響還會保留在物體上，不會立即消失，除非振動或新?lián)蠄鼋咏矬w。（３）撓場的扭曲是牽一發(fā)而動全身的，處于撓場中物質(zhì)和能量幾乎瞬間地相互作用著。２實驗目的為了能夠理清實驗思路，把握實驗的主旨，我們再一次明確一下實驗的目的。本實驗不對撓場的效應做深入的討論，只就克茲瑞夫?qū)嶒瀱渭兊难芯啃D(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)子質(zhì)量問題的基本情況，測出撓場常數(shù)。（１）驗證：旋轉(zhuǎn)的電樞質(zhì)量會改變，并且由撓場效應引起的那部分質(zhì)量減少與旋轉(zhuǎn)方向有關，逆時針旋轉(zhuǎn)時，質(zhì)量減少；順時針旋轉(zhuǎn)時質(zhì)量則不會減少。（２）驗證：當電樞逆時針旋轉(zhuǎn)時，由撓場效應引起的那部分質(zhì)量減少與電樞角速度大小成正比（電樞靜質(zhì)量不變）。（３）測出（２）中的比例常數(shù)（撓場常數(shù)）ｐ。說明：由于電樞質(zhì)量不可改變，故本實驗只研究由撓場效應引起的那部分質(zhì)量減少與角速度的關系；雖然電樞轉(zhuǎn)速的數(shù)量級遠小于光速的數(shù)量級，但相對論性的質(zhì)量增加與所研究的質(zhì)量減少是否為等價無窮小尚未可知，故嚴格來說，應當考慮相對論效應。當然，本實驗的所有過程是在（或許是假設）撓場效應存在的前提下進行的。３實驗原理探討由已知，撓場常數(shù)比萬有引力常數(shù)大倍，故ｐ應在數(shù)量級左右。因而質(zhì)量的改變量是很難測得的?；谶@個情況，本實驗的主要思想即是將微小的質(zhì)量改變轉(zhuǎn)化為線位移（彈簧的形變量充當），再將微小的線位移經(jīng)由多級光杠桿放大進行測量，最終得到質(zhì)量的改變、測得撓場常數(shù)。設電樞質(zhì)量為，將其用勁度系數(shù)為ｋ的輕彈簧懸掛在支架上，如圖（１）示，彈簧質(zhì)量為（有效質(zhì)量，一般不等于其靜止質(zhì)量）。對彈簧下端受力：……（３.１）質(zhì)量改變（有正負）后，位移（有正負），（如圖（２））則：圖（1）……（３.２）（3.2）－（3.1）：……（３.３）p.s.當電樞質(zhì)量減少時，、取負值；當其質(zhì)量增加時，、取正值。（一）不考慮相對論效應此時，電樞質(zhì)量的改變完全由撓場效應導致的那部分質(zhì)量減少引起。則：，其中，ω為轉(zhuǎn)動角速度。故不妨令：圖（2）……（3.４）為常數(shù)，ｐ為比例常數(shù)。（說明：關系式肯定需要修訂，其修正項可由實驗數(shù)據(jù)擬合得到，此處，由于是常數(shù)，且與有線性關系，故不妨如此假設。）由（3.３）（3.４）兩式：，又故……（3.５）（ｆ為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率，數(shù)值上與轉(zhuǎn)速相等）可見，為計算ｐ，需測出，ｋ，，ｆ，重力加速度ｇ（重慶地區(qū)可取公認值，實驗時，嚴格起見，應當對ｇ進行測量）（二）考慮相對論效應此時，質(zhì)量的改變由相對論效應引起的質(zhì)量增加及撓場效應引起的質(zhì)量減少共同貢獻。即：……（3.７）由前所述，對電樞，如圖（３），由于其質(zhì)量?。ǎ保埃纾?，且分布對稱，故不妨認為其密度均勻，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ部分可認為均勻圓柱體，其總質(zhì)量為。則電樞體密度：取微元（為微元靜質(zhì)量，Ｖ是電樞體積）則微元在旋轉(zhuǎn)過程中，動質(zhì)量為為真空中光速，ｖ為微元繞ｚ軸（電樞轉(zhuǎn)軸）作圓周運動的線速度：（ｒ是微元到轉(zhuǎn)軸中心的距離）。從而圖（3）故，電樞在旋轉(zhuǎn)過程中，總體動質(zhì)量：……（3.８）注意到：其中：故將（3.８）式中的項按以上帶拉格朗日余項的麥克勞林公式展開，并取前三項，從而：……（3.９）故，質(zhì)量的增量……（3.10）顯然誤差：……（3.11）將、值代入（3.７）式：……（3.12）再由（3.３）式：得到：……（3.13）另外，當時，，線位移，此時：解這個方程得到：或（為電機額定轉(zhuǎn)速）顯然，這兩種情況在本實驗中都是不會發(fā)生的。因而，只要觀察到有線位移發(fā)生，則可以認為假設可能是成立的，撓場效應存在（當然還要考察數(shù)據(jù)與理論的相合度）；若無線位移發(fā)生，則假設是不成立的。由實驗所得數(shù)據(jù)可以擬合出與ｆ的函數(shù)關系，進而可以得到與ｆ的函數(shù)關系，并計算出ｐ的值。這正是實驗的第二、第三個目的。需要說明的是，如若所得、ｆ的數(shù)據(jù)能很好的擬合于第（3.5）式和第（3.13）式，這說明假設的表達式（）是與應具有的形式；否則，這需要由實驗數(shù)據(jù)對其進行修正，而修正項在理論上是可以得到的?，F(xiàn)在，對實驗數(shù)據(jù)、、、的測量做如下交代（ｇ取公認值）４實驗內(nèi)容及相應儀器本實驗需要測定的物理量有Δs、k、m、f。（g取9.791m/s）。故分四組實驗，分別對其測定。4.1電樞質(zhì)量的測定儀器：電子秤（或物理天平）實驗數(shù)據(jù)記錄：表1用電子秤測電樞質(zhì)量記錄表Table1withanelectronicbalancemeasuredthequalityofrecordformArmature砝碼No.WeighingThetotalmassof（kg）123數(shù)據(jù)處理：表1.1用物理天平測定電樞質(zhì)量(復稱法)Table1.1Determinationofthearmaturewithphysicalbalancequality(re-calledmethod)左物右碼時：；右物左碼時：。則：。4.2輕彈簧勁度系數(shù)k的測定。（振動法）如圖（4）示，勁度系數(shù)k待測的輕彈簧懸掛負載質(zhì)量為m，則其縱向諧振的周期……（4.2.1）其中，為彈簧自身質(zhì)量，c為待測參數(shù)（常量）。將（4.2.1）式寫為：……（4.2.2）令，，。則有：。從n組值，可以求得a，b值（最小二乘法），從而求出c值?！?.2.3）圖（4）并且c的不確定度為：代（4.2.3）式入（4.2.1）式可得：……（4.2.4）其中，的值可由回歸直線方程賦值得到，也可由數(shù)據(jù)記錄中抽取。?實驗儀器：電子秤（或物理天平）、秒表（或數(shù)字毫秒計、光電門）、砝碼、托盤。?數(shù)據(jù)記錄：表2.1彈簧質(zhì)量及托盤質(zhì)量的測定。（電子秤）Table2.1spring-massandthedeterminationofthequalitypallets.(Electronicscale)砝碼。輕彈簧托盤No.WeighingThetotalmassof（kg）No.WeighingThetotalmassof（kg）112233表2.2彈簧質(zhì)量及托盤質(zhì)量的測定。（物理天平）Table2.2spring-massandthedeterminationofthequalitypallets.(Physicalscale)：左物右碼：：左物右碼：右物左碼：右物左碼：表2.3不同負載m下振動周期記錄表Table2.3,underdifferentloadvibrationcyclelogm柱形彈簧：；托盤回歸直線方程：。注意：（1）有些彈簧，到所加負載增到某值m附近時，在上下振動的同時有明顯的左右搖擺，這對測量周期很不方便，這時，可在彈簧上端加長一些的吊線即可解決。（2）較好的彈簧是勁度系數(shù)不是很大二質(zhì)量較大的彈簧。k值應在2.5~3.0N/m左右（3）負載起始值應盡可能小些。（比如的三分之一左右或更小），變化范圍適當大些，n也應大些。4.3離散電壓值對應電機轉(zhuǎn)速f的測量儀器：數(shù)字毫秒計及光電門、電源、滑動變阻器、電壓表、限流電阻、鱷魚夾、導線若干、開關。實驗原理圖：（如圖(5)）利用數(shù)字毫秒計記錄該電壓值下的電動機的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，再多次更換電壓值，記錄下與其對應的f。實驗電路：（圖（6））實驗數(shù)據(jù)記錄：圖（5）表3.1離散電壓值與轉(zhuǎn)速記錄表Table3.1Discretevoltagevalueandspeedrecordformu(v)fu(v)fu(v)fu(v)fu(v)f4.4線位移Δs的測量。（光杠桿放大法）儀器：激光衍射光放大微小長度變化測定儀、電源、滑動變阻器、電壓表、限流電阻、鱷魚夾、導線若干、開關。實驗總裝置圖：（圖（7））利用彈簧將機器電機懸掛于特制的支座筒內(nèi)，當電機靜止時重力和彈簧彈力平衡。當電機轉(zhuǎn)動起來后，若其質(zhì)量發(fā)生改變，則彈簧的形變量也發(fā)生改變，產(chǎn)生線位移Δs。由于光杠桿的作用，線位移Δs經(jīng)過多級放大，最終可由標尺讀出來。由此，便可知道在一定的電壓（轉(zhuǎn)速）下，產(chǎn)生的線位移Δs的大小，由先前得到的（關系）結(jié)論，分析Δs和f的數(shù)據(jù)，便可求出。圖（6）現(xiàn)對總裝置作如下幾點說明：多級光杠桿的放大倍數(shù)：?！咀?】其中，n為在光杠桿上的反射次數(shù)，b為光杠桿前后腳間距，D為反射鏡間距測量前，光杠桿反射鏡于調(diào)節(jié)反射鏡不平行，不會影響測量結(jié)果。【注4】電動機在旋轉(zhuǎn)時，不可避免地會劇烈振動，且轉(zhuǎn)動越快這種振動的幅度越大，為避免電動機自身的振動給Δs的測量引入的誤差，特設計了電機所在的空心支座筒，筒呈圓柱形，與電機共軸，其內(nèi)徑比電動機克外徑長約0.2mm，故兩者并未接觸，不會引入摩擦。當電機因轉(zhuǎn)動二劇烈抖動時，由于其緊靠筒的內(nèi)壁，故立即會和內(nèi)壁撞擊。因為時間極短，顯然可以認為這樣的撞擊是水平方向上的，來不及發(fā)生豎直方向的位移。因而避免了電機的振動給Δs的測量引入的誤差。支座為重支座，增強了系統(tǒng)在實驗過程中的穩(wěn)定性。圖（7）實驗步驟：（1）、斷開開關s，電機靜止，此時，打開激光源，調(diào)節(jié)反光鏡，使激光投射到標尺上，記下讀數(shù)，記下反射次數(shù)n。（2）、閉合開關，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為表3.1中的系列值。此時，在保證n不變的情況下（因為Δs很小，n一般不會改變）記下此時標尺上的讀數(shù)（或記下）。（3）、記錄數(shù)據(jù)，填入表中表4.1與對應的U記錄表。Table4.1andthecorrespondingU-logs.u(v)fu(v)fu(v)fu(v)fu(v)f5由實驗數(shù)據(jù)分析Δs與f的關系得出與w（或f）的關系，求出P。６驗證目的１將電動機正負極反接，觀察是否有Δs，即是否有質(zhì)量改變，驗證目的1。７附圖支座及電機相關數(shù)據(jù)（參考）圖（７．１）圖（７．２）圖（７．３）圖（７.４）８注釋注１：Journal:YuYe."Ghosttorsionfield."BigScienceandTechnology?Sciencemystery.2006.10P4.期刊：俞葉．《幽靈撓場》．大科技·科學之謎．2006.10P4.注2：Journal:YuYe."Ghosttorsionfield."BigScienceandTechnology?Sciencemystery.2006.10P6.期刊：俞葉．《幽靈撓場》．大科技·科學之謎．2006.10P６．注３：推導放大倍數(shù)如圖（８）所示為激光束在反射鏡組之間縱向展開，產(chǎn)生光放大。（反射在光杠桿反射鏡上進行兩次）。設光杠桿微小變化：望遠鏡讀書：從圖中可以看出，在光杠桿反射鏡上每增加一次反射，反射光束就增加1個微小偏角。因此，一般地說，若有n次反射，則有：故其放大倍數(shù)：注４：證明：測量前光杠桿反射鏡與調(diào)節(jié)反射鏡不平行，不會影響測量結(jié)果。圖（８）設初始如圖（８）示，光杠桿反射鏡與豎直面已有角度的偏移。（反射兩次）發(fā)生微小位移，鏡轉(zhuǎn)過角度。則放大倍數(shù)：