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首先回顾一下高中物理的双缝干涉实验，当一束光子或电子通过双缝，在荧光屏上形成干涉条纹，针对这个现象，物理学家展开了百年之争，以波尔为代表的哥本哈根派认为干涉条纹，是由于电子的分布几率不同造成的，也就是说，一个电子可能同时通过两个小缝，至于从哪个小缝通过是不能确定的，即著名的几率说。以爱因斯坦、薛定谔、德布罗意等为代表的物理学家们，认为几率说是不完备的，应该有更深层次的原因，应该用因果律来解析这个问题。长期以来几率说占据上风，但是几率说只是说明干涉条纹像波动，并没有说明为什么，爱因斯坦认为，这种几率说是不完美的，用“上帝不喜欢抛色子”反唇相讥，应该还有更深层的原因未发现，并以不当物理学家相威胁。薛定谔提出一个更极端的思想实验，在一个笼子里有一个猫，和一个毒气瓶，还有一个衰变的原子，原子衰变时放出中子，中子打碎毒气瓶，猫就死啦，由于原子的衰变是随机的，不确定的，所以猫是死的或是活的也不能确定，显然，薛定谔想用这个思想实验来打击几率说，两派都是大物理学家和量子力学的创始人，各不相让，霍金也百思不得其解，说过，“我想起薛定谔猫就像把枪打死它”，多么无奈呀！他们之间分歧实际上是量子力学的哲学之争，目前理论物理学假说林立，正如盲人摸象各执一词，无法形成统一的理论体系，根本原因是没有找到微观粒子和宏观物体的对应关系，“薛定谔猫”像个猛兽挡住理论物理学家的进步，目前的状况是物理实验发展在前，理论发展严重滞后，为建立完美的物理学，需要更基本的哲学原理和方法。 于是超弦理论横空出世应运而生， 科普一下什么是超弦理论，超弦理论最先由哥伦比亚大学教授格林七十年代提出的，是国际研究的热点，当时为了解释波粒二象性和粒子的无限自能等难题提出的，88年由熊玉科求证的，2007年在山东省物理学会推荐下获得山东省科技奖，对物理学的原理作大部保留和创新，它的基本思想是电子、质子等粒子是一个点，而周围的电场分布在圆柱形的空间内，近看它周围的电场和磁场像一个无限长的水管，远看像一个直线，粒子通过场与外界作用。 超弦理论依据的原理和哲学思想是什么？地球、磁体、电子等带电体作曲线运动或转动时,它周围的磁场、电场、重力场一同运动,发电机就是这个道理.实体和场共有两个速度、两个能量、两个相对论效应、两个角动量等物理量。以磁体为例证，牛顿力学只研究实体部分的物理规律如质量、离心力、速度、角动量等物理量。电磁学只研究电场和磁场部分的物理规律，应该同时考虑这两部分的物理规律，整体上把握物理学，这样把牛顿力学和电磁学有机地结合起来。利用这个思想可以解决核力方程、超弦理论、量子纠缠等量子力学中的难题。 例如一个磁铁通过一个缝时，在另一个缝也会探测到磁场，大家看见问题所在啦，再例如笼子里有个小鸟，量子力学的解释是小鸟可能在笼子里面，也可能在笼子外边，正确的解释是比如笼子里面有个磁体，用霍尔传感器测量磁场的强度和方向，会发现笼子里面、外面都有磁场，于是得出磁铁可能在笼子里面也可能在笼子外面，笼子里的磁场强度大，在笼子里的几率大一些的结论，于是就解释了不确定原理，对于电子也是如此。奥，恍然大悟，大家看到了问题所在，对于磁体、电子等实体部分，它的位置、质量、能量、动量等物理量都是确定的，合乎爱因斯坦的因果规律，对应粒子说和牛顿力学；电子的电场分布在无限长的圆柱内，磁场和电场的质量、能量、位置、动量等都是不确定的，运动起来更复杂，对应波尔的几率说，实体和场是粒子的两个侧面，就像硬币的两个侧面，爱因斯坦的因果律和波尔的几率说都对。几率说和因果律是互补的，比如硬币有正反两个面，同理，磁体和带电粒子也有实体和场两部分，我国古代哲学家公孙龙早在两千多年前提出过。他在《离坚白命题》中作了如下表述，“视不得其所坚，而得其所白者，无坚也。扶不得其所白者，而得其坚者，无白也。”意识是说：看一块白色的石头，只能看到它的白的颜色，而不能感到它的坚硬，用手摸它，可以知道它的坚硬，但无法知道它的颜色。哈哈，他们都对呀！ 电子的电场是左右对称的因此宇称守恒，电子转动时它周围的电场一同转动，转动的电场产生磁场，而电子的磁场相当于一个无限长的磁体，左右不对称因此宇称不守恒；实体对应微观，电场或磁场对应波动和宏观。实体和场的关系是无限和有限的对立统一、确定性和不确定性的对立统一、微观和宏观的对立统一、粒子性和波动性的对立统一、因果律和几率说的对立统一、局域性和非局域性的对立统一；磁场和电场又有宇称守恒和不守恒的对立统一。从逻辑上讲该理论的解释更完美，易接受，与经典力学也不矛盾，与量子场论的思想也吻合，也可找到与宏观现象相对应的关系，因此电子自旋使物理学中的核心问题。再说上面的的干涉条纹，依据超弦理论的电子模型，当电子竖直进入荧光屏，阻力最小不发光，平行进入荧光屏时作用面积最大、阻力最大形成亮点，大量的亮点形成条纹。这可以跟一个宏观实验相类比，一个木棒从高空落下，垂直进入水时阻力最小，平行入射时作用力最大，跳水运动员从高空下落总是手和头向下，身子与水面垂直下落，若平行下落，身子会受到较大冲击。超导现象与隧道现象也是如此，当电子和电流平行时阻力最小，垂直时阻力最大。预言：用仪器测量在暗条纹处，测得的电子数目应等于明条纹处的电子数。 介绍一下量子纠缠这个未解之谜。中国的量子通信激发了人们的兴趣，以电子为例，电子像地球一样转动，它周围的电场一起转动，考虑到楞次定律，电场的转动产生磁场，使电子一端是磁场的N极，一端是磁场的S极，这样电场、磁场分布在圆柱形的无限长空间内。当两个电子的电场平行排列，自旋相反，电子的实体相距一百亿分之一米时，两个电子靠磁场作用，这是叫化学键，若是质子就是核力键。若把两个电子横向拉开，就是电离。若把两个电子纵向拉，无论两个电子的实体相距有多远，它们的磁场依然有作用力，这就是量子纠缠，核力键、化学键和量子纠缠的方程式F=MC^2/R^2sinθ, R=C/ω也是万有引力的起源，这样可以解释长程力和短程力，两个自旋相反的电子就像一个绳子的两股，一股震动时，另一股也同时震动，几乎不需要时间，因为它们本来就在一起，爱因斯坦百思不得其解，称为粒子鬼魅作用。 解释暗物质的本质，以氢原子为例，一个氢原子由一个电子和一个质子构成，原子对外不显电性，电场强度是矢量，中和为零，但是它们的质量和能量是标量，无法抵消，可见原子周围的电场、磁场、电磁质量依然存在。因为当电子和质子结合成氢原子时，会发出辐射而失去一小部分电磁能量，除非像两个正负电子泯灭的这种特殊情况，全部的电磁质量以辐射的形式流失掉，可见，原子周围依然有绝大部分的电磁质量，也就是说没有带电、没有磁性的普通物体的周围依然有电磁质量，尽管一点都没有电场和磁场的性质，因为星球是由原子构成的，对外不显电性或磁性，但是依然有电磁质量，这个质量存在星际之间，无处不在，无孔不入，大家都不约而同的忽视了这部分质量，应是暗物质的构成部分，正负电或磁子中和以后形成的空间叫中性场。至于中性场和引力场、暗物质是不是一回事还有待商榷，中性场分布在物体的周围，真空中各处分布着中性场，因此真空不空，真空极化、真空凝聚、真空衰变，真空畴、真空暴胀、真空相变，依然有有质量和能量等物理量，这一点长期被人忽视。详细见超星图书网《电子自旋》。 |
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