熊老师请你科普一下上帝不喜欢抛色子和薛定谔猫是什么？
熊玉科：好的，首先回顾一下双缝干涉实验，当一束光子或电子通过双缝，在荧光屏上形成干涉条纹，针对这个现象，物理学家展开了百年之争，以波尔为代表的哥本哈根派认为干涉条纹，是由于电子的分布几率不同造成的，也就是说，一个电子可能同时通过两个小缝，至于从哪个小缝通过是不能确定的，即著名的几率说。以爱因斯坦、薛定谔、德布罗意等为代表的物理学家们，认为几率说是不完备的，应该有更深层次的原因，应该用因果律来解析这个问题。长期以来几率说占据上风，但是几率说只是说明干涉条纹像波动，并没有说明为什么，由于没有解释明暗条纹的本质，爱因斯坦认为，这种几率说是不完美的，用“上帝不喜欢抛色子”反唇相讥，应该还有更深层的规律未发现，并以不当物理学家相威胁。霍金说：“上帝不但喜欢抛色子，而且还抛到不知道的地方去”，比如，前面有两个路，你能同时通过两个路吗？再例如，前面有两个大树，你能同时通过这个大树吗？薛定谔提出一个更极端的思想实验，在一个笼子里有一个猫，和一个毒气瓶，还有一个衰变的原子，原子衰变时放出中子，中子激发锤子，锤子打碎毒气瓶，猫就死啦，由于原子的衰变是随机的，依据量子力学的叠加态原理，是无法确定的，所以猫是死的或是活的也不能确定，显然，死的可能性占百分之50，薛定谔想用这个极端思想实验来打击几率说，两派都是大物理学家和量子力学的创始人，各不相让，霍金也百思不得其解，说过，“我想起薛定谔猫就想拿枪打死它”，多么无奈呀！他们之间分歧不但是量子力学和经典物理学的之争，也是逻辑学哲学的问题，许多哲学家也参与讨论，几率说过于强调表面现象和偶然性，并没有揭示其必然性和波粒的本质，必然性和偶然性互相制约，相伴相生，同生同灭，偶然性不能离开必然性孤立存在，何者是必然性，何者是偶然性必须都得解释清楚，粒子可能在这里出现也可能在那里偶然出现，必然性是偶然性的根据和条件，几率说并没有看到偶然性的后面的必然性，偶然性与必然性是相互联系的，目前理论物理学假说林立，正如盲人摸象各执一词，无法形成统一的理论体系，根本原因是没有找到微观粒子和宏观物体的对应关系，“薛定谔猫”像个猛兽挡住理论物理学家的前进的进步，目前的状况是物理实验发展在前，理论发展严重滞后，为建立完美的物理学，需要更基本的原理和方法。
记者：熊老师你是如何看待上述的问题？
首先长期以来人们苦于找不到微观粒子和宏观物体的对应关系而限于困惑，依据量子力学几率说的逻辑，你媳妇可能在卫生间也可能在厨房，再例如有个鸟关在笼子里，这个鸟可能在笼子里边也可能在笼子外边，这些都无法确定，谁能理解？合乎逻辑学吗？你看是不是有点乱？然而量子力学的结论都还正确，我的解释是比如笼子里面有个磁体（或带电体），用霍尔传感器测量磁场的强度和方向，会发现笼子里面、外面都有磁场，于是得出磁铁可能在笼子里面也可能在笼子外面，笼子里的磁场强度大，在笼子里的几率大一些的结论，于是就解释了不确定原理和几率说，对于电子以及其他粒子也是如此。奥，恍然大悟，大家看到了问题所在，对于天体、磁体、电子等实体部分，它的位置、质量、能量、动量等物理量都是确定的，必须用爱因斯坦的因果规律，对应粒子说和牛顿力学；电子的电场分布在无限长的圆柱内，磁场和电场的体积、质量、能量、位置、动量等都是不确定的，运动起来更复杂，对应波尔的几率说，粒子的波动性是粒子电场或磁场的行为，实体部分是非常微小的，粒子通过场与外界发生作用，场部分是弥散整个空间的、宏观的，电场和磁场可以叠加的，于是就有了干涉衍射的现象，实体和场是粒子的两个侧面，就像硬币的两个侧面，爱因斯坦的因果律和波尔的几率说都对。例如：举头望明月，呼作白玉盘，月亮实体的质量、速度、角动量、位置、轨迹、能量、都是确定的，月食时间也是确定的，回头看钱塘江，大潮，汹涌澎湃，如千军万马，其原因是月亮的引力场在做功，还有人的情绪、智力、生理周期等等都会受月球引力场的影响，而月球引力场的质量、能量、角动量都不确定。月亮通过它的引力场对我们施加影响，月亮对我们“隔山打牛”，再例如一个磁铁在一颗大树左边通过时，在大树的右边也会探测到磁场，量子力学的解释是磁体同时通过大树的两边，显然量子力学没有讲明白本质和必然性，难怪大家都迷糊，实体和场是粒子的两个侧面，就像硬币的两个侧面，波尔说的是粒子的电场部分，爱因斯坦说的是实体部分，爱因斯坦的因果律和波尔的几率说都对，他们在上演盲人摸象的游戏一百多年，几率说和因果律是互补的，比如硬币有正反两个面，同理，磁体和带电粒子也有实体和场两部分，必须同时考虑，我国古代哲学家公孙龙早在两千多年前提出过。他在《离坚白命题》中作了如下表述，“视不得其所坚，而得其所白者，无坚也。扶不得其所白者，而得其坚者，无白也。”意识是说：看一块白色的石头，只能看到它的白的颜色，而不能感到它的坚硬，用手摸它，可以知道它的坚硬，但无法知道它的颜色，石头的硬度和颜色也是两个不同的侧面。哈哈，波尔和爱因斯坦他们都对呀！
记者：请熊老师你介绍一下电子自旋假说的由来
熊玉科：好的，该定律重要的应用之一就是解决电子自旋假说，在历史上，1925年乌伦贝克和古兹米提出的电子自旋假设，认为电子等粒子像地球一样转动这没有什么创意呀，泡里、波尔、爱因斯坦等认为电子自旋不能用经典转动解释，原因是若把电子、质子当作一个绕中心运动的小球，经过计算它的转动惯量、能量比实验结果小很多。若使它等于测量值的话小球“赤道”的线速度等于光速的几百倍，这与光速极限原理相矛盾，一直找不到电子自旋与宏观的对应物，仅仅认为是量子效应，不知道电子到底如何转动，近百年来电子自旋假说是科学界未解之谜。他们都不约而同地、想当然地忽略了电场的能量、质量、角动量等物理量。在1988年，当我刚接触这个问题时，通过深思熟虑提出一个理想实验，爱因斯坦常用这个方法。在地球的赤道上竖直立一个很长的直尺，若直尺的最高的末端到地心的半径为R，地球的自转角速度为ω，那么末端的线速度为Rω，依据光速极限原理R=C/ω,也就是说我们只能立一个最大半径为R=C/ω的直尺，而在地球的两极作这个理想实验，从理论上讲，无论这个直尺有多长，总可以再接一段，也就是说我们可以立一个无限长的直尺。以前，牛顿力学只考虑实体，不约而同地忽视场的物理量，电磁学只考虑电场、磁场的物理量，而不考虑实体部分，连续的磁场、重力场等局限于半径为R=C/ω的圆柱形空间里，这与广义相对论的思想完全吻合。当电子、磁体曲线运动或转动时，它周围的电场、磁场一同转动，电子的实体和电场有两个质量、两个能量、两个角动量、两个离心力、两个相对论效应等等物理量，电子转动时它周围的电场一同转动，转动的电场产生磁场，而电子的磁场相当于一个无限长的磁体，左右不相同因此宇称不守恒；实体对应微观，电场或磁场对应波动和宏观。实体和场的关系是无限和有限的对立统一、确定性和不确定性的对立统一、微观和宏观的对立统一、粒子性和波动性的对立统一、因果律和几率说的对立统一、局域性和非局域性的对立统一；磁场左右不对称，电场左右对称，因此磁场和电场又有宇称守恒和不守恒的对立统一。从逻辑上讲该理论的解释更完美，易接受，与经典力学也不矛盾，与量子场论的思想也吻合，也可找到与宏观现象相对应的关系，因此电子自旋是物理学中的核心问题。因为量子力学不明白电子自旋的含义，而广义相对论也没有考虑星体和引力场的自旋运动，万有引力定律的成立条件是忽视地球的自转，于是量子力学和广义相对论无法统一，成为物理学的核心灾难。
请熊老师科普一下超弦理论和量子纠缠
熊玉科：好的，超弦理论最先由哥伦比亚大学教授格林七十年代提出的，是国际研究的热点，当时为了解释波粒二象性和粒子的无限自能等难题提出的，88年由我求证的，对物理学的原理作大部保留和创新，它的基本思想是电子、质子等粒子是一个点，近看它周围的电场和磁场像一个无限长的水管，远看像一个直线。中国的量子通信激发了人们的兴趣，以电子为例，电子像地球一样转动，它周围的电场一起转动，电场的转动使电子一端是磁场的N极，一端是磁场的S极，这样电场、磁场分布在圆柱形的无限长空间内。当两个电子的电场平行排列，自旋相反，电子的实体相距一百亿分之一米时，两个电子靠磁场作用，这是叫化学键，若是质子就是核力键。若把两个电子横向拉开，就是电离。若把两个电子纵向拉，无论有多远，它们的磁场依然有作用力，这就是量子纠缠。两个自旋相反的电子就像一个绳子的两股，一股震动时，另一股也同时震动，爱因斯坦百思不得其解，称为粒子鬼魅作用。
请熊老师科普一下波粒二象性
熊玉科：依据超弦理论模型，它的基本思想是电子、质子等粒子是一个点，而周围的电场分布在圆柱形的空间内，近看它周围的电场和磁场像一个无限长的水管，远看像一个直线，粒子的实体并不参与作用，粒子通过场与外界作用。再说上面的的干涉条纹，依据超弦理论的电子模型，当电子竖直进入荧光屏，依据电动力学的思想电子的发光强度与电子的正负加速成正比，阻力最小不发光，平行进入荧光屏时作用面积最大、阻力最大形成亮点，大量的亮点形成条纹。这可以跟一个宏观实验相类比，一个木棒从高空落下，垂直进入水时阻力最小，平行入射时作用力最大，跳水运动员从高空下落总是手和头向下，身子与水面垂直下落，若平行下落，身子会受到较大冲击。超导现象与隧道现象的道理也是这个道理，当电子和电流平行时阻力最小，垂直时阻力最大。预言：用仪器测量在暗条纹处，测得的电子数目应等于明条纹处的电子数。
请熊老师科普一下薛定谔方程假说
熊玉科：好的，针对波粒二象性，薛定谔提出一个波动方程来描述粒子的行为，以电子和磁体为例，实体部分合乎牛顿力学，磁场和电场合乎几率说，两者务必都考虑到，依据超弦理论模型，它的基本思想是电子、质子等粒子是一个点，而周围的电场分布在圆柱形的空间内，近看它周围的电场和磁场像一个无限长的水管，远看像一个直线，粒子的实体并不参与作用，粒子通过场与外界作用。把电子的电场当作孙悟空的金箍棒，金箍棒的运动规律就是电子的运动规律二者极为相似，有兴趣的朋友想想金箍棒的运动方程。目前的情况是实验的发展在前理论发展相对落后，需要整体把握物理学和哲学，两个学科同时公关才能解决这些难题。有兴趣的朋友在超星图书馆搜《电子自旋》熊玉科著。
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