学习、思考和研究物理学几十年，总结出一点：在现有物理理论高度数学化的背景下，深入研究物理需注意提高基本物理概念和物理过程描述的物理化和物质化程度。
       牛顿在《自然哲学的数学原理》序言中写到：“由于古代人在研究自然事物方面，把力学看得最为重要，而现代人则抛弃实体形式与隐秘的质，力图将自然现象诉诸数学定律，所以我将在本书中致力于发展与哲学相关的数学。”
        在牛顿之前，学界的风气是一事当前必先追问终极原因。伽利略说，要先搞清楚事物是怎么样，然后才能回答为什么。但在思辨风气甚嚣尘上的时代，伽利略得不到广泛的认同。
       自牛顿始，这种先描述后解释的思维才成为自然科学的标准思维。从牛顿告诫“物理学，要警惕形而上学啊！”物理学便走上了回避古人所看重的如同形而上学或形而上之问的“实体形式与隐秘的质”，注重研究物理量之间的数学关系这条适合于现实的光明大道，在实验基础上或实验的加持下，取得了巨大成功。至于如何理解和解释，那就只能看情况再说吧，一步一步地来，有的问题一时也难以搞清楚，有的问题甚至可能需要沉淀成百年上千年。例如，惯性起源与引力机制问题至今未能完全解决，时间和空间本质问题几千年来没有从根本上解决。有物理量之间的数学关系描述，有实验观测验证，能计算能应用，这比什么都重要。也就极少有人再踏入探寻"实体形式与隐秘的质"这条曲径通幽但实际上可能布满荆棘到处都是悬崖峭壁充满迷雾坎坷不平的小路了。
       在大量实验的基础上，物理学以探索物理量的数学关系为主要途径，相继建立了经典力学、电磁学、相对论、量子理论和宇宙膨胀理论等。然而，这种以建立物理量的数学关系为主的物理学研究几百年发展到今天，正面对越来越依靠大型实验装备、越来越高度依赖复杂的数学、遇到的各种疑难问题越来越多、发展路径也越来越模糊的状况。呈现思路能出尽出、八仙过海，各显其能，你正唱，他登场，让人目不暇接眼花缭乱的景象。
       爱因斯坦的研究把物理数学化程度推到了最高峰，他人之后的继续研究跟踪结果，好似大都坠入了云雾中，常为得到的一些数学结果如何解释争论不休。当然，还有一些其它局部性问题，隐藏在其中不被注意的辖逢。面对量子理论因果性和不确定性等问题，爱因斯坦迫切希望通过统一场论解决量子理论问题，试图把引力和电磁力统一起来。但是爱因斯坦走的还是数学形式化的统一之路，在引力物理机制不清楚情况下，即便到了现在仍还未能走通，看看弦论等一些理论研究风光不再就清楚了。电和磁确有内在联系，麦克斯韦通过提出位移电流概念，经数学推导得到麦克斯韦方程组，实现了电磁的统一，推测出存在电磁波。但在引力机制不清、不知道质量与电荷有什么物理联系情况下，想把四种基本作用力统一起来，可能还为时尚早。

       面对如今物理学的困境，一些有识之士，例如，著名物理学家惠勒、李.斯莫林和李政道、武向平院士，都意识到了在原有理论基础上，进一步发展物理已经很难了。需要重新思考时间和空间及量子理论基本问题，需要把微观和宏观统一起来进行研究，需要在物理学的物质根基上重新探索发现物理学进一步发展的物质基础。
        爱因斯坦指出：“牛顿的学说在实践上的巨大成就，也许足以阻止他和18、19世纪的物理学家们去认识他的体系的基础的虚构特征。”“在建立一个物理学理论时，基本概念起了最主要的作用。在物理学中充满了复杂的数学公式，但是，所有的物理学理论都起源于思维与观念，而不是公式。”“在对科学的志趣中，必须一而再、再而三地从事对这些基本概念的批判，为了我们可以不无意识地受到它们的支配。”
       在爱因斯坦看来，科学的目的一方面是尽可能完备的理解全部感觉经验之间的关系；另一方面是通过最少个数的原始概念和原始关系的使用来达到这个目的。
       惠勒指出：“物理学的领域是如此广阔，从事物理学研究的人是如此众多，所使用的方法又是如此多种多样……在这纷繁杂沓的海洋中，什么才是物理学的关键呢？我想，最基本的恐怕还是那个在哲学和物理学上赫赫有名的、似乎永远也不会有最后答案的古老问题：什么是时空。一个物理概念的逐步深化是很耐人寻味的。如果你翻开19世纪的物理教科书，就会发现‘弹性’曾被认为是物理学的基本性质之一。也就是说，你不能导出它而只能测量它！这正如我们今天处理‘时空’观念一样。是否将来有一天，我们也能像现在从方程中导出‘弹性’一样地从方程中导出‘时空’呢？总而言之，在我看来，只有当我们找到了关于时空概念的更深刻的含义时，自然界的各种相互作用才有真正被统一的希望。”
        Lee Smolin 在《物理学的困惑》一书中坦言：“我们眼下的问题不可能通过那种实用主义的科学路线来解决。为了让科学不断进步，我们要再次面对空间、时间和量子理论的基本问题。”
       李政道教授指出：“21世纪最大的科学之谜是暗物质和暗能量，这将会导致新的物理学和天文学的革命。”“目前在原来的物理学框架上，理论发展已经很困难，应该有一个大的突破。应该着眼于微观的基本粒子和宏观的真空态统一起来研究，这比 20 世纪初的理论革命会有更加大的突破。我们要立足新的基础科学前沿，一定要将小的与大的联系起来，这个方法可称为整体统一。整体统一的科学方法，应该是 21 世纪最重要的科学方法。”
         武向平院士说：“19世纪末出现在物理学上空的两朵乌云，催生了相对论和量子力学。如今暗物质和暗能量这两朵新的乌云，将带来一场新的物理学革命。今天我们脑海里一个固有的东西可能或者一定是错的，也许质量会变，也许引力常数会变，也许光速会被超越。”
       虽然爱因斯坦看出牛顿物理学研究基础上的不足即虚构特征，但爱因斯坦到晚年也对自己把物理建立在场的基础上，也感到一些疑惑和惶恐。爱因斯坦坦言：“我竭尽一切为这种新型知识建立物理学理论基础的努力完全失败了。基础似乎一个个被掀翻，无处可以寻找到人们据以将理论建立其上的任何坚实的基础。”“物理学统一基础的建立看来的确很渺茫。而且这种情况又由于随后的发展而更加恶化起来。20世纪的发展是由两个在本质上各自独立的理论体系来表征的，那就是相对论和量子论。这两个体系彼此没有直接的矛盾；但是似乎很难融合成一个统一的理论（注：二者在时间和空间认识上的矛盾至今还难以融洽）。”“我感到在我的工作中没有任何一个概念会很牢靠地站得住的，我也不能肯定我所走的道路一般是正确的。”“我认为非常有可能，物理学不是建立在场的概念上，即不是建立在连续体上。如果是这样，那么我的全部空中楼阁（包括引力理论）都将荡然无存。”“相对论这理论直到现在还未提出一个关于物质的原子论性结构的解释。这种失败，也许同它对理解量子现象至今尚无贡献的这一事实有关。”“理论物理学的基础重新受到震撼，实验要求我们能够在新的更高的水平上找到描述自然规律的方法。新思想要到什么时候才会出现呢？谁要是能够活到那个时候并且能够看到这一点，那该是多么幸福啊。”     
       瑞德尼克在《量子力学史话》一书中写道：“今天，决定微观世界统一体的最深刻本质的全部问题，就是物理学所面临的尚未征服的山峰中的最高峰：物质的两种基本形式——实物和场——之间的相互关系。”
        回顾物理学尚未解决的一些重大的基本的疑难问题，例如，经典力学未能解决惯性起源与引力机制质问题、绝对时间与绝对空间问题；狭义相对论留下了光速为何不变问题、四维时空是如何形成的问题；广义相对论留下了惯性质量与引力质量为何相等问题，物质存在为何使得空间发生弯曲问题；量子力学留下了物质粒子为何具有波动性问题；宇宙学留下了宇宙膨胀及加速膨胀(宇宙星系之间为何相互退移及加速退移)问题、星系旋转曲线疑难，以及奇点问题、大爆炸和暴胀等、精细调节问题和宇宙巧合性等一个个问题。这些疑难问题目前都深深困扰着物理学，是物理学进一步发展必须直面的疑难问题。
        爱因斯坦感叹道：“在物理学中有那么多尚未解决的问题。其数目多到我们不得而知，我们的理论远不能胜任。”“物理学应当阐明时间和空间中的实在，而用不着幽灵般的超距作用。
       Erwin Laszlo总结道：“时空需要物理实在。”
       肖恩·卡罗尔在《隐藏的宇宙：量子世界与时空涌现》一书中写道：“很多年以来，找到完备的、令人信服的量子引力理论一直是极为重要的科学目标。秘诀也许并不在于从引力入手再将其‘量子化’，而是深入挖掘量子力学本身，最后发现引力一直潜藏其中。”
        S.Penrose推断“所要寻求的量子引力必定是一个时间不对称的理论。引力论与量子论的结合能够对宇宙作出解释，其中具有内禀的时间之矢。”
        John D.Barrow设想“存在着某种更深刻的原理，它使宇宙必然(或者至少是以压倒优势的可能性)肇始于某种各向同性膨胀的状态之中，这一原理也许在较为局部的范围内还有着其他应用，据此便可以揭示其自身之存在”。
       面对物理学积累越来越多的重大的基本疑难问题，看来需要从物理学根基上寻找解决问题的途径，并加以系统地而不是零散地解决才行。

一、深入到宇宙本原认识问题
       人类认识宇宙的本原从古代到现代历经几千年。从本原由形而下——土、水、气、火等组成，到本原由形而上——数、逻辑(规律)、概念(理念)构成。中国古代的老子认为道是宇宙的本原，道是一种无形无象、超越一切具体事物的存在，它先于天地而生，独立不改，周行而不殆，被认为是宇宙万物的本原和根基。它创生了宇宙万物并推动着它们的不断演化和发展；同时，阴阳平衡的状态也是宇宙秩序得以维持的重要条件。古希腊泰勒斯提出水是宇宙的本原。赫拉克利特认为，万物皆动、万物皆流，永恒的活火是世界的本原。德谟克利特认为本原由"原子"和"虚空"构成；布鲁诺认为，还应当有连接原子与虚空之间的物质存在。
        现代科学认为，宇宙本原由物质"粒子"和"空间(场)"构成，这两大要素相互依存、相互作用，共同构成了宇宙的基石，一般呈二元结构，物质粒子和时空（场）被视为两个独立但又相互关联的基本要素，共同构成了宇宙的本原。也有观点认为，宇宙本原可能是一元结构，物质粒子实际上是时空（场）的某种激发态或表现形式。例如，在量子场论中，给场增加一份能量就可以激发出一个粒子；而场的能量降低一个台阶则会湮灭一个粒子。这表明粒子和场之间可能存在某种深刻的联系或等价性。因此，在这种观点下，物质粒子和时空（场）可能只是同一物质或能量的不同表现形式或状态。
        宇宙的本原是二元结构还是一结构，对其认识角度和程度不同，其物理学的研究思想路线和方法往往就会走上不同的道路。
       把物理学研究建立在物质粒子基础上，时空独立，惯性和引力就只能是凭空规定，找不到源自何处。把物理学研究基础建立在"场"上，显得深入复杂些，但也只能是给出数学化或几何化描述，难以揭示惯性起源和引力机制。也许只有在物质粒子与时空(场)"统一及存在物理上的相互作用，才能发现端倪，才能打通物理学一些相关领域，才能以此为基础，对进一步发展物理学给予新的助力。

       鉴于物理学当前状况，依照"第一性原理"，从最基础的原则出发，去重新审视问题，寻找创新解决方案。我们从物质粒子与时空(引力场)本质上处于动态一体化角度，注重系统解决各种疑难问题的角度，深入探索物理学的物理基础和物质根基，力图搞清基本物理概念的物理本质及其内在联系，使基本物理概念物理化和物质化及系统化，依据坚实的物理基础和明晰的思想逻辑链条，在实验观测的基础上，以及结合多种途径的理论推导，提出了物质粒子辐射空间本底量子新概念及质量时变关系。试图阐明物质粒子质量(能量)与时间和空间的物理关系，揭示时间之矢的物质根基和空间本底的量子构成，从而给出粒子波动性的物理机制、惯性起源与引力机制，同时解决了宇宙膨胀及加速膨胀和星系旋转曲线疑难等问题。自然推得空间本底速度为光速、惯性质量与引力质量具有同一性以及普朗克长度，系统推得爱因斯坦——德布罗意关系、薛定谔方程、牛顿第二定律、万有引力定律与哈勃定律。使牛顿经典力学与现代物理学密切衔接起来，从而对物理学重大的基本疑难问题和基本物理定律尽可能从物理化角度作出深入解读，并尽量回答其中涉及物质性或本质性的"为什么"的问题。

二、物质粒子空间本底量子辐射新概念
       1.质能关系E=Mc^2
        质量是物质的一种基本属性。对质量的认识，从表示物质多少的物质之量，到描述惯性的惯性质量和描述引力的引力质量，以及发现惯性质量与引力质量相等，现在认识到质量是物质能量的表现形式，是能量的量度，这种表现形式和量度通过质量与能量关系M=E/c^2得到了精确的数学描述，揭示了质量和能量之间的深刻联系。表明质量和能量在量值上是等价的，可以通过光速c的平方进行转换。这意味着，任何具有质量的物体都蕴含着巨大的能量。
       能量是描述物质状态及状态变化的属性。质量与能量的关系是物理学中最深刻最重要的发现之一。通过质能关系，让人既理解了质量的更深层含义，又认识了能量的本质。在这个过程中，见证了物理学如何将物质与能量统一在一个更加宏大的物理图景中，展现出大自然的内在和谐与对称之美。
        质量和能量是物质的两种基本属性，它们既是物质自身具有的，也在物质相互作用中呈现出来。这些属性共同描述了物质的本质和特性，并在物理学、天文学等领域中发挥着重要作用。
        (质能关系也可以从经典力学理论中推导出来，而且也符合哈勃宇宙引力能与哈勃宇宙质量关系。说明质能关系具有普适性。)   

        2.爱因斯坦——德布罗意关系
        E=Mc^2=hυ 、λ=h/p=h/MV
        爱因斯坦——德布罗意关系，涉及质量M和能量E与频率υ（时间）关系，质量M和动量p与波长λ（空间）关系，反映了物质粒子具有内在的周期性因素以及波动性，但其原因并不清楚，也难以像布朗运动那样归于外在的随机冲击作用。
        根据物理现象不会凭空产生，背后通常会有某种物理作用，从物质相互作用方面考虑，物质粒子内在的周期性因素很可能与物质粒子不断地辐射空间本底量子（辐射反冲）相生相伴，满足动量守恒和能量守恒。根据E=Mc^2=hυ关系式，物质粒子的质量M越大，相应能量E越大，其内在振荡频率υ也就越高，单位时间内辐射出的空间本底量子也应越多。这样，便把与物质粒子质量和能量相关联的内在周期性因素同物质粒子不断地辐射空间本底量子联系起来。这样分析爱因斯坦——德布罗意关系，可以从物理化和物质化说明物质粒子能量(质量)与其内在周期性因素密切相关，物质粒子动量与波长密切相联。
       经理论研究和数学推导，可以从多种途径分别得到物质粒子辐射空间本底量子新概念及质量时变关系，并给出空间本底量子能量与空间本底量子辐射力及波长关系式。康普顿波和德布罗意物质波是物质粒子在不断辐射空间本底量子过程中自然呈现出来的，满足动量定理与动量守恒定律以及功能原理和能量守恒与转换定律。物质粒子在其波动中不断地以光速c辐射出空间本底量子，是形成时间之矢的物理根基和构成空间本底的物质根源，表明空间本底量子是物质粒子与时空及引力场统一物质基础，是宇宙物质统一基元，由此把以往物质粒子与空间的二元结构化为总体一元统一结构，使以往主要由数学描述的时空，凸显出其中的物理过程和物质性，从而显露出大尺度时空的物理演化过程。