再聊聊贾尼别科夫效应

戴榕菁

我在前文“难道被苏联封了40年的真正秘密是。。。？”【[1]】中指出了这样两点：1）贾尼别科夫效应打破了角动量守恒；2）现有的对于贾尼别科夫效应的分析要么是仅限于讨论稳定性问题从而根本没有涉及旋转物体绕非旋转轴翻转的角动量，要么是用内力矩来解释物体整体翻转的动力来源从而违背了内力不可能改变物体的总动量或总角动量这一基本力学原理。

在上述博客文章的基础之上我写了一篇有关贾尼别科夫效应打破角动量守恒的英文文章【[2]】，并给大名鼎鼎的皇家学会的Proceedings A投了稿，然后不出意料地被他们拒绝了：

之所以我说不出意外的主要原因还是我对当今主流学界的水平还是有个基本了解。给他们投稿算是不定期地对他们的水平进行一种测试而已。

 

1. 看视频仔细确认贾尼别科夫效应打破角动量守恒

我在之前写的中英文文章【1,2】中明确指出：贾尼别科夫效应打破了被认为是现代物理学中最最基本的角动量守恒定律。在经典物理中，由牛顿定律可以推出动量守恒，由动量守恒可以推出角动量守恒；要知道不但动量守恒是由牛顿定律推出的，连能量守恒最初都是由Emilie Du Châtele在18世纪初从牛顿定律推出的。所以，在经典物理中，牛顿定律是最基本的。到了量子物理，因为相对论和哥本哈根的原因，物理学界放弃了牛顿定律但没有放弃角动量守恒。可见打破了角动量守恒不但砸裂了经典物理的地基而且让量子物理的基础再一次开始晃悠起来。

因此，我相信很多读者会象Proceedings A的编辑们一样对于打破角动量守恒这一点不但是白天不敢想，就是做梦也还是不敢想。但另一方面，因为贾尼别科夫效应只发生在微重力（模拟无重力状态）的环境中以至于我们只能从不同国家的科学家们在空间站做的贾尼别科夫效应的视频来观察贾尼别科夫效应，所以，为了让大家能够心安理得地从贾尼别科夫效应中看到角动量守恒是如何在微重力环境下被打破的，我们再一起来观看几个贾尼别科夫效应的视频，然后再针对视频做一些讨论。在观看下面几个视频时，请跳过视频中人为解释的部分，仅观看在空间站的实验部分，而且请关闭声音，这样可以集中注意力观察空间站中的物体运动。

https://www.youtube.com/watch?v=Xrf1HzFJ8jc&t=27s

https://www.youtube.com/watch?v=BPMjcN-sBJ4&t=16s

https://www.youtube.com/shorts/bPh3n6ElkaE

https://www.youtube.com/watch?v=89D_WzYVWxk

从上面几个视频我们可以直接看到这样几个特点：

1）在所有的视频中，旋转物体绕非旋转轴的翻转具有宏观可观测的量级，不是微观量，而所有环境中的重力的影响都极其微小以致于可以被忽略；

2）物体的翻转角动量与物体绕中间惯量轴转动的角动量之间没有确定的方向关系。物体翻转的角动量可以出现这样几种状况：i）基本保持一个方向；ii）正反两个方向周期性地相互交替；iii）毫无定性不断变化； iv）可以翻转过程中的中间态：绕中间惯量轴转动的物体可以先将中间惯量轴转90°，在那个位置绕中间惯量轴旋转一会儿，再将中间惯量轴继续转90°，在那里绕中间惯量轴旋转一会儿之后，再将中间惯量轴往回转90°，在那里绕中间惯量轴旋转一会儿，再将中间惯量轴继续往回转，如此往复。

3）贾尼别科夫效应得到不同国家的科学家在不同的空间站环境中的重复；

2. 讨论

上面的第1）个特点基本上已经排除了重力的影响。

上面的第2）个特点非常重要。

首先，它进一步排除了重力的影响。这是因为重力的方向是基本不变的，所以假如物体是在重力影响下发生翻转的话，那么不可能出现既有周期性地正反方向来回反复翻转，又有按照同一方向翻转，还有不断变化翻转方向的状况。

其次，它也排除了空间站内部任何隐藏的作用力的影响的可能。这是因为如果是由空间站内的隐藏的作用力影响的话，那些翻转应该能表现出相应作用力的周期规律，而且那些作用力的周期规律要与翻转的周期一致。但是，由那些视频可以看出，那些物体不同旋转时的周期不相等，且方向不确定，所以基本可以排除是由空间站内部隐藏的作用力引起翻转的可能性。再说，如果一个空间站存在着对于在空间站内部空间中运动物体的有着如此高频率的影响之作用力的话，不但空间站内部的科学家应该能够感受到，而且对空间本身的寿命也是一个非常不利的因素。

第三，最重要的一点是，不但翻转这一运动的角动量是在没有已知的作用力情况下“凭空”出现的，而且在整个翻转过程中，绕中间惯量轴的旋转本身并非如主流学界梦声称的那样是守恒的。这一点在上面第2）个特点中的第iv）种翻转运动态中表现得最为突出：当中间惯量轴从一开始的位置转90°并停顿在那里的期间，物体绕中间惯量轴运动的角动量与初始的绕中间惯量轴旋转的角动量明显不相同，更重要的是，物体在那个90°的位置上绕中间惯量轴旋转期间并不存在包括翻转在内的任何其它形式的转动，也就是说在那段时间内，物体绕中间惯量轴旋转的角动量就是它的总角动量，并不存在其它任何分量！！！

上面的第3）个特点进一步排除了是由空间站内部的什么隐藏作用力导致翻转的可能性。

 

3. 结束语

由上面的讨论我们可以比较放心地排除由重力或空间站内部什么隐藏的作用力引起旋转物体翻转的可能性了。而排除了重力和空间站内部的隐藏作用力的影响之后，一个简单而明确的结论就是：没有人类目前已知的任何一种作用力可以对空间站中绕中间惯量轴旋转之物体绕中间惯量轴的角动量的变化以及翻转本身所具有的角动量负责！

用中学物理课本上的语言再对上面的结论做一个翻译，可以得出这样的结论：没有人类目前已知的任何一种作用力可以使得空间站中绕中间惯量轴旋转的物体之翻转满足角动量守恒定律！

再用中文白话对上面这个翻译后的结论做一个翻译，可以进一步得出这样的结论：除非存在人类现有物理学完全不知的作用力，空间站中绕中间惯量轴旋转的物体之翻转，即著名的贾尼别科夫效应打破了角动量守恒定律！！！

 

3.1. 大名词止痛药/安眠药现象（Big Jargon as Painkiller/Sleeping-pill phenomenon）

前苏联发现贾尼别科夫效应被已经有四十年，他们向全世界公开这一发现也已经有三十年。那么包括一些著名的数学家和物理学家们在内的全世界成千上百个主流学界专家们在过去这么多年里怎么会连上述这种只要认真观看空间站发回的视频就能很容易得出的简单结论都没有看出来呢？

其实，这里涉及到一种我刚刚发现的普遍存在于学术界的社会心理学现象，我这里将其命名为大名词止痛药/安眠药现象（Big Jargon as Painkiller/Sleeping-pill phenomenon）。这种现象存在于包括哲学，物理学，心理学等等各种学术领域中。其基本特点就是，当学者们遇到难解的问题时就会搬出一些深奥的大名词来，越高深莫测越好，然后就好像一个因疼痛难以入睡的病人吃了止痛药或一个因各种原因而无法入睡的失眠人吃了安眠药之后可以面带笑容地安心酣睡了一样。

在贾尼别科夫效应这个议题上，主流物理学家们搬出的大名词就是“稳定性”。那可以说是与现今物理学界诸如湍流等各种最最高深莫测的现象绑在一起的大名词。有了这个大名词，物理学家们就觉得安了。。。。过去几十年里的物理学界就是这么处理贾尼别科夫效应的。除了那位数学家陶哲轩奇幻地试图用内力来计算总力矩之外，所有研究贾尼别科夫效应的物理学家都在证明了不稳定性这一步后打住了，完全不管到底是什么力矩能够让角动量保持守恒这个问题；与此同时，就如皇家学会的Proceedings A的编辑们那样，他们丝毫不认为贾尼别科夫效应和角动量守恒之间有什么不对付的地方。

因此，除了那位奇幻地用内力来计算总力矩的陶哲轩之外，整个学界在处理贾尼别科夫效应的做法上的唯一可以说得通的逻辑潜台词就是：只要有不稳定性，不需要任何其它作用力，空间站中绕中间惯量轴旋转的物体的翻转就可以满足角动量守恒定律。。。。用中文白话对这句话进行翻译，得出的结论就是：不稳定性就是让空间站中绕中间惯量轴旋转的物体之翻转满足角动量守恒的作用力。

等等，什么？不稳定性就是那个作用力？谁说的？。。。。哈哈，谁也没说，有道是，很多事只能做，不能说，一说出来就什么都不香了。。。。

但问题是，通过上面的分析我们可以看出，按照现今（除陶哲轩之外）的主流学界对于贾尼别科夫效应的解释，除了得出“不稳定性就是那个作用力”的结论之外，你还能找到第二种合理的解释吗？这里要问的一句话是：他们敢在课堂上用“不稳定性就是那个作用力”这样的话来面对学生吗？。。。。。。

3.2. 一种可能的解释

对于发生在空间站的微重力环境下的贾尼别科夫效应之打破作为物理学最基本的角动量守恒定律的一种比较能够理解的解释或许可以是：作为角动量守恒定律之基础的牛顿定律不是在微重力（模拟无重力）的环境下总结出来的，因此，贾尼别科夫效应之打破角动量守恒定律这一点并没有直接打破产生牛顿定律的经验基础。

 

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【[1]】难道被苏联封了40年的真正秘密是。。。？

[[2]]Dai, . (2025). An Example of Violating the Conservation of Angular Momentum. Retrieved from: https://www.researchgate.net/publication/388860279_An_Example_of_Violating_the_Conservation_of_Angular_Momentum