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科学史上令人神往的三个世界“奇迹年”

2019/04/02   维加斯新闻报
甘永超

    在科学史上，有三个世界科学“奇迹年”，其中的几位天才级科学家，为人类的文明和进步做出了不朽的贡献。我们在分享现代科学与文明的同时，也可以追忆一下那些往事……
    这三个世界科学“奇迹年”分别是1666年、1905年、2012年（比较爱丁顿对广义相对论的验证与“太极粒子波”的“3+1+1”验证，可以进一步确认）。
    1666年，牛顿独自一人就奠定了微积分学、经典力学、光学和天文学（天体力学）这四大学科的基础，其中的任何一项工作都足以让牛顿名列有史以来最伟大的科学家之列。1665年夏，伦敦黑死病（一种鼠疫）肆虐。距离伦敦不远的剑桥人心惶惶，学校索性遣散学生回家以躲避这场瘟疫。牛顿当时已经在剑桥大学三一学院学习了4年，期间对当时许多科学问题都做过深入的思考。瘟疫使牛顿回到了家乡林肯郡乌尔索普，在接下来的18个月中，因他的独立思考而改变了整个近代科学。这时期牛顿的贡献主要集中在四个方面：首先是微积分的发明（稍晚德国的莱布尼茨也独立完成，只不过当时的牛顿称之为“流数法”），这是一种全新的数学方法，可以处理变数的无限细分和积累效应。其次是在“流数法”的基础上，创立了牛顿三大定律，奠定了经典力学的基础。第三则是万有引力定律的发现，著名的苹果落地的故事就是它的美妙传说，这是牛顿一生中最光辉的伟业——为天体的运行制定规则。后来关于万有引力定律的三大验证：哈雷彗星的回归，海王星的发现，地球形状长圆、扁圆之争，一时传为美谈。牛顿也因此而矗立于科学的万神庙之巅。第四是通过光的色散实验，牛顿揭示了光的本性。任何一位科学家，如果在这四者之中能占其一，即可在科学史上立于不朽，而牛顿却一人兼具，真是“万千宠爱在一身”，也难怪不少科学家惊羡不已。
    1905年，爱因斯坦独自一人就发表了六篇论文。单单这一年的工作，至少就配得上3-4个“诺贝尔奖”！而这六篇论文影响至今，令众多物理学家陶醉其中。1900年的普朗克，提出了非常玄乎的“能量子”，高山流水觅知音。五年后，爱因斯坦第一个回应，在1905年3月，他发表了《关于光的产生和转化的一个启发性观点》，运用“光量子”一举解决了光电效应问题。这篇论文，是爱因斯坦本人唯一用了“最革命的”字眼来评价的论文。正是这篇论文，大大拓展了普朗克提出的量子论，也使得爱因斯坦本人跻身于量子论的三大教父之一（另一位是玻尔）。1905年的4、5月间，爱因斯坦又发表了两篇关于布朗运动的论文《分子大小的新测定法》、《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》，提出了测定分子大小的新方法。几年之后，法国科学家佩兰用实验证实了这一理论，无可辩驳地证实了原子的实在性。1905年6月，爱因斯坦发表了狭义相对论的论文——《论动体的电动力学》。这篇文章驱散了物理学的两朵乌云之一“迈克尔逊-莫雷实验测定乙太风的零漂移”，同时，也拓展了我们的时空观，是人类智识史上一次质的飞跃。在此基础上，同年9月爱因斯坦又发表了《物体的惯性同它所含的能量有关吗》，推导出了著名的质能关系式。1905年12月，赶在这一年结束之前，爱因斯坦发表了《关于布朗运动的理论》。量子力学的奠基人之一德布罗意曾如此评价爱因斯坦所创造的科学奇迹：“爱因斯坦以非凡的精力，在同一年里，建立了今天主宰著全部现代物理学的两大理论（相对论和量子论）中的一个，并且对另一个理论的发展也作出了主要的贡献。”2005年，是联合国教科文组织确定的“世界物理年”，旨在向100年前的爱因斯坦奇迹年致敬与纪念。
    2012年是第三个世界科学“奇迹年”吗？七年后的今天，我们感觉到了多少？这也难怪，只要你回首1912年的爱因斯坦就一目了然：不要以为他大红大紫，1905年诺贝尔物理学奖获得者、爱因斯坦祖国国家元首的科学顾问勒纳德竟然是激烈反对爱因斯坦的急先锋恐怕会吓你一跳。真实的科学史事，与我们的感觉很可能相差十万八千里！那么，2012年到底发生了什么值得关注的科学事件呢？那就是，甘永超关于“世界的本原”、“物质世界的最基本结构单元”、“光的本性”、“实物与场（粒子与波）的关系（物理学尚未征服的山峰中的最高峰）”等重大科学难题的破解，经过近20年的积淀与凝练，已经被写进大学教科书《自然科学概论》（娄兆文等主编，科学出版社，2012年，44-48页）中流传后世（4年内重印4次），并在2018年“第24届世界哲学大会”上报告和彰显……
    甘永超在“经典电磁场按光子对应分解”的基础上揭示了与爱因斯坦“光的波粒二象性”、德布罗意“实物粒子的波粒二象性”相并列的“第三种波粒二象性”——经典（电磁）场在结构上的粒子性，并理顺了“三种波粒二象性”之间的“π型结构”关系，完美而又和谐地统一了这“三种波粒二象性”，从而，揭示了微观客体的“π型三重波粒二象性”。这是比“光的波粒二象性”、“实物粒子的波粒二象性”更高层次的理论，蕴含着物质世界的更深刻本质——物质世界的最基本结构单元“太极粒子波”理论。请看：
甘永超，男，1962年7月生，湖北省公安县人，原上海科技大学研究生毕业（经反西格玛负超子的发现者王淦昌先生推荐入学）。主要从事理论物理、光物理、核子物理、自然辩证法与科学史方面的教学与研究工作。公开发表学术论文四十多篇，分别获湖北省第十二届、十三届自然科学优秀学术论文二等奖。创建了一个“物理公式（甘永超公式）”、两个“物理模型（‘π型三重波粒二象性’与‘太极粒子波’）”并于2012年被分别写入经典教科书中流传后世，涉及“世界的本原”、“物质结构的最基本单元”、“光的本性”、“实物与场（粒子与波）的关系”、“分立与连续（量子物理与经典物理）的矛盾”等重大科学问题。2013年接受央视华人频道25分钟专访《甘永超：解密“甘永超公式”》并受到人民网、新华网、中央党校-中国干部学习网、《科技中国》、《科技文摘报》、《中国新闻》、《中华儿女-海外版》、《科学中国人》等诸多媒体的大力宣传。他破解了两大千年世界难题、两大百年世界难题（参见Las Vegas Chinese News Network等海内外媒体《一个破解了四个百年世界难题的中国科学家的心声》），正等待更精确、更进一步的验证。
    “物质世界的最基本结构单元”是一个千年世界难题。元气说、五行说、原子论、夸克论彪炳史册，而花费数百亿美元建造超级对撞机也不过是为了探究其谜底。2018年8月19日，甘永超在“第24届世界哲学大会”上作了《物质世界的基本结构单元——“太极粒子波”》的报告，把现代中国的原子论“太极粒子波”推向了全世界。相关内容早在2012年就已经被写进大学教科书中流传后世并得到了“3+1+1”验证（参见《“太极粒子波”理论的“3+1+1”验证》http://blog.sina.com.cn/s/blog_50e504020102ydur.html）。
    “光的本性”也是一个千年世界难题。甘永超通过揭示“第三种波粒二象性”并把它与爱因斯坦揭示的“第一种波粒二象性”、德布罗意揭示的“第二种波粒二象性”相统一，进一步揭示了微观客体的“π型三重波粒二象性”。在2007年于美国圣地牙哥召开的“The Nature of Light”国际会议上受到了大会主席Chandrasekhar Roychoudhuri的重视，并获得湖北省“第12届自然科学优秀学术论文”二等奖。相关内容2012年就已经写进大学教科书中。
    “实物与场或者粒子与波的关系”被瑞德尼克在《量子力学史话》中称之为“物理学尚未征服的山峰中的最高峰”，是一个当之无愧的百年世界难题。甘永超基于“π型三重波粒二象性”，不仅给出了粒子与波之间完美的物理机制，而且还给出了精准的数学表达（被央视华人频道、科技中国、科技文摘报等称之为“甘永超公式”）。相关内容2012年即被写进大学教科书中。
“分立与连续或者量子物理与经典物理的矛盾”也是一个百年世界难题。比利时富翁索尔维曾邀请世界著名科学家多次相聚，一起探讨（此即著名的索尔维会议）：尼尔斯•玻尔提出“并协原理”、保罗•埃伦菲斯特提出“浸渐假说”，普朗克的后半生也在为之奋斗，却并没有完全解决。甘永超将这一百年世界难题高度抽象为“甘永超猜想”，而后又被美国哥伦比亚大学的杰出校友、摩根大通的应用数学家Jihua Gan给出了严谨的证明（在五年一次的十九大开幕当天由行业报纸《科技文摘》（第五版）隆重推介）。
    以上两大千年世界难题和两大百年世界难题的破解交织在一起构成了一整套新的物理学理论体系——“波与粒子的统一物理学”或者“太极粒子波物理学”。它对陷入困境半个多世纪的物理学走出困境将大有裨益，甚至可能引发一场“物质结构层次”、“物质与空间关系”的物理学革命。所以，2012年很可能就是继牛顿的1666年、爱因斯坦的1905年之后的第三个世界科学“奇迹年”。因为，由“太极粒子波物理学”所做出的三个颠覆性预言、一个猜想、一种现象（“3+1+1”方案）都得到了验证。想当年，爱因斯坦广义相对论的三个预言之一（光线的引力偏折）被爱丁顿粗略验证之后就一夜成名。我们期待着甘永超的理论能够得到更精确的验证，期待他根据这一理论所设计的拦截核导弹的超级武器“巨光子炮”能够早日成功，为人类的和平事业做出贡献。展望未来，甘永超作为“太极粒子波”之父、中国的“德谟克利特”将名垂青史，他所创立的“甘永超公式”（有可能跻身“世界上最伟大的十大公式”与“物理学的五大核心公式”）也将为后人所铭记。