万有引力索源——自然界四力的统一
万有引力牵系着宇宙天体均衡运转,万有引力是星球上的重力之母。
牛顿看见苹果垂直落下,感悟到地球的引力,产生了万有引力的联想。后来人们通过精密的实验,测得了引力常数,建立了万有引力的公式。
万有引力公式初步弄清了天体运动规律,万有引力是自然界的基本力之一。
在爱因斯坦时代,人们把万有引力、弱力、电磁力、强力称为宇宙间物质的四种基本相互作用力。
万有引力:表现为物质重力、宇宙天体间的吸引力(构成宇宙星系的力)。
弱力:使原子、分子相聚并使之构成物质的力(构成物质的力)。
电磁力:原子核(质子)与电子间的相互吸引力(构成原子的力)。
强力: 使原子核内物质紧密结合在一起的力(构成原子核的力)。
这样,形体从大到小,力从小到大,构成一级物质就有一种力。
弱力是使原子、分子相聚组成物质的力。使原子、分子相聚,构成物质的力是价和电子运转的价和力及电子运转伴生的价磁力。价和力及价磁力实质上是原子核(质子)与电子间的相互吸引力所派生出的力,弱力实质上就是电磁力。
于是自然界就剩下三种基本相互作用力——强力、电磁力、万有引力。
引力索源
远在1.5亿公里之遥的太阳如何牢牢地牵引着地球,地球又怎样稳稳地牵引着38万公里外的月亮?
万有引力是如何产生、怎样相互作用?一直是科学探索的课题,人们用超距、以太等各种理论试图作出解释,但终难释疑。
爱因斯坦认为万有引力是物质的存在使时空发生弯曲所致。时空弯曲的理论很独特,也很令人费解,物质的存在如何使时空发生弯曲?又如何产生引力?万有引力来自哪里,怎样相互作用?成了自然之谜。
大道至简,大自然总是用最简法则构成自身。在探索了物质核外电子有规律的运转之后,再来看万有引力,发现万有引力的本源非常简单:万有引力就是原子核对电子的吸引力——库仑力,就是原子核(质子)与电子间电磁力的外延。
大家知道,原子是由原子核和绕核旋转的核外电子组成,原子核(质子)带正电荷,电子带负电荷,正负电荷相互吸引才有这电子绕核高速旋转。
原子核对电子的引力不会到了原子的边缘戛然而止,质子对电子的引力是没有边界的,远远地超出了原子、超出了物体之外,并且向外无限延伸。那种把原子核对电子的引力孤立在一个原子之内,是毫无道理的;认为原子间没有相互作用、对外没有交流的思想是形而上学的。
所有原子核的电磁力都延伸在外,所有的质子引力都向外延伸,为什么没有形成电子争夺战?这是因为相邻原子的外电子相距较远,引力的大小与距离的平方成反比,距离远了引力大打折扣。再者,每个原子的核外电子都是在一定的能级轨道规律运转,都有各自的归属,是十分稳定的,而不是电子云理论所描述的散乱无规律。核心多吸引来了电子也没有其轨道,没有其位置原子也留它不住。
虽然外延的引力没有夺得相邻的电子,但是质子的这种引力是实实在在的,是没有边界的。单个原子核的外延引力是微不足道,可万亿亿个原子核的外延引力就成了天体运行的纤绳,成了重力之母。
三大特性
万有引力用公式表示为:
r: 两个物体之间的距离
万有引力有三大特性:(1)引力的大小与物体的质量成正比。(2)与距离的平方成反比且对距离没有限制。(3)难以屏蔽。
AA原子核的电磁力外延形成引力是与万有引力有三大特性完全相符的。
原子核对核外电子的电磁力外延所形成的引力特征与万有引力所具有的三大特性完全相符。
(1)万有引力公式表明,引力的大小与物体的质量成正比。而以上论述说引力是质子与电子间电磁力的外延,物体质量难道等于质子质量?
其一,物质的质量的99.9%以上都集中在原子核。一般物质的原子核是由质子和中子构成。质子的质量不到原子核的一半,余下的是中子。可中子是由一个质子和一个电子组成,中子中的这个质子同样产生着库仑力。所以,原子核中的质子与核中组成中子的质子加起来,其质量就近似等于原子的质量。
其二,以上论述说引力是电磁力的外延,电磁力与电荷量相关,电荷单位是库仑,而质量是物体所包含物质的数量,质量的单位是千克,二者如何联系?
因为每个质子的质量是相等的,并且所带电量相等,所以物体的质量正比于质子的数量、正比于其电量、正比于其电磁力、正比于万有引力。加之有一个引力常数的修正,引力是质子与电子间电磁力的外延之说,就有了这内在的联系。此外,电磁力公式与引力公式在形式上完全相符,电磁力外延之说就有了这内在的依据。
(2)万有引力在太空中传播长达几十光年,为何作用如此遥远?于是就有人用到“超距”这个词。现在我们证实了万有引力实质上就是一种电磁力,那么,电磁波能传多远,万有引力也就能传多远。不过引力与距离的平方成反比,引力作用到遥远的星球,其力已非常小了。
2005年世界十大科技成果中有一项:证明了万有引力的传递速度等于光速。这也从侧面证实了万有引力实质上就是一种电磁力,因为只有电磁力(由电磁波形成的力)才能有电磁波的速度。
(3)由于万有引力是质子对电子的电磁力的外延,任何物质只要有原子核就能产生引力;任何物质只要有核外电子就能被引力所牵引。而所有物质都是由原子核与核外电子组成,所以任何物质置于引力中间只能是对引力的叠加,而不能形成屏蔽。所以引力能从各种物质中延伸出来,任何物质都不能对万有引力形成屏蔽。万有引力的形成,就决定了其难以屏蔽的内因。
百年困惑
三百年来,有那么多人探索万有引力,而今的假说竟是这么简单——万有引力就是质子与电子间电磁力的外延。为什么别人就没有想到?
百年来肯定有不少学者首先就想到过这个原由,肯定提出过假说,但是提出这个新假说与学界奉行的电子云理论、自由电子理论相悖,而无数次被迅速地否定了。
百年来,学界认为原子的核外电子是杂乱无章的电子云,而新假说是原子核吸引了电子,还有库仑力外延,所有原子核的电磁力都延伸在外,吸引原子以外的电子。那岂不成了不可收拾的电子争夺战!
百年来,学界认为金属内弥漫着自由电子,而新假说认为万有引力是原子核吸引了电子后还有库仑力外延。这种外延力构成了地球的重力,吸引住了地球上的山川、河海、大象和人,那么对自由电子的吸引更是轻而易举。事实上臆想中的自由电子没有受到万有引力的制约,于是新假说就被就地否决了。
抛弃了核外电子无规律的电子云理论,抛弃了金属内弥漫着自由电子的理论,注意到核外电子有规律的运动,认识到核外电子都准确地在一定的能级轨道规律运转,都严格地从属于各自的核心,再来看万有引力,它就这么简单!
万有引力的存在也辅证了核外电子是规律有序的:万有引力吸引着万亿吨的山川、海洋、高楼、大坝。那么,吸引散漫轻小的电子云、吸引散乱的自由电子应该是轻而易举,然而事实是万有引力对于如此轻小的电子没有明显的作为,证明原子外的电子是各有归属的,不是散漫、自由的。
实验证明
实验是理论的本源,有什么实验来证实万有引力、证实质子对电子的引力之外还继续外延?
有!这个实验在200多年前就做了,做这个实验的人叫伏打,实验的内容就是大家熟知的伏打电池。
把铜片和锌片叠起来,每一对铜锌片之间放上一块用盐水侵湿的麻布片,多层的铜锌片—麻布—铜锌片……就组合成了伏打电池。这时只要在两端分别连出导线,则导线间就会产生几伏的电压。如果把铜片换成银片,则效果更好。
把一铜片和锌片叠紧,为什么之间能产生0.2伏的电压?这是因为铜的原子核的质量较大(质子多)对电子的吸引力较强,质子对电子的引力之外还继续外延,与锌紧密接近时,外延的引力吸引到邻近锌的核外电子,使铜片带负电、锌片带正电,铜内多出的电子没有归属在外表面受排挤,锌内少了电子于是就到处挪用,形成了电压。
如果把铜片换成银片、金片,其原子核的质量更大(质子更多)对邻近锌的电子的吸引力更强,产生的电压更高,则效果更好。
价和电子也是证明,正是因为有引力外延,才有两原子相互吸引外电子,才能形成外电子共享、形成电子的价和运转、形成价和力。
当然还有更多的实验可以验证质子除了对电子的引力之外还继续外延,在此就不一一例举。
还有猜想
通过以上论述,可以看出万有引力实际上是质子对电子的引力之外延,实质上就是电磁力。那么,万有引力就应该与电磁力合并。这样一来,自然界的四种力中的弱力、万有引力都属于电磁力了,合并后自然界就剩下两种相互作用力了,即强力和电磁力。
强力是使原子核内物质紧密结合在一起的力,因为这种结合非常牢固,必须用非常高速的质子猛烈轰击才能使原子核破裂,因而原子核内的结合力就叫强力。
因对原子核内结构知之不多,不敢妄论,只能提出一点猜想(这种猜想与许多数学猜想一样,提出者感到它的存在,但无力证实,就以猜想的方式提出,让世上有识之士予以证实、证伪),猜想是:强力也是一种电磁力。
这是因为电磁力和万有引力公式都有一个显著的特征——与距离的平方成反比。原子核的直径仅是原子的万分之一,在原子核内距离非常小,万的平方是亿,即原子核内的电磁力比核心对核外电子的作用力要大一亿倍!所以显现为强力。
其二,放射现象在揭示着原子核的奥秘,放射性物质的原子核不断地向外辐射着射线,在这些射线中,包含着α射线(氦原子核)、β射线(高速的电子流)及γ射线,这γ射线是频率极高的电磁波。
前文论述到:“电子的运动伴生着波” ,“电子跃迁向外辐射着电磁波”。这原子核向外辐射出γ电磁波,表明原子核内有电子,而且这些核内电子是以极高的频率运转着,跃迁时辐射出了γ射线。
常温下,一般物质的核外电子运转速率处在微波频率的低段。而γ射线的频率是微波频率的一亿倍,说明核内电子的速率是一般核外电子速率的一亿倍,也与强力比电磁力要大一亿倍相吻合。
电子只是在电磁力的作用下运动,核内电子的运转,也应该是在电磁力的作用下形成的。这辐射出的γ射线是大自然在提示着人们,构成原子核的强力也是电磁力。原子核内的粒子在高速地运动着,各种粒子以极高速度运动,构成了原子核的巨大内能——原子能。
如果强力也是电磁力的猜想被证实,那么50年前定义的四种相互作用力将得到统一,全部统一到电磁力范畴。人们将再一次领略到大自然的神奇——和谐、简单。
反思100年来物理困惑,关注核外电子的规律运动。
把物理系的学生从做题深渊解救出来,科学发展观才是科研之本
上下求索
对物质结构的思索源于儿时的兴趣,写成文章至今快有20年,这些年来,只要是物质现象(乃至近代的激光冷却原子的实验),都能用“新视点”予以完善的解释,核外电子有规律运动之说能够涵盖非常宽泛的物质领域,而且面对物质的综合性能的阐述能相辅相成、左右逢源。这意味着核外电子有规律运动的真实和客观,这也是我面对空前强大的对立面仍然顽固的原因。
文章对当今走红的物理理论发生深度撞击,使其不合理的根基——电子云理论、自由电子理论发生动摇;对波粒二象性进行了批驳,于是,与现行理论的思想碰撞、学术争论将不可避免。
学术争论是好事,科学应该在争论中前进。但这也使我写在后面的话要稍微长一些,有利于与大家一起来梳理一下物理学的思路。
科学的发展观告诉我们,实践是检验真理的标准。评价一个科学理论,不在于它有多么复杂、深奥;不在于它的缔造者有巨大的权威;不在于它已经盛行了几十年;不在于它有多少万人信奉。而是在于它对客观事物的本质有更切实的揭示;在于它对客观事有更简单、更系统的解释;在于它与客观事实相符的程度。
物理、物理,物之原理,物理学的首要是对自然事实进行探索,用逻辑和理性对自然事实作出合理的解释。今天的物理学既解释不了水、也解释不了火,连电压的形成也小心地回避。科学无禁区,那种绕开、回避自然事实的“科学”往往不是真科学。
科学不仅仅是传承、修炼,基础科学的生命在于求真创新。现有知识不能是科学创新的壁垒,今天的科学创新之路,不能有禁区,要遵循自然的法则,在反思中拓新。
从哥白尼的天体运行理论,达尔文的动、植物的物竞天择,到元素周期表,DNA等无数得到自然事实检验的科学成就表明:自然的法则是极有规律的,是系统、精密、高效的。事实上我们每天面对的正是一个规则有序、和谐系统、简单有效的物质世界。
规律性
近百年来人们受到“核外电子总是在绕核做无规则的运动形成电子云”的训诫,于是这些“无规则”就成了人们探索物质的思想束缚。研究者不敢想象核外电子的运动是有规律的,忌讳谈论核外电子的有规律的运动。
然而我们每天面对的却是极有规律、精确有序的物质世界。今天,我们的头脑为什么不能向有规律方向作一点思考;向核外电子有规律作一点试探。
正视核外电子有规律的运动,我们已经看到所有的物质现象都是核外电子有规律运动的结果。以上谈到的雨的形成、火的颜色,用电子有规律的运动的观点能方便清晰地得到解释。接下来的“自然之谜”也能顺理成章地得到说明。晶体振荡、超导、超流、记忆合金都是由于核外电子有规律运动的结果。
系统性
由于现有物理学认定核外电子运动无规律,导致所有的研究都回避核外电子的有规律的运动,回避了物质现象的内在实质。于是多种理论各行其道,当今物理学没能把握物质构成的实质原理,只得容忍各种领域的理论共存,物质物理学于是就成了一个大拼盘。
例如,当今学界对同是金属物质的特性却用不同的理论进行解释:解释金属的强度、硬度用到的是晶格畸变理论;解释金属磁性用的是磁畴理论;解释金属相变(熔化)用的是分子的热运动理论;解释金属导电用的是自由电子理论;解释金属超导用的是库柏对理论。毫无系统可言。
有人说这个大拼盘是自洽的,那盲人摸象也都自洽。
系统性是自然事物的基本属性,用核外电子有规律之说,能系统、全面地解释上述金属的各种特性。即金属的各种特性,都是由核外电子有规律的运动的宏观表象、都是由核外电子有规律的运动所形成系统的各个侧面。
再如:面对物质的导电性能,先是有金属的自由电子理论;遇到了液体的导电就有了“离子”;发现了超导就发明了“库柏对”;发现了半导体就有了“空穴”载流子。
导电是电子在物质内定向运动,要实现这种运动,物质内得有让电子换位流通的空间。物质能够导电,并不是有“自由电子”“离子”等五花八门的载流子。而是源于一个中国词——流通。通则流,用电子空位——流通的观点能综合地解释金属、半导体、超导、液体等所有物质的导电性能。所有物质的导电都同此一理,简单、系统。
当今物理学被细微的分成许多分支,学者们在各个分支做非常深入细致的研究,然而就在这细分中忽略了系统性、整体性,忽略了各个分支间客观的联系和相互作用,成了跋涉在深山的庐山人。
例如,量子力学用了状态函数来描述量子的运动,然而状态函数没有涉及核外电子运转时必然出现的电磁波辐射问题,没有关注物质与外界的能量互动,没有认识到物质是一个开放的系统整体,缺乏科学应有的系统性,没有在整体上面对物质的综合性能,只是提出了一些假设代替经典理论。
“新视点”不仅解释了众多的物理、化学现象,而且,以核外电子的运动为纽带,把物理学各自独立的力、热、声、光、电几大分支系统的联系起来了;把热能、化学能、电能、光能、生物能联系起来了。显现出物理学的内在原来的和谐、系统。
简单法则
大自然的法则是和谐、简单。大自然总是在以最“经济”的原则构成自己。如果有两种理论能够解释同一个问题,那么,较简单的往往是实在的、真实的;复杂、迂回的理论往往是虚伪的。
《物理新视点》的网站面世,提出了关注核外电子规律运转,并把这种规律运转与物质各种现象广泛联系起来,超越原有的常识,开阔人们的视野,人们发现美妙复杂的物质现象的核心竟是那样的简单。
量子学者对网站的观点提出批评事出有因,看一看他们的出道之路亦知情有可原。
当代理论物理学者都经历了漫长艰辛的入门洗礼:高考跃入龙门后,首先必须切实学好《高等数学》、《复变函数》、《数理方程和线性代数》、《数学物理方法》,做大量的习题,打下坚实的数学基础。
接下来攻读《力学与热学》、《电磁学》、《光学》、《经典力学》、《电动力学》、《量子力学》、《粒子与场》、《现代统计物理教程》、《固体物理》、《固体理论》、《群论》、《实变函数和泛函分析》、《数学物理中的微分形式》等近20门课程。
历经了十多年脱胎换骨的思想修炼,达到了粒子不是粒子、波不是波、实相无相的超凡脱俗之境界。物理学的深奥只有修炼后的思维才能理解,物理学的道理,只能用修炼后的专用语言才能说明。这叫人想起了当年的地心说,理论愈来愈深奥,公式愈来愈复杂,像这样极其繁杂地绕来绕去往往是脱离了大自然的客观实在。
因为自然的法则是和谐、简单。DNA的发现应该给科学界一个强烈的信号——大自然崇尚简单!4种碱基就构成了世上千万种生命,还能复制、遗传、进化,一切美妙复杂的生命现象的核心竟是那样的简单。
再看看《物理新视点》,涉及到物质的构成、强度、脆性、塑性、传热、导电、相变等所有综合性能,比量子物理所涉及的物质现象更多更全,厚度仅相当于一本常规杂志,其核心就是核外电子有规律的运动,一个中学生两个半天就可以读完并理解。
面对超导、超流,现代量子物理用到了复杂的量子力学、量子场论,用到了唯象理论,用了非常复杂的公式,但还是说理不清。在本文用核外电子的规律运动之说,连立论加叙述,不过两千字,一般中学生都能看懂。
实验问题
实验是自然事实的重复,事实是不可更改的。理论是对实验的提炼和总结,实验是超越理论的,是独立的,实验是理论的本源,而不应是从属于某理论。有的学者笃信量子物理,是因为在学习的过程中曾做过大量的实验,便认为该理论是此实验的惟一解释、此实验与该理论惟一对应。例如把光电效应实验、把照片的小点说成是光的“光子”的证据,这是教育上的误导,是很害人的!
搞科研不是展示皇帝的新衣,而是在探索未知世界,是盲人在摸象,是横看成岭侧成峰。一个实验可以、而且应该有多种解释,应该尊重每一个假说。然后用实践来检验理论。
《物理新视点》网站面世后就有不少读者询问,你用什么实验来证实你的理论?我的回答是:用所有的相关自然事实、用所有的相关实验(包括量子物理所做的实验)。
《物理新视点》来源于已知的所有的自然事实,虽是一全新的物理理论(假说),但却是对自然事实全面地负责的理论,即对相关自然事实全面的相符不悖、有逻辑一致的解释,不带有丝毫的冲突、矛盾的地方。
我的核外电子规律运动的理论(假说)符合自然事实,所有的自然物质现象都是我的实验;人们所做的所有涉及物质的物理实验(量子物理所做的实验,用电子规律运动之说可以得到很完满的解释),都可以看成是我的实验。
划一根火柴,橙红色的火光可以看成是我的实验;天上的水蒸气聚成了雨、形成雷电、放冰棍将杯子外结成的小水珠可以看成是我的实验;金属熔化、趁热打铁可以看成是我的实验;电感、电容、变压器可以看成是我的实验。人们所做的黑体辐射、光电效应、热电效应、双缝实验、压电实验、激光冷却(囚禁)原子的实验、低碳钢的拉伸、钢的热处理、半导体的制热、制冷、超导、超流……等等物质现象都是核外电子规律运动的结果,都可以用我的理论(假说)予以合理的解释,都可以看成是我的实验。
公式问题
有位年轻学者对《物理新视点》评论道:“自牛顿《自然数学的哲学原理》发表三百多年来,物理已经用数学来说话,而不是再用议论式的带点哲学式的评介,这叫“议论物理”,而不是理论物理。我大概看了一下,竟然没什么公式,也没预言点什么可供实践检验的东西,这实在是一个物理门外汉之所为。“
科学的本源在哪里?是先有事实,还是先有公式?这是一个基本的科学常识。一年有365天,一个人有206块骨头,4种碱基构成了DNA,组成了自然界所有的生命。这些都是客观的自然事实,哪一个是用公式算出来的?
我们研究物质,首先是要探索其自然事实、客观实在。符合自然事实的公式和计算才有意义。连自然事实都没有弄清楚,搞些茫然的计算何用之有?
曾记否,燃素理论就有公式;地心说理论对天体运行就有非常复杂的计算公式。借问公式今何在?荒冢一堆草没了。
如果思想上不敢越雷池一步,不敢面对核外电子有规律的运动;回避自然事实,抱残守缺,搞一些脱离实际、无的放矢的复杂公式,有什么用?
当然数学计算还是需要的、重要的。数学公式的建立应该是来源于自然、符合自然、精确运用于自然。
我也来谈谈牛顿,看看物理公式是如何建立的。
牛顿看见苹果垂直落下,感悟到地球的引力(感悟到内在规律),产生了万有引力的联想。通过精密的实验,测到了引力常数,建立了万有引力的公式。
该公式弄清了天体运动规律,接着才有了第一、第二、第三宇宙速度公式。在这些公式的指导下,才有这火箭上天,卫星巡地。
公式的建立经历了看见—感悟—联想—实验—公式,这五个阶段。
《物理新视点》刚处在物质探索的初始阶段——看见到物质的规律现象,感悟核外电子应有的规律,产生了核外电子有规律的运动与物质特性有内在联系的联想。
即《物理新视点》在正处在这看见、感悟、联想的初始阶段,我把这阶段的假说成文告诉大家,希望能引起学界的关注,希望我们的探索能多一条路径。
人们只有在领悟到核外电子的运动规律,着手进行精密的实验,测定、掌握这种规律之后,才会建立有效的公式和准确的数字计算。才有可能把握电子在什么速率下物质发生相变;电子在什么运动状态下发生超导。才有可能控制电子运动状态,从而有效地控制物质的相变和超导。由此建立的计算公式才是精确的、有效的、能准确指导实践的。这样的公式和计算才是有意义的。
当人们着手进行精密的实验,测定、掌握到核外电子的运动规律之后,有效的公式和准确的数字计算自然就会呈现。
上下求索 我是在核外电子规律运转的思想体系基本建立、文章初步完成之后,进一步学习了近代物理的有关内容,学之艰辛,终觉得近代物理存在种种缺憾。
新视点与相关学科 《量子力学》的建立事出有因,由于忽略了电子的运动伴生着电磁波,在汤姆孙实验中,电子在伴生着的电磁波中运动,发生了衍射,于是就认定电子也是波,必须用态函数来描述量子(电子)的运动,加上光电效应中的光子理论的推助,就有了波粒二象性的理论。从而建立了科学禁区,封堵了探索核外电子规律运动的道路。
如果说在建立量子力学之初忽略了电子运动伴生的电磁波,还情有可原。可是今天我们的发电机组、我们的CT磁共振诊疗仪的强大磁场,都是由电流产生的,都是由电子的定向运动所伴生的。在这样铁的事实面前还不承认电子的运动伴生着电磁波,实在是令人费解。
《固体物理》(凝聚态物理)对晶体结构进行了深入的研究,然而囿于电子云理论的束缚,对晶体构成原理的描述,没有用价和电子—结构元之说简单有理。
当今的物质导电理论是凝聚态物理的能带理论,能带理论是建立在自由电子理论之上的,物质内自由电子不存在,那么建立其上的能带理论的虚伪也不可避免。能带理论对导电现象的解释比较局限、狭隘,没有电子空位之说系统、通达。
《物理化学》对热、对能量的解释没有核外电子速率之说简单、直率。书中说到:“化学键形成的物理原因尚未解决,从理论上阐明物质的相变还差得很远。”而在本书的第七章,用核外电子规律运动的观点解释了相变的原理。
新视点的形成 对物质构成的思考源于小时候用钢锯条磨刀,锯条在炉火中变软、入水变硬,引起了兴趣和独立的思考,后来当机械工人,对金属的强度、对用合金刀具切削金属予以关注。在大学里学习时,对晶格畸变能增加金属材料的强度、硬度的理论持怀疑。面对强度好、硬度高,能抵御较强的外力的金属材料,凭着朴素的哲学联想,其强度不应该是来自晶格畸变,一定是原子之间的联系更加紧密,存在能使原子连接紧密的内力。
化学键理论说是电子云的重叠发生耦合,产生了原子间的连接力。然而电子的耦合很难自圆其说,电子之间如何耦合?这与物质同性相斥的自然事实直接相悖。
那么,原子间哪来的使原子连接紧密的内力?——原子内最明显的力是原子核对电子的吸引力,核外层电子不稳定,就相互吸引相邻的电子,于是就形成了原子间的内聚力。由此就有了第四章的价和电子、结构元猜想的形成。结构元之说能很好地解释物质的晶体结构,乃至物体的强度、硬度以及金属的延展性等诸多性能。
可是结构元之说面对物质的导电性能却几乎崩溃。我与大家一样,都是学着自由电子导电理论长大的。结构元之说认为每一个电子都有固定的归属,那么,哪来的自由电子,没有了自由电子,金属导体是如何导电?
经历了一年的困扰,在一个下雨天的上午,我想到了流通,想到了电子空位。电子空位之说不仅解释了金属的导电,而且也解释了电压的形成,阐释了电容、电感等电气元件的电学特性。对半导体的导电也述说得言简意赅,到后来,对液体的导电也有恰适的解释,对超导现象的说明也顺理成章。就这样涉足到了电学领域和低温物理领域。
10年前,多次投稿后,有一位可敬的审稿者在回复中写到:“不提态函数、概率,否定电子云,描述方式等,那是完全错了……物质结构理论,如果离开量子力学,那是寸步难行的。”于是就把我引导到量子物理。我是在电子规律运动的观念稳固之后才认真自学了量子力学等相关近代物理知识。因为本书还要面对中学生,对量子力学我没有多写,只对其前提略有涉及。
就这样,信马由缰地涉足到物理学的多个方面,这是我开始探讨物质时始料未及的。我知道有些领域我知之不多,文章的光学部分,化学部分是利用核外电子的规律运动进行一些试探;文章的氢、氧问题,叶绿素问题是用核外电子的规律运动之说进行一些猜想。我也知道言多有失,删减吧——我觉得这些文字都是阐述物质性能这个主题的,都是围绕核外电子规律运动的各个侧面,是一个系统的整体,索性都拿出来,一来是抛砖引玉,给科学爱好者一个宽泛的思索空间,二是有利于体现电子规律运动理念的系统化。
当然,我的物理知识是很有限的,本书只是对核外电子规律运动的探索,所以文章没有涉及核物理,在能量守恒的讨论中也没有涉及核能,不过,由自然的法则推断,核内粒子的排列也是规则的、粒子的运动应该是规律的。我只了解物质的常态,所以我的文章只讨论物质的气、液、固态,没有涉及等离子态、中子态。
我只是关注和揭示了电子的运动伴生着电磁波的自然事实,至于电子运动为什么伴生电磁波,电子的运动是怎样伴生电磁波,也是我难以解答的问题,这将是物理学的新课题,我寄希望于广大的科学探索者。
等等这些局限,希望得到您的谅解。
正如达尔文在《物种起源》一书结尾处的精辟概括。他说:“我虽然完全相信本书所提出的各项观点的真实性,但绝不期望能说服那些有经验的自然学者,他们的头脑已经装满了在长期岁月中用与我观点完全相反的观点所观察到的大量被曲解了的事实……然而我满怀信心地展望未来,期望着年轻的新起的自然学者,他们将会公平不偏地观察这个问题的两个方面。”
我对核外电子规律运动坚信不移,但我不指望通过此书就能说服那些修炼至深的“二象性”学者。量子物理形成、发展、壮大了80年,培养了大量虔诚的量子学者,在他们眼中,规律的“轨道、速率”等经典概念成了低级、落后甚至是弱智的代名词。
核外电子规律运动之说能系统、简单地解释物质的各种性能,能相符不悖地揭示物质的综合特性与核外电子运动之间的有机联系,对科学界奉行了一百年的电子云理论进行了反思,是理念层面的学术原创。没有唯象理论、没有佯谬,能坦然地面对、系统地说明物质的各种特性及其变化的内在逻辑关联及原理。
我的假说在论证上展开为一整套自洽而又开放的体系,从而达到理论上的自我建构,达到理论乃至理念的系统化。
否极泰来,科学打开了一扇“核外电子规律运动”的新大门,核外电子规律之说是逻辑的、理性的。探索核外电子有规律的运动是科学进展的必由之路,这是在物理学源头上的拨乱反正,是原始的科学创新。创建新说将有大量的开拓性的工作要做,对科学探索有兴趣的朋友们,让我们共同开拓物质物理这条充满魅力的新路。
科研的本来是探索未知世界、求证客观存在。我们相信科学的逻辑、理性的本来。科研是探索、是雾海夜航、盲人摸象,科研应该允许有不同方位、多角度的探测;应该有怀疑、反思;应该允许多种假说并存、争论。
当前学界智者大力呼唤学派,学派的产生是学术研究过程中正常而健康的现象,是学术交流和学术争鸣的平台,也是推进科学研究向更深层次发展的动力。科学的每一重大步都有过学派之间激烈的较量和争论,物质科学应该在讨论、争论中前进。
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如果这种假说有可能使某些可观察到的性质在逻辑上联系起来,而要是没有这种假说就永远无法联系,那么,就不得不接受这种假说。
——马赫
90年前,著名学者马赫面对刚建立原子论如是说。
总参考文献:
说明:笔者在成文之际,曾阅读过以下著作,以及高中理化教材,向这些作者表示感谢。
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