反中微子冲撞狄拉克？

戴榕菁

之前我提到过相对论能量和动量关系【[1],[2]】对于量子力学的重要性。作为狭义相对论的第二号人物的狄拉克的主要贡献在于他的那个用相对论能量和动量关系推导出来的复杂到一般教科书都懒得详细介绍的狄拉克方程【[3]】：

             （1）

确切地说，他的方程还不能说是“推导”出的，而是如薛定谔方程一样是“构造”出的。当然，理论物理界是不讲究这样咬文嚼字的，对他们来说构造出的和推导出的是一个样，甚至是重新定义之后再沿用原来的名字都没问题，只要同行peer们能接受，能通得过peer review就行，对于那个相对论动量的守恒的运用就是一个典型的例子。

今天理论物理界用的更多的是作为狄拉克方程的进阶版的Klein-Gordon方程：

                      （2）

与狄拉克方程一样，Klein-Gordon方程也是从相对论能量和动量关系推导出的，只不过它比狄拉克方程的阶数更高而且看上去更简单。尽管如此，狄拉克方程仍被认为是量子场论的基础，因为狄拉克是第一个将狭义相对论与量子力学结合的。相应地，量子场论也被称为相对论量子力学，而狄拉克也顺理成章地成为了狭义相对论的第二宗师级的人物。

今天提到狄拉克的贡献，人们几乎马上就会扯出反物质来，因为物理学界公认狄拉克方程预言了反物质粒子的存在。但实际上，当初狄拉克并不知道有反物质，他推导那个方程的目的是要为泡利大师解围。因为根据泡利大师的不相容原理，同一个原子能级上应该只有一个电子，但人们根据实验数据判断认为实际上有两个电子。狄拉克的目的是要证明电子的自旋可以有左自旋和右自旋。因此，同一能级上可以有两个自旋相反的电子。

因为由狄拉克方程得出的对应于电子的复数解的共轭复数解也满足狄拉克方程，所以后来就被解释为狄拉克方程预言了质量及自旋与电子相同但电荷与电子相反的粒子，即反电子又被称为正电子。且被认为正反粒子相遇会一起湮灭而释放出巨大的能量。

这里我们要注意到一个非常有趣而且重要的现象：在狄拉克的所谓的相对论量子力学中，粒子的相反的自旋方向和粒子的反粒子是相互独立的两个不同的概念。

但几乎是在同一时期，泡利大师又预言了不带电荷的中微子的存在【[4]】。只不过奇怪的是他们似乎并没有意识到中微子的登场对于狄拉克理论会造成的冲击。

中微子对于狄拉克理论的冲击实际上来自于那个所谓的标准模型的一个刻板模式：狄拉克证明了反物质的存在，所以中微子也一定要有反中微子存在。

但问题是，狄拉克当初帮忙泡利大师的不相容原理时面对的是带电荷的电子，因此可以把反电子解释为电荷与电子相反的粒子。现在既然泡利大师都已经预言中微子不带电荷了，你还拿什么来与中微子相反呢？------这本身就已经构成了明显的逻辑悖论。但是，对于抛弃了哲学的物理学界来说，只要数学好看，逻辑问题算什么问题呀。于是他们当中有人提出了反中微子的基本特性是自旋方向与中微子相反。

这里要特别注意，不但当初1956年被认为是证明了中微子存在的实验中的中微子被认为是反中微子，而且所谓beta衰变中产生的中微子也是反中微子。也就是说，物理学界对于没有电荷的中微子的反粒子这个概念可不是说着玩的，而是认真的。而他们判断反中微子的依据就是与之同时存在于反应过程中的（包括反应物和反应产物）其它粒子的自旋方向。也就是说，物理学界用中微子的自旋来判断反中微子是认真的。

但不对呀，电子也有不同方向的自旋呀。在反物质的祖师爷狄拉克那里自旋方向不同并不构成反粒子的条件呀。这时你会看到物理学界的大师们使出理论物理的大绝来了：用语言法则代替物理法则。他们提出中微子有左旋和右旋，反中微子也有左旋和右旋，但中微子没有电荷。

这里你会发现，与狄拉克的反电子不同，由于中微子和反中微子都有左旋和右旋，而中微子不带电，那个“反中微子” 从本质上来说就是一个语言学上的名词而已，并没有任何实质性的内涵，因为你既不能象判断反电子那样地用电荷来判断反中微子，又不能从理论上论断说与中微子自旋相反的就是反中微子，只不过在实验中物理学界确实是根据自旋来声称他们发现了反中微子而已。

如同专业哲学界只要给出一个“主义”的名称，就可以撇开现实而在那个“主义”的基础上搭积木一样，物理学既然给出了反中微子的名称，自然要大做一番文章的。他们进一步提出只有左旋的中微子和右旋的反中微子会在产生引力外还会通过所谓的弱作用力与其它粒子发生作用，而右旋的中微子和左旋的反中微子除了会产生引力外不会产生任何其它力因而被称作“惰性（反）中微子”。

或许物理学界对于自己在反中微子的论述上的逻辑的混乱也感到略有不安，于是就再次发挥了理论物理学的灵活性的优势，搬出了马约拉纳模型【[5]】，并说凡满足这个模型的粒子就和它的反粒子是一回事儿。于是他们努力地证明中微子满足马约拉纳模型，因而不必象狄拉克预言的那样具有反中微子。

什么？没有听错吧？

没错，尽管理论物理学界还没能证明中微子满足马约拉纳模型，他们正在向这个方向努力。但他们似乎丝毫不觉得应该先了结一下他们在狄拉克那里欠下的债：虽然狄拉克当初试图解释的是电子自旋对于能级分布的影响，他的出发点可是被认为是具有一般性的下面这个相对论能量和动量关系式呀：

E² = p²c²+m²c⁴                                     (3)

如果你们认为中微子可以不满足由这个相对论能量和动量关系得出的狄拉克方程而满足马约拉纳模型，那至少也要告诉我们一下狄拉克的方程出了什么问题，或至少告诉我们当初你们为社么认为可以用狄拉克方程了判断说中微子也有反粒子的吧？？？

物理学界当然不会做这样的解释。逻辑混乱对于他们来说早已成为家常便饭，他们才懒得和你们斤斤计较呢。有奶便是娘。对于物理学界，只要数学上好看，逻辑算什么，反正微观世界谁也看不见，一切都由他们来解释。。。。。。

 

 

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[[1]] 戴榕菁 （2023） “相对论动量和能量的一笔乱账”

[[2]] 戴榕菁 （2023） “为什么要讨论相对论动量和相对论动能之错？”

[[3]] Wikipedia. "Dirac equation". Retrieved from https://en.wikipedia.org/wiki/Dirac_equation. Last edited on 6 February 2023, at 11:08 (UTC).

[[4]] 戴榕菁 （2022）“中微子及与之相关的乱象”

[[5]] Wikipedia. “Majorana equation”. Retrieved from: https://en.wikipedia.org/wiki/Majorana_equation. Last edited on 4 August 2022, at 20:14 (UTC).

[慕容青草]

暗黑势力又 一如既往地从反面证实了我的这篇文章的价值。。。他们又按耐不住地跳脚了。。。在academia.com居然一下子给我留两个一样的言。。。呵呵
与一年前维护狭义相对论不同，今天的网军们改变了策略，这帮垃圾现在总是张口就骂爱因斯坦，然后拼命维护相对论量子力学即量子场论。。。。虽然我很讨厌他们骂爱因斯坦，但也可感受到他们正在退防。。。呵呵。。。。其实这帮垃圾屁都不懂，只是他们老板让他们说什么就说什么而已。。。。。

[慕容青草]

有科普网红说狄拉克推导他的公式是为了总结前人的经验将薛定谔方程从低速推广到高速。。。。估计他在做节目之前懒得去了解一下狄拉克本人是怎么讲的。其实只要打开狄拉克1928年推导该方程的文章随便扫一眼狄拉克的原文（Dirac, P. A. M. (1928). "The Quantum Theory of the Electron". Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 117 (778): 610–624. ），就能知道狄拉克当初不是吃饱没事干去要泛泛地发展薛定谔方程，而是有着非常明确的“项目目标”的，那就是当时的量子力学理论提出的原子能级上只有一个电子（指的是泡利大师的理论）与实验结果之间的不一致：

The new quantum mechanics, when applied to the problem of the structure of the atom with point-charge electrons, does not give results in agreement with experiment. The discrepancies consist of “ duplexity ” phenomena, the observed number of stationary states for an electron in an atom being twice the number given by the theory. To meet the difficulty, Goudsmit and Uhlen- beck have introduced the idea of an electron with a spin angular momentum of half a quantum and a magnetic moment of one Bohr magneton. This model for the electron has been fitted into the new mechanics by Pauli,* and Darwin,f working with an equivalent theory, has shown that it gives results in agreement with experiment for hydrogen-like spectra to the first order of accuracy.

[慕容青草]

我当初在调研狄拉克1927和1928的文章时并没有看见他明确谈论反粒子，但后来在他的1931年的文章里看到了相关的如下的论述：

【
It thus appears that we must abandon the identification of the holes
with protons and must find some other interpretation for them. Following
Oppenheimer, we can assume that in the world as we know it, all, and not
merely nearly all, of the negative–energy states for electrons are occupied. A
hole, if there were one, would be a new kind of particle, unknown to experimental physics, having the same mass and opposite charge to an electron.

We may call such a particle an anti–electron. We should not expect to find
any of them in nature, on account of their rapid rate of recombination with
electrons, but if they could be produced experimentally in high vacuum they
would be quite stable and amenable to observation. An encounter between
two hard gamma–rays (of energy at least half a million volts) could lead to the
creation simultaneously of an electron and anti-electron, the probability of
occurrence of this process being of the same order of magnitude as that of
the collision of the two gamma–rays on the assumption that they are spheres of
the same size as classical electrons. This probability is negligible, however,
with the intensities of gamma–rays at present available.
】

不管怎么说，1）他对反物质的论述是基于与电荷对应的能量，而中微子没有电荷，凭什么根据狄拉克的理论来声称中微子有反粒子，又凭什么要扯出马约拉纳方程来试图证明中微子没有反粒子。。。。狄拉克方程所基于的能量动量关系并没有限定电子，现在如果认为狄拉克方程不适用于中微子，应该至少给出一个明确的交代

2）只要人类的逻辑是一致的，狭义相对论在爱因斯坦和洛伦兹那里错了，在狄拉克和Klein-Gordon这里也对不了。。。。。

[慕容青草]

纠正一点：现有Klein-Gordon后有狄拉克方程。。。。Klein-Gordon没有考虑自旋，但考虑高级，狄拉克考虑自旋，但没有考虑高级。

两个都用了狭义相对论，所以都错！