测重力加速度小球需要当作质点吗(原来罗俊团队30年如一日在山洞里磨小钢球测万有引力常数)

原来罗俊团队30年如一日一直是在山洞里磨小钢球测出的万有引力常数 这科学吗?

据《羊城网》2018年9月3日羊城派记者孙唯通讯员刘艳玲的“30年磨一G!中国山顶洞人测出高精度万有引力常数”报道,原来罗俊团队测量出国际最高G值的万有引力常数扭秤科学实验,原来罗俊团队是30年如一日一直在山洞里磨小钢球了。

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罗俊院士在引力实验室的山洞中

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罗俊团队摆动周期法的实验设备图

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中国科学家罗俊团队用不锈钢球测出最精确万有引力常数图

据中山大学特聘副研究员,罗俊团队核心成员、论文的共同第一作者薛超介绍:罗俊团队测量G采取了两种办法,分别是扭秤周期法和扭秤角加速度反馈法。在这两个实验中都有一个必不可少的实验设备——六个无磁性的、均匀密度的、直径57毫米或127毫米的不锈钢球。说起来非常简单,做起来可是艰难无比。

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【中山大学天琴中心特聘副研究员薛超】

薛超说,工欲善其事,必先利其器,但做一个球差不多要耗费大半年的时间,六个球要耗费2-3年甚至更久。因为正式实验时用的钢球做工要求非常精细,圆度误差不能超过1微米,约一根头发丝直径的六十分之一。

“球肉眼看起来是光滑的,但是放大看实际上并不是圆的,如果太凹凸不平,是没有办法计算的。”刘祺说。

面对厂家不愿意继续加工的情况下,团队成员就自己请专业的师傅一起磨,磨一下,就测一次。最终,经过长时间的鏖战,终于得到了圆度好于1微米以及好于0.3微米的球。

正所谓细节决定成败,30多年的时间里,罗俊团队不断地对完全自制的扭秤系统进行改良和优化设计。

除了不锈钢小球,还有扭丝特性研究、小球距离精准测量等种种难关。《自然》杂志发表评论文章称:这项实验可谓“精确测量领域卓越工艺的典范”。

此外,测量G值需要如此精密,可不能在普通的房间里测。刘祺说,因为G值很小,一点点环境的变化都可能导致测量的不准确。故而G值测量选在了大山的山洞中。

山洞冬暖夏凉,天然的恒温特性使日温度变化小于0.01°C,而且山洞恒压恒湿、抗地震效果好,可以最大限度减少外界干扰。但是实验人员由于长年不见阳光,脸上都会长白斑。

此外,山洞里没有手机信号,人们只能全神贯注地做实验,平常早晨起来在实验室一呆一上午,中午吃个饭,回来继续做实验。

从薛超的介绍可知,罗俊团队测量万有引力常数的主要精力放在打磨不锈钢球上了?其实罗俊团队长期打磨不锈钢球的做法,从原理上说南辕北辙完全是无助于实验的无效劳动?

为什么?因为罗俊团队测量的是不锈钢球之间的引力大小,而不是测量不锈钢球的直径体积重量重量?打磨的再圆再精都无助于事?

玩过吸铁石磁铁的人都知道,不管是方形磁铁、圆的、马蹄形的、三角形的、包括任何破碎不规则磁铁的吸引力大小,磁铁的吸引力跟磁铁自身磁场强度和磁铁大小有关,磁铁的磁场强度越强磁铁越厚越大磁铁的吸引力越大,所以磁铁的吸引力与磁铁的形状无关。

另外,从罗俊团队实验用的不锈钢球的亮度看,连续打磨多年的不锈钢球打磨之后一定进行过抛光处理的,不然不会那么亮?了解不锈钢球结构特性的都知道,奥氏300系列的Ss316不锈钢球本身无磁性打磨抛光后无磁的不锈钢球就有磁性了?这个就是问题猫腻所在?

磁引力只能证明磁铁性物质,要验证任意两个物质间有相互吸引力的牛顿的万有引力定律G值,就要测验测验铜铝锡金银塑料玻璃等万物之间是否有吸引力,看看玻璃能不能和塑料吸在一起,拿出2999.9999万个的万物之间有吸引力的科学证据,才有说服力?

科学不是信仰,而是拿证据说话。科学的方法奠定了基础,强调实验数据及其结果的重现性。期望罗俊团队用没有打磨、没有抛光、或打磨抛光后经过消磁退磁处理的Ss316不锈钢球做万有引力常数扭秤实验,以验证卡文迪许扭秤实验所测万有引力常数的科学性?

您认为:罗俊团队三十年如一日在山洞里磨30年不锈钢小钢球测量万有引力常数科学吗?

2018.10.10 文字考古学

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