爱因斯坦的动质量公式真的被电子回旋加速器实验验证了吗？

司 今（[email protected]）

爱因斯坦在他的相对论中指出，运动物体有动质量和静质量之分，并给出动质量描述公式：m=m₀/√(1-v²/c²)；由此可以推出，当物体运动速度越大时，它的动质量就变得越大，这一论断似乎被“加速器中带电粒子运动周期会随其速度增大而增大”所证明，即当粒子被加速到接近光速时，带电粒子在回旋加速器中的洛伦兹运动周期会就会明显变长。

按洛伦兹运动理论推理，带电粒子在加速器中的运动周期为T=2πm/qB，即带电粒子的洛伦兹运动周期与其运动速度无关，周期是一个常量；然而，根据布歇尔实验，带电粒子随被加速速度增大而其质核比m/q会增大，从而使粒子在加速器中的运动周期T增大,关于这一现象，用洛伦兹理论无法解释；因为，我们得出的洛伦兹运动周期T=2πm/qB中是将m、q、B均看作是常量来对待的。因此，这就无法解释“加速器中粒子运动周期会随速度增大而增大”的物理原因。

在m/q增大现象中，如果将带电粒子所带电荷q看做不变，则m只能是变量且会增大，这完全符合爱因斯坦的动质量思想；按爱因斯坦动质量m=m₀/√(1-v²/c²)公式推理，因粒子m随其运动速度增大而增大，才使其洛伦兹运动周期T变长，这种解释似乎很合理，但当我们仔细思考一下就可以发现：当v/c→1时，则有m→∞，即P=mv→∞、E=mv²→∞,这就完全违背了粒子运动动能、动量守恒原理。

如果用爱因斯坦动质量公式m=m₀/√(1-v²/c²)代入T=2πm/qB，可以得出T=2πm₀/qB√(1-v²/c²),

因q、m₀、B均被看作是常量，故当v_e增大时，T也将增大；但这种推理让我们忽略了对结果是否合理的分析：

（1）、当v→c时，T →∞，说明粒子在加速器中要么运动速度变得无穷慢，要么其作洛伦兹运动的圆半径趋于无穷大，这就是直线运动；但这二个“推理”都与加速器实验事实不符；

（2）、当v→0时，则T →T_洛=2πm₀/qB，这也不符合加速器实验事实，因带电粒子都没有运动速度了，哪里还会有T →T_洛=2πm₀

可见，爱因斯坦动质量公式与加速器实验的定量分析结论并不相符。

我们知道，爱因斯坦相对论最给力验证是布歇尔实验[8]，对此实验，他认为，电子运动速度增大，电子的总质量就会变大，其依据是电子的荷质比η=e/m会随着电子运动速度的增大而变小。

这是他把电子电量看作是常量、电子质量看作是变量得出的结论。

如果我们把电子质量看作是常量，电子电量会随电子运动速度的增大而变小，则我们同样也能解释“电子荷质比随着电子运动速度的增大而变小”这一实验结果。

对此，我们用数学分析就是：

我们知道，质量、电量、磁量等都是在牛顿力概念下定义出来的量，对它们的定义都应包括二个方面含义：

（1）、表示物体或“荷”组成的基本粒子量多少，对不同“荷”概念就要为它制定一个用于度量的基本量单位，这就是“荷”组成的基本粒子概念，如电子，质量是me=9.1×10^-31kg、电量是e=1.602×10^-19C、磁量(用磁矩表示)是μeB=9.274×10^-24J/T等，用它们就可以去度量一个物体的质量、电荷量、磁荷量中所含的电子个数多少。

（2）、表示外力对物体或“荷”改变难易程度的度量，即它们所具有的惯性大小的度量。据此可按“荷量”惯性定义内涵不同，分为质量惯性、电量惯性、磁量惯性等。

从上面荷定义的共同含义中可以看出，质量、磁量、电量都是与力有关的量，荷载体是由基本荷粒子组成，说明它们都有量子性。

但在同一个公式中，如果出现二个以上的荷，则只可能将它们都定义为常量或其中一个定义为常量，不可能将它们都定义为变量，因为二个量之间的转换必须要有一个“比较基”存在，至于选哪一种荷为“比较基”，不能根据我们的主观需要而定，而应根据物质运动变化中基本组成粒子量化的难易、精确度而定。

例如，爱因斯坦是将电子电量定为“比较基”，才会有动质量存在，但我们别忘记了：

正电子运动的电力线区域分布变化

现代物理学实验已证明，电子在不同运动速度下其电量电场、磁量磁场的分布空间强度是有方位变化的[10]，但我们并没有看到运动电子质量场分布会有变化的情况出现。

同时，我们在研究电子在回旋加速器中的运动变化问题时，不应忘记，电子除了有质量、电量属性外，还有自旋磁矩属性；而且，我们认为，电子的自旋磁矩属性才是最根本的，也才是真正能够从物理机制上解决“电子荷质比随着电子运动速度的增大而变小“、”回旋运动周期增大“等问题。

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