时间从来不相对——粒子为何有固定的半衰期？
2006-07-08 11:58阅读：
原子的衰变是指这样一种现象：原子核释放出一些较小的粒子，从而变成另一种原子核。原子核数量的一半发生衰变所需要的时间就是半衰期。一般来说，原子的半衰期是非常固定的。
为什么会有这样一种现象？相对论不能回答这个问题。也许，相对论的传教者们甚至都不认为相对论与粒子的半衰期有何直接的关系。
前面的《时间从来不相对——论“寿命变长”》指出，由于以太的作用，粒子具有质量递减的特性。我们就从这里开始寻找粒子具有半衰期的原因。
既然有质量就要发生递减，我们就可认为，同样多的质量、在同样的时间里会失去同样多的质量。于是，有
（1）
上式中，M为粒子的质量，t为时间，B为待定常数，不妨称B为“质减常数”。将上式两边积分，注意粒子的初始质量为M0，末质量为M，得
（2）
从这里，我们不难看到衰变的实质：粒子在质量递减规律的作用下，粒子因失去质量或能量而发生的粒子结构的解体。
（2）式表明，从理论说，只要给予足够长的时间，任何粒子都会发生衰变。这一结论显然符合我们“万物皆变”的世界观。
不同的粒子，抵抗质量递减效应的能力是不同的，这就使粒子表现出不同的稳定性。
结成一团的粒子，它们构成一个有能量交换的系统。当这团粒子中的一个粒子因质量递减效应而被减少了一点能量时，它会趋于从系统中的其它粒子那里获得补充，其它的粒子也是同样；于是这堆粒子中总有一个力量最弱的粒子会被其它的粒子取走能量，一直到这个粒子发生衰变为止；接着，又会出现一个最弱的粒子……。这就是为什么一堆粒子不是同时发生衰变、一定时间内总是只有固定比例的粒子发生衰变的原因。
我们可以计算粒子的衰变规律如下。
假如有一种粒子，它的质量为M0，它保持不衰变的最少的质量为Ms，于是根据（2）式，有
（3）
ts为此粒子发生衰变所需的时间，从上式可得
（4）
设，当有N个粒子时，在微小的时间dt内有-dN个粒子衰变，则有
（5）
设初始时刻的粒子数为N0，把上式积分，得
（6）
当N/N0=1/2时，从上式可得
（7）
上式就是N个（一堆）粒子的半数发生衰变所需的时间，也就是我们所熟知的粒子的半衰期公式（B、M0和Ms均为常数）。上式说明，粒子的半衰期只与粒子保持不衰变的最少的质量Ms、粒子现在的质量M0相关。
前面的文章说过，以物质递减的速度来计量的时间是其它所有物质都共同经历的时间，所以根据粒子的半衰期求得的时间是真实而普遍适用的时间。
末了，我还想问一问相对论：按照相对论的观点，由半衰期计算出来的星体的年龄，这个年龄（时间）是谁相对谁的？
