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物理之路應該怎樣走

——大自然指引的物質物理探索之路

2018/06/13   維加斯新聞報
晏成和

       摘要：自然萬物的構成源於質子、電子，那麼物質物理的奧秘必定蘊藏於此，科學探索就應該全力以赴探究這“兩子”，而不應該糾結於抽象的量子。

       物理，物理，探求萬物之理。世上萬物,大至宇宙，小若塵埃，多如繁星，浩如煙海。物之理可以分為力、熱、光、電、磁、核等幾個分支，應該如何歸納、如何求索、從哪裡入手？解讀其理。

       物質顯現的物理現象（強度，溫度，傳熱，導電，光電、相變，磁性等）其機理應該蘊含於內在、存在於細微之中。於是，學者用粒子加速器把物質粉碎成最小微粒，從中檢索出了64種輕、重粒子羅列在案，卻難有下文，難以解讀這些基本粒子在物質構成中的作用，如何形成物理特性及其機理。物理人指望出現一個希格斯粒子能夠整合互不關聯的所有粒子，解讀萬物的內在機理，從而撥開所有的物理迷霧。這個未能謀面的希格斯粒子寄託了全部物理學的希望。此一藥能治百病？實在是有難以承載之重，看來希望渺茫、基本粒子之路不通。

       百年前的光電效應實驗：光照金屬產生了電流，光（電磁波）被解讀為光子、具有“粒子能力”。半個世紀前，克勞斯•約恩松用電子束做雙縫實驗，發現：電子發生衍射，具有波的特性；於是認為：粒子（電子）是波，光波也是“光子”。由此，引入波函數為第一公設，建立了“微觀粒子有波粒二象性，二者依概率而存在”的量子力學。

       量子物理把波、粒、能量一把抓，成了三位一體的雜燴，把科學引向糊塗，波粒糾纏90年沒有解讀一個自然之謎。量子力學為了維護其概率理論告誡學子：探討核外電子運動的線路、速率,就是不懂量子物理、就是現代科學的門外漢。於是，壁壘森嚴地設置了科研禁區，學子一進入本科就被洗腦、從此難有探索的自由，禁錮已經成為科學進步的攔路虎。

       量子力學表面上牛氣哄哄，幾十年來都在淡化邏輯、花大力氣維護自身正確，實際上並沒有促進科學的進步，量子理論難以謀求物質內在機制的物理。

       綜上述，百年物質物理路：一個是把物質粉碎成微粒，建立了基本粒子的陳列室，也就走到了山窮水盡；一個是把波、粒、能量，混稱為量子、定義模糊。為了解釋其波粒變換用到了“坍縮，糾纏”之類的新詞，為解讀新名詞而研發了膜理論、弦理論，兩理論顯赫一時，因為不是自然真實，終究走向沉寂。近些年量子物理導致科學走向了神壇、走向迷茫，並沒有找到自然物質的物理真諦。

       學人不禁要問，物理之路應該怎樣走？

       物理，探求萬物之理。世上萬物廣袤、蒼茫，從何入手？有沒有一個萬物的集中展示的地方——有！那就是百年前科學的重大成果——元素週期表。週期表一百多種元素是世上萬物之本，而且每一列元素的理化特性、晶體構成基本相同，那麼，敬用周期表把萬物歸納到百種元素、再由價電子數歸順到8類，研讀科學當然要走這條近路，所以現代中學生都要熟讀這個元素週期表。

       進一步研習你會發現，週期表精緻、簡潔，大自然僅僅依照自然數的質子和電子的結合，就把所有物質的特性表達的淋漓盡致。那麼，探求萬物之理——研讀一百多種元素——注重1-8個價電子的作用——探索自然的質子和電子。於是物理探索就有了脈絡，這就是大自然指引的物理探索之路。

       週期表明白無誤地告訴我們：所有的物質都是由質子、電子構成；世上萬物的特性（包括結構、力、熱、光、電、磁）均發端於質子、電子；物質物理學的根本就必定存在於原子核及核外電子之中；物理機理來自於質子、電子的相互聯繫和運動；那麼，探索質子、電子的特性及其運動、就是研討物質物理的惟一正確的路徑，物理人當然應該遵循自然提示竭盡全力、不離不棄……

       可惜事實上已經全面放棄。百年來，物理人對質子和電子的探索止步於早年權威的結論，認為原子核-質子帶正電荷​​、電子帶負電荷，正、負電荷相互吸引使得電子繞核旋轉構成了原子。這樣“同性相斥、異性相吸”的認識是人們依照自然生物的聯想。於是質子、電子是異性相吸的論斷幾乎成為自然公理，那麼、探索到此為止。物理人只能改弦易轍、捨本求末、走進上述粉碎粒子、糾纏量子的緣木求魚的曲折路。

       早年用“異性相吸”解釋質子對電子的吸引來自生物學的聯想，情有可原，費解的是之後幾十年沒人反思其中的細節：硬是把質子、電子分別看成兩個“子”，赤裸裸的兩個“子”沒有接觸、怎樣相互作用、相互聯繫？忽略了物理的相斥、相吸是什麼機理、怎樣執行的？忽略了大自然賦予質子、電子各自伴生著的場與外界聯繫，這一極其重要的自然存在。

       對物理學而言，僅僅運用“異性相吸”這個概念來解釋原子的存在、得到的結論是模糊的、表象的，忽略、蒙蔽了相距條件下的相斥、相吸過程中場的存在和作用，掩蓋了真相；抹殺了相斥、相吸的物理機制。

       先來看電子，自從人類發現了電子，電子幾乎就成了物理學的主角。

       現代物理學忽略電子攜帶電荷、電子不平衡產生電壓等自然事實，不求甚解、把電子僅僅看成一個粒子、看成是粒子又是波的一個“量子”。研究自然物理卻無視自然提供的蛛絲馬跡，就像偵探不依據線索，失敗是不可避免的。

       初中物理實驗，把絕緣起來的金屬球導入電子，金屬球立刻就形成了靜電場、同時產生了電壓。這時，電子與電子發生相斥，細節是：1、電子之間沒有接觸，發生相斥，趨表、趨尖；2、距離越近、外來電荷越多、電壓越高、斥力越強。電子之間沒有接觸就產生相互排斥，排斥力來自哪裡、如何起作用？為什麼力與距離呈平方反比關係？

       相距且發生作用必定是場——電子自身攜帶著場！事實說明：大自然在締造電子時不是製作了一個簡單的粒子，而是讓電子攜帶著場-與另電子相斥、與外界交流的場。

       電子攜帶著場是大自然賦予電子的重要的物理特性，該特性使電子與電子分開距離。原子內，電子按2、8、18均佈就是電子的這種場特性的使然；同時也能使原子分子分開距離，物質蒸發成氣體，分子之間推開距離、體積擴大千倍，也是電子場特性的傑作。 （將在物質的相變中詳述）

       偉大的自然神賦予電子的場不僅僅是相斥，在電子移動時其伴生的場是磁場，古老的奧斯特實驗見證了這一現象，於是也就有了自然界的磁性、磁場，由此派生出物質內的一種連接力——電磁力；在電子振動時伴生的磁場脫離場源、形成了輻射的電磁波，於是就形成自然界的波、長波…微波…可見光…等等各種電磁波。

       大自然讓一個小小的電子：1、攜帶著電荷、伴生電場，同時伴生著電場力。 2、與質子定量相互吸引、形成核外電子。 3、移動時產生磁場，同時伴生磁場力。 4、振動時輻射電磁波。大自然讓電子伴生電磁波與外界聯繫、交流互動，構成了物質各種性能。同時也形成了兩種發端於電子的原始力——電場力、磁場力，實在令人敬畏。

       電子伴生電磁波，所以電子束當然也伴生著密集的波，於是電子束也就有了衍射、干涉等波的特性，用電子束所做的波、粒二象性實驗（雙縫實驗、湯姆孫實驗等等），顯示出波的特性，都是因為電子伴生著波。大自然不會製造一堆孤立的粒子、又依照人的意識去偶爾把它變成波。而是賦予電子周圍永遠伴生著波，因此波、粒二象性的討論可以畫上句號。

       物理學不能低估自然造物的精巧，電子遠不只是那個1/64的簡單粒子。自然物質的構成及強度，溫度，磁性、相變、發光等等物理特性都來源於核外電子有規律的運動。 （現代物理把電子僅僅看成一個量子，會丟失多少信息！）

       再來看看質子，現代教科書中寫到：“質子是帶正電且電量為e的粒子。”因為“異性相吸”，吸引了帶負電荷的核外電子。我們暫且承認異性相吸，但是，應該如何面對原子核內質子的同性相斥？核內那麼小的地方，帶正電荷的質子相距很近、只有核外電子距離的萬分之一，如何能夠相安無事的擠下幾十個攜帶正電荷的質子（銀47個、鉛82個）、同性相斥的巨大斥力哪裡去了？可見質子帶正電不是自然真實，是早年錯誤的猜想、是一種錯誤的生物學聯想。

       早年，日本的湯川秀樹提出介子理論，“一個介子可以轉化為一個電子和不帶電的輕子。交換介子而互相轉化，核力是一種交換介子的相互作用。”儘管該理論得了諾貝爾獎，還是不敢恭維。大自然不會先讓質子帶上正電荷，在核內產生很大的斥力，再去搞一些神奇的介子在其中調和，巨大的斥力怎麼調和？介子是一個臆想的胡說，其作用是去掩蓋前面的胡說-質子攜帶正電荷。

       事實上質子根本沒有攜帶電荷，質子對電子不是異性相吸，而是自然之神賦予質子專門的質子場。

       質子攜帶的場也是多功能：1、定量地吸引電子、平衡電子的場，導致電子運轉。 2、對所有的場粒子（電子、質子）都有吸引力。 3、沒有邊界，只能有聚合功能、因而質子的引力場不能屏蔽只能疊加。 4、質子對電子的引力隨著溫度發生變化，因此核外電子的速率隨著溫度發生變化。

       大自然讓質子的場與電子所伴生的場精確對應，並且原子核各面都需求有電子的覆蓋，所以形成等量的電子繞核旋轉構成原子。質子場與電子場電平衡，使得原子不顯電性。當物質內多出了電子，多的電子在原子周圍沒有歸宿，造成了複合場的不平衡，物質顯負電。當物體缺少了電子，原子相互挪用電子，物質顯正電並且產生電壓。物質顯現正電、負電，同時產生電壓，是大自然特地讓物質內的電子趨向平衡，是物質的整體行為，不是所謂質子帶正電。

       大自然讓電子所伴生的場相斥，導致粒子分散，卻讓質子的場吸引相聚。自然之神在設計最基本的粒子時就精明的運用了對立統一的法則。

       質子-電子復合場能夠隨著溫度改變電子運轉速率，能夠輻射、接受電磁波，因而也造就了物質的各種溫度特性（物質的相變、熱性能等）。

       百年前剛剛發現電子、質子，人們對其性能猜想粗放，提出質子、電子正負電相互吸引是權宜之計，衣缽相傳成為金科玉律。今天，我們應該重新研讀質子、電子，特別是關注自然賦予質子、電子的場。質子場與電子場有明顯的四大不同：

       作用不同，質子場-相聚、電子場-分散；

       性質不同，質子場-不可屏蔽，電子場-可屏蔽；

       公式不同，質子場-與質量相關，電子場-與電量相關；

       溫度效應不同，質子場-場力隨著溫度變化、電子場-速率隨著溫度變化。

       幾十年來科學向宇宙、向核內進軍，花費幾十億美元尋找短命的粒子碎片；三代物理人在量子波粒中辨析、糾纏。物理探索背離元素週期表的指引，對大自然的尤物、對唯有的兩個長壽粒子-質子、電子的研究卻淺嚐輒止、不求甚解。質子和電子是自然物質的源頭、是構成自然萬物的基材。重新探索質子、電子及其伴生的場，是大自然指引的物理探索的必由之路。讓思想從囹圄中解放出來，科學將打破沉寂、迎來新的曙光。