2009年9月26日 星期六

科學實驗

原子物理學上有一個非常著名的實驗,科學家想證明光是粒子,若光是高速運行的粒子,當它撞擊物體時便應產生推動力,科學家就在一個真空的玻璃瓶內,架起一個類似風車的裝置,這個裝置以很輕的金屬薄片製造,一面是塗黑,另一面保持金屬原色,當科學家用強光照射這‘光風車’時,這‘風車’居然轉動了,就有如風吹風車一般,這不是就是證明了光有‘光壓’嗎?

光有沒有‘光壓’是一回事,但物理學家經詳細量化驗證後,發覺就算光有光壓,亦遠不足推動這個‘光風車’,但這‘光風車’又真是在實驗中,受光照射時轉動起來,箇中又發生了甚麼事呢?

原來,當被塗黑的一面吸收了光,便把光的能量轉變成熱能,這個‘接近’真空的玻璃瓶仍有極少量空氣,這些空氣被加熱,便會形成低壓區,於是便會形成氣流,即是‘風’,這個是真正的‘風車’而不是‘光風車’!

物理學可愛之處,就是並不滿足於祗觀察到現像的發生,而要作詳細的量化檢查和認證,想想當時觀察到這實驗的科學家是會如何的興奮,但興奮過後,便要面對更嚴謹的量化認證,物理學史上絶不欠缺由興奮變成笑話的例子!

另一例子就是當愛因斯坦提出廣義相對論後,極缺乏實驗的認證,物理學家終等到一個機會,就是將會發生日全蝕,由於廣義相對論預言光會被大質量的物體所屈曲,最接近地球的大質量物體當然就是太陽,這即是說,例如星光在非常接近太陽時,其光線便會被屈曲,準確量度接近太陽的星光,再比對地球運行的軌道,便可確認光是否有被屈曲,亦即可實證廣義相對論的預測。但在平日,太陽的光會完全蓋過星光,就祗有在日全蝕,太陽光被月亮所蔽閉,才有可能作觀測。

這觀察說就容易,但做就困難重重,例如,日全蝕的最佳觀察地點,就祗出現在極有限的地區,又例如,若下雨或密雲,觀察便會變得不可能!當時,全世界有不少人會作出觀察,但要達到科學可接受的程度,就一點也不容易。

就是有位科學家作出了觀察,其結果亦似乎和廣義相對論的預測相若。當然,今天我們已從其他實驗的數據,我們可合理地相信廣義相對論為正確,但當時的實驗,也要經小心的量化驗證。真可惜,當物理學家檢視詳細覆核觀測細節時,發覺整個觀測的精確度不足,其結果並不能為物理界所接納!

真正的科學精神,就是要基於事實,基於事實就是要可被實驗所證偽,若有科學家在足夠準確的儀器和觀測條件下,觀測到星光被沒有被太陽所屈曲,又或屈曲的程度與廣義相對論有極大的偏差,那麼,廣義相對論便立刻會被推翻!科學從來都不是真理,但就正因為科學並不是真理,科學才值得我們學習!

今天,我們普遍會接受所謂‘日心說’,即地球環繞太陽運行,很多人都會認為‘日心說’就代表‘科學’,‘日心說’打倒‘地心說’,就是‘科學’打倒‘不科學’!

有這樣的想法,其實就正代表‘不科學’,這話何說,下文再續!

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