物理探索之路  

                     晏成和

 范式（paradigm），原意是理论体系，现在的学术界的理论体系太多，转移太快，北京<知识分子>组织科学会员进行讨论，有人笑谈：建议把范式音译为（fashion）-时尚。意思是一些理论在科研上还没有确切的定义，还没有站住脚、却广为运用，如同服装时尚，流转太快。为此有必要对物理学的范式进行梳理，让科学更接近自然事实。

物理探索中不断地有人提出新观点、新想法，并收获一大批拥趸者（粉丝），形成一个物理科研范式。但是新观点往往不是自然真实，总是昙花一现，例如物理学的弦理论、膜理论；也有许多探索创新前卫，接近真实，因为离经叛道、不合主流，而遭遇冷落和打压。

面对如此凉热的物理，如此起伏的研究，范式应该如何定义？在物理研究中存在几个著名的范式，或者叫做物理门派，有：理论物理、粒子物理、量子物理、结构物理。各有各的功夫-实际上是各有理念和探索方式。以下分别道来。

 理论物理

理论物理有两种解读：一种是与科学实验相对应，除了实验其它都是理论，这个理论物理就相当宽泛。还有理论物理是指物理研究方法的一个分支，其精髓是用数学方法、数学公式来求解物理。一般说研究理论物理，就是用数学方法探索物理。得意之作质能方程E=mc^2 ，还有光电方程、物质波公式、波函数…等等。

当人们惊异核爆炸的巨大能量来自哪里？爱因斯坦的质能方程横空出世，既解答惊天能量的来源、又交代了少量质量的迷失。尽管学术界不知道核内结构、核内动能的巨大。突来的方程一鸣惊人，人们惊愕之余只能顶礼膜拜。

理论物理还有一尚方宝剑——波函数。当双缝实验等波、粒同在的实验事实呈现，有人提出既是粒子又是波的波粒二象性，粒子怎么能是波呢？学界迟疑了。这个时候，数学高人提出了波函数-二阶微分方程，输入位移、得到了正弦、余弦函数。粒子变波有了数学的支撑，于是波粒二象性有恃无恐、开始大行其道。

由此，用数学公式求解物理，成为了通行的物理研究方法。研究物质的相变，据说是拓扑计算最有可能取得突破；研究超导、上万人计算了几十年，公式何止成千上万。好多数学天才在理论物理学耗费时光，路子不对、终究是劳而无功。

现在是，用公式表达物理已经深入学界，认为物理文章没有公式是没有底气，东拼西凑也要跟数学沾点边。有人见到我的文章揶揄道：全文竟然木有一个公式，这叫议论物理。如此物理人范式中毒很深，认为只有跟数学搭边、有公式才是物理研究。

粒子物理  （黑体文字摘自《万物原理》弗兰克著）

由于马斯克的推介《万物原理》一炮走红，著作者弗兰克是一位资深的粒子物理学家。粒子物理是近代物理学研究的一种范式，各种功能的粒子是其精髓。首先把粒子分类：粒子可以分为建筑粒子、变化粒子、意外粒子。各有各的功能，世上任何功能来自于粒子，世界就是一个一个的粒子。

万物皆是粒子，世界岂不是一盘散沙？这个，粒子学者早已胸有成竹，当有需要的时候，新的粒子就会呈现，并且恰好具备所需的功能。光子把原子和分子结合在一起；胶子把夸克、质子和原子核结合在一起；引力子是把行星、恒星、星系和各大天体结合在一起。但是这些子是如何发挥如此功能，很难说得清。

粒子物理学遇到问题，首先是寻找“子”。对撞机实验发现：很多粒子没有质量，万物都有质量的理念在此遇到挑战。质量究竟是来自哪里？在找寻质量的探索中，粒子学者猜想：可能是这对撞机的轰击力量不够大，应该还有一种上帝粒子没有被找到，或者是这个希格斯玻色子给这些粒子赋予了质量。建设超级对撞机寻找新粒子，成了粒子物理学的梦想。

粒子物理学者还发现（发明）了许多的“X子”。

原子核内同性的质子怎么没有相斥？于是质子之间就有了介子。

核衰变有些能量不见了，于是就有了带走了能量的中微子。

天体之间如何连接构成行星系、太阳系、银河系？-引力子。

空穴是一类简单但及其重要的准粒子。空的也是子！

任何功能都是来自于粒子，世界是一个又一个的粒子。这些粒子构成了时髦的物理学范式-粒子物理。构想一个有特定功能的粒子倒是不难，可是这些特定功能是如何建立、如何作用、如何赋予功能、如何与其它粒子功能互洽、却是个难以解决的问题。

 量子物理

量子物理是一个时髦了90年的范式，在之前的文章已经讨论了很多，这是个集理论物理、粒子物理、量子理论于一体的大杂烩。首先是把波、粒、能量，混称为量子、定义模糊。为了解释其波粒变换用到了“坍缩，纠缠”之类的新词，为解读新名词而研发了膜理论、弦理论显赫一时，因为不是自然真实，终究走向沉寂，近些年量子物理导致科学走向了神坛、走向迷茫。

量子力学在波、粒之间纠缠了90年，表面上牛气哄哄，实际价值惨不忍睹，几十年来没有破解一个自然之谜，量子理论禁锢探讨核外电子的线路速率，造就了科学的沉寂。

量子力学虽然也是来自于实验事实，但是忽视了大自然在火光中的提示（核外电子速率随温度变化）；忽略了古老的奥斯特实验（电子运动伴生着电磁波），错失了对物质内的机理-核外电子规律运转的正确解读。禁锢已经严重地控制着公众的理智，迫使科学探讨与自然实在失之交臂。

结构物理

元素周期表的呈现之后，结构物理开始发芽、启蒙，刚刚要接受阳光雨露，范式突变：黑体辐射实验促成数理（理论）物理、粒子物理闪亮登场，波粒实验导致量子理论方兴未艾，结构物理只能顽强默默地成长。

量子物理为了维护其概率理论，告诫学子：探讨核外电子运动的线路、速率,就是不懂量子物理、是现代科学的门外汉。于是，壁垒森严地设置了科研禁区，学子一进入本科就接受洗脑、从此难有探索的自由，粒子、能量和波都成为量子，结构物理探索核外电子的运转线路和结构成了大逆不道、成为“地下工作者”。科学还是有禁区，一种范式打压另一种范式。

然而，大自然存在的哲学是结构，从宇宙天体到太阳系；从山川河流到动植物；从细胞晶体到原子构成，都是不同层次的结构。并且，百年前的原子结构-核外电子2/8/18的能级结构，在光谱实验中已经清楚明朗，结构物理的成功还差临门一脚，可是量子理论的拦截让结构物理功亏一篑！涌现出来的量子范式让科学脚步蹉跎90年。

结构物理学依据的就是元素周期表的基本结构，所有的基材就是质子、电子。没有什么公式、没有任何的节外生枝，没有另外的附加粒子；所强调的质子场、电子场也是早已有之。以前所说是正负电荷，现在重新认识，发现造物主让质子、电子各自伴生着专属的场，此外还有一个温度场，整个大自然就是在这二子三场中演绎变化，构成所有的自然万物、构成物质所有的物理、化学乃至核物理所有结构、特性，并且解读全部互洽。

也许有人对这个场还比较陌生，其实在当今世界应该很容易理解，现代社会已经进入到网络-场时代，在手机时代，没有场寸步难行。场启示着人们发现：实体伴生场是普遍的哲学存在，质子、电子都有伴生场、通过场发生联系和运动、构成万物。发现：核外电子的运转是有规律的、是有重大作用和后果。粒子伴生场是最新、最直接的物理范式，运用结构物理、破解了物质的相变、超导、催化等等科学之谜；破解了核内、核外的关联结构、核爆炸的能量来源，结构物理应该是物理探索的最终范式。 

2022/11/7