菏泽物理学家熊玉科攻克波粒二象性

　　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，由于没有解释明暗条纹的本质，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，应该还有更深层的规律未发现，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，中子激发锤子，锤子打碎毒气瓶，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拿枪打死它”，多么无奈呀!他们之间分歧不但是是量子力学和经典物理学的之争，也与逻辑学哲学存在矛盾，几率说过于强调偶然性，并没有揭示其必然性，波粒的本质，必然性和偶然性互相制约，相伴相生，同生同灭，偶然性不能离开必然性孤立存在，何者是必然性，何者是偶然性必须都得解释清楚，粒子可能在这里出现也可能在那里出现，偶然出现，必然性是偶然性的根据和条件，几率说并没有看到偶然性的后面的必然性，偶然性与必然性是相互联系的，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。

　　例如月亮，它的质量、速度、角动量、位置、轨迹和能量都是确定的，再看看钱塘江大潮，汹涌澎湃，如千军万马，其原因是月亮的引力场在做功，还有人的情绪、智力、生理周期等都会受引力场的影响，而引力场的质量、能量、角动量都不确定。再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、天体和电子等实体部分，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，波尔和爱因斯坦他们都对呀!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。