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晏成和 (yych66@126.com) 2007.05
《物理新视点》其核心是探讨核外电子有规律运动造就了物质的各种特性。在www.yych.com网上发表后,受到众多网友的喜爱。但有几位身居象牙塔的学者以量子物理为靠山,对创新思想发动疯狂攻击;以量子物理为准绳对《新视点》横加指责。面对这种学术霸道,干脆取名《挑战量子物理》,挑开面纱,直接较量。
分歧和立场
80年来,由于忽视物质核外电子的有规律的运动;忽视核外电子运动所伴生着的电磁波,导致了物质学科(经典物理)的诸多茫然。促成了量子力学的建立和发展。
然而量子力学没有经典物理的逻辑、理性;缺乏科学应有的精确、严谨;没有慎密的因果关系。公式复杂、结果又不准确,总有一只不知死活的猫藏身其中。
《物理新视点》www.yych.com横空出世,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,人们欣喜的发现一切美妙复杂的物质现象的核心竟是那样的简洁,茫茫乾坤科学爱好者好评如潮。
然而也有几位当代量子物理的饱学之士竭力诋毁:他们说“电子运转规律之说还停留在80年前的经典物理时代。根本不懂量子理论、只有中学水平。”量子学者的批评事出有因,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。修炼好此基础勤奋者也得5年。
接下来攻读《力学与热学 上下》,《电磁学》《光学》《经典力学》《电动力学》《量子力学I,II》《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。这些书每一本都超过一砖之厚,加上参考书、习题集,修炼下来,够不上学识等身,也有一米多厚。这些教材可不是小说,要学习非常复杂的公式,做大量的习题,啃下来又去了7、8年的青春时光。
历经了十多年脱胎换骨的思想修炼,达到了粒子不是粒子、波不是波的实相无相的超凡脱俗之境界,凡人不可企及。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。
十多年的修炼成了正果,进驻到象牙塔。以自身修炼的经历“证明”民间学者只能停留在经典理论的低级阶段;“证明”民间学者阐发的只能是异端邪说;“证明”民间学者将徒劳无功、一事无成。物理学的正宗、旁庶,高低贵贱就由此而分;物理学的权威由此建立。
但是,科学不仅仅是传承、修炼,科学不能设立壁垒、禁区。基础科学的生命在于创新,历史上每一次科学的重大革新与超越,都是在所谓的权威派科学家的抵制下诞生的。
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,物理学首先就是要对自然事实作出合理的解释。量子物理虽然复杂深奥,可是对许多常见的的物理现象却小心地绕开,今天的物理学既解释不了水、也解释不了火。——地上的水来自于天上的雨,水蒸气在空气之中不到千分之一,这些水分子如何找到同伴,如何相聚成雨的?火为什么是红色的?有的火为什么又是蓝的、白的?
在现行教材中回避在深层上尚未解决的问题,不提困惑,掩盖破绽,使学子习惯于全盘接受,良莠不辨,丧失了思辨、开拓的机会。形成了对科学的亵渎,对学子的蒙蔽。
于是一些常见的物理问题竟成了自然之谜:
1、物体为什么有的呈脆性、有的呈塑性?
2、糖或盐溶解在水里,它们的键(化学键)到哪里去了?
3、金属熔化成液态,它的金属键到哪里去了?
冷却时怎样立刻建立了金属体?
4、原子有1、2、3个价电子是自由电子,
为什么4、5、6、7个价电子就没有自由?
5、为什么温度升高金属的导电率下降、而半导体正好相反?
6、过了居里点,磁铁的磁性到哪里去了?
7、为什么一些绝缘体反而容易形成超导体?
8、液体相变成气体体积为什么会膨胀?
还有,记忆合金是怎样进行记忆;液体表面张力是怎么产生;为什么催化剂能加快化学反应速度;等等。现有理论显得无能为力。遗憾的是,历经修炼的学者不是着力对事物的本质进行系统的探讨,而是用长达几十页的复杂数学计算进行所谓的推导论证。这种推导计算的结果往往于事实相去甚远,物理学于是变得神秘高深。
《物理新视点》之所以敢于挑战当今如日中天的量子物理,是因为量子物理公式复杂,又具有“测不准原理”、“波粒二象性”等深层次的模糊,缺乏科学应有的精密性。远没有核外电子的有规律的运动简单、实在。
从哥白尼的天体运行理论、达尔文的动、植物的物竞天择、元素周期表、DNA以及无数科学成就表明:自然的法则是极有规律的、是系统高效的。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。
一、 规律
近百年来人们受到“核外电子总是在绕核做无规则的旋转形成电子云”的训诫,于是这些“无规则”就成了人们探索物质的思想束缚。量子物理又用“测不准原理”、“波粒二象性”加深了这种禁锢,于是所有的研究者都不敢越雷池一步;所有的研究都竭力回避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:水在0℃结冰、100℃沸腾;大部分物质都有其固定的熔点、沸点;相同的材料其强度、硬度、导电性能惊人的一致;半导体导电率与温度密切相关;极性晶体有非常准确的振荡频率;超导物体一定要到临界低温,超导才能发生;记忆合金定要到特定的温度记忆效应才会呈现。
正因为自然界普遍存在着这有规律的法则,物质世界中这普遍的、极具规律的现象不会是空穴来风,有规律的现象必源于且服从更基础的有规律的运动——核外电子有规律的运动。
正视核外电子有规律的运动,我们将看到所有的物质现象都是核外电子有规律运动的结果。以上谈到的水的形成、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8条“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。
核外电子运动的规律性之说,具有简单、精密、系统、和谐,并非量子之说的自由电子散乱,以及几率波所导致的测不准。不然的话整个物质世界就是一片混乱。
在量子力学的第一章,一般都要介绍经典物理的五大困惑:1、黑体辐射。2、光电效应。3、原子塌陷。4、原子光谱及能级规律。5、固体与分子比热。运用电子有规律的运动的观点,认真面对核外电子的运动所伴生着的波;认真面对核外电子的运动与周围环境的互动。五大困惑都迎刃而解。
关注核外电子有规律的运动,经典物理的困惑已不存在。核外电子有规律的运动符合事物的客观实在,人们可以用逻辑、理性、精确、严谨的物理思想进行科学探索。关注核外电子有规律的运动,科学将进入一个新纪元。
二、系统
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。
用核外电子有规律之说,能综合、系统、全面地解释以上金属的各种特性。即金属的各种特性,都是由核外电子有规律的运动所形成。谁优谁劣,读者一目了然。
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,物质内必须得有让外来电子流通的空间。物质能够导电,并不是有“自由电子”“离子”,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。所有物质导电都同此一理,简单、系统,世上没有那些五花八门的载流子。
《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,这是能量守恒定理成立的内因。显现出物理学的内在原来如此完美、和谐、系统。
三、简单
六年前,得知初中李同学是某大学的物理教授,于是带着《对光电效应的再讨论》一文登门切磋。我谈了开头,他就不往下听,他问我知不知道“波粒二象性”说着搬出了两本厚书;谈到导电理论,他又搬出了三本厚书;谈到金属晶体,他又搬出了两本厚书;谈到半导体光电现象,他又搬出了几本厚书……。
我翻了下这些书,没有几个汉字,几乎全是复杂的数学公式的推导。我说,好复杂呀!李说:“是的,非常复杂,有些东西我都搞不懂,全国只有我的导师及十来个人能懂。”并说:“你研究的那些东西,这些书上都有,只不过我们用的是我们的专业语言,你的那些语言进不了我们的圈子。”“物理研究到了顶端,非常非常复杂,现在连我这个科班出生的都不搞了(他正在做一个网络通讯安全的课题),你还往这里钻么事?”
回家的路上,我很沮丧,想到:“我做的事,别人都已研究过,十几年的心血白费。”手里拿着教授不屑一看的几页纸,准备找一个垃圾箱,……。突然,我眼前显现出李教授家中的景象:茶几上放着两摞半尺高的大书。我心顿时开朗——我手上的论文只有6页,而且是单面打印的大字。同是光电效应,我这3页文字所说明的内容他却要用一尺多高,七、八千页的演算来推导、论证。
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。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。
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,厚度不超过一本《青年文摘》杂志,其核心就是核外电子有规律的运动,一个高中生两个半天就可以读完并理解。比起那一米多厚的书本、十多年的修炼,谁简单、谁复杂,谁优、谁劣,谁真、谁美,不就很清楚了吗?
正如一位网友的来信说:看了你的一些文章,有种强烈的感觉,就是任何认识结论,描述的越单纯,越简洁,也就越科学,越与事物的本来面目吻合;反之,任何过分复杂,绕来绕去的描述,往往都会有一些缺陷。
实验问题
实验是重复自然事实,是不可更改、不可超越的。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。但是实验不能是从属于某理论的,实验是检验理论的标准。
《新视点》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)。
《新视点》源于已知、已有的所有的自然事实,虽是一全新的物理理论(假说),却是对自然事实全面的负责,即对相关自然事实全面的相符不悖,有逻辑一致解释,不能有丝毫的冲突、矛盾的地方。
我的假说目前还没有得到主流学界的认可,没有实验室会做我设计的实验。所以目前没有针对《新视点》的专门实验。然而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;人们所做的所有物质物理实验(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、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。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。
数学公式问题
有位高居象牙塔的学者在《新视点》论坛中写到: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,如此浪费时间,反而觉得无人喝彩,真是不值得。老先生,该干什么就干什么去吧,别再耽误工夫了!
该学者的一击,的确打到了我的痛处,我是为象牙塔里年青人的科学素养而感到心痛。
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208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,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。
《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《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。就有如此学者,根本不懂科研的程序和规则,在这个阶段,就要拿出公式、就要用数字说话,显然是无知、蛮横。
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。如何有效地控制电子运动状态,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。
参考文献:
吴锡珑 《大学物理教程 》 第三册 第二版 P181-185 P207-210
曾谨言 《量子力学》 第一册 第三版
脆 弱 《三思网科学论坛》
2004/9/28
附: 言论
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 (1913年 马赫面对原子假说如是说)
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