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里程碑式的新起点:世界首张原子内部结构图亮相 精选

已有 8662 次阅读 2013-5-29 17:54 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记| 世界, 起点, 里程碑, 结构图

 

   

荷兰研究人员拍摄到世界首张原子结构图。

 

   这个图片的获得是技术的进步。但是,它开宗明义的支持关于原子世界的连续场概念,在确定性(有限尺度观测)意义上,否定了几率+粒子的概念(非确定性理论)。

   早在量子力学建立之初,电子轨道(壳层)的概念就是一个半经典的原子模型,尽管在后来饱受批判,但是,在化学上还是广为采用。

   量子力学对于波函数的概率论解释引入了不确定性,并声称这就是客观规律。并认为这是一场革命。

   另一方面,以场的概念为基础的量子物理也得以发展,从而,也形成了自身的运动概念,自旋场。在某种意义上是回归到电子轨道(壳层)的概念。

   在这个过程中,几何代数作为数学工具起到了至关重要的作用。

   而色动力学则干脆的把粒子解释成三个基本色子形成的运动场。而这种场是确定性的。

   再往前追,迪拉克算子理论就已经隐含的认为量子现象是一个几何连续场的确定性过程。也是几何代数作为数学工具的第一次成功运用。

   

   早在2005年前后,Science就登出过用几率+粒子的概念用计算机数值计算得到的电子云图,尽管与上图有某种相似性,但是,本质区别还是明显的:电子云图的高度光滑性。

   所谓的波粒两相性也得以明确:在某种尺度及可测效应上,原子(核子)是个粒子,但是,在该尺度,电子则更为象是一个驻波场。因此,两者都可以用这个图来论战自身的正确性。

 

   该图还有一个价值,就是间接的支持把真空看成是连续介质的概念。

对该图,统计物理有两条出路:一个是用统计分布概念取代连续场概念(正如目前所做的那样),一个是把粒子有限尺度化(从而引入尺度效应)。

   

   然而,我们应该看到的是:无论是确定性的量子场理论,还是以几率+粒子的概念为基础的非确定性的量子力学,在总体上还是围绕上面的图象进行的。但是,把量子力学的不确定性上升为科学革命显而易见是过激行为。上帝不扔色子。

   在一百多年后,物理科学再次回到确定性世界。也许她从来就没有承认过非确定性的世界。

 

   这个技术进步给出的图象是否会对大爆炸理论予致命一击呢?我认为会的。宏观上,这个技术进步与(把几何代数作为数学工具的)连续统物理概念的融会贯通将确实的改变整个物理学理论的面貌。

   一百多年前的科学革命在量子力学被捧得高高的以后突然间峰回路转的又回到场的概念和路线。

   量子力学这个孤儿终于回到了传统物理学的大家庭。

   技术进步引起理论革命性进步。

   对我国科学界,一个不期而至的机遇期出现了。

   全球性的,科学理论上的东周列国后期时代全面开启了。

   

 

 



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