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科學史上令人神往的三個世界“奇跡年”

2019/04/02   維加斯新聞報
甘永超

    在科學史上，有三個世界科學“奇跡年”，其中的幾位天才級科學家，為人類的文明和進步做出了不朽的貢獻。我們在分享現代科學與文明的同時，也可以追憶一下那些往事……
    這三個世界科學“奇跡年”分別是1666年、1905年、2012年（比較愛丁頓對廣義相對論的驗證與“太極粒子波”的“3+1+1”驗證，可以進一步確認）。
    1666年，牛頓獨自一人就奠定了微積分學、經典力學、光學和天文學（天體力學）這四大學科的基礎，其中的任何一項工作都足以讓牛頓名列有史以來最偉大的科學家之列。1665年夏，倫敦黑死病（一種鼠疫）肆虐。距離倫敦不遠的劍橋人心惶惶，學校索性遣散學生回家以躲避這場瘟疫。牛頓當時已經在劍橋大學三一學院學習了4年，期間對當時許多科學問題都做過深入的思考。瘟疫使牛頓回到了家鄉林肯郡烏爾索普，在接下來的18個月中，因他的獨立思考而改變了整個近代科學。這時期牛頓的貢獻主要集中在四個方面：首先是微積分的發明（稍晚德國的萊布尼茨也獨立完成，只不過當時的牛頓稱之為“流數法”），這是一種全新的數學方法，可以處理變數的無限細分和積累效應。其次是在“流數法”的基礎上，創立了牛頓三大定律，奠定了經典力學的基礎。第三則是萬有引力定律的發現，著名的蘋果落地的故事就是它的美妙傳說，這是牛頓一生中最光輝的偉業——為天體的運行制定規則。後來關於萬有引力定律的三大驗證：哈雷彗星的回歸，海王星的發現，地球形狀長圓、扁圓之爭，一時傳為美談。牛頓也因此而矗立于科學的萬神廟之巔。第四是通過光的色散實驗，牛頓揭示了光的本性。任何一位科學家，如果在這四者之中能占其一，即可在科學史上立於不朽，而牛頓卻一人兼具，真是“萬千寵愛在一身”，也難怪不少科學家驚羨不已。
    1905年，愛因斯坦獨自一人就發表了六篇論文。單單這一年的工作，至少就配得上3-4個“諾貝爾獎”！而這六篇論文影響至今，令眾多物理學家陶醉其中。1900年的普朗克，提出了非常玄乎的“能量子”，高山流水覓知音。五年後，愛因斯坦第一個回應，在1905年3月，他發表了《關於光的產生和轉化的一個啟發性觀點》，運用“光量子”一舉解決了光電效應問題。這篇論文，是愛因斯坦本人唯一用了“最革命的”字眼來評價的論文。正是這篇論文，大大拓展了普朗克提出的量子論，也使得愛因斯坦本人躋身於量子論的三大教父之一（另一位是玻爾）。1905年的4、5月間，愛因斯坦又發表了兩篇關於布朗運動的論文《分子大小的新測定法》、《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》，提出了測定分子大小的新方法。幾年之後，法國科學家佩蘭用實驗證實了這一理論，無可辯駁地證實了原子的實在性。1905年6月，愛因斯坦發表了狹義相對論的論文——《論動體的電動力學》。這篇文章驅散了物理學的兩朵烏雲之一“邁克爾遜-莫雷實驗測定乙太風的零漂移”，同時，也拓展了我們的時空觀，是人類智識史上一次質的飛躍。在此基礎上，同年9月愛因斯坦又發表了《物體的慣性同它所含的能量有關嗎》，推導出了著名的質能關係式。1905年12月，趕在這一年結束之前，愛因斯坦發表了《關於布朗運動的理論》。量子力學的奠基人之一德布羅意曾如此評價愛因斯坦所創造的科學奇跡：“愛因斯坦以非凡的精力，在同一年裡，建立了今天主宰著全部現代物理學的兩大理論（相對論和量子論）中的一個，並且對另一個理論的發展也作出了主要的貢獻。”2005年，是聯合國教科文組織確定的“世界物理年”，旨在向100年前的愛因斯坦奇跡年致敬與紀念。
    2012年是第三個世界科學“奇跡年”嗎？七年後的今天，我們感覺到了多少？這也難怪，只要你回首1912年的愛因斯坦就一目了然：不要以為他大紅大紫，1905年諾貝爾物理學獎獲得者、愛因斯坦祖國國家元首的科學顧問勒納德竟然是激烈反對愛因斯坦的急先鋒恐怕會嚇你一跳。真實的科學史事，與我們的感覺很可能相差十萬八千里！那麼，2012年到底發生了什麼值得關注的科學事件呢？那就是，甘永超關於“世界的本原”、“物質世界的最基本結構單元”、“光的本性”、“實物與場（粒子與波）的關係（物理學尚未征服的山峰中的最高峰）”等重大科學難題的破解，經過近20年的積澱與凝練，已經被寫進大學教科書《自然科學概論》（婁兆文等主編，科學出版社，2012年，44-48頁）中流傳後世（4年內重印4次），並在2018年“第24屆世界哲學大會”上報告和彰顯……
    甘永超在“經典電磁場按光子對應分解”的基礎上揭示了與愛因斯坦“光的波粒二象性”、德布羅意“實物粒子的波粒二象性”相並列的“第三種波粒二象性”——經典（電磁）場在結構上的粒子性，並理順了“三種波粒二象性”之間的“π型結構”關係，完美而又和諧地統一了這“三種波粒二象性”，從而，揭示了微觀客體的“π型三重波粒二象性”。這是比“光的波粒二象性”、“實物粒子的波粒二象性”更高層次的理論，蘊含著物質世界的更深刻本質——物質世界的最基本結構單元“太極粒子波”理論。請看：
甘永超，男，1962年7月生，湖北省公安縣人，原上海科技大學研究生畢業（經反西格瑪負超子的發現者王淦昌先生推薦入學）。主要從事理論物理、光物理、核子物理、自然辯證法與科學史方面的教學與研究工作。公開發表學術論文四十多篇，分別獲湖北省第十二屆、十三屆自然科學優秀學術論文二等獎。創建了一個“物理公式（甘永超公式）”、兩個“物理模型（‘π型三重波粒二象性’與‘太極粒子波’）”並於2012年被分別寫入經典教科書中流傳後世，涉及“世界的本原”、“物質結構的最基本單元”、“光的本性”、“實物與場（粒子與波）的關係”、“分立與連續（量子物理與經典物理）的矛盾”等重大科學問題。2013年接受央視華人頻道25分鐘專訪《甘永超：解密“甘永超公式”》並受到人民網、新華網、中央黨校-中國幹部學習網、《科技中國》、《科技文摘報》、《中國新聞》、《中華兒女-海外版》、《科學中國人》等諸多媒體的大力宣傳。他破解了兩大千年世界難題、兩大百年世界難題（參見Las Vegas Chinese News Network等海內外媒體《一個破解了四個百年世界難題的中國科學家的心聲》），正等待更精確、更進一步的驗證。
    “物質世界的最基本結構單元”是一個千年世界難題。元氣說、五行說、原子論、誇克論彪炳史冊，而花費數百億美元建造超級對撞機也不過是為了探究其謎底。2018年8月19日，甘永超在“第24屆世界哲學大會”上作了《物質世界的基本結構單元——“太極粒子波”》的報告，把現代中國的原子論“太極粒子波”推向了全世界。相關內容早在2012年就已經被寫進大學教科書中流傳後世並得到了“3+1+1”驗證（參見《“太極粒子波”理論的“3+1+1”驗證》http://blog.sina.com.cn/s/blog_50e504020102ydur.html）。
    “光的本性”也是一個千年世界難題。甘永超通過揭示“第三種波粒二象性”並把它與愛因斯坦揭示的“第一種波粒二象性”、德布羅意揭示的“第二種波粒二象性”相統一，進一步揭示了微觀客體的“π型三重波粒二象性”。在2007年於美國聖地牙哥召開的“The Nature of Light”國際會議上受到了大會主席Chandrasekhar Roychoudhuri的重視，並獲得湖北省“第12屆自然科學優秀學術論文”二等獎。相關內容2012年就已經寫進大學教科書中。
    “實物與場或者粒子與波的關係”被瑞德尼克在《量子力學史話》中稱之為“物理學尚未征服的山峰中的最高峰”，是一個當之無愧的百年世界難題。甘永超基於“π型三重波粒二象性”，不僅給出了粒子與波之間完美的物理機制，而且還給出了精准的數學表達（被央視華人頻道、科技中國、科技文摘報等稱之為“甘永超公式”）。相關內容2012年即被寫進大學教科書中。
“分立與連續或者量子物理與經典物理的矛盾”也是一個百年世界難題。比利時富翁索爾維曾邀請世界著名科學家多次相聚，一起探討（此即著名的索爾維會議）：尼爾斯•玻爾提出“並協原理”、保羅•埃倫菲斯特提出“浸漸假說”，普朗克的後半生也在為之奮鬥，卻並沒有完全解決。甘永超將這一百年世界難題高度抽象為“甘永超猜想”，而後又被美國哥倫比亞大學的傑出校友、摩根大通的應用數學家Jihua Gan給出了嚴謹的證明（在五年一次的十九大開幕當天由行業報紙《科技文摘》（第五版）隆重推介）。
    以上兩大千年世界難題和兩大百年世界難題的破解交織在一起構成了一整套新的物理學理論體系——“波與粒子的統一物理學”或者“太極粒子波物理學”。它對陷入困境半個多世紀的物理學走出困境將大有裨益，甚至可能引發一場“物質結構層次”、“物質與空間關係”的物理學革命。所以，2012年很可能就是繼牛頓的1666年、愛因斯坦的1905年之後的第三個世界科學“奇跡年”。因為，由“太極粒子波物理學”所做出的三個顛覆性預言、一個猜想、一種現象（“3+1+1”方案）都得到了驗證。想當年，愛因斯坦廣義相對論的三個預言之一（光線的引力偏折）被愛丁頓粗略驗證之後就一夜成名。我們期待著甘永超的理論能夠得到更精確的驗證，期待他根據這一理論所設計的攔截核導彈的超級武器“巨光子炮”能夠早日成功，為人類的和平事業做出貢獻。展望未來，甘永超作為“太極粒子波”之父、中國的“德謨克利特”將名垂青史，他所創立的“甘永超公式”（有可能躋身“世界上最偉大的十大公式”與“物理學的五大核心公式”）也將為後人所銘記。