纪念德布罗意提出物质波粒二象性一百周年

       德布罗意在1924年系统地提出了物质波理论，到今年已有100年。在这期间，物质波理论经历了从提出、争议到被广泛接受和应用的过程，为量子力学的建立和发展奠定了坚实的基础，对现代物理学和科技的发展产生了深远的影响。

       德布罗意指出，波粒二象性是大自然最为核心的本质。波粒二象性不仅是现代物理学的基石之一，也是连接微观世界与宏观宇宙、理论物理与哲学思考的纽带。它激励着我们继续探索未知，揭开更多隐藏在这一奇妙现象背后的宇宙秘密，从而对现实的本质有更深刻的理解。

第一部分：物质粒子的波动性

       德布罗意在1924年发表了他的博士论文《关于量子理论中物质与辐射之间相互作用的研究》，提出了物质波理论，即所有物质都具有波粒二象性。他根据普朗克和爱因斯坦关于光量子能量和动量的公式，推导出了物质波的波长与物质粒子动量之间的关系。

        德布罗意在光的波粒二象性的启发下，从自然界的对称性出发，提出了与光的波粒二象性完全对称的设想，即实物粒子（如电子、质子等）也具有波粒二象性的假设。他还注意到几何光学与经典力学的相似性，根据类比的方法，提出了实物粒子也具有波动性的假设和相波概念，德布罗意的物质波概念成功地解释了玻尔氢原子假设中令人困惑的电子轨道角动量量子化的条件。

       在论文末的附录中，德布罗意提出了双重解理论的退化形式，即“导航波理论”。试图寻找简单、直观的量子理论图象。1952年，德布罗意宣布重新回到爱因斯坦的立场上，发表多篇论文阐述了正统量子力学的弊端以及他的双重解理论在描述物理实在方面的优越性，提出三条原则：

1、物质波应能在物理空间进行描述；

2、粒子是永久局域于物质波中的；

3、波频与粒子的钟频之间的关系应当满足位相和谐定律。

      德布罗意一生的研究涉及波动力学、电磁学、相对论、波导、核物理、量子场论、电子显微镜等多个领域。从德布罗意那，让人领略到什么才是真正的贵族。

第二部分：基本物理定律的内在联系与统一

一、德布罗意把以下三方面基本物理定律联系起来

        德布罗意提出物质粒子波动性，把爱因斯坦质能关系、普朗克能量子能量与频率关系、爱因斯坦光量子公式联系了起来。

二、还可由此进一步把微观宏观和宇观一些基本物理定律联系和统一起来

        与麦克斯韦提出位移电流概念，推得麦克斯韦方程组和电磁波方程，把库伦定律、法拉第电磁感应定律、安培定律和高斯磁定律联系起来类似，我们通过提出物质粒子辐射空间本底量子新概念，系统推得微观宏观和宇观物质运动基本规律方程组与空间本底量子时空方程和物质波传播方程如下：

       而且能够推得符合狭义相对论的洛伦兹变换与符合广义相对论的时空变换，所得到的宇宙膨胀随时间的变化关系，与广义相对论在宇宙学常数(暗能量)居于主导情况下德西特时空和弗里德曼方程给出的结果几乎完全一致。

       在纷繁复杂的世界中，我们常常迷失在表象和惯性思维中，而第一性原理为我们提供了一种回归本质的思考方式，它要求打破传统观念和既有模式的束缚，直接从最基础的原理和事实出发去思考问题，实现创新突破。运用第一性原理，我们能够避免盲目跟从，清晰地看到事物的核心，它让我们穿透迷雾，直达本质，为解决问题提供全新的思路和可能。这种思考方式引领我们走向真正的创新和进步。其代价是往往经历过与之相关的绝望的心里过程。

       现代科学把宇宙的本原看成是物质粒子与时空(场)。爱因斯坦认为，实物是能量密度特别大的地方，场是能量密度小的地方，物质粒子与场之间不存在明确的分界面。这一点让我为之深思，在我上大学二年级暑期读爱因斯坦和助手英费尔德合著的《物理学的进化》这本书后 ，就开始走上了一边学习一边研究物理学的道路。意识到在引力相互作用中，存在一个随时间和空间的e指数衰减因子，并于1983年大学毕业前首次发表论文《关于红移本原和宇宙模型》。几年后又发表一篇论文《关于牛顿引力和库伦(电、磁)力的统一图像》。物质粒子空间本底量子辐射新概念及质量时变关系，强调量子场论中物质粒子为场的激发态也应该存在的另一面——物质粒子演生(伴生)时空及引力场，空间本底量子(ε=hHo~10^–51焦耳，其半径恰为普朗克长度，其物质波波长恰为哈勃宇宙半径)是宇宙的物质基元，是物质粒子与时空(引力场)动态的统一体。

第三部分：主要推测及部分检验证据

             1996年和1997年，我们相继发表论文《物体自身质量时变的引力理论》、《物体自身质量时变的引力理论及其应用》，从揭示万有引力机制入手，依据质量时变引力衰减，推得宇宙膨胀随时间的变化关系，预测宇宙处于加速膨胀状态，并给出宇宙膨胀及加速膨胀公式，明确指出宇宙膨胀及加速膨胀根源于物质粒子空间本底量子辐射引发的质量时变引力衰减，但表面上像是宇宙中存在一种未被预料的相当于"某种能量和斥力"，持续推动着宇宙膨胀及加速膨胀。还直接指明了宇宙中"下落不明的质量"之所在(当时还没有"暗物质"概念)，物质系统普适性引力场强度实际应为g=(GM/r^2)+Hoc

       1998年两个国际天文观测小组在试图观测宇宙膨胀减速情况时，发现了宇宙实际上在加速膨胀，震惊了世界。为了解释这超出大爆炸宇宙学的天文观测结果，维持原有大爆炸致宇宙起源和减速膨胀不被观测否定，主流界不顾奥卡姆剃刀原则，提出了宇宙存在大量的奇特的暗能量来解释宇宙加速膨胀，但这在粒子标准模型中毫无依据，至今尚未实际到。暗物质概念也是原有牛顿和爱因斯坦引力理论与星系旋转观测不符而引入的。

       通过我们在揭示物质粒子波动性物理机制基础上给出的万有引力机制，既能自然地预测和阐释宇宙膨胀及加速膨胀和星系旋转曲线等许多观测结果，又能从根本上支撑牛顿和爱因斯坦的引力理论，并将其自然引向深入至量子引力领域。

       后来，我们又预计观测最遥远星空，将会发现有成熟星系和超大质量黑洞，现已被韦伯太空望远镜观测所证实。

        在我们即将出版的《粒子波动演生时空物理学》中，共系统地推导出82个物理公式，尝试解决70个物理学及相关疑难问题，给出了52项预测，其中一部分预测已经得到观测上的检验验证，尤其是在近地球空间附近得到了高精度检验验证。

第四部分：主要认识

1.正如德布罗意所说，物质的波粒二象性是大自然最为核心的本质。薛定谔认为德布罗意物质波是实在物理波现已有了依据。自两千多年古希腊亚里士多德以来，人们迷思的时间和空间，从以往物理学的数学化描述中，现在终于显露出其物理化和物质化的端倪。

       物质粒子辐射空间本底量子新概念，逻辑简单直观、人人易懂，具有实验基础和基本物理定律以及一些观测证据作为支撑。

2.德布罗意提出的物质粒子内在的周期性因素与其辐射空间本底量子相生相伴，是物质粒子波动性的物理机制。以此为基础，可以揭示时间之矢的物质根基和空间本底的量子构成，给出惯性起源和引力机制，创立新的量子引力理论，把牛顿经典力学与现代物理学密切衔接起来，使微观、宏观和宇观物理规律统一起来，使牛顿和爱因斯坦珍视的因果性得以保持。经典力学、量子力学、狭义与广义相对论和宇宙膨胀理论乃至地球膨胀学说，将得到自然地直观地理解，并给出它们共同的物理基础。

3.万有引力在宇宙中起主导作用，由物质粒子空间本底量子辐射揭示的引力机制，能够自然得出宇宙膨胀及加速膨胀和星系旋转曲线等，且自身不引发疑难问题。物理学天空各种乌云终将消散，晴空万里。