物质究竟是什么

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3 物 质 究 竟 是 什 么 皮 可 慰 著

4 作 者 简 介 皮 可 慰 1948 年 出 生, 湖 南 长 沙 市 人 现 为 高 级 会 计 师, 中 国 注 册 会 计 师, 广 西 财 政 学 会 常 务 理 事, 广 西 会 计 学 会 常 务 理 事, 广 西 注 册 会 计 师 协 会 常 务 理 事, 中 磊 会 计 师 事 务 所 咨 询 机 构 高 级 顾 问, 柳 州 市 科 协 顾 问 长 期 从 事 经 济 管 理 工 作, 曾 担 任 国 有 企 业 副 厂 长 会 计 师 事 务 所 所 长 柳 州 市 财 政 局 局 长 柳 州 市 科 协 副 主 席 曾 获 省 级 劳 动 模 范 称 号 和 省 级 五 一 劳 动 奖 章 长 期 研 究 物 理 学 和 哲 学 的 基 本 问 题, 在 物 质 与 非 物 质 形 式 的 统 一 唯 物 论 与 辩 证 法 的 统 一 量 子 论 与 相 对 论 的 统 一 量 子 波 动 性 与 粒 子 性 的 统 一 量 子 定 域 性 与 非 定 域 性 的 统 一 量 子 实 在 性 与 概 率 性 的 统 一 等 问 题 上 有 自 己 的 独 特 见 解

5 内 容 提 要 物 质 究 竟 是 什 么 一 书 经 由 广 西 科 技 出 版 社 出 版 了 作 者 从 物 理 学 和 哲 学 的 角 度 研 究 了 物 质 的 基 本 问 题, 提 出 了 物 质 基 本 结 构 理 论 和 辩 证 物 质 实 在 论, 力 图 从 基 础 层 面 回 答 物 质 究 竟 是 什 么 的 问 题 作 者 在 书 中 提 出 弹 性 引 力 电 性 粒 子 性 等 有 序 的 物 质 结 构 形 式 不 是 永 恒 的 观 点, 研 究 了 弹 性 引 力 电 性 粒 子 性 的 形 成 原 因 认 为 辩 证 的 实 体 与 间 隙 是 物 质 基 本 结 构 形 式, 实 体 不 是 僵 化 的 而 是 无 限 变 化 的 不 定 形 的 作 者 提 出 物 质 基 本 结 构 形 式 具 有 均 匀 化 系 统 化 的 发 展 趋 势, 必 然 形 成 以 太 结 构 和 量 子 波 的 观 点 认 为 量 子 波 有 玻 色 波 和 费 米 波 两 种 形 式, 纯 粹 的 玻 色 波 就 是 光 子, 纯 粹 的 费 米 波 就 是 实 物 粒 子, 运 动 的 实 物 粒 子 同 时 含 有 玻 色 波 分 量 和 费 米 波 分 量 用 一 个 直 角 三 角 形 描 述 量 子 波, 可 以 在 速 度 频 率 ( 能 量 质 量 ) 波 密 度 ( 动 量 ) 波 长 等 方 面 得 到 与 相 对 论 一 致 的 变 换 公 式, 相 对 论 与 量 子 理 论 有 着 天 然 的 联 系 作 者 认 为 物 质 基 本 结 构 形 式 就 是 物 质 实 在, 物 质 实 在 包 含 物 质 与 非 物 质 两 个 方 面, 即 实 体 与 间 隙 只 有 物 质 是 实 在 的, 物 质 实 在 具 有 具 体 性 普 遍 性 唯 一 性 和 辩 证 性 特 征, 是 既 具 体 又 一 般 的 物 质 本 原 辩 证 物 质 实 在 论 是 辩 证 唯 物 论 的 组 成 部 分 作 者 提 出 了 量 子 单 位 制 概 念 量 子 单 位 制 与 一 般 单 位 制 的 根 本 区 别 是 用 频 率 代 替 了 能 量 和 质 量, 是 对 物 理 单 位 制 的 重 大 改 革 量 子 单 位 制 是 一 个 简 单 有 效 的 工 具, 研 究 一 般 物 理 现 象 时, 运 用 量 子 单 位 制 描 述 有 关 定 律 和 公 式, 从 运 动 学 动 力 学 电 磁 学, 直 到 玻 尔 氢 原 子 能 级 公 式 薛 定 谔 波 动 方 程, 公 式 中 只 有 米 秒 次 基 本 电 量 e( 即 区 分 正 负 性 的 基 本 费 米 子 个 数 ) 等 4 个 物 理 单 位 符 号 和 光 速 c 圆 周 率 π 精 细 结 构 常 数 a 引 力 常 数 G 等 几 个 物 理 常 数, 公 式 中 不 再 出 现 能 量 质 量 及 相 关 的 物 理 量, 大 大 地 简 化 了 物 理 公 式, 也 有 利 于 直 接 清 晰 地 揭 示 物 理 现 象 之 间 的 内 在 联 系 量 子 单 位 制 与 国 际 单 位 制 是 完 全 吻 合 的 作 者 论 证 了 以 太 结 构 的 存 在 与 相 对 论 的 相 容 性, 研 究 了 相 对 论 的 起 源 和 本 质 问 题, 认 为 相 对 论 是 关 于 量 子 态 的 绝 对 性 在 相 互 作 用 中 表 现 形 式 的 理 论 提 出 了 量 子 相 对 论 概 念, 量 子 相 对 论 是 量 子 理 论 的 组 成 部 分 作 者 运 用 物 质 基 本 结 构 理 论 全 面 系 统 地 研 究 了 量 子 之 间 相 互 作 用 问 题, 认 为 量 子 的 相 互 作 用 来 源 于 量 子 波 之 间 的 同 步 性 波 动 干 扰 对 量 子 相 互 作 用 理 论 场 理 论 以 及 一 些 实 验 的 解 释 提 出 了 一 些 新 的 见 解 作 者 提 出 量 子 系 统 的 观 点, 认 为 量 子 系 统 的 观 点 能 够 为 统 一 场 论 的 研 究 提 供 新 的 思 路 作 者 研 究 了 量 子 生 存 期 间 实 在 性 的 表 现 形 式 问 题, 论 证 了 物 质 基 本 结 构 理 论 与 量 子 力 学 的 相 容 性 对 量 子 理 论 中 长 期 争 议 的 一 些 问 题, 运 用 物 质 基 本 结 构 理 论 提 出 了 新 的 解 决 方 式, 能 够 较 合 理 地 解 释 包 括 双 缝 干 涉 实 验 量 子 衰 变 实 验 贝 尔 不 等 式 EPR 实 验 在 内 的 各 种 实 验 对 量 子 应 用 的 最 新 设 想 如 量 子 通 讯 量 子 计 算 提 供 了 新 的 理 论 支 持 作 者 认 为 物 质 基 本 结 构 理 论 对 促 进 量 子 理 论 的 完 备 能 够 发 挥 一 定 作 用 作 者 对 量 子 定 态 问 题 进 行 了 全 面 系 统 的 研 究, 使 物 质 基 本 结 构 理 论 进 一 步 与 实 际 问 题 接 近 运 用 物 质 基 本 结 构 理 论 对 现 代 物 理 中 若 干 现 实 问 题, 如 质 子 电 子 的 定 量 问 题, 核 力 问 题, 核 结 构 问 题, 弱 相 互 作 用 问 题, 原 子 核 中 子 中 微 子 等 复 合 量 子 问 题, 都 提 出 了 一 些 新 的 见 解 由 于 采 取 了 与 传 统 理 论 不 同 的 思 维 方 式, 物 质 基 本 结 构 理 论 在 很 多 方 面 出 现 与 传 统 理 论 不 同 的 地 方, 具 有 一 定 的 新 颖 性 表 现 在 各 章 各 节 中 的 新 观 点, 一 环 扣 一 环 连 贯 起 来 形 成 一 条 逻 辑 链, 并 且 涉 及 量 子 理 论 中 的 大 部 分 基 本 性 问 题, 形 成 一 个 理 论 体 系 的 雏 形 在 研 究 中, 作 者 尊 重 对 科 学 实 验 事 实 作 出 合 理 解 释 的 一 切 传 统 理 论, 认 为 物 质 基 本 结 构 理 论 是 量 子 理 论 的 重 要 组 成 部 分 作 者 承 认 所 有 有 关 科 学 实 验 的 事 实, 将 理 论 建 立 在 坚 实 的 实 践 基 础 上, 认 为 现 有 的 实 践 在 一 定 程 度 上 说 明 了 物 质 有 序 结 构 难 以 是 无 限 层 次 的, 实 践 已 经 证 明 了 光 速 的 稳 定 性 和 物 理 定 律 在 较 大 的 宇 宙 时 空 里 的 对 称 性 统 一 性, 也 已 经 证 明 了 普 朗 克 量 子 定 义 爱 因 斯 坦 能 量 与 质 量 相 关 理 论 能 量 守 恒 定 律 德 布 罗 意 波 理 论 的 正 确 性 笔 者 坚 信 将 来 的 实 践 将 会 证 实 物 质 的 有 序 结 构 形 式 一 定 是 产 生 于 无 序 的 不 定 形 的 结 构

6 形 式 的, 体 现 时 空 对 称 性 和 均 衡 性 的 以 太 结 构 一 定 是 存 在 的, 体 现 为 波 色 波 和 费 米 波 两 种 形 式 并 且 都 以 光 速 波 动 的 量 子 波 是 存 在 的 如 果 物 质 基 本 结 构 理 论 被 证 明 是 正 确 的, 或 者 主 要 观 点 被 证 明 是 正 确 的, 那 么 物 质 基 本 结 构 理 论 将 会 对 很 多 实 践 性 问 题 的 解 决 带 来 一 些 新 的 思 路 作 者 对 物 质 基 本 结 构 理 论 是 有 信 心 的, 已 于 008 年 5 月 对 书 中 的 主 要 内 容 进 行 了 公 证 作 者 在 书 中 强 烈 地 表 达 一 个 观 点, 量 子 是 物 质 基 本 结 构 形 式 由 无 序 发 展 到 有 序 的 初 级 形 式, 量 子 理 论 是 基 础 的 理 论, 是 宏 观 经 典 物 理 学 的 基 础, 正 因 为 如 此, 量 子 理 论 的 基 础 部 分 应 当 是 简 单 的 作 者 希 望 这 本 书 是 一 篇 研 究 报 告, 对 有 关 专 家 学 者 的 研 究 能 起 到 抛 砖 引 玉 的 作 用 作 者 还 希 望 这 本 书 是 一 本 科 普 读 物, 力 争 将 量 子 论 和 相 对 论 这 些 深 奥 的 理 论 用 通 俗 的 文 字 阐 述, 使 得 自 然 科 学 和 哲 学 爱 好 者 能 成 为 这 本 书 的 读 者, 阅 读 后 能 从 中 得 到 一 些 微 观 物 理 学 的 入 门 性 知 识 对 于 在 物 理 学 和 哲 学 基 本 问 题 上 有 研 究 兴 趣 的 读 者, 可 以 随 着 章 节 的 进 程 深 入 到 某 些 研 究 领 域, 甚 至 还 会 感 到 自 己 既 是 学 习 者 又 是 研 究 者, 有 很 多 未 解 之 谜 正 在 等 着 自 己 去 破 解 作 者 欢 迎 专 家 学 者 和 读 者 对 书 中 的 一 些 观 点 提 出 宝 贵 意 见 ( 电 子 邮 件 :pikewei@63.net)

7 目 录 引 言 第 一 章 物 质 基 本 结 构 理 论 一 任 何 具 体 的 物 质 内 部 都 是 有 结 构 的 二 物 质 结 构 形 式 是 分 层 次 的, 但 不 是 无 限 层 次 三 物 质 结 构 的 有 序 形 式 不 是 永 恒 的 四 物 质 基 本 结 构 形 式 假 设 五 探 索 物 质 基 本 结 构 形 式 的 条 件 已 经 成 熟 六 建 立 新 的 研 究 模 式 七 绝 对 的 实 体 和 绝 对 的 间 隙 八 实 体 存 在 变 化 和 相 互 作 用 假 设 九 数 学 与 逻 辑 学 十 空 间 与 时 间 十 一 无 限 和 有 限 第 二 章 以 太 结 构 和 量 子 波 一 物 质 基 本 结 构 形 式 发 展 趋 势 是 均 匀 化 和 系 统 化 二 历 史 上 的 以 太 观 三 重 新 找 回 以 太 的 理 由 四 物 质 基 本 结 构 形 式 下 的 以 太 结 构 五 量 子 论 的 产 生 六 德 布 罗 意 波 概 念 的 拓 展 七 以 太 结 构 中 的 量 子 波 假 设 八 量 子 波 的 两 种 形 式 九 数 学 开 始 进 入 物 理 学 十 量 子 波 的 波 形 假 设 十 一 直 角 三 角 形 描 述 下 的 量 子 波 十 二 物 质 基 本 结 构 理 论 是 量 子 理 论 的 组 成 部 分 第 三 章 辩 证 物 质 实 在 论 一 大 自 然 的 哲 理 二 物 质 实 在 的 具 体 性 普 遍 性 和 唯 一 性 三 物 质 实 在 的 辩 证 性 四 既 具 体 又 一 般 的 物 质 本 原 观 五 辩 证 物 质 实 在 论 是 辩 证 唯 物 论 的 组 成 部 分 六 辩 证 物 质 实 在 论 是 科 学 哲 学 的 重 要 内 容 第 四 章 量 子 单 位 制 一 物 理 单 位 和 单 位 制 二 量 子 单 位 制 三 建 立 量 子 单 位 制 的 意 义 四 量 子 单 位 制 对 运 动 的 描 述 五 量 子 单 位 制 对 频 率 ( 能 量 ) 和 质 量 的 描 述 六 量 子 单 位 制 对 波 长 和 波 密 度 ( 动 量 ) 的 描 述 七 量 子 单 位 制 对 力 力 矩 及 动 量 矩 的 描 述

8 八 常 数 常 量 及 单 位 换 算 第 五 章 量 子 之 间 的 相 互 作 用 一 量 子 的 态 二 量 子 之 间 相 互 作 用 和 量 子 的 态 变 动 三 波 动 干 扰 引 起 量 子 之 间 相 互 作 用 四 量 子 的 定 域 性 与 非 定 域 性 五 量 子 相 互 作 用 的 作 用 分 配 和 最 小 作 用 量 原 理 六 量 子 之 间 的 相 互 作 用 形 成 量 子 系 统 七 物 质 基 本 结 构 理 论 下 的 统 一 场 论 第 六 章 引 力 作 用 和 电 场 作 用 一 用 量 子 单 位 制 转 换 引 力 公 式 二 引 力 场 三 引 力 效 应 中 的 频 率 转 换 四 电 荷 五 库 仑 定 律 六 电 场 七 电 场 中 的 频 率 转 换 八 电 通 量 九 电 势 能 及 电 势 十 电 容 第 七 章 磁 场 是 电 场 的 调 整 一 运 动 电 荷 产 生 磁 场 二 磁 场 是 电 场 的 调 整 三 电 流 四 磁 通 量 五 磁 场 强 度 六 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 七 电 感 八 电 阻 九 位 移 电 流 与 麦 克 斯 韦 方 程 组 第 八 章 量 子 相 对 论 一 狭 义 相 对 论 要 点 及 变 换 公 式 二 以 太 结 构 与 相 对 论 的 相 容 性 三 量 子 态 的 绝 对 性 和 相 对 性 四 相 对 论 是 研 究 量 子 绝 对 的 态 在 相 互 作 用 中 表 现 形 式 的 理 论 五 量 子 相 对 论 第 九 章 量 子 实 在 的 确 定 性 与 概 率 性 一 围 绕 量 子 实 在 性 问 题 的 争 论 二 量 子 实 在 的 表 现 形 式 三 不 确 定 性 原 理 四 双 缝 干 涉 实 验 五 物 质 基 本 结 构 理 论 对 量 子 衰 变 的 解 释 第 十 章 物 质 基 本 结 构 理 论 与 量 子 力 学 的 相 容 性 一 波 函 数 和 薛 定 谔 波 动 方 程

9 二 一 个 例 子 : 无 限 深 方 势 阱 中 粒 子 运 动 的 量 子 化 三 物 质 基 本 结 构 理 论 与 量 子 力 学 的 相 容 性 四 贝 尔 不 等 式 与 EPR 实 验 五 物 质 基 本 结 构 理 论 对 纠 缠 态 量 子 关 联 非 定 域 性 的 思 考 六 物 质 基 本 结 构 理 论 对 量 子 理 论 的 完 备 将 起 着 重 要 作 用 第 十 一 章 量 子 定 态 的 形 成 机 制 一 量 子 定 态 的 发 展 过 程 二 量 子 的 基 本 定 态 三 量 子 的 纵 向 波 幅 定 态 假 设 四 量 子 的 旋 转 波 幅 定 态 假 设 五 量 子 的 引 力 场 作 用 定 态 六 量 子 的 电 力 场 作 用 定 态 七 基 本 常 数 八 光 子 的 生 成 和 消 失 九 费 米 子 的 生 成 和 消 失 十 不 符 合 量 子 规 律 的 量 子 生 成 和 消 失 方 式 第 十 二 章 氢 原 子 的 驻 波 约 束 性 定 态 一 玻 尔 的 氢 原 子 理 论 二 薛 定 谔 方 程 对 电 子 在 氢 原 子 中 的 定 态 分 析 三 物 质 基 本 结 构 理 论 对 驻 波 约 束 性 量 子 定 态 的 认 识 第 十 三 章 费 米 频 率 定 态 和 复 合 量 子 一 电 场 力 的 非 线 性 特 征 假 设 二 质 子 的 费 米 频 率 定 态 假 设 三 电 子 的 费 米 频 率 定 态 假 设 四 基 本 量 子 与 复 合 量 子 五 原 子 核 物 理 现 象 简 述 六 传 统 理 论 对 核 力 形 成 机 制 的 解 释 七 物 质 基 本 结 构 理 论 对 核 力 作 用 的 假 设 八 物 质 基 本 结 构 理 论 中 的 原 子 核 结 构 假 设 九 提 出 新 的 核 力 作 用 和 核 结 构 观 点 的 理 由 十 对 中 微 子 的 假 设 十 一 对 中 子 的 假 设 十 二 对 π 介 子 的 假 设 十 三 对 μ 子 的 假 设 十 四 对 弱 相 互 作 用 的 假 设 第 十 四 章 科 学 理 论 的 形 成 和 发 展 一 认 识 方 法 的 辩 证 性 二 形 而 上 学 追 求 对 事 物 整 体 性 基 本 性 认 识 的 积 极 意 义 三 证 伪 主 义 促 进 认 识 飞 跃 四 运 用 科 学 范 式 观 点 分 析 科 学 理 论 体 系 五 科 学 研 究 纲 领 与 科 学 理 论 的 形 成 和 发 展 六 物 质 基 本 结 构 理 论 是 否 能 成 为 科 学 理 论 七 建 立 物 质 基 本 结 构 理 论 的 思 维 过 程 参 考 书 目

10 引 言 茫 茫 宇 宙 存 在 着 各 种 各 样 的 物 质 形 态, 大 到 地 球 太 阳 系 银 河 系 星 系 团, 小 到 分 子 原 子 电 子 这 些 物 体 无 时 不 在 变 化 着, 我 们 看 到 最 简 单 的 变 化 就 是 运 动 : 物 体 的 整 体 运 动 如 汽 车 疾 驶 风 雨 雷 电 等, 这 是 人 们 熟 知 的 现 象, 也 是 人 们 能 直 接 感 知 的 ; 还 有 物 体 的 内 部 运 动, 如 发 热 变 色 等 等, 人 们 通 过 科 学 实 验 逐 步 地 认 识 它 们 物 质 除 简 单 的 变 化 之 外, 更 多 的 时 候 是 表 现 出 各 种 复 杂 的 变 化 方 式, 形 成 结 构 特 异 的 形 式, 如 大 海 的 温 差 形 成 了 海 流, 某 些 种 类 物 质 的 聚 集 形 成 地 球 上 的 矿 体, 等 等 这 时 人 们 觉 得 仅 仅 用 运 动 变 化 等 词 汇, 难 以 描 述 这 种 规 模 宏 大 的 变 化 趋 势 和 结 果, 于 是 人 们 的 语 言 逻 辑 概 念 中 加 进 了 发 展 一 词 说 到 我 们 这 个 宇 宙 中 的 佼 佼 者 地 球, 如 果 不 用 上 发 展 的 概 念, 简 直 一 切 都 无 从 谈 起 几 十 亿 年 前, 地 球 上 的 某 些 物 质, 居 然 凭 借 大 自 然 赐 予 的 优 越 环 境 和 条 件, 形 成 了 一 些 可 以 通 过 与 外 部 交 换 物 质 ( 即 新 陈 代 谢 ) 而 保 持 自 身 的 形 态 和 运 动 形 式 的 特 殊 物 质 群 体, 然 后 进 化 形 成 了 可 以 复 制 自 身, 进 行 无 性 繁 殖 和 有 性 繁 殖 的 生 命, 再 进 而 发 展 到 功 能 齐 全 的 高 等 动 物 和 高 等 植 物 到 了 几 百 万 年 前, 地 球 上 的 生 命 物 质 总 量 已 经 达 到 一 定 的 数 量 级, 尽 管 只 占 据 了 地 球 物 质 总 量 中 的 很 小 的 一 部 分, 但 足 以 使 地 球 以 其 充 满 活 力 和 生 机 盎 然, 区 别 于 很 多 别 的 天 体 如 果 宇 宙 间 某 个 外 星 人 正 在 遥 望 太 空, 他 一 定 会 对 这 个 几 乎 是 独 一 无 二 的 神 秘 的 蓝 色 星 球 特 别 感 兴 趣 就 是 在 这 几 百 万 年 前 ( 这 个 时 间 数 据 在 不 断 地 研 究 和 修 改 中 ), 人 类 从 高 等 动 物 进 化 而 产 生 人 们 常 认 为 直 立 行 走 用 手 做 工 具 并 使 用 工 具 劳 动 大 脑 发 达 形 成 复 杂 的 语 言 和 逻 辑 思 维 能 力 等, 是 人 与 动 物 的 重 大 区 别, 这 无 疑 是 正 确 的 然 而 更 为 重 要 的 还 有 两 条 : 一 是 人 具 有 任 何 其 他 物 质 不 具 备 的 能 动 性, 人 能 够 主 动 地 认 识 世 界 和 改 造 世 界 ; 二 是 人 类 形 成 了 社 会, 进 化 不 再 仅 仅 体 现 在 一 个 一 个 的 生 物 体 的 个 体 进 化 上, 而 是 体 现 在 整 个 种 群 的 进 化 上 通 过 社 会 意 识 语 言 文 字 数 字 化 光 盘 芯 片 记 录 了 进 化 的 特 征, 通 过 社 会 分 工 尤 其 是 社 会 的 教 育 科 研 体 制, 加 速 了 进 化 过 程 人 类 的 发 展 使 其 成 为 地 球 上 的 主 导 者, 现 在 人 类 正 雄 心 勃 勃 地 往 太 空 发 展 人 为 了 突 出 自 己 的 地 位, 他 宣 布 把 除 自 身 以 外 的 事 物 称 为 自 然 界, 当 然, 他 也 很 清 楚, 从 根 本 上 来 说 他 自 己 永 远 是 自 然 界 的 一 部 分 人 类 发 现 了 很 多 自 然 规 律, 并 且 充 分 利 用 这 些 自 然 规 律, 创 造 出 无 比 巨 大 的 物 质 财 富 和 精 神 财 富 当 然 也 产 生 了 一 项 重 大 的 然 而 也 是 最 令 人 担 忧 的 效 应, 这 就 是 近 一 百 多 年 的 人 类 历 史 消 耗 了 地 球 上 自 然 界 几 亿 年 或 几 十 亿 年 积 累 的 石 油 和 相 当 多 种 类 的 物 质 资 源 人 类 发 现 自 然 规 律, 利 用 自 然 规 律, 但 同 时 也 在 改 变 某 些 局 部 的 具 体 的 自 然 规 律 例 如 人 类 发 现 了 热 力 学 第 二 定 律, 即 熵 的 不 可 逆 的 增 大 过 程, 无 序 在 增 加 而 复 杂 性 在 减 少, 然 而 人 类 自 身 的 实 践 好 像 不 是 那 么 回 事, 有 序 的 和 复 杂 的 特 征 越 来 越 强 烈 : 钢 筋 混 凝 土 越 来 越 快 地 在 地 球 上 堆 积, 形 成 了 一 道 道 壮 观 的 人 造 风 景 线 ; 信 息 量 成 几 何 级 数 地 快 速 增 长, 流 动 在 光 纤 中, 堆 积 在 一 些 称 为 芯 片 的 小 东 西 里, 形 成 了 与 人 类 关 系 最 密 切 的 一 张 张 人 造 信 息 网 自 然 界 的 发 展 带 来 了 人 类 的 发 展, 人 类 的 发 展 影 响 了 自 然 界 的 发 展, 人 与 自 然 是 密 不 可 分 的, 经 过 较 长 时 期 的 功 利 主 义 驱 动 发 展 模 式 后, 现 在 已 经 有 更 多 的 人 认 识 到 人 与 自 然 界 要 协 调 发 展, 这 已 成 为 社 会 意 识 的 主 旋 律 人 类 从 远 古 走 来, 经 历 了 多 少 风 风 雨 雨, 多 少 惊 涛 骇 浪 面 对 着 四 周 可 以 看 到 的 摸 到 的 东 西, 他 老 在 想, 这 是 什 么, 它 和 别 的 东 西 有 什 么 相 同 的 地 方 或 者 不 同 的 地 方, 它 对 我 有 什 么 有 用 的 价 值 或 者 危 害, 我 能 怎 样 利 用 它 的 有 用 的 价 值 或 者 减 少 它 对 我 的 危 害 人 类 不 断 地 探 索 物 质 是 什 么, 也 就 是 不 断 地 在 实 践 中 求 知, 在 求 知 中 实 践 人 类 在 不 停 地 用 脑 子 想 问 题, 这 个 想 看 不 见, 摸 不 着, 与 通 常 的 实 物 确 实 有 较 大 区 别, 于 是 有 人 就 认 为 除 物 质 以 外, 还 应 当 有 一 种 称 为 精 神 的 东 西 然 而 他 们 不 认 为 精 神 是 依 附 于 物 质 存 在 的, 而 认 为 精 神 是 独 立 于 物 质 存 在 的, 甚 至 认 为 精 神 比 物 质 更 具 有 实 在 性 这 显 然 是 不 正 确 的, 但 本 书 不 准 备 探 讨 或 者 争 议 这 类 问 题, 整 本 书 从 头 到 尾 说 的 都 是 物 质 领 域 中 出 现 的 事 情

11 人 类 在 探 索 物 质 世 界 的 过 程 中, 首 先 是 从 认 识 具 体 的 物 质 开 始 的 人 们 面 对 着 的 直 接 感 受 到 的 都 是 具 体 的 物 质, 比 如 一 栋 木 结 构 房 屋, 或 者 一 座 高 山 人 们 对 这 些 具 体 物 质 视 察, 然 后 凭 着 直 觉 或 者 实 验, 描 绘 出 它 们 的 特 征, 人 们 说 物 质 就 是 这 个 样 子 的, 这 是 麦 当 劳, 那 是 肯 德 基 人 类 认 识 了 简 单 的 具 体 的 物 质, 如 物 质 的 机 械 运 动, 它 的 空 间 坐 标 时 间 坐 标, 它 的 运 动 速 度 能 量 质 量 和 动 量, 继 而 人 类 又 认 识 了 更 复 杂 一 些 的 具 体 物 质, 如 化 学 分 子 结 构 电 与 磁 人 类 不 仅 认 识 了 自 然 界 的 各 种 各 样 的 具 体 物 质, 人 类 还 创 造 出 了 数 也 数 不 清 的 具 体 的 物 质, 如 集 成 电 路 激 光 计 算 机 各 种 类 型 的 材 料, 等 等 人 们 朴 素 地 得 到 了 一 个 重 要 的 结 论 : 物 质 是 具 体 的, 离 开 一 个 一 个 具 体 的 物 质, 那 么 就 什 么 也 没 有 然 而 人 类 逐 渐 感 觉 到, 仅 仅 这 样 具 体 地 认 识 物 质 是 远 远 不 够 的, 这 样 的 认 识 是 支 离 破 碎 的 不 完 整 的, 还 必 须 从 具 体 物 质 之 间 的 联 系 来 认 识 物 质 人 们 开 始 使 用 归 类 的 方 式, 从 一 般 性 共 性 的 角 度 来 认 识 物 质 人 们 对 一 个 具 体 的 物 质 的 描 述 ( 或 称 定 义 ) 总 是 力 图 以 它 的 更 普 遍 一 些 的 性 质, 加 上 它 自 身 的 特 征 来 表 述 例 如 水 分 子, 它 首 先 是 一 类 由 各 种 原 子 组 成 的 分 子, 它 当 然 要 服 从 原 子 运 动 的 一 般 规 律, 然 而 它 又 必 须 具 有 两 个 氢 原 子 加 上 一 个 氧 原 子 的 组 成 体 的 分 子 特 征, 这 样 就 认 识 了 水 分 子 这 种 物 质 人 们 认 为 一 般 性 共 性 是 隐 藏 在 动 荡 不 定 的 具 体 物 质 背 后 的 隐 藏 在 现 象 和 感 觉 背 后 的 东 西, 可 以 称 之 为 本 质 由 此 看 来 人 们 要 回 答 物 质 是 什 么 时, 总 是 在 力 图 了 解 它 内 部 的 秘 密, 力 图 找 到 它 的 和 其 他 物 质 不 同 的 结 构 形 式 以 确 认 它 的 特 征, 同 时 也 力 图 找 到 它 的 和 其 他 物 质 相 同 的 结 构 形 式, 把 它 们 归 为 一 类 来 认 识, 在 认 识 了 共 性 的 基 础 上 能 对 个 性 有 更 深 刻 的 认 识 这 里 隐 含 着 一 个 重 要 的 理 念, 即 物 质 之 间 是 能 够 具 有 同 一 性 ( 或 称 统 一 性 ) 的, 具 体 的 物 质 不 是 孤 立 的, 而 是 相 互 联 系 的, 这 就 是 物 质 的 规 律 性 由 于 物 质 存 在 着 具 体 性 和 一 般 性, 我 们 才 能 生 活 在 这 样 的 有 规 律 的 具 体 的 物 质 世 界 中, 我 们 也 才 能 逐 步 认 识 物 质 世 界 有 些 人 走 到 了 极 端, 认 为 本 质 的 抽 象 的 事 物 是 真 正 实 在 的 东 西, 而 动 荡 不 定 的 具 体 的 物 质, 反 而 成 了 现 象 和 感 觉 的 集 合, 是 因 人 而 易 的 经 验 的 结 果, 不 是 实 在 的 了 这 种 观 点 认 为 具 体 的 桌 子 是 颜 色 形 状 等 感 觉 的 集 合, 它 是 动 荡 不 定 的, 今 天 是 桌 子, 明 天 可 能 变 成 一 堆 木 头, 而 只 有 桌 子 这 个 概 念 是 实 在 的 永 恒 的 存 在 这 种 观 点 当 然 是 错 误 的, 一 般 性 和 共 性 必 然 要 寄 寓 于 具 体 和 个 性 之 中 桌 子 的 概 念 并 不 单 独 地 实 在 地 存 在, 实 实 在 在 存 在 的 是 一 张 一 张 具 体 的 桌 子 有 一 些 世 界 上 从 来 没 有 出 现 过 的 想 象 中 的 事 物, 如 孙 悟 空 嫦 娥, 这 些 概 念 是 存 在 着 的, 也 是 有 意 义 的, 但 都 不 是 实 在 的 存 在 世 界 上 很 多 消 失 的 具 体 的 物 质 形 式, 如 恐 龙, 秦 始 皇, 这 些 概 念 仍 然 是 存 在 着 的 有 意 义 的, 但 只 是 曾 经 的 实 在, 并 不 是 现 实 的 实 在 只 有 现 实 的 具 体 的 物 质 是 存 在 着 的 现 实 的 实 在 然 而 物 质 究 竟 是 什 么 呢? 或 者 说 物 质 究 竟 由 什 么 构 成 呢? 自 从 人 类 有 意 识 以 来, 这 个 问 题 就 困 扰 了 很 多 人, 到 目 前 为 止 尚 无 定 论 笔 者 认 为 物 质 究 竟 是 什 么 的 问 题 是 一 个 既 能 回 答 又 不 能 回 答 的 问 题, 说 它 不 能 回 答, 是 因 为 物 质 运 动 形 式 的 发 展 是 永 无 止 境 的, 人 类 对 物 质 是 什 么 的 认 识 也 是 永 无 止 境 的 ; 说 它 能 回 答 是 因 为 如 果 从 物 质 运 动 原 始 的 基 础 的 初 级 的 简 单 的 角 度 来 逐 步 认 识 物 质 运 动 形 式 是 可 行 的 本 书 从 物 理 学 的 角 度, 系 统 地 研 究 了 这 个 深 层 次 的 问 题, 包 括 量 子 理 论 和 相 对 论 中 的 一 些 基 本 性 问 题, 提 出 了 物 质 基 本 结 构 理 论 同 时 对 哲 学 中 的 物 质 本 原 问 题 实 在 性 问 题 辩 证 性 问 题 也 进 行 了 深 入 研 究, 提 出 了 辩 证 物 质 实 在 论 观 点 全 书 共 分 14 章, 主 要 内 容 有 : 第 一 章, 从 物 理 学 的 角 度 研 究 物 质 的 基 本 问 题 提 出 弹 性 引 力 电 性 粒 子 性 等 有 序 的 物 质 结 构 形 式 不 是 永 恒 的 观 点, 认 为 应 当 研 究 弹 性 引 力 电 性 粒 子 性 的 形 成 原 因 提 出 存 在 物 质 基 本 结 构 形 式, 辩 证 的 实 体 与 间 隙 是 物 质 基 本 结 构 形 式 的 观 点 认 为 实 体 与 间 隙 具 有 绝 对 性 和 相 对 性, 实 体 不 是 僵 化 的, 而 是 无 限 变 化 的 对 立 统 一 的 并 对 数 学 与 逻 辑 学 问 题, 空 间 与 时 间 问 题, 无 限 与 有 限 问 题 提 出 了 新 的 见 解 第 二 章, 提 出 以 太 结 构 和 量 子 波 观 点 认 为 物 质 基 本 结 构 形 式 具 有 均 匀 化 系 统 化 的 发 展 趋 势, 必 然 形 成 以 太 结 构 和 量 子 波, 量 子 波 有 玻 色 波 和 费 米 波 两 种 形 式, 纯 粹 的 玻 色 波 就 是 光 子, 纯 粹 的 费 米 波 就 是 实 物 粒 子, 运 动 的 实 物 粒 子 同 时 含 有 玻 色 波 分 量 和 费 米 波 分 量 提 出 用 一 个 直 角 三 角 形 描 述 量 子 波, 可 以 在 速 度 频 率 ( 能 量 质 量 ) 波 密 度 ( 动 量 ) 波 长 等 方 面 得 到 与 相 对 论 一 致 的 公 式, 相 对 论 与 量 子 理 论 有 着 天 然 的 联 系 将

12 上 述 观 点 综 合 为 物 质 基 本 结 构 理 论, 认 为 物 质 基 本 结 构 理 论 是 量 子 理 论 的 重 要 基 础 和 组 成 部 分 第 三 章, 从 哲 学 的 角 度 研 究 物 质 的 基 本 性 问 题, 提 出 了 辩 证 物 质 实 在 论 认 为 辩 证 的 实 体 与 间 隙 是 物 质 基 本 结 构 形 式, 就 是 物 质 实 在, 就 是 既 具 体 又 一 般 的 物 质 本 原 从 哲 学 的 角 度 支 持 并 进 一 步 充 实 了 物 质 基 本 结 构 理 论, 也 从 物 质 基 本 结 构 理 论 的 角 度 重 新 认 识 哲 学 中 的 物 质 实 在 辩 证 法 和 物 质 本 原 等 问 题 力 图 从 根 本 上 回 答 物 质 究 竟 是 什 么 辩 证 法 究 竟 是 什 么 的 问 题, 对 坚 实 辩 证 唯 物 论 的 基 础 能 够 起 到 一 定 作 用 认 为 辩 证 物 质 实 在 论 是 辩 证 唯 物 论 的 组 成 部 分, 也 是 科 学 哲 学 的 重 要 内 容 第 四 章, 提 出 了 量 子 单 位 制 概 念 量 子 单 位 制 是 一 个 简 单 有 效 的 工 具 研 究 一 般 物 理 现 象 时, 运 用 量 子 单 位 制 描 述 有 关 定 律 和 公 式, 从 运 动 学 动 力 学 电 磁 学, 直 到 玻 尔 氢 原 子 能 级 公 式 薛 定 谔 波 动 方 程, 公 式 中 只 有 米 秒 次 基 本 电 量 e( 即 区 分 正 负 性 的 基 本 费 米 子 个 数 ) 等 4 个 物 理 单 位 符 号 和 光 速 c 圆 周 率 π 精 细 结 构 常 数 a 引 力 常 数 G 等 几 个 物 理 常 数, 公 式 中 不 再 出 现 能 量 质 量 及 相 关 的 物 理 量, 大 大 地 简 化 了 物 理 公 式, 也 有 利 于 直 接 地 清 晰 地 揭 示 物 理 现 象 之 间 的 内 在 联 系 量 子 单 位 制 与 国 际 单 位 制 是 完 全 吻 合 的 第 五 章, 运 用 物 质 基 本 结 构 理 论 全 面 系 统 地 研 究 了 量 子 之 间 相 互 作 用 问 题, 认 为 量 子 的 相 互 作 用 来 源 于 量 子 波 之 间 的 趋 于 同 步 性 的 波 动 干 扰 对 量 子 相 互 作 用 理 论 场 理 论 以 及 一 些 实 验 的 解 释 提 出 了 一 些 新 的 见 解 提 出 量 子 系 统 的 观 点, 认 为 量 子 系 统 的 观 点 能 够 为 统 一 场 论 的 研 究 提 供 新 的 思 路 第 六 章, 运 用 量 子 波 动 干 扰 理 论 和 量 子 单 位 制 工 具 研 究 引 力 场 和 电 场 问 题 第 七 章, 运 用 量 子 波 动 干 扰 理 论 和 量 子 单 位 制 工 具 研 究 磁 场 问 题, 认 为 磁 场 是 对 电 场 的 调 整 第 八 章, 提 出 了 量 子 相 对 论 概 念 论 证 了 物 质 基 本 结 构 理 论 与 相 对 论 理 论 和 变 换 公 式 的 相 容 性 研 究 了 相 对 论 的 起 源 和 本 质 问 题, 认 为 相 对 论 是 关 于 量 子 态 的 绝 对 性 在 相 互 作 用 中 表 现 形 式 的 理 论, 量 子 相 对 论 是 量 子 理 论 的 组 成 部 分 第 九 章, 研 究 了 量 子 生 存 期 间 实 在 性 的 表 现 形 式 问 题 对 量 子 理 论 中 长 期 争 议 的 一 些 问 题, 运 用 物 质 基 本 结 构 理 论 提 出 了 新 的 解 决 方 式, 能 够 较 合 理 地 解 释 包 括 双 缝 干 涉 实 验 量 子 衰 变 实 验 贝 尔 不 等 式 EPR 实 验 在 内 的 各 种 实 验 第 十 章, 研 究 了 物 质 基 本 结 构 理 论 与 量 子 力 学 的 相 容 性 问 题 在 承 认 概 率 承 认 非 因 果 关 系 非 决 定 论 的 同 时, 实 在 性 回 到 了 量 子 理 论 中, 认 为 量 子 之 间 的 实 在 的 波 动 干 扰 形 成 的 同 步 作 用, 是 量 子 表 现 为 概 率 方 式 的 量 子 力 学 波 动 性 叠 加 特 征 的 物 质 基 础 对 量 子 应 用 的 最 新 设 想 如 量 子 通 讯 量 子 计 算 提 供 了 新 的 理 论 支 持 物 质 基 本 结 构 理 论 对 促 进 量 子 理 论 的 完 备 能 够 发 挥 一 定 作 用 第 十 一 章, 研 究 了 量 子 定 态 的 形 成 机 制 问 题 提 出 了 量 子 的 基 本 定 态 起 源 于 大 自 然 的 基 本 事 实 的 观 点, 对 大 自 然 的 基 本 常 数 问 题 提 出 新 的 见 解 第 十 二 章, 研 究 了 氢 原 子 的 驻 波 约 束 性 定 态 问 题 第 十 三 章, 运 用 量 子 定 态 观 点, 研 究 了 若 干 实 际 问 题 如 质 子 电 子 的 定 量 问 题, 核 力 和 核 结 构 问 题, 弱 相 互 作 用 问 题, 原 子 核 中 子 中 微 子 等 复 合 量 子 问 题, 提 出 了 一 些 新 的 见 解 第 十 四 章, 研 究 了 科 学 理 论 的 形 成 和 发 展 问 题 认 为 认 识 方 法 具 有 辩 证 性 在 坚 持 唯 物 主 义 反 映 论, 坚 持 辩 证 法, 坚 持 科 学 真 理 观, 坚 持 实 践 是 检 验 真 理 的 唯 一 标 准 的 基 础 上, 承 认 认 识 方 法 的 辩 证 性, 承 认 认 识 渠 道 的 多 样 化, 灵 活 地 运 用 各 种 认 识 方 法, 对 于 我 们 开 拓 思 路, 创 新 思 维, 促 进 新 的 科 学 理 论 形 成 和 发 展 是 有 益 的 物 质 基 本 结 构 理 论 来 源 于 实 践, 来 源 于 传 统 理 论, 但 是 采 取 了 与 传 统 理 论 不 同 的 思 维 方 式, 在 很 多 方 面 出 现 与 传 统 理 论 不 同 的 地 方, 具 有 一 定 的 新 颖 性 表 现 在 各 章 各 节 中 的 新 观 点, 一 环 扣 一 环 连 贯 起 来 形 成 一 条 逻 辑 链, 并 且 涉 及 了 量 子 理 论 中 的 大 部 分 基 本 性 问 题, 形 成 一 个 理 论 体 系 的 雏 形 在 研 究 中, 笔 者 尊 重 所 有 的 科 学 实 验 事 实, 尊 重 对 科 学 实 验 事 实 作 出 合 理 解 释 的 一 切 传 统 理 论, 在 此 基 础 上 力 争 物 质 基 本 结 构 理 论 具 有 创 新 性 逻 辑 性 系 统 性 和 实 践 性 笔 者 认 为 当 前 的 实 践 在 一 定 程 度 上 能 够 说 明 物 质 有 序 结 构 难 以 是 无 限 层 次 的, 已 经 证 明 了 光 速 的 稳 定 性 和 物 理 定 律 在 较 大 的 宇 宙 时 空 里 的 对 称 性 统 一 性, 也 已 经 证 明 了 普 朗

13 克 量 子 定 义 爱 因 斯 坦 能 量 与 质 量 相 关 理 论 能 量 守 恒 定 律 德 布 罗 意 波 理 论 的 正 确 性 笔 者 坚 信 将 来 的 实 践 将 会 证 实 物 质 的 有 序 结 构 形 式 一 定 是 产 生 于 无 序 的 不 定 形 的 结 构 形 式 的, 以 太 结 构 和 量 子 波 一 定 是 存 在 的, 物 质 基 本 结 构 理 论 在 科 学 理 论 的 发 展 过 程 中 一 定 是 有 其 存 在 意 义 的, 将 对 量 子 理 论 和 科 学 技 术 基 础 研 究 的 实 践 产 生 一 定 影 响 笔 者 认 为 量 子 是 物 质 基 本 结 构 形 式 由 无 序 发 展 到 有 序 的 初 级 形 式, 量 子 理 论 是 基 础 的 理 论, 是 宏 观 经 典 物 理 学 的 基 础 量 子 理 论 的 基 础 部 分 是 简 单 的, 虽 然 整 本 书 通 篇 都 在 谈 论 量 子 问 题, 但 是 在 书 中 量 子 一 点 也 不 神 秘, 涉 及 的 物 理 学 和 数 学 知 识 大 部 分 都 控 制 在 初 级 水 平 第 一 章 物 质 基 本 结 构 理 论 一 任 何 具 体 的 物 质 内 部 都 是 有 结 构 的 要 回 答 一 个 具 体 的 物 质 是 什 么, 首 先 得 解 剖 这 个 具 体 的 物 质, 弄 清 它 的 结 构 是 什 么 物 理 学 和 数 学 中 多 将 物 体 视 为 没 有 结 构 的 点, 或 者 将 物 体 视 为 结 构 均 一 的 刚 体, 这 仅 仅 是 为 了 计 算 上 的 方 便 而 采 取 的 近 似 方 法, 没 有 结 构 的 点 是 无 法 构 成 物 质 的, 没 有 差 异 的 结 构 是 无 法 解 释 物 质 内 部 运 动 的 在 对 物 质 内 部 结 构 未 能 了 解 之 前, 暂 时 将 这 个 物 体 视 为 没 有 结 构, 是 数 学 对 物 理 现 象 模 糊 的 近 似 的 处 理 方 式 任 何 具 体 的 物 质 内 部 都 是 有 结 构 的, 就 意 味 着 有 必 要 研 究 它 的 结 构, 没 有 什 么 理 由 认 为 质 子 电 子 的 内 部 结 构 未 弄 清 楚, 就 把 它 视 为 点, 也 没 有 什 么 理 由 认 为 光 波 是 一 种 特 殊 的 物 质 就 不 去 研 究 它 与 通 常 物 质 的 结 构 异 同 确 认 任 何 具 体 的 物 质 内 部 都 是 有 结 构 的, 这 就 是 说 任 何 具 体 的 物 质 结 构 形 式 不 是 永 恒 的, 而 是 有 始 有 终 的, 有 必 要 弄 清 它 的 来 龙 去 脉 二 物 质 结 构 形 式 是 分 层 次 的, 但 不 是 无 限 层 次 人 们 在 研 究 物 质 结 构 时, 发 现 物 质 的 某 些 结 构 形 式 具 有 相 对 的 稳 定 性, 这 种 结 构 形 式 既 是 具 体 的, 它 存 在 于 一 定 的 具 体 物 体 之 中, 又 是 普 遍 的, 它 以 同 样 的 形 式 存 在 于 许 多 的 具 体 的 物 质 结 构 之 中 例 如 氢 原 子 结 构, 它 是 具 体 的, 同 时 它 又 以 同 样 的 形 式 存 在 于 很 多 分 子 结 构 之 中, 因 而 它 又 是 一 般 的 人 们 将 这 种 物 质 结 构 现 象 称 为 物 质 结 构 的 层 次 性 例 如 各 种 分 子 虽 然 性 质 差 别 很 大, 但 是 都 由 各 种 原 子 组 成, 因 此 分 子 可 以 称 为 一 个 结 构 层 次, 原 子 则 是 下 一 个 结 构 层 次 原 子 由 质 子 ( 中 子 ) 电 子 组 成, 质 子 电 子 显 然 是 更 下 一 个 层 次 的 结 构 形 式 尽 管 人 们 并 没 有 发 现 更 多 的 物 质 结 构 层 次, 仍 然 感 觉 到 这 样 的 层 次 似 乎 应 当 是 无 限 多 的 无 限 层 次 的 观 点 似 乎 是 符 合 辩 证 法 的, 因 为 它 反 对 了 僵 化 的 物 质 实 体 观 无 限 层 次 的 观 点 也 是 十 分 省 事 的, 人 们 一 层 一 层 地 去 揭 示 物 质 的 秘 密, 无 须 深 入 研 究 物 质 有 序 结 构 形 成 的 根 本 原 因, 即 使 一 百 年 没 有 完 成 某 个 层 次 的 剖 析 也 不 要 紧, 认 识 的 深 化 是 需 要 时 间 的, 人 们 可 以 等 待 无 限 层 次 的 观 点 是 人 们 对 已 有 的 物 理 现 象 观 察 归 纳 后 得 到 的 结 论, 人 们 并 没 有 深 究 这 种 推 理 方 式 是 否 合 理 事 实 上 从 原 子 往 上, 物 质 结 构 的 层 次 特 征 在 迅 速 减 弱,100 余 种 原 子 可 以 构 成 近 千 万 种 分 子, 分 子 的 层 次 性 淹 没 在 性 状 各 异 的 物 质 海 洋 中, 但 毕 竟 分 子 都 是 由 原 子 构 成, 分 子 作 为 一 个 结 构 层 次 还 是 恰 当 的 但 是 更 大 的 宏 观 物 质 世 界, 如 物 体 与 地 球 的 关 系 行 星 与 太 阳 系 的 关 系 太 阳 系 与 银 河 系 的 关 系, 就 根 本 不 是 层 次 性 概 念 可 以 描 述 的 了 从 原 子 往 下, 质 子 电 子 光 子 等 稳 定 的 粒 子 只 有 数 种, 层 次 性 是 很 明 显 的 但 是 在 质 子 电 子 光 子 以 下 呢? 人 们 设 计 出 几 十 种 粒 子 来 试 图 创 建 一 个 新 的 结 构 层 次, 是 否 能 成 功 目 前 尚 未 得 到 证 实 人 们 是 否 应 当 想 一 想, 为 了 解 释 已 经 统 一 为 少 数 几 种 粒 子 组 成 的 层 次, 又 要 用 更 多 的 粒 子 组 成 的 新 的 层 次 来 解 释 它, 这 种 思 维 方 式 合 理 吗? 大 自 然 的 本 来 面 目 是 这 样 的 吗? 因 此, 笔 者 认 为 物 质 结 构 的 层 次 不 是 无 限 的, 质 子 电 子 光 子 无 论 是 作 为 某 种 粒 子 或 是 作 为 某 种 物 质 运 动 形 式 来 认 识, 其 内 部 仍 然 是 有 结 构 的, 但 不 是 稳 定 的 结 构 形 式, 因 此 不 具 有 层 次 性 物 质 内 部 结 构 不 是 无 限 层 次 的

14 三 物 质 结 构 的 有 序 形 式 不 是 永 恒 的 人 们 一 般 并 不 认 为 具 体 的 物 质 形 式 是 永 恒 的, 人 们 不 会 去 坚 持 原 子 质 子 这 些 具 体 的 物 质 是 永 恒 的 观 点, 但 是 人 们 事 实 上 有 意 无 意 地 持 有 粒 子 性 弹 性 引 力 电 性 这 些 有 序 的 形 式 是 永 恒 的 观 点 物 质 结 构 有 序 形 式 永 恒 的 观 点 极 大 地 影 响 着 人 们 的 思 维, 导 致 研 究 的 方 式 基 本 上 是 用 新 的 粒 子 去 解 释 原 有 粒 子, 用 弹 性 去 解 释 弹 性, 用 引 力 去 解 释 引 力, 用 电 性 去 解 释 电 性 物 质 统 一 结 构 理 论 和 统 一 场 论 是 几 代 物 理 学 家 们 的 追 求 和 努 力, 但 是 这 些 努 力 仍 然 只 是 建 立 在 某 个 结 构 层 次 上 的 研 究, 没 有 从 根 本 上 研 究 粒 子 性 弹 性 引 力 和 电 性 的 形 成 机 制 但 是, 物 质 结 构 的 有 序 形 式 真 的 是 永 恒 的 吗? 物 质 是 由 分 子 组 成, 分 子 由 原 子 组 成, 原 子 由 质 子 电 子 组 成, 那 么 质 子 电 子 由 什 么 组 成 呢? 经 过 近 百 年 的 努 力, 人 们 毕 竟 没 有 如 同 原 来 预 想 的 那 样 打 开 电 子, 尽 管 有 很 好 的 夸 克 假 说, 也 还 没 有 真 正 打 开 质 子 人 们 说 这 是 能 量 不 够, 因 此 巨 额 投 资 兴 建 高 能 加 速 对 撞 机, 也 取 得 了 不 少 实 验 成 果, 但 问 题 始 终 未 得 到 解 决 有 的 学 者 将 无 限 层 次 观 点 与 物 质 无 限 可 分 观 点 混 为 一 谈 也 有 学 者 认 为 有 序 形 式 的 产 生 是 历 史 的 原 因, 在 宇 宙 诞 生 的 最 初 时 刻, 出 现 了 物 质 世 界 的 一 切, 包 括 各 种 粒 子 和 各 种 作 用 力, 以 及 现 在 人 们 熟 知 的 物 质 运 动 规 律 这 种 观 点 实 际 上 已 经 否 定 了 物 质 结 构 有 序 形 式 永 恒 的 观 点, 因 为 它 提 出 了 有 序 形 式 的 起 源 问 题, 然 而 这 种 观 点 认 为, 即 使 是 那 样 的 时 刻, 引 力 形 式 仍 然 是 永 恒 存 在 的 笔 者 认 为 物 质 有 序 的 结 构 形 式 不 是 永 恒 的, 现 实 中 普 遍 存 在 的 有 序 结 构 形 式 是 有 起 源 的 近 代 科 学 史 表 明 人 类 认 识 的 物 质 运 动 的 统 一 形 式 种 类 越 来 越 少, 由 近 千 万 种 分 子 到 百 余 种 原 子, 再 到 几 种 稳 定 的 粒 子, 而 近 百 年 来 再 没 有 在 这 数 种 稳 定 的 粒 子 如 质 子 电 子 内 部 找 到 更 基 本 的 独 立 的 粒 子, 实 践 显 然 在 提 示 人 们, 到 了 考 虑 物 质 基 本 结 构 形 式 问 题 的 时 候 了 粒 子 的 种 类 越 少, 普 遍 性 和 统 一 性 就 越 强, 最 终 必 将 导 致 对 物 质 最 基 本 的 结 构 形 式 的 认 识 四 物 质 基 本 结 构 形 式 假 设 我 们 否 定 了 物 质 内 部 结 构 层 次 的 无 限 性 观 点, 提 出 了 物 质 有 序 结 构 形 式 不 是 永 恒 的 观 点, 然 而 任 何 物 质 内 部 都 不 可 能 没 有 结 构, 那 么 物 质 有 序 结 构 形 式 内 部 最 终 是 一 种 什 么 结 构 呢? 笔 者 认 为 它 必 然 是 一 种 无 序 的 不 定 型 的 结 构 形 式, 可 以 称 为 物 质 基 本 结 构 形 式 物 质 基 本 结 构 形 式 是 物 质 有 序 结 构 形 式 的 基 础 这 种 结 构 形 式 既 然 是 无 序 的 不 定 形 的, 它 就 会 有 无 数 种, 但 是 它 们 之 间 的 差 异 是 极 小 的, 相 互 是 不 可 区 别 的, 是 可 以 忽 略 的, 因 此 又 可 以 将 这 种 结 构 形 式 视 为 一 种 这 种 结 构 形 式 是 具 体 的, 是 实 实 在 在 的 具 体 的 存 在, 然 而 它 又 具 有 最 大 的 普 遍 性, 在 任 何 具 体 的 物 质 中 都 存 在 着 这 种 物 质 结 构 形 式, 因 此 它 又 是 一 般 的 我 们 否 认 物 质 内 部 结 构 层 次 的 无 限 性, 设 想 了 一 种 没 有 粒 子 没 有 弹 性 没 有 引 力 没 有 电 性, 当 然 也 就 没 有 能 量 和 质 量 概 念 的 物 质 结 构 形 式, 一 种 完 全 无 序 状 态 的 物 质 运 动 形 式 有 人 会 说 这 真 是 太 不 可 思 议 了, 其 实 一 点 也 不 奇 怪, 物 质 运 动 的 无 序 状 态 是 原 始 的 绝 对 的, 有 序 状 态 是 发 展 的 相 对 的 提 出 这 样 的 观 点 的 依 据 是 什 么? 是 实 践, 科 学 实 验 不 支 持 任 何 具 体 事 物 的 永 恒 性 观 点, 既 不 支 持 具 体 事 物 本 体 的 永 恒 性 观 点, 也 不 支 持 具 体 物 质 运 动 形 式 的 永 恒 性 观 点 有 人 会 产 生 疑 问, 无 序 的 不 定 形 的 东 西 能 够 称 之 为 结 构 形 式 吗? 笔 者 认 为 无 序 性 和 不 定 形 性 是 物 质 基 本 结 构 形 式 的 主 要 特 点, 物 质 基 本 结 构 形 式 不 再 具 有 一 定 的 固 定 形 态, 这 就 保 证 了 它 的 基 本 性 普 遍 性 和 统 一 性 物 质 基 本 结 构 理 论 既 反 对 将 物 质 具 体 形 式 僵 化 的 观 点, 又 反 对 完 全 脱 离 具 体 实 在 形 式 纯 抽 象 地 对 物 质 定 义 的 方 式, 强 调 要 在 具 体 的 物 质 结 构 形 式 中 研 究 物 质 结 构 的 普 遍 规 律, 将 具 体 与 抽 象 个 别 与 一 般 特 殊 与 普 遍 有 机 地 结 合 在 一 起, 既 要 实 实 在 在 地 看 得 见 摸 得 着, 又 要 具 有 最 普 遍 性 最 一 般 性

15 笔 者 认 为 可 以 将 研 究 物 质 基 本 结 构 形 式, 以 及 由 物 质 基 本 结 构 形 式 发 展 为 以 太 结 构 量 子 波 等 有 序 形 式 的 理 论 称 为 物 质 基 本 结 构 理 论 探 索 物 质 的 基 本 结 构 形 式 并 不 是 寻 求 一 种 终 极 理 论, 而 是 寻 求 一 种 对 物 质 运 动 发 展 的 初 级 的 简 单 形 式 的 认 识 五 探 索 物 质 基 本 结 构 形 式 的 条 件 已 经 成 熟 我 们 提 出 了 有 序 的 形 式 不 是 永 恒 的 观 点, 继 而 提 出 了 存 在 无 序 的 不 定 形 的 物 质 基 本 结 构 形 式 的 观 点, 那 么 现 在 是 否 具 备 了 探 索 物 质 基 本 结 构 形 式 的 条 件 呢? 笔 者 认 为, 现 在 探 索 物 质 基 本 结 构 形 式 的 条 件 已 经 成 熟 了, 有 以 下 几 条 理 由 : (1) 近 百 年 的 科 学 实 践 史 说 明, 人 们 认 识 的 稳 定 的 物 质 结 构 形 式 的 种 类 越 来 越 少, 从 近 千 万 种 分 子 到 100 余 种 原 子, 再 到 电 子 质 子 光 子, 稳 定 的 物 质 结 构 形 式 种 类 越 来 越 少, 已 经 到 了 直 接 探 索 粒 子 引 力 斥 力 电 性 的 形 成 机 制 的 时 候 了 多 年 来 对 物 质 结 构 的 研 究 工 作 都 是 按 照 由 浅 入 深 由 表 及 里 的 研 究 模 式, 逐 步 剖 析 了 物 质 的 内 部 结 构, 逐 步 认 识 了 分 子 原 子 质 子 电 子 但 是 继 续 走 下 去, 近 百 年 的 努 力 没 有 完 成 剖 析 质 子 电 子 的 工 作, 应 当 采 取 某 些 新 的 研 究 模 式, 跳 跃 式 地 认 识 物 质 世 界, 力 争 从 根 本 上 解 释 一 些 基 本 问 题 () 近 代 物 理 学 中 无 论 是 科 学 实 验 还 是 基 本 原 理 研 究, 都 积 累 了 大 量 实 验 数 据, 形 成 较 为 系 统 的 理 论, 为 直 接 研 究 物 质 的 基 本 结 构 形 式 创 造 了 条 件 (3) 即 使 在 质 子 电 子 内 部 可 能 还 存 在 某 个 结 构 层 次, 只 要 它 不 是 无 限 的 结 构 层 次, 只 要 物 质 基 本 结 构 形 式 在 有 限 的 空 间 和 时 间 里 确 实 存 在, 那 么 现 在 开 始 研 究 物 质 基 本 结 构 形 式 就 是 必 要 的 和 可 能 的 六 建 立 新 的 研 究 模 式 物 质 基 本 结 构 形 式 与 我 们 通 常 的 物 质 结 构 形 式 有 着 重 大 区 别, 主 要 是 它 具 有 基 本 性, 因 此 也 隐 藏 得 更 深, 不 能 通 过 直 接 剖 析 质 子 电 子 这 些 有 序 的 结 构 形 式 来 发 现, 必 须 建 立 新 的 研 究 模 式 研 究 物 质 基 本 结 构 的 方 法 与 通 常 的 研 究 方 式 不 同, 不 是 通 过 由 大 向 小 地 解 剖 物 质 来 直 观 地 发 现 物 质 结 构, 而 是 以 归 纳 法 提 出 科 学 假 设, 由 小 向 大 地, 分 析 物 质 结 构 由 简 单 向 复 杂, 由 无 序 向 有 序 的 发 展 过 程 总 之, 笔 者 希 望 另 辟 一 条 探 索 物 质 世 界 秘 密 的 路, 即 不 再 是 传 统 的 逐 步 由 大 向 小 探 索, 而 是 反 过 来 由 小 向 大 探 索, 由 足 够 小 的 区 域 去 直 接 探 索 物 质 的 基 本 结 构 形 式 上 述 研 究 方 法 看 似 逆 向 思 维, 实 际 上 是 顺 序 研 究, 因 为 物 质 世 界 本 来 就 是 由 基 本 的 简 单 的 形 式 变 化 发 展 为 复 杂 的 形 式, 从 最 基 本 的 角 度 研 究 物 质 基 本 结 构 形 式, 实 际 上 是 按 照 物 质 形 式 发 展 顺 序 来 开 展 研 究 如 果 不 采 用 这 种 研 究 方 式, 我 们 是 很 难 取 得 思 维 突 破 的 如 后 面 几 节 提 出 的 实 体 和 间 隙 的 绝 对 性 问 题, 如 果 仍 然 采 用 通 常 的 由 大 到 小 的 研 究 方 法, 肯 定 无 法 确 定 这 样 的 绝 对 实 体 或 者 绝 对 间 隙 的 存 在, 因 为 人 们 始 终 难 以 打 开 电 子 这 样 微 小 的 物 体, 当 然 不 可 能 得 到 对 实 体 或 者 间 隙 绝 对 性 的 认 识 只 有 从 尽 量 小 但 不 是 无 限 小 的 角 度 分 析 物 质 的 可 能 形 态, 而 不 去 关 注 这 个 物 体 是 质 子 电 子 或 者 是 地 球, 才 有 可 能 得 到 一 些 突 破 性 的 与 传 统 理 论 不 同 的 观 点 通 常 认 为 一 个 假 设, 应 当 能 设 计 出 证 实 或 者 证 伪 的 实 验 方 案, 否 则 就 不 能 被 认 为 是 一 个 科 学 的 假 设 ( 或 者 说 有 效 命 题 ) 由 于 物 质 基 本 结 构 形 式 的 特 点, 直 接 地 对 有 关 物 质 基 本 结 构 形 式 的 假 设 证 实 或 者 证 伪 是 难 以 做 到 的 但 是 对 某 一 具 体 的 假 设 可 以 通 过 逻 辑 方 法 得 到 合 理 的 推 论, 然 后 利 用 科 学 实 验 结 果 对 各 种 假 设 的 推 论 进 行 检 验 比 较, 证 伪 一 些 假 设, 选 择 保 留 一 些 合 理 的 假 设 即 针 对 一 种 物 理 现 象 的 解 释 可 以 提 出 多 种 假 设 方 案, 然 后 让 这 些 假 设 连 同 使 用 逻 辑 推 理 方 式 得 到 的 推 理 判 断 都 保 留, 以 待 科 学 实 验 的 证 实 或 者 证 伪 如 果 某

16 个 假 设, 仅 仅 因 为 暂 时 没 有 设 计 出 证 实 或 者 证 伪 的 实 验 方 案, 就 判 定 不 是 一 个 科 学 假 设, 将 会 因 此 阻 碍 某 些 可 能 是 正 确 的 科 学 理 论 形 成 七 绝 对 的 实 体 和 绝 对 的 间 隙 实 体 通 常 指 独 立 存 在 的 具 有 排 他 性 的 事 物 学 术 界 对 于 实 体 问 题 存 在 不 少 分 歧 观 点, 有 的 观 点 否 认 物 质 实 体 的 存 在, 认 为 实 体 只 是 人 类 意 识 中 的 对 象, 只 是 概 念 ; 有 的 观 点 认 为 实 体 必 须 是 某 个 固 定 形 态 的 东 西 ; 有 的 观 点 认 为 任 何 实 体 里 面 都 有 间 隙, 任 何 间 隙 里 面 都 有 实 体, 不 存 在 绝 对 性 物 质 基 本 结 构 理 论 认 为 实 体 是 物 质 的 存 在 方 式, 是 脱 离 人 们 意 志 而 独 立 地 客 观 存 在 的 物 质 形 式, 间 隙 就 是 指 实 体 与 实 体 之 间 的 非 物 质 形 式, 实 体 与 间 隙 构 成 了 物 质 实 在, 实 体 与 间 隙 就 是 物 质 基 本 结 构 形 式 实 体 与 间 隙 究 竟 是 什 么 样 的 呢? 本 来 实 体 说 的 就 是 一 个 实 字, 间 隙 说 的 就 是 一 个 虚 字, 但 是 自 然 界 长 期 给 人 们 一 个 映 象 : 物 体 里 面 总 会 找 到 间 隙, 而 间 隙 里 面 也 总 会 找 到 物 体, 所 谓 实 体 不 实 间 隙 不 空 一 些 人 觉 得 这 就 是 辩 证 法, 任 何 事 物 都 是 相 对 的, 没 有 什 么 绝 对 的 东 西 究 竟 有 没 有 绝 对 的 实 体, 这 个 看 似 简 单 的 问 题 并 不 简 单 如 果 否 认 了 实 体 存 在 的 绝 对 性, 那 么 最 终 将 会 导 致 否 认 物 质 的 实 实 在 在 存 在, 因 为 当 你 观 察 到 的 任 何 实 体 里 面 都 是 有 间 隙 时, 推 论 下 去 必 定 会 得 出 物 质 不 存 在 的 结 论 因 此 又 必 须 认 为 任 何 间 隙 里 面 存 在 实 体, 才 能 挽 救 物 质 消 失 的 命 运, 这 就 陷 入 了 逻 辑 循 环 如 果 承 认 实 体 的 绝 对 性, 就 得 说 清 楚 这 个 没 有 间 隙 的 实 体 里 面 究 竟 是 什 么 样 的, 这 当 然 也 不 是 一 件 容 易 的 事 情 笔 者 认 为 必 须 承 认 绝 对 实 体 与 绝 对 间 隙 的 存 在, 而 将 研 究 的 重 心 放 在 解 决 实 体 里 面 的 实 是 什 么 样 的 问 题 上 如 图 1-1, 对 任 一 有 限 物 体 B, 这 个 物 体 可 以 是 电 子 也 可 以 是 质 子 或 者 是 一 栋 大 厦, 不 管 怎 么 样, 它 是 一 个 有 限 的 物 体 用 一 理 想 平 面 A 对 其 进 行 切 割 图 1-1 关 于 绝 对 实 体 与 绝 对 间 隙 的 理 想 实 验 这 是 一 个 假 设 的 理 想 实 验 首 先 作 为 切 割 的 工 具 的 平 面 是 理 想 的 ; 当 然 还 得 假 设, 这 个 理 想 的 平 面 是 可 以 顺 利 地 切 割 这 个 物 体 的, 并 且 在 极 小 的 过 程 里 即 尽 可 能 少 的 时 间 里, 就 完 成 了 这 项 切 割 工 作 ; 再 假 设 是 能 够 在 极 小 的 过 程 里 进 行 观 察, 也 就 是 几 乎 静 态 的 瞬 间 观 察, 这 时 物 体 没 有 发 生 移 动, 当 然, 这 在 现 实 中 是 不 可 能 的, 因 为 物 质 总 是 处 于 无 限 的 运 动 中 作 了 这 么 多 假 设, 完 全 是 理 想 化 的 条 件, 我 们 得 到 了 什 么 结 果 呢? 这 个 平 面 上 必 将 存 在 与 物 质 接 触 的 地 方 如 果 在 这 个 平 面 上 找 不 到 与 物 质 接 触 的 地 方, 那 一 定 是 恰 好 这 个 平 面 全 部 都 从 物 体 内 部 的 间 隙 通 过, 只 要 我 们 略 为 改 变 一 下 切 割 平 面 的 方 向, 总 有 一 次 可 以 在 这 个 平 面 上 找 到 与 物 质 接 触 的 地 方, 否 则 物 体 B 是 不 存 在 的, 因 为 无 的 集 合 不 可 能 产 生 有 这 样 就 可 以 假 设 在 平 面 上 的 点 D 处 存 在 与 物 质 的 接 触, 那 么 在 点 D 处 必 然 存 在 外 延, 也 就 是 说, 物 质 在 D 处 不 会 是 仅 仅 一 点 而 是 点 的 集 合, 这 个 集 合 的 大 小 不 论, 只 要 它 是 有 限 的 而 不 是 无 限 小, 就 应 该 认 为 它 是 无 间 隙 的 实 密 的 同 样 的 方 式 我 们 还 能 得 到 对 间 隙 的 认 识, 这 样 的 平 面 上 一 定 存 在 没 有 任 何 物 质 的 间 隙 如 果 在 这 个 平 面 上 找 不 到 不 与 物 质 接 触 的 地 方, 那 一 定 是 恰 好 这 个 平 面 全 部 都 从 物 体 内 部 的 实 体 中 通 过, 只 要 略 为 改 变 一 下 切 割 平 面 的 方 向,

17 总 有 一 次 可 以 在 这 个 平 面 上 找 到 不 与 物 质 接 触 的 地 方, 如 果 再 找 不 到, 则 认 为 这 个 物 体 全 部 都 是 实 体, 那 么 在 这 个 物 体 的 边 界 之 外 将 会 找 到 没 有 与 物 质 接 触 的 地 方, 这 就 是 间 隙 这 样 就 可 以 假 设 在 平 面 上 的 点 C 处 没 有 物 质 接 触, 那 么 在 点 C 处 必 然 存 在 外 延 也 就 是 说, 间 隙 在 C 处 不 会 是 仅 仅 一 点 而 是 点 的 集 合, 这 个 集 合 的 大 小 不 论, 只 要 它 是 有 限 的 而 不 是 无 限 小, 就 应 该 认 为 它 是 完 全 空 的 间 隙 对 上 面 的 理 想 实 验 是 通 过 数 学 方 法 构 思 的, 肯 定 会 存 在 很 多 争 议, 如 数 学 坐 标 能 否 存 在, 理 想 平 面 的 概 念 能 否 成 立, 瞬 间 的 概 念 的 合 理 性, 等 等 的 确, 在 物 质 基 本 结 构 层 面, 没 有 物 质 的 稳 定 形 态, 能 否 应 用 数 学 方 法 是 值 得 研 究 的 但 是 只 要 有 思 维, 逻 辑 学 的 方 法 总 是 能 适 用 的 对 上 面 的 理 想 实 验 可 以 不 使 用 数 学 方 法, 而 是 仅 仅 使 用 逻 辑 思 维 方 法, 只 要 承 认 有 是 有 的 集 合, 无 的 集 合 只 能 构 成 无, 无 法 构 成 有, 有 和 无 都 必 须 是 延 续 的, 上 面 理 想 实 验 的 结 论 照 样 是 存 在 的 认 为 物 质 实 体 与 间 隙 具 有 绝 对 性, 并 不 否 认 它 们 的 相 对 性, 正 因 为 它 们 之 间 是 可 以 相 互 转 化 的, 具 有 相 对 性, 恰 恰 说 明 它 们 存 在 着 绝 对 性, 如 果 不 是 绝 对 存 在 的 东 西, 如 何 谈 论 可 能 的 相 对 转 化 呢? 实 体 与 间 隙 既 具 有 绝 对 性 又 具 有 相 对 性, 绝 对 性 表 现 在 : 实 体 与 间 隙 是 绝 然 不 同 的 两 个 事 物, 实 体 内 部 没 有 间 隙, 间 隙 内 部 没 有 实 体 相 对 性 表 现 在 : 没 有 实 体 就 没 有 间 隙, 没 有 间 隙 也 就 没 有 实 体, 而 且 实 体 与 间 隙 是 可 以 相 互 转 化 的 实 体 不 是 僵 化 的, 而 是 充 满 无 限 变 化 的 实 体 是 不 定 形 的, 然 而 在 某 一 有 限 的 过 程 里, 实 体 又 是 有 形 的 统 一 的 提 出 物 质 实 体 与 间 隙 绝 对 性 的 依 据 是 实 践 实 践 证 明 绝 对 性 与 相 对 性 是 事 物 性 质 的 两 个 方 面, 只 从 一 个 方 面 认 识 事 物 是 片 面 的 实 践 还 证 明 物 质 是 客 观 存 在 的, 物 质 是 不 能 创 造 和 消 灭 的, 因 此 承 认 实 体 和 间 隙 的 绝 对 性 是 必 然 的 选 择 八 实 体 存 在 变 化 和 相 互 作 用 假 设 ( 一 ) 实 体 与 间 隙 的 存 在 假 设 (1) 实 体 的 实 密 性 物 质 的 最 基 本 的 结 构 是 实 密 的, 内 部 无 间 隙 的 这 种 形 式 定 义 为 实 体 () 实 体 的 不 定 形 性 具 体 实 体 的 大 小 是 有 限 的 不 定 形 的 如 果 不 作 不 定 形 假 设, 势 必 认 为 实 体 是 固 定 大 小 的, 这 样 就 必 须 回 答, 它 为 什 么 是 固 定 的, 为 什 么 是 这 样 大 小 的, 这 是 无 法 回 答 的 实 体 的 不 定 形 性 是 自 然 的 现 实 存 在, 是 无 须 解 释 的, 不 定 形 性 假 设 最 能 在 逻 辑 上 自 恰 (3) 间 隙 的 纯 空 性 实 体 与 实 体 之 间, 定 义 为 间 隙, 间 隙 内 部 是 没 有 物 质 的 具 体 的 间 隙 是 有 限 的 不 定 形 的 (4) 实 体 与 间 隙 的 唯 一 性 实 体 之 间 是 间 隙, 间 隙 之 间 是 实 体, 除 实 体 与 间 隙 之 外, 不 存 在 物 质 的 其 他 表 现 形 式 ( 二 ) 实 体 变 化 假 设 (1) 实 体 存 在 无 穷 的 变 化 实 体 内 部 无 间 隙, 但 是 存 在 着 无 穷 的 变 化, 内 部 的 任 何 物 质 之 间 的 相 对 关 系, 都 是 不 断 变 化 的 () 实 体 是 变 化 着 的 统 一 体 实 体 内 部 无 穷 的 相 对 位 置 变 化, 丝 毫 也 不 影 响 它 们 仍 成 为 一 个 统 一 体, 它 们 是 变 化 着 的 统 一 体

18 实 体 存 在 着 无 穷 变 化 的 假 设, 实 际 上 就 是 物 质 运 动 假 设, 如 果 不 作 这 个 假 设, 那 么 势 必 认 为 物 质 是 静 止 的 僵 化 的, 无 法 说 明 物 质 为 什 么 是 这 种 固 定 的 不 变 化 的 形 状 (3) 实 体 总 量 不 变 物 质 在 变 化 过 程 中 实 体 的 总 量 不 变 有 人 会 问 什 么 是 实 体 的 量, 如 果 用 数 学 来 定 义, 现 在 还 没 有 坐 标 和 尺 子 ; 如 果 用 逻 辑 学 来 定 义, 也 必 须 有 一 个 量 的 概 念, 必 须 回 答 什 么 是 实 体 的 量 笔 者 认 为 物 质 在 变 化 过 程 中 实 体 的 总 量 不 变 就 是 基 本 定 义, 自 然 界 的 物 质 不 生 不 灭, 即 物 质 的 守 恒 特 性, 决 定 了 逻 辑 学 中 的 实 体 总 量 的 概 念, 这 个 守 恒 的 形 式 就 是 物 质 的 量 ( 特 别 强 调 这 个 物 质 量 概 念 不 是 质 量 概 念 ) 由 于 物 质 的 守 恒 性, 实 体 在 变 化 过 程 中 一 个 方 向 的 增 量 变 化, 必 将 在 另 外 的 方 向 出 现 减 量 变 化 实 体 的 内 部 变 化 与 外 部 变 化 是 同 时 的 如 图 1- 所 示 B A B A C 图 1- 物 质 的 守 恒 性 D E F C 必 须 说 明, 将 图 1- 画 成 数 学 坐 标 可 以 描 述 的 形 式 并 不 恰 当, 因 为 在 物 质 基 本 结 构 形 式 下, 没 有 坐 标, 没 有 直 线, 也 没 有 方 位 角 的 概 念 在 对 物 质 基 本 结 构 形 式 描 述 时, 数 学 的 微 积 分 分 析 方 法 是 不 适 用 的, 只 能 使 用 逻 辑 的 方 法 上 图, 仅 仅 用 于 说 明 实 体 变 化 过 程 中, 实 体 的 总 量 不 变 实 体 是 不 可 被 压 缩 的, 实 体 的 内 部 变 化 同 时 又 体 现 为 外 形 变 化, 即 任 何 变 化 都 会 同 时 表 现 为 内 部 和 外 部 的 运 动 经 过 一 个 过 程, 如 果 实 体 的 一 个 方 向 凸 出, 必 然 有 其 他 方 向 ( 或 者 多 方 向 ) 的 凹 进, 侵 占 了 多 少 间 隙 就 要 在 另 一 方 向 还 回 多 少 变 化 的 对 应 性 说 明 了 物 质 不 生 不 灭, 也 说 明 了 运 动 的 永 恒 ( 三 ) 实 体 之 间 相 互 作 用 假 设 实 体 之 间 的 相 互 作 用, 实 际 上 是 一 个 连 续 与 间 断 相 互 转 化 的 过 程, 也 是 一 个 旧 实 体 消 失 和 新 实 体 形 成 的 过 程 如 图 1-3, 假 设 A B C 均 是 实 体,B 与 C 以 不 同 的 速 度 和 不 同 的 方 向 与 A 发 生 作 用 由 于 作 用 过 程 相 当 复 杂, 物 质 基 本 形 态 下 的 实 体 之 间 作 用 已 经 不 再 是 空 间 的 一 个 点 或 一 个 刚 体 承 担 全 部 的 作 用 要 素 ( 质 量 速 度 ), 而 是 有 限 的 实 体 中 任 何 物 质 都 以 不 同 方 式 参 与 作 用 两 个 物 质 实 体 碰 撞, 总 是 表 现 为 体 的 作 用, 即 从 不 接 触 到 接 触, 从 一 接 触 开 始 就 不 是 无 限 小 的 点 接 触, 总 是 表 现 为 体 的 作 用, 因 此 无 法 使 用 数 学 的 微 积 分 方 式 对 这 样 的 相 互 作 用 的 实 体 进 行 空 间 分 析 当 一 个 实 体 与 另 一 实 体 碰 撞 时, 一 个 方 向 的 运 动 量 瞬 间 传 递 到 物 质 实 体 的 另 一 方 向, 无 论 距 离 是 米, 还 是 米, 作 用 都 在 瞬 间 完 成, 因 此 也 无 法 使 用 数 学 的 微 积 分 方 式 对 这 样 的 相 互 作 用 进 行 过 程 ( 即 时 间 ) 分 析 图 1-3 实 体 相 互 作 用 示 意 图

19 下 面 试 用 逻 辑 推 理 方 法, 对 实 体 之 间 的 相 互 作 用 作 出 以 下 假 设 : (1) 实 体 总 量 守 恒 实 体 间 的 相 互 作 用 过 程 中, 实 体 总 量 不 变 () 运 动 永 恒 实 体 间 的 相 互 作 用 过 程 中, 实 体 的 变 化 不 会 停 止 (3) 实 体 的 相 互 作 用 是 相 对 的 实 体 间 的 相 互 作 用 是 一 个 相 互 改 变 对 方 存 在 方 式 的 过 程, 一 个 实 体 的 存 在 方 式 被 改 变, 另 一 个 实 体 的 存 在 方 式 也 将 相 应 地 同 时 改 变 (4) 完 全 刚 性 与 完 全 范 性 实 体 既 是 完 全 刚 性 的, 是 不 可 压 缩 的, 又 是 完 全 范 性 的, 可 以 从 任 何 地 方 分 割 任 何 具 体 的 物 质 是 无 限 可 分 的, 但 不 是 无 限 已 分, 任 何 具 体 的 物 质 又 是 无 限 可 合 的, 但 不 是 无 限 已 合 (5) 实 体 的 相 互 作 用 过 程 是 连 续 和 间 断 的 统 一 当 实 体 相 互 作 用 一 开 始, 原 来 连 续 的 实 体 立 即 产 生 间 断, 原 来 间 断 的 不 同 的 实 体 立 即 融 为 一 体, 此 时 就 已 经 形 成 了 一 个 新 的 实 体, 旧 实 体 的 消 灭 与 新 实 体 的 形 成 是 同 时 完 成 的 运 动 的 连 续 性 与 物 质 延 续 性 是 等 价 的, 物 质 的 延 续 性 要 求 运 动 必 须 连 续 运 动 的 间 断 性 与 物 质 间 断 性 也 是 等 价 的, 物 质 的 间 断 性 表 现 在 具 体 的 实 体 是 有 限 的, 运 动 也 必 然 是 有 头 必 有 尾, 在 头 尾 处 出 现 间 断 (6) 实 体 相 互 作 用 的 局 域 性 和 非 局 域 性 物 质 实 体 的 相 互 作 用, 瞬 间 将 作 用 量 传 递 到 整 个 实 体, 但 任 何 有 限 的 实 体 总 会 有 间 断, 实 体 的 相 互 作 用 影 响 的 可 能 是 很 短 的 距 离, 也 可 能 是 非 常 大 的 距 离, 但 是 无 论 作 用 影 响 的 范 围 有 多 大, 在 一 个 具 体 的 过 程 里 都 是 有 限 的, 作 用 是 局 域 的, 但 影 响 的 范 围 可 以 非 常 广 阔, 而 且 没 有 极 限, 因 此 作 用 又 是 非 局 域 的 (7) 作 用 的 传 递 速 度 既 是 无 限 的 又 是 有 限 的 作 用 传 递 的 只 要 是 在 实 体 内 部 传 递, 无 论 多 远 都 是 同 时 的, 这 就 是 作 用 传 递 速 度 的 无 限 性 但 是 任 何 作 用 都 是 体 的 作 用, 由 无 到 有 的 体 是 一 个 有 限 的 过 程, 因 此 传 递 速 度 又 是 有 限 的 了 (8) 实 体 作 用 时 相 对 速 度 趋 减 相 互 作 用 过 程 中 实 体 间 的 相 对 速 度 是 趋 减 的 在 物 质 基 本 结 构 形 式 下, 物 理 量 的 概 念 是 淡 化 的, 相 互 作 用 过 程 中 实 体 总 量 不 变, 只 是 一 个 物 质 不 灭 概 念, 并 不 等 于 质 量 守 恒, 此 时 并 没 有 质 量 的 概 念 相 互 作 用 过 程 中 运 动 不 灭, 也 仅 仅 是 运 动 不 止 而 已, 并 不 存 在 运 动 量 不 变 的 概 念, 此 时 并 没 有 能 量 动 量 和 角 动 量 概 念, 当 然 也 不 存 在 能 量 守 恒 动 量 守 恒 和 角 动 量 守 恒 我 们 没 有 理 由 对 相 互 作 用 过 程 中 实 体 间 的 相 对 速 度 趋 减, 以 及 没 有 质 量 能 量 动 量 角 动 量 等 概 念 而 感 到 无 法 接 受 和 无 法 理 解 物 质 世 界 本 来 就 是 从 无 序 的 状 态 发 展 变 化 成 有 序 的 状 态, 如 果 物 质 世 界 永 恒 地 拥 有 这 么 多 既 定 的 定 量 的 有 序 的 东 西, 反 而 是 难 以 理 解 的 (9) 实 体 之 间 相 互 作 用 对 实 体 变 化 影 响 的 确 定 性 与 不 确 定 性 实 体 之 间 相 互 作 用 引 起 的 实 体 变 化 趋 势 的 确 定 性 表 现 在 : 物 质 守 恒 和 变 化 永 恒 实 体 之 间 相 互 作 用 引 起 的 实 体 变 化 趋 势 不 确 定 性 表 现 在 : 前 一 状 态 并 不 是 必 然 地 变 化 为 后 一 状 态 这 不 仅 仅 是 由 于 无 法 使 用 数 学 方 法 描 述 而 产 生 的 不 确 定 性, 也 不 仅 仅 是 人 们 对 它 认 识 的 局 限 性 造 成 的 不 确 定 性, 而 是 非 因 果 关 系 非 决 定 论 的 不 确 定 性 这 种 不 确 定 性 是 大 自 然 的 本 质 原 因 造 成 的, 这 个 本 质 原 因 就 是 实 体 内 部 和 外 部 的 无 限 性, 无 限 性 的 物 理 量 是 不

20 可 计 算 和 估 量 的 后 面 我 们 将 谈 到, 随 着 物 质 基 本 结 构 形 式 朝 着 均 匀 化 和 系 统 化 的 方 向 发 展 变 化, 形 成 了 有 序 的 以 太 结 构 和 量 子 波 之 后, 非 因 果 关 系 和 非 决 定 论 引 起 的 不 确 定 性 将 会 减 弱 本 书 将 在 第 九 章 详 细 研 究 量 子 的 确 定 性 与 不 确 定 性 问 题 上 面 提 出 的 物 质 实 体 观 与 传 统 的 实 体 观 有 很 大 区 别, 不 再 将 实 体 视 为 僵 化 的 有 固 定 结 构 的 状 态 新 观 点 认 为 实 体 不 是 僵 化 的, 而 是 充 满 无 限 变 化 的, 不 定 形 的, 然 而 在 一 个 有 限 的 时 刻, 实 体 又 是 有 形 的 统 一 的 变 化 的 无 序 的 不 定 形 的 实 体 与 间 隙 构 成 了 物 质 基 本 结 构 形 式 物 质 基 本 结 构 形 式 是 具 体 的, 是 看 得 见 摸 得 着 的 实 实 在 在 的, 然 而 这 种 形 式 又 存 在 于 任 何 物 体 之 中, 因 而 它 又 是 最 普 遍 的 最 一 般 的 很 多 读 者 对 物 理 学 是 非 常 熟 悉 的, 有 形 的 实 物 粒 子 质 量 能 量 动 量 空 间 时 间 电 量 等 概 念 已 经 根 深 蒂 固 地 融 化 在 脑 海 中 现 在 这 一 切 在 物 质 基 本 结 构 形 式 层 面 都 不 存 在 了, 就 会 突 然 觉 得 这 样 的 物 质 基 本 结 构 形 式 与 我 们 通 常 对 物 质 的 认 识 有 这 么 大 的 差 异, 它 怎 么 能 和 我 们 通 常 熟 悉 的 物 理 知 识 联 系 起 来 呢? 请 读 者 耐 心 地 阅 读 下 去, 本 书 将 会 接 着 研 究 物 质 基 本 结 构 形 式 的 发 展 趋 势, 提 出 以 太 结 构 和 量 子 波 观 点, 明 确 指 出 粒 子 就 是 波, 到 这 时 粒 子 性 弹 性 引 力 和 电 性 都 出 现 了, 以 太 结 构 和 量 子 波 观 点 将 物 质 基 本 结 构 形 式 与 读 者 熟 悉 的 物 理 学 知 识 联 接 起 来 了 随 着 以 后 各 章 的 进 一 步 研 究, 物 理 学 的 各 种 基 本 概 念 公 式 及 定 理, 都 将 在 以 太 结 构 和 量 子 波 的 观 点 下 以 新 的 方 式 得 到 解 释 和 理 解 我 们 没 有 去 探 索 粒 子 是 由 什 么 新 的 粒 子 组 成, 也 没 有 设 想 引 力 和 电 场 力 是 由 什 么 新 的 力 引 起 的, 而 是 力 图 从 无 序 的 不 定 形 的 物 质 基 本 结 构 形 式 出 发, 得 到 人 们 熟 悉 的 一 切 九 数 学 与 逻 辑 学 数 学 是 研 究 事 物 数 的 规 律 的 理 论, 因 为 任 何 事 物 总 是 可 以 表 现 出 数 量 的 关 系, 所 以 数 学 常 被 认 为 是 无 所 不 能 的 然 而 研 究 物 质 基 本 结 构 形 式 时, 就 无 法 运 用 数 学 方 法 进 行 描 述 和 分 析 第 一 个 原 因 是 实 体 相 互 作 用 时 的 变 化 具 有 非 因 果 关 系 和 非 决 定 论 的 不 确 定 性, 这 种 不 确 定 性 不 受 概 率 规 范, 因 此 就 无 法 使 用 数 学 进 行 确 定 的 分 析 ; 第 二 个 原 因 是 因 为 数 学 作 为 思 维 工 具 在 定 义 空 间 方 向 空 间 数 量 过 程 长 短 时 要 求 有 一 套 标 准 量 规, 而 此 时 完 全 是 无 序 的 不 定 形 状 态, 根 本 找 不 到 坐 标 时 钟 和 尺 子 ; 第 三 个 原 因 是 它 描 述 的 对 象 需 要 相 对 的 稳 定, 或 者 能 够 模 糊 化 为 点 刚 体, 而 物 质 基 本 结 构 形 式 的 初 级 阶 段 确 实 没 有 这 些 稳 定 的 定 量 的 东 西 只 有 在 物 质 基 本 结 构 形 式 发 展 到 量 子 形 成, 有 了 一 些 定 态 的 物 质 运 动 形 式 之 后, 数 学 的 抽 象 的 空 间 和 时 间 坐 标 才 能 建 立 起 来, 到 那 时 才 可 以 将 物 质 运 动 的 间 断 的 突 变 的 现 象, 近 似 地 模 糊 地 建 立 起 抽 象 的 数 学 模 型, 数 的 概 念 和 数 学 分 析 方 法 才 能 形 成 因 此 笔 者 认 为, 作 为 思 维 工 具 的 数 学 不 是 永 恒 的, 数 学 也 有 一 个 起 点 问 题 坚 持 数 学 实 在 论 观 点 的 学 者 对 此 一 定 会 持 有 异 议, 在 他 们 看 来, 数 学 不 是 思 维 工 具 而 是 实 在 的 他 们 可 能 会 说, 假 如 某 个 星 球 上 曾 经 存 在 过 比 人 类 还 要 聪 明 很 多 的 高 等 生 物, 由 于 某 种 原 因 这 个 文 明 消 失 了, 但 是 数 学 方 法 被 长 期 地 用 某 种 实 物 形 态 保 留 下 来 当 人 类 踏 上 这 片 土 地, 发 现 场 面 有 一 些 整 齐 的 石 块, 按 次 序 堆 积 成 这 样 的 小 堆, 人 类 一 定 会 认 为 这 里 曾 经 出 现 过 文 明, 因 为 实 在 的 不 消 失 的 数 学 形 式 告 诉 了 人 类 但 是 这 个 例 子 只 能 说 明 思 维 形 式 的 规 律 性 和 可 表 现 性, 并 不 能 说 明 数 学 具 有 实 体 意 义 上 的 实 在, 如 果 没 有 人 类 的 思 维, 数 学 形 式 是 没 有 任 何 价 值 的 人 们 也 许 会 说, 数 学 的 微 积 分 方 法 的 基 础 是 无 穷 小 极 限 问 题, 物 质 基 本 结 构 理 论 不 是 也 在 力 图 描 述 微 小 的 结 构 吗, 为 什 么 反 而 说 微 积 分 方 法 无 法 描 述 物 质 基 本 结 构 形 式 呢? 这 是 因 为 物 质 基 本 结 构 形 式 的 对 象 是 极 小 的, 然 而 不 是 无 穷 小, 是 内 部 和 外 部 都 具 有 无 限 性 的 有 限 结 构 微 积 分 无 法 描 述 物 质 基 本 结 构 形 式 并 不 是 微 积 分 的 方 法 问 题, 而 是 描 述 的 对 象 问 题 人 们 往 往 认 为 数 学 是 一 种 精 确 的 思 维 方 法, 其 实 相 反, 数 学 相 对 于 物 理 学 而 言 在 本 质 上 是 一 种 模 糊 的 近 似 的 分 析 方 法, 它 将 实 在 的 物 理 对 象 抽 象 为 没 有 体 积 的 点, 或 者 均 匀 一 致 的

21 刚 体, 都 是 一 种 模 糊 的 近 似 的 处 理, 在 这 样 的 基 础 上 才 能 运 用 微 积 分 方 法 对 物 理 对 象 的 态 进 行 精 确 的 描 述 和 分 析 因 此 数 学 对 实 体 这 样 的 内 部 无 限 变 化 的 对 象 的 精 确 分 析 显 然 是 无 能 为 力 的 数 学 无 法 描 述 和 分 析 物 质 基 本 结 构 形 式, 无 法 分 析 实 体 间 的 相 互 作 用, 这 并 不 是 又 一 次 数 学 悖 论 的 产 生, 而 是 数 学 作 为 一 种 有 生 命 力 的 事 物 的 本 质 特 性, 决 定 了 任 何 有 生 命 力 的 事 物 都 是 有 一 个 从 无 到 有 的 过 程 的 然 而 物 质 基 本 结 构 形 式 下 物 理 状 态 是 实 实 在 在 地 存 在 的, 既 然 是 实 在 的, 就 是 可 以 用 思 维 方 法 比 较 和 描 述 的, 数 学 工 具 在 这 时 派 不 上 用 场, 作 为 思 维 工 具 的 逻 辑 学, 如 概 念 集 合 判 断 和 推 理 是 可 以 使 用 的 因 此 物 质 ( 即 实 体 ) 或 者 非 物 质 ( 即 间 隙 ) 占 有 空 间 体 积 的 概 念 是 可 以 比 较 的, 变 化 过 程 的 先 后 是 可 以 比 较 的, 方 向 也 是 可 以 区 别 的 用 逻 辑 方 法, 当 A>B 且 B>C 时 作 出 A>C 的 判 断 是 可 行 的 逻 辑 学 虽 然 粗 犷 一 些, 但 是 比 数 学 应 用 范 围 要 广, 可 以 处 理 物 质 基 本 结 构 形 式 的 抽 象 空 间 描 述 ( 当 然 这 不 是 三 维 的 精 确 描 述 ), 也 可 以 处 理 实 体 间 作 用 的 从 无 到 有 或 者 从 有 到 无 的 突 变 性 间 断 性, 即 对 物 质 基 本 结 构 形 式 的 动 态 的 与 过 程 先 后 有 关 的 描 述 ( 当 然 这 也 不 是 连 续 的 精 确 描 述 ) 逻 辑 学 也 不 是 永 恒 的, 人 类 思 维 现 象 产 生, 逻 辑 学 才 随 之 产 生 笔 者 认 为 物 质 基 本 结 构 理 论 对 数 学 和 逻 辑 学 的 上 述 理 解 方 式, 能 够 对 含 数 学 内 容 的 逻 辑 学 悖 论 问 题 ( 如 全 体 与 部 分 问 题 ) 的 解 释 提 供 帮 助 十 空 间 与 时 间 空 间 与 时 间 是 人 们 最 熟 悉 的 概 念, 是 物 理 学 中 分 析 得 最 多 的 对 象 然 而 空 间 与 时 间 又 是 最 难 以 理 解 的 最 神 秘 的 问 题 爱 因 斯 坦 狭 义 相 对 论 认 为 空 间 与 时 间 不 是 独 立 存 在 的, 而 是 物 质 存 在 的 形 式, 这 个 观 点 是 完 全 正 确 的 我 们 提 出 了 物 质 基 本 结 构 形 式 即 物 质 实 体 与 间 隙 概 念, 研 究 了 实 体 的 存 在 变 化 和 相 互 作 用 问 题 那 么 在 物 质 基 本 结 构 形 式 下, 如 何 建 立 空 间 与 时 间 概 念 呢? 尽 管 这 时 无 法 使 用 数 学 方 法 来 精 确 地 度 量 实 体 与 间 隙, 但 是 用 逻 辑 方 法 比 较 实 体 与 间 隙 状 态 的 大 小 还 是 可 以 的 既 然 可 以 比 较, 就 可 以 建 立 起 某 些 量 的 概 念 了 (1) 实 体 与 实 体 之 间 距 离 : 长 度 量 () 实 体 内 部 间 断 与 间 断 之 间 距 离 : 长 度 量 (3) 实 体 迎 面 大 小 : 平 面 面 积 量 (4) 实 体 物 质 多 少 : 体 积 量 (5) 实 体 与 实 体 之 间 位 置 方 位 : 平 面 角 量 和 立 体 角 量 这 样 就 建 立 了 与 物 质 相 联 系 的 三 维 空 间 概 念, 实 体 或 者 间 隙 的 数 量 的 多 少 就 是 实 体 或 者 间 隙 占 居 空 间 体 积 的 大 小 (6) 实 体 相 互 作 用 过 程 先 后 : 时 刻 量 (7) 相 互 作 用 过 程 的 延 续 长 短 : 时 间 量 这 样 就 建 立 了 与 物 质 相 互 作 用 过 程 联 系 的 时 间 概 念 此 时 时 空 是 与 物 质 基 本 结 构 形 式 的 无 序 性 和 不 定 形 性 相 联 系 的, 空 间 与 时 间 是 非 数 学 的 不 可 精 确 度 量 的 物 理 量 物 质 基 本 结 构 形 式 发 展 为 有 序 的 定 形 的 状 态 之 后, 以 太 结 构 和 量 子 波 形 成, 那 时 的 空 间 与 时 间 就 与 有 序 的 物 质 结 构 形 式 相 联 系, 是 可 以 利 用 数 学 坐 标 和 数 学 方 法 描 述 和 分 析 的 了, 到 那 时 物 质 结 构 的 绝 对 性 逐 步 形 成, 需 要 从 时 空 的 角 度 研 究 有 序 的 物 质 结 构 形 式 ( 量 子 波 ) 的 绝 对 性 在 相 对 的 相 互 作 用 中 如 何 表 现 的 问 题, 于 是 一 门 高 深 的 学 问 相 对 论 就 产 生 了 十 一 无 限 和 有 限

22 无 限 与 有 限 问 题 也 是 人 们 熟 悉 的 而 又 难 以 理 解 的 概 念 本 节 我 们 分 析 物 质 基 本 结 构 形 式 下 的 无 限 和 有 限 问 题, 是 物 质 的 最 基 本 的 无 限 和 有 限 问 题 任 何 物 质 实 体, 如 图 1-4 中 的 实 体 A 1 的 存 在 是 有 边 界 的, 这 是 物 质 的 空 间 有 限 性 而 任 何 有 限 的 物 质 实 体, 在 它 之 外 有 更 多 的 物 质 实 体 存 在, 这 是 物 质 的 空 间 外 延 的 无 限 性 任 何 有 限 的 物 质 实 体 内 部, 如 A 1 内 部, 都 存 在 无 限 性, 它 可 以 无 限 地 分 割, 但 是 它 的 任 何 现 状 都 是 处 于 没 有 分 割 的 统 一 在 一 起 的 有 限 状 态 这 就 是 物 质 的 空 间 形 式 的 有 限 性 与 无 限 性 的 辩 证 关 系 1 3 图 1-4 空 间 与 时 间 的 有 限 性 和 无 限 性 人 们 注 视 的 任 何 物 质 实 体 的 变 化 过 程 总 是 阶 段 性 的, 在 这 个 阶 段 里, 物 质 实 体 从 这 样 的 形 式 变 化 为 那 样 的 形 式, 上 图 1-4, 实 体 A 1 变 化 到 A 3 状 态 这 个 过 程 的 阶 段 性 就 是 物 质 的 过 程 ( 即 时 间 ) 的 有 限 性 但 是 任 何 一 段 有 限 的 过 程, 在 此 过 程 之 前 也 是 在 不 断 地 变 化 的, 没 有 开 始 发 生 变 化 的 时 刻 ; 在 这 段 有 限 的 过 程 之 后, 仍 然 是 不 断 地 变 化, 没 有 停 止 变 化 的 时 刻, 这 就 是 物 质 的 时 间 外 延 的 无 限 性 在 一 段 有 限 的 过 程 里, 也 可 以 分 为 无 限 多 的 子 过 程, 实 体 A 1 变 化 到 A 3 状 态, 可 以 经 过 无 限 多 的 状 态,A 状 态 只 是 其 中 任 意 一 个 状 态, 然 而 实 体 A 1 变 化 到 A 3 过 程 实 际 上 是 连 续 的, 这 样 的 子 过 程 连 续 统 一 在 一 起, 仍 然 表 现 为 一 段 有 限 的 过 程 这 就 是 物 质 的 时 间 形 式 的 有 限 性 与 无 限 性 的 辩 证 关 系 谈 到 宇 宙 的 无 限 性 和 有 限 性 问 题 时, 不 少 理 论 家 们 深 感 为 难, 因 为 他 们 定 义 无 限 时 认 为 无 限 是 有 限 的 突 破, 如 果 宇 宙 是 无 限 的, 那 么 它 如 何 在 自 己 的 无 限 性 上 再 突 破 呢? 笔 者 认 为, 我 们 只 能 谈 论 具 体 宇 宙 中 的 空 间 和 时 间 的 有 限 性 和 无 限 性 问 题, 没 有 什 么 整 个 宇 宙 的 概 念, 无 限 的 宇 宙 是 不 存 在 的, 具 体 的 宇 宙 永 远 是 无 限 与 有 限 的 对 立 统 一 我 们 只 能 建 立 物 质 的 空 间 和 时 间 在 外 延 和 内 涵 上 的 无 限 性 和 有 限 性 概 念, 我 们 不 能 企 图 建 立 整 个 物 质 世 界 的 概 念, 不 能 说 物 质 是 无 限 的, 因 为 物 质 永 远 是 无 限 与 有 限 的 对 立 统 一 无 限 与 有 限 的 观 点 可 以 为 量 子 理 论 中 的 一 些 疑 难 问 题 提 供 解 答 的 思 路, 如 后 面 将 要 研 究 的 物 质 基 本 结 构 形 式 发 展 趋 势 问 题, 非 因 果 关 系 和 非 决 定 论 问 题 等, 都 需 要 用 到 无 限 与 有 限 的 概 念 来 解 释 第 二 章 以 太 结 构 和 量 子 波 我 们 建 立 了 以 实 体 与 间 隙 为 主 要 内 容 的 物 质 基 本 结 构 形 式, 这 样 的 结 构 形 式 在 一 个 较 大 的 有 限 空 间 里 有 没 有 发 展 变 化 趋 势? 会 朝 着 什 么 方 式 发 展 变 化? 笔 者 曾 经 用 了 很 长 时 间 企 图 设 想 物 质 分 布 的 非 均 匀 化, 希 望 形 成 粒 子 结 构, 结 果 没 有 成 功 后 来 在 弦 论 的 启 发 下, 提 出 物 质 基 本 结 构 形 式 的 均 匀 化 系 统 化 发 展 趋 势 的 假 设 和 以 太 结 构 量 子 波 假 设, 很 多 问 题 迎 刃 而 解 一 有 限 区 域 的 物 质 基 本 结 构 形 式 发 展 趋 势 是 均 匀 化 和 系 统 化

23 一 个 较 大 的 有 限 区 域 ( 至 少 是 人 类 目 前 科 学 手 段 能 观 察 到 的 宇 宙 空 间 ), 物 质 实 体 间 的 相 互 联 系 在 不 断 地 加 强, 相 互 交 织 在 一 起, 形 成 一 个 庞 大 的 网 络 这 样 的 有 限 的 区 域 里, 物 质 基 本 结 构 形 式 的 变 化 趋 势 是 什 么? 可 以 作 出 如 下 假 设 : (1) 均 匀 化 区 域 内 部 与 外 部 不 断 地 交 换 物 质, 物 质 密 度 趋 于 均 匀 化, 运 动 状 态 趋 于 均 匀 化 无 限 的 无 序 运 动 是 均 匀 化 的 根 本 原 因, 均 匀 化 是 物 质 的 自 然 属 性 () 系 统 化 物 质 实 体 的 相 互 作 用, 实 体 的 平 均 径 度 不 断 在 减 小, 物 质 的 分 散 度 不 断 增 大, 实 体 间 的 相 互 关 联 在 不 断 增 强, 局 部 的 相 互 的 作 用 可 以 迅 速 地 扩 散 影 响 到 大 范 围 的 物 质 区 域, 这 就 是 系 统 化 系 统 化 也 是 物 质 的 自 然 属 性 物 质 基 本 结 构 形 式 发 展 趋 势 的 均 匀 化 和 系 统 化 是 不 可 分 割 的, 是 物 质 普 遍 联 系 的 发 展 趋 势 的 表 现 形 式 提 出 新 观 点 的 依 据 是 实 践, 科 学 实 验 证 明 一 个 较 大 的 具 体 的 宇 宙 空 间 和 较 长 的 具 体 的 发 展 过 程 里, 存 在 物 质 运 动 规 律 的 统 一 性 均 匀 性 及 对 称 性, 表 现 在 物 理 定 律 ( 包 括 光 速 不 变 原 理 ) 在 相 当 大 的 空 间 范 围 内 和 相 当 长 的 时 间 过 程 里 的 普 适 性 有 人 会 说 : 提 出 物 质 结 构 形 式 发 展 趋 势 的 假 说, 是 为 了 衔 接 物 质 基 本 结 构 形 式 假 设 与 后 面 的 以 太 结 构 和 量 子 波 形 成 而 特 意 设 计 的 笔 者 认 为, 提 出 以 实 体 与 间 隙 为 主 要 特 征 的 物 质 基 本 结 构 形 式 的 假 设 后, 必 定 要 研 究 物 质 结 构 形 式 的 变 化 趋 势, 而 这 个 趋 势 必 然 要 尽 可 能 地 与 现 代 科 学 实 验 证 实 的 物 理 现 象 相 符 合 现 代 物 理 实 验 证 明, 物 质 世 界 在 相 当 大 的 范 围 内, 很 多 的 物 理 规 律 是 稳 定 的 如 光 速 在 目 前 观 察 到 的 宇 宙 空 间 的 真 空 中 是 稳 定 的 ; 电 子 无 论 是 在 太 空 中 产 生 还 是 在 地 球 上 产 生, 总 是 与 正 电 子 成 对 地 产 生, 而 且 总 是 这 么 大 的 质 量, 等 等 现 代 物 理 实 验 还 证 明, 波 与 粒 子 现 象 是 普 遍 存 在 的, 尽 管 物 理 学 家 将 电 磁 波 定 义 为 特 殊 的 物 质, 即 电 场 与 磁 场 自 己 互 相 转 化 而 形 成 的 波, 但 是 我 们 应 当 清 楚 地 知 道, 作 为 特 殊 物 质 身 份 的 电 场 与 磁 场 一 定 是 与 通 常 的 物 质 有 共 性 的, 在 更 基 本 的 层 次 下, 应 当 表 现 为 同 一 种 物 质 离 开 波, 将 很 难 对 作 用 力 问 题 粒 子 的 规 范 性 问 题 作 出 解 释 而 波 一 定 是 离 不 开 媒 质 的, 可 见, 构 筑 一 个 在 有 限 区 域 内 的 相 对 均 匀 的 又 相 互 联 系 的 环 境 是 必 然 的 选 择 任 何 假 设 必 须 在 推 理 上 符 合 逻 辑 性, 而 且 必 须 经 得 起 科 学 实 验 的 检 验 有 人 可 能 又 会 质 疑 : 难 道 物 质 结 构 形 式 发 展 趋 势 是 一 个 无 条 件 的 无 限 的 均 匀 化 和 系 统 化 过 程? 难 道 没 有 非 均 匀 化 和 非 系 统 化 过 程 吗? 物 质 在 时 间 上 是 无 限 的, 整 个 宇 宙 早 就 该 绝 对 地 均 匀 化 和 系 统 化 了 笔 者 认 为 对 这 个 问 题 应 这 样 来 理 解, 我 们 研 究 的 均 匀 化 和 系 统 化 过 程 是 针 对 具 体 的 物 质 系 统 而 言, 任 何 具 体 的 物 质 系 统 无 法 预 料 外 界 的 不 平 衡 何 时 影 响 到 区 域 内 部 更 重 要 的 是 我 们 根 本 无 权 谈 论 整 个 物 质 世 界 的 问 题, 谁 也 无 法 料 到 经 过 极 大 的 时 间, 我 们 目 前 观 察 到 的 半 个 宇 宙 的 物 质 是 否 都 会 跑 到 另 一 半 空 间 因 此 不 存 在 整 个 宇 宙 早 就 绝 对 地 均 匀 化 和 系 统 化 的 问 题 那 么 可 否 假 设 均 匀 化 和 系 统 化 都 是 有 条 件 的, 在 一 定 的 条 件 下 系 统 朝 着 均 匀 化 和 系 统 化 方 向 发 展, 在 另 外 的 条 件 下 系 统 朝 着 非 均 匀 化 和 非 系 统 化 方 向 发 展? 笔 者 认 为 即 使 两 个 均 匀 化 和 系 统 化 程 度 相 差 很 大 的 系 统 碰 撞, 如 果 分 开 观 察 这 两 个 系 统, 可 能 会 发 现 各 自 的 非 均 匀 化 非 系 统 化 过 程, 但 是 如 果 不 对 这 两 个 系 统 分 开 观 察, 而 是 视 为 一 个 新 的 整 体 综 合 在 一 起 观 察, 这 个 综 合 体 仍 然 是 一 个 均 匀 化 和 系 统 化 的 发 展 趋 势 这 就 是 说 我 们 所 说 的 均 匀 化 和 系 统 化 强 调 的 是 一 个 发 展 趋 势 均 匀 化 和 系 统 化 是 由 无 序 迈 向 有 序 的 第 一 步 由 此 将 进 一 步 向 有 序 发 展, 形 成 了 量 子 波 和 作 用 力, 之 后 将 带 来 新 的 不 平 衡, 有 序 的 力 量 反 而 使 得 非 均 匀 化 和 非 系 统 化 活 跃 于 物 质 世 界, 我 们 看 到 的 宏 观 世 界 中 能 量 和 质 量 分 布 是 那 么 的 不 平 衡 充 分 证 明 了 这 一 点 二 历 史 上 的 以 太 观 以 太 是 一 个 古 老 的 观 念, 为 了 解 释 物 质 结 构 尤 其 是 物 质 的 波 动 现 象, 物 理 学 家 们 提 出 过 多 种 有 关 以 太 的 学 说 古 希 腊 时 代 亚 里 士 多 德 认 为 天 体 间 一 定 充

24 满 某 种 媒 质 笛 卡 儿 1644 年 发 表 的 哲 学 原 理 中 就 认 为 虚 空 是 不 可 能 存 在 的, 整 个 宇 宙 充 满 着 一 种 特 殊 的 易 动 物 体 以 太 1678 年 惠 更 斯 把 光 振 动 类 比 于 声 振 动, 看 成 是 以 太 中 的 弹 性 脉 冲 但 是 后 来 由 于 光 的 微 粒 说 占 了 上 风, 以 太 理 论 受 到 了 压 抑 牛 顿 认 为 不 需 要 以 太, 他 主 张 超 距 作 用 持 超 距 作 用 观 点 的 人 认 为, 太 阳 对 地 球 的 引 力 无 须 太 阳 与 地 球 之 间 的 物 质 联 系 1800 年 以 后 由 于 波 动 说 成 功 地 解 释 了 干 涉 衍 射 和 偏 振 等 现 象, 以 太 学 说 重 新 抬 头 在 波 动 说 的 支 持 者 看 来, 光 既 然 是 一 种 波, 就 一 定 要 有 一 种 载 体 光 能 通 过 虚 空, 证 明 在 虚 空 中 充 满 这 种 载 体, 这 就 是 以 太 他 们 把 以 太 看 成 是 无 所 不 在 绝 对 静 止 极 其 稀 薄 的 刚 性 物 质 麦 克 斯 韦 和 他 那 一 代 的 物 理 学 家 认 为 : 只 要 能 量 在 一 段 时 间 里 从 一 物 体 传 送 到 另 一 物 体, 那 就 必 然 有 一 种 媒 体 或 物 质, 使 得 能 量 在 离 开 一 个 物 体 之 后 而 尚 未 到 达 另 一 物 体 之 前 能 够 保 存 在 其 中 以 太 是 物 理 学 家 用 以 解 释 光 的 波 动 现 象 而 假 设 的 媒 质, 在 很 长 一 段 时 期 内 对 物 理 学 的 发 展 起 着 重 要 作 用 后 来 它 最 终 被 放 弃 了, 理 由 是 : (1) 如 果 以 太 存 在, 以 太 作 为 媒 质 承 载 光 速 这 么 快 的 横 波, 显 然 要 比 钢 铁 还 要 坚 硬 得 多, 然 而 物 体 在 以 太 中 运 动 却 未 感 受 到 丝 毫 阻 力, 这 是 不 可 想 象 的 () 如 果 以 太 存 在, 物 体 的 运 动 必 然 有 一 个 相 对 于 以 太 的 速 度, 然 而 任 何 科 学 实 验 都 无 法 测 到 以 太 风 的 速 度 (3) 如 果 以 太 存 在, 必 然 可 以 定 义 一 个 相 对 于 以 太 静 止 的 参 照 系, 而 爱 因 斯 坦 的 相 对 论 否 定 了 任 何 特 殊 的 惯 性 参 照 系, 一 切 运 动 都 可 以 理 解 为 相 对 的, 任 何 参 照 系 都 是 平 等 的 (4) 科 学 证 明 了 光 波 就 是 一 种 电 磁 波, 而 电 磁 波 可 以 视 为 电 场 与 磁 场 相 互 激 发 并 在 空 间 传 播 的 现 象 对 电 磁 场 无 法 用 通 常 的 物 质 形 态 解 释, 暂 且 作 为 特 殊 的 物 质 形 式 对 待, 那 么 电 磁 波 也 就 是 一 种 特 殊 的 物 质 形 态 由 此, 以 太 的 存 在 是 不 必 需 的 了 传 统 的 以 太 观 中 粒 子 与 以 太 是 绝 然 区 分 的, 在 这 种 观 点 下, 粒 子 之 船 在 以 太 的 海 洋 中, 遇 到 极 大 的 阻 力 问 题 是 不 可 避 免 的 而 且 测 量 不 出 船 相 对 于 以 太 海 洋 的 速 度 也 是 难 以 解 释 的 于 是 在 0 世 纪 初, 以 太 就 退 出 了 历 史 舞 台, 近 百 年 来 几 乎 没 有 人 想 起 它 但 是 我 们 应 当 知 道 不 少 物 理 学 大 师 对 以 太 的 评 价 仅 仅 是 以 太 的 存 在 是 不 必 要 的, 并 没 有 断 言 以 太 是 不 存 在 的 那 么 以 太 是 否 真 的 不 存 在 呢? 三 重 新 找 回 以 太 的 理 由 0 世 纪 初, 以 太 退 出 了 物 理 学 殿 堂, 但 是 物 理 学 对 波 推 崇 到 如 此 高 度, 仅 仅 用 一 个 概 率 波, 用 一 个 特 殊 的 电 磁 场, 就 能 把 波 动 与 媒 质 的 依 存 关 系 拿 掉 吗? 现 在 到 了 把 以 太 找 回 来 的 时 候 了, 理 由 有 四 条 : (1) 没 有 媒 质 的 波 动 是 不 可 想 象 的 人 们 将 电 磁 波 视 为 一 种 特 殊 的 波, 但 是 特 殊 的 波 也 是 物 质, 特 殊 的 电 磁 场 物 质 是 需 要 研 究 的, 也 就 是 说 要 研 究 电 磁 场 这 种 特 殊 物 质 与 我 们 通 常 的 物 质 有 什 么 共 同 点, 以 这 种 方 式 认 识 电 磁 波, 其 实 就 是 要 从 新 的 角 度 认 识 以 太 () 对 粒 子 的 结 构 研 究 需 要 以 太 概 念 现 在 人 们 对 粒 子 与 波 的 概 念 有 较 大 差 异, 往 往 将 量 子 的 粒 子 性 强 调 得 很 重, 而 对 波 只 是 解 释 为 概 率 波 而 已 实 际 上 无 论 用 什 么 方 式 构 造 粒 子 的 结 构 都 摆 脱 不 了 波 的 痕 迹, 如 粒 子 相 互 作 用

25 引 起 粒 子 运 动 显 示 出 德 布 罗 意 波, 正 反 粒 子 湮 灭 出 现 光 波, 等 等 对 粒 子 结 构 的 研 究 必 须 建 立 实 实 在 在 的 波 的 概 念, 以 太 的 存 在 将 有 助 于 粒 子 结 构 的 研 究 (3) 量 子 的 相 互 作 用 离 不 开 以 太 概 念 量 子 之 间 的 相 互 作 用 不 可 能 是 超 距 的, 因 此 必 须 以 物 质 来 传 递 作 用, 目 前 的 理 论 是 构 造 一 种 新 的 传 递 作 用 粒 子 来 解 释 量 子 间 的 作 用, 粒 子 的 种 类 越 来 越 多 其 实 即 使 使 用 了 传 递 作 用 粒 子 概 念, 还 得 解 释 传 递 作 用 粒 子 为 什 么 能 够 传 递 作 用, 它 的 结 构 是 什 么 如 果 建 立 以 太 结 构 的 概 念, 问 题 可 能 会 简 单 一 些 (4) 如 果 第 一 章 中 对 物 质 实 体 与 间 隙 的 假 设 是 正 确 的, 物 质 基 本 结 构 形 式 是 存 在 的, 那 么 以 太 的 存 在 就 是 必 然 的 况 且, 在 摈 弃 以 太 的 情 况 下, 近 百 年 过 去 了, 物 质 统 一 结 构 理 论 还 没 有 出 现 重 大 突 破, 那 么 不 妨 把 以 太 找 回 来, 看 看 能 否 形 成 一 些 新 的 思 路 四 物 质 基 本 结 构 形 式 下 的 以 太 结 构 从 对 实 体 与 间 隙 的 研 究 开 始, 我 们 提 出 了 物 质 基 本 结 构 形 式 的 假 设, 并 提 出 有 限 的 具 体 区 域 物 质 系 统 的 基 本 结 构 形 式, 通 过 均 匀 化 和 系 统 化 过 程 形 成 了 较 大 范 围 的 物 质 普 遍 联 系 的 形 态, 这 就 是 物 质 基 本 结 构 形 式 下 的 以 太 结 构 形 式, 是 一 种 全 新 观 念 下 的 以 太 新 的 以 太 观 具 有 什 么 特 点 呢? (1) 以 太 直 接 建 立 在 物 质 基 本 结 构 形 式 的 基 础 上, 它 内 部 没 有 特 异 的 结 构 形 式 () 以 太 具 有 形 变 和 可 以 自 动 恢 复 的 特 性, 对 于 被 压 缩 而 力 图 恢 复 的 物 质 区 域 而 言 这 是 弹 性 或 者 称 为 排 斥 性, 对 于 被 拉 伸 而 力 图 恢 复 的 物 质 区 域 而 言 这 也 是 弹 性, 但 表 现 为 引 力 性 这 是 物 质 基 本 结 构 形 式 通 过 均 匀 化 和 系 统 化 发 展 趋 势 形 成 的 最 基 本 的 弹 性 和 引 力 现 象 (3) 以 太 具 有 大 范 围 的 一 致 性, 这 是 物 质 基 本 结 构 形 式 通 过 均 匀 化 和 系 统 化 发 展 趋 势 形 成 的 最 基 本 的 对 称 现 象 试 想 宇 宙 深 处 一 个 光 子 从 几 亿 光 年 处 奔 到 人 类 面 前, 遥 远 的 路 途, 之 后 多 少 会 发 生 一 些 变 化, 但 基 本 上 是 稳 定 的, 如 果 没 有 一 个 均 匀 的 环 境, 这 种 稳 定 性 能 存 在 吗? 每 时 每 刻 宇 宙 深 处 新 生 成 的 正 负 电 子 对 与 地 球 上 人 工 生 成 的 正 负 电 子 对 的 质 量 基 本 上 一 致 如 果 不 建 立 均 匀 化 的 模 型, 一 切 均 无 从 谈 起 以 太 结 构 正 是 这 种 均 匀 化 环 境 的 体 现 (4) 以 太 具 有 大 范 围 的 系 统 性, 这 是 物 质 基 本 结 构 形 式 通 过 均 匀 化 和 系 统 化 发 展 趋 势 而 形 成 的 最 基 本 的 场 的 物 质 基 础 地 球 与 月 亮 相 隔 这 么 远 都 受 到 相 互 引 力 的 影 响, 而 引 力 的 基 本 单 元 是 一 个 一 个 的 质 子 电 子, 总 的 引 力 是 每 个 基 本 单 元 的 引 力 之 和, 可 见, 地 球 上 的 一 个 质 子 与 月 亮 上 的 一 个 电 子 之 间 的 引 力 仍 然 是 在 发 挥 作 用 的, 如 果 没 有 以 太 为 基 础 的 大 范 围 的 系 统 性 的 特 征, 就 无 法 建 立 起 场 的 概 念, 无 论 是 近 距 离 还 是 远 距 离 的 作 用 都 是 不 可 能 实 现 的 (5) 以 太 中 没 有 任 何 类 似 粒 子 一 样 的 其 他 物 质, 它 之 中 只 有 以 它 自 己 为 媒 质 的 波, 这 就 是 后 面 将 要 提 出 的 量 子 波, 实 际 上 它 就 是 以 太 的 表 现 形 式 (6) 由 于 实 物 粒 子 和 光 波 一 样 本 身 就 是 波, 是 以 太 的 表 现 形 式, 因 此 也 就 无 所 谓 物 体 在 以 太 中 的 阻 力 问 题 了 (7) 由 于 实 物 粒 子 本 身 就 是 波, 那 么 作 为 观 察 者 的 我 们 以 及 观 察 仪 器 都 是 波 的 运 动 方 式, 也 就 是 媒 质 自 身 的 表 现 形 式, 当 然 我 们 无 法 发 现 承 载 我 们 的 媒 质 的 绝 对 的 运 动 状 态 了 在 一 系 列 假 设 的 基 础 上 建 立 了 以 太 结 构, 我 们 暂 时 无 法 探 究 以 太 结 构 的 特 性, 如 弹

26 性 引 力 性 等 是 如 何 产 生 的, 量 子 波 是 如 何 产 生 的, 可 以 将 以 太 结 构 的 细 微 机 制 暂 时 视 为 黑 箱, 留 待 今 后 研 究 我 们 当 然 不 能 回 避 以 太 与 相 对 论 的 相 容 性 问 题, 如 果 把 以 太 找 回 来 以 后, 与 相 对 论 发 生 了 矛 盾, 这 可 是 一 件 不 能 容 忍 的 大 事, 须 知 爱 因 斯 坦 的 狭 义 相 对 论 是 经 过 千 锤 百 炼 被 证 明 是 正 确 的 理 论, 这 个 问 题 将 在 第 八 章 研 究 有 些 读 者 可 能 会 认 为, 物 质 基 本 结 构 形 式 的 均 匀 化 和 系 统 化 趋 势, 与 我 们 见 到 的 宇 宙 间 的 物 质 分 布 的 极 度 不 平 衡 性 差 距 这 么 大, 更 是 与 宇 宙 大 爆 炸 理 论 中 提 出 的 一 百 多 亿 年 前 现 有 宇 宙 的 物 质 几 乎 都 集 中 在 一 个 奇 点 的 观 点 是 格 格 不 入 的 从 后 面 的 内 容 中, 读 者 将 可 以 看 到, 物 质 基 本 结 构 理 论 认 为, 物 质 的 质 量 概 念 就 是 量 子 波 的 频 率, 与 第 一 章 中 笔 者 提 出 的 物 质 基 本 结 构 初 级 阶 段 的 实 体 形 式 的 物 质 量 概 念 是 不 同 的 量 子 波 就 像 太 平 洋 深 处 的 波 涛, 有 些 区 域 惊 涛 骇 浪, 有 些 区 域 风 平 浪 静, 但 是 太 平 洋 各 处 的 物 质 分 布 密 度 大 体 上 是 均 匀 的, 地 球 太 阳 原 子 内 部 的 质 量 集 中 不 过 是 波 动 的 集 中 而 已, 空 间 的 以 太 物 质 分 布 大 体 上 是 均 匀 的 物 质 基 本 结 构 理 论 与 宇 宙 大 爆 炸 理 论 是 不 矛 盾 的, 而 且 为 大 爆 炸 理 论 提 供 了 真 正 的 物 质 基 础 五 量 子 论 的 产 生 量 子 理 论 的 提 出 始 于 0 世 纪 初 1900 年, 普 朗 克 发 现 了 量 子, 人 类 从 此 迈 入 了 辉 煌 的 量 子 时 代 柏 林 一 年 一 度 的 德 国 物 理 学 会 年 会 上 来 自 柏 林 大 学 的 普 朗 克 教 授 首 先 报 告 了 他 发 现 的 辐 射 定 律 这 一 定 律 与 最 新 的 实 验 结 果 精 确 符 合 普 朗 克 指 出, 为 了 推 导 出 这 一 定 律, 必 须 假 设 在 光 波 的 发 射 和 吸 收 过 程 中, 物 体 的 能 量 变 化 是 不 连 续 的, 或 者 说, 物 体 通 过 分 立 的 跳 跃 非 连 续 地 改 变 它 们 的 能 量, 能 量 变 化 只 能 取 某 个 最 小 能 量 元 的 整 数 倍 为 此, 普 朗 克 还 引 入 了 一 个 新 的 自 然 常 数 h = [ 尔 格 秒 ] 这 一 假 设 后 来 被 称 为 能 量 量 子 化 假 设, 其 中 最 小 能 量 元 被 称 为 能 量 量 子, 而 常 数 h 被 称 为 普 朗 克 常 数 爱 因 斯 坦 于 1905 年 进 一 步 指 出 光 波 本 身 就 是 由 一 个 个 的 能 量 子 组 成 的 爱 因 斯 坦 认 为, 能 量 子 概 念 不 只 是 在 光 波 的 发 射 和 吸 收 时 才 有 意 义, 光 波 本 身 就 是 由 一 个 个 不 连 续 的 不 可 分 割 的 能 量 量 子 所 组 成 利 用 光 量 子 假 设, 爱 因 斯 坦 成 功 地 解 释 了 麦 克 斯 韦 电 磁 场 理 论 无 法 解 释 的 光 电 效 应 等 现 象 普 朗 克 常 数 的 重 要 意 义 有 两 个, 一 是 确 认 了 能 量 子 的 一 份 一 份 性, 二 是 是 每 一 份 能 量 与 频 率 的 相 关 性, 即 普 朗 克 常 数 杨 氏 双 缝 实 验 早 在 1801 年 就 已 经 证 明 了 光 可 以 产 生 干 涉 现 象, 从 而 是 一 种 波 然 而, 爱 因 斯 坦 却 发 现, 光 波 理 论 无 法 解 释 光 电 效 应 等 新 的 实 验 现 象, 为 此 又 必 须 利 用 光 量 子 假 设 但 是, 如 果 光 是 由 粒 子 组 成 的, 它 又 怎 么 能 产 生 干 涉 现 象 呢? 这 绝 对 是 一 个 两 难 的 局 面! 爱 因 斯 坦 不 得 不 承 认 : 光 似 波, 也 似 粒 子 1909 年 9 月 1 日, 在 萨 尔 斯 堡 (Salzburg) 举 行 的 德 国 自 然 科 学 家 协 会 第 81 次 大 会 爱 因 斯 坦 首 次 提 出 光 具 有 波 粒 二 象 性, 认 为 光 的 波 动 性 和 粒 子 性 这 两 种 特 性 结 构 并 不 是 彼 此 不 相 容 的 然 而, 光 似 波, 也 似 粒 子, 那 么 光 到 底 是 什 么 呢? 爱 因 斯 坦 同 样 感 到 深 深 困 惑, 他 从 此 又 开 始 了 漫 长 的 探 索 旅 程 爱 因 斯 坦 晚 年 承 认, 整 整 50 年 有 意 识 的 思 考 仍 没 有 使 我 更 接 近 光 量 子 是 什 么 这 个 问 题 的 答 案 光 量 子 是 什 么 的 答 案 没 有 弄 清, 并 不 影 响 科 学 家 在 探 索 量 子 性 能 之 路 上 继 续 前 进 就 在 爱 因 斯 坦 提 出 光 量 子 学 说 不 久, 玻 尔 提 出 了 氢 原 子 中 电 子 能 级 和 跃 迁 理 论, 把 量 子 的 概 念 延 伸 到 实 物 粒 子 法 国 的 德 布 罗 意 突 然 意 识 到, 既 然 光 波 具 有 粒 子 的 性 质, 那 么 实 物 粒 子, 尤 其 是 电 子, 也 就 应 当 具 有 波 的 性 质! 接 着 海 森 伯 发 现 了 通 往 量 子 力 学 的 矩 阵 之 路 然 后, 薛 定 谔 于 196 年 找 到 了 物 质 波 所 满 足 的 运 动 方 程, 从 而 建 立 了 量 子 力 学 的 波 动 形 式 这 样 量 子 理 论 ( 含 量 子 力 学 ) 的 基 本 框 架 建 立 起 来 了, 尽 管 在 量 子 理 论 的 一 系 列

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