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物理之路应该怎样走

已有 4065 次阅读 2017-12-30 09:28 |个人分类:物理新视点|系统分类:科研笔记

——大自然指引的物质物理探索之路

 晏成和

摘要:自然万物的构成源于质子、电子,那么物质物理的奥秘必定蕴藏于此,科学探索就应该全力以赴探究这“两子”,而不应该纠结于抽象的量子。

物理,物理,探求万物之理。世上万物,大至宇宙,小若尘埃,多如繁星,浩如烟海。物之理可以分为力、热、光、电、磁、核等几个分支,应该如何归纳、如何求索、从哪里入手?解读其理。

物质显现的物理现象(强度,温度,传热,导电,光电、相变,磁性等)其机理应该蕴含于内在、存在于细微之中。于是,学者用粒子加速器把物质粉碎成最小微粒,从中检索出了64种轻、重粒子罗列在案,却难有下文,难以解读这些基本粒子在物质构成中的作用,如何形成物理特性及其机理。物理人指望出现一个希格斯粒子能够整合互不关联的所有粒子,解读万物的内在机理,从而拨开所有的物理迷雾。这个未能谋面的希格斯粒子寄托了全部物理学的希望。此一药能治百病?实在是有难以承载之重,看来希望渺茫、基本粒子之路不通。

百年前的光电效应实验:光照金属产生了电流,光(电磁波)被解读为光子、具有“粒子能力”。半个世纪前,克劳斯·约恩松用电子束做双缝实验,发现:电子发生衍射,具有波的特性;于是认为:粒子(电子)是波,光波也是“光子”。由此,引入波函数为第一公设,建立了“微观粒子有波粒二象性,二者依概率而存在”的量子力学。

量子物理把波、粒、能量一把抓,成了三位一体的杂烩,把科学引向糊涂,波粒纠缠90年没有解读一个自然之谜。量子力学为了维护其概率理论告诫学子:探讨核外电子运动的线路、速率,就是不懂量子物理、就是现代科学的门外汉。于是,壁垒森严地设置了科研禁区,学子一进入本科就被洗脑、从此难有探索的自由,禁锢已经成为科学进步的拦路虎。

量子力学表面上牛气哄哄,几十年来都在淡化逻辑、花大力气维护自身正确,实际上并没有促进科学的进步,量子理论难以谋求物质内在机制的物理。

综上述,百年物质物理路:一个是把物质粉碎成微粒,建立了基本粒子的陈列室,也就走到了山穷水尽;一个是把波、粒、能量,混称为量子、定义模糊。为了解释其波粒变换用到了“坍缩,纠缠”之类的新词,为解读新名词而研发了膜理论、弦理论,两理论显赫一时,因为不是自然真实,终究走向沉寂。近些年量子物理导致科学走向了神坛、走向迷茫,并没有找到自然物质的物理真谛。

学人不禁要问,物理之路应该怎样走?

物理,探求万物之理。世上万物广袤、苍茫,从何入手?有没有一个万物的集中展示的地方——有!那就是百年前科学的重大成果——元素周期表。周期表一百多种元素是世上万物之本,而且每一列元素的理化特性、晶体构成基本相同,那么,敬用周期表把万物归纳到百种元素、再由价电子数归顺到8类,研读科学当然要走这条近路,所以现代中学生都要熟读这个元素周期表。

进一步研习你会发现,周期表精致、简洁,大自然仅仅依照自然数的质子和电子的结合,就把所有物质的特性表达的淋漓尽致。那么,探求万物之理——研读一百多种元素——注重1-8个价电子的作用——探索自然的质子和电子。于是物理探索就有了脉络,这就是大自然指引的物理探索之路。

周期表明白无误地告诉我们:所有的物质都是由质子、电子构成;世上万物的特性(包括结构、力、热、光、电、磁)均发端于质子、电子;物质物理学的根本就必定存在于原子核及核外电子之中;物理机理来自于质子、电子的相互联系和运动;那么,探索质子、电子的特性及其运动、就是研讨物质物理的惟一正确的路径,物理人当然应该遵循自然提示竭尽全力、不离不弃……

可惜事实上已经全面放弃。百年来,物理人对质子和电子的探索止步于早年权威的结论,认为原子核-质子带正电荷、电子带负电荷,正、负电荷相互吸引使得电子绕核旋转构成了原子。这样“同性相斥、异性相吸”的认识是人们依照自然生物的联想。于是质子、电子是异性相吸的论断几乎成为自然公理,那么、探索到此为止。物理人只能改弦易辙、舍本求末、走进上述粉碎粒子、纠缠量子的缘木求鱼的曲折路。    

早年用“异性相吸”解释质子对电子的吸引来自生物学的联想,情有可原,费解的是之后几十年没人反思其中的细节:硬是把质子、电子分别看成两个“子”,赤裸裸的两个“子”没有接触、怎样相互作用、相互联系?忽略了物理的相斥、相吸是什么机理、怎样执行的?忽略了大自然赋予质子、电子各自伴生着的场与外界联系,这一极其重要的自然存在。

对物理学而言,仅仅运用“异性相吸”这个概念来解释原子的存在、得到的结论是模糊的、表象的,忽略、蒙蔽了相距条件下的相斥、相吸过程中场的存在和作用,掩盖了真相;抹杀了相斥、相吸的物理机制。

先来看电子,自从人类发现了电子,电子几乎就成了物理学的主角。

现代物理学忽略电子携带电荷、电子不平衡产生电压等自然事实,不求甚解、把电子仅仅看成一个粒子、看成是粒子又是波的一个“量子”。研究自然物理却无视自然提供的蛛丝马迹,就像侦探不依据线索,失败是不可避免的。

初中物理实验,把绝缘起来的金属球导入电子,金属球立刻就形成了静电场、同时产生了电压。这时,电子与电子发生相斥,细节是:1、电子之间没有接触,发生相斥,趋表、趋尖;2、距离越近、外来电荷越多、电压越高、斥力越强。电子之间没有接触就产生相互排斥,排斥力来自哪里、如何起作用?为什么力与距离呈平方反比关系?

相距且发生作用必定是场——电子自身携带着场!事实说明:大自然在缔造电子时不是制作了一个简单的粒子,而是让电子携带着场-与另电子相斥、与外界交流的场。

电子携带着场是大自然赋予电子的重要的物理特性,该特性使电子与电子分开距离。原子内,电子按2、8、18均布就是电子的这种场特性的使然;同时也能使原子分子分开距离,物质蒸发成气体,分子之间推开距离、体积扩大千倍,也是电子场特性的杰作。(将在物质的相变中详述)

伟大的自然神赋予电子的场不仅仅是相斥,在电子移动时其伴生的场是磁场,古老的奥斯特实验见证了这一现象,于是也就有了自然界的磁性、磁场,由此派生出物质内的一种连接力——电磁力;在电子振动时伴生的磁场脱离场源、形成了辐射的电磁波,于是就形成自然界的波、长波…微波…可见光…等等各种电磁波。

大自然让一个小小的电子:1、携带着电荷、伴生电场,同时伴生着电场力。2、与质子定量相互吸引、形成核外电子。3、移动时产生磁场,同时伴生磁场力。4、振动时辐射电磁波。大自然让电子伴生电磁波与外界联系、交流互动,构成了物质各种性能。同时也形成了两种发端于电子的原始力——电场力、磁场力,实在令人敬畏。

电子伴生电磁波,所以电子束当然也伴生着密集的波,于是电子束也就有了衍射、干涉等波的特性,用电子束所做的波、粒二象性实验(双缝实验、汤姆孙实验等等),显示出波的特性,都是因为电子伴生着波。大自然不会制造一堆孤立的粒子、又依照人的意识去偶尔把它变成波。而是赋予电子周围永远伴生着波,因此波、粒二象性的讨论可以画上句号。

物理学不能低估自然造物的精巧,电子远不只是那个1/64的简单粒子。自然物质的构成及强度,温度,磁性、相变、发光等等物理特性都来源于核外电子有规律的运动。(现代物理把电子仅仅看成一个量子,会丢失多少信息!)

再来看看质子,现代教科书中写到:“质子是带正电且电量为e的粒子。”因为“异性相吸”,吸引了带负电荷的核外电子。我们暂且承认异性相吸,但是,应该如何面对原子核内质子的同性相斥?核内那么小的地方,带正电荷的质子相距很近、只有核外电子距离的万分之一,如何能够相安无事的挤下几十个携带正电荷的质子(银47个、铅82个)、同性相斥的巨大斥力哪里去了?可见质子带正电不是自然真实,是早年错误的猜想、是一种错误的生物学联想。

早年,日本的汤川秀树提出介子理论,“一个介子可以转化为一个电子和不带电的轻子。交换介子而互相转化,核力是一种交换介子的相互作用。”尽管该理论得了诺贝尔奖,还是不敢恭维。大自然不会先让质子带上正电荷,在核内产生很大的斥力,再去搞一些神奇的介子在其中调和,巨大的斥力怎么调和?介子是一个臆想的胡说,其作用是去掩盖前面的胡说-质子携带正电荷。

事实上质子根本没有携带电荷,质子对电子不是异性相吸,而是自然之神赋予质子专门的质子场。

质子携带的场也是多功能:1、定量地吸引电子、平衡电子的场,导致电子运转。2、对所有的场粒子(电子、质子)都有吸引力。 3、没有边界,只能有聚合功能、因而质子的引力场不能屏蔽只能叠加。4、质子对电子的引力随着温度发生变化,因此核外电子的速率随着温度发生变化。


大自然让质子的场与电子所伴生的场精确对应,并且原子核各面都需求有电子的覆盖,所以形成等量的电子绕核旋转构成原子。质子场与电子场电平衡,使得原子不显电性。当物质内多出了电子,多的电子在原子周围没有归宿,造成了复合场的不平衡,物质显负电。当物体缺少了电子,原子相互挪用电子,物质显正电并且产生电压。物质显现正电、负电,同时产生电压,是大自然特地让物质内的电子趋向平衡,是物质的整体行为,不是所谓质子带正电。

大自然让电子所伴生的场相斥,导致粒子分散,却让质子的场吸引相聚。自然之神在设计最基本的粒子时就精明的运用了对立统一的法则。

质子-电子复合场能够随着温度改变电子运转速率,能够辐射、接受电磁波,因而也造就了物质的各种温度特性(物质的相变、热性能等)。

百年前刚刚发现电子、质子,人们对其性能猜想粗放,提出质子、电子正负电相互吸引是权宜之计,衣钵相传成为金科玉律。今天,我们应该重新研读质子、电子,特别是关注自然赋予质子、电子的场。质子场与电子场有明显的四大不同:

作用不同,质子场-相聚、电子场-分散;

性质不同,质子场-不可屏蔽,电子场-可屏蔽;

公式不同,质子场-与质量相关,电子场-与电量相关;

温度效应不同,质子场-场力随着温度变化、电子场-速率随着温度变化。

几十年来科学向宇宙、向核内进军,花费几十亿美元寻找短命的粒子碎片;三代物理人在量子波粒中辨析、纠缠。物理探索背离元素周期表的指引,对大自然的尤物、对唯有的两个长寿粒子-质子、电子的研究却浅尝辄止、不求甚解。质子和电子是自然物质的源头、是构成自然万物的基材。重新探索质子、电子及其伴生的场,是大自然指引的物理探索的必由之路。让思想从囹圄中解放出来,科学将打破沉寂、迎来新的曙光。

                            2017/12/28





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