物理理论论文篇1

我们的“三点”法教学完全是根据国家教委颁布的高中物理教学大纲编写的．因为我们面对的是全班学生，不可能而且也不应该把课堂教学变成物理竞赛辅导，我们确确实实通过课堂教学明显提高了学生的素质和能力，为学生在高考和物理竞赛中取得优异成绩打下了扎实的基础．

一、追根寻源真一点

一个学生学习物理，首先接触到的就是物理定律．因此，怎样搞好物理定律教学，必然是每个物理教师首先要考虑的问题．

在进行某一物理定律教学时，我们有意识补充了大量的与这一定律的建立过程有关的内容，这就是所谓的“溯源”教学．任何一个重要物理定律的建立，都有一个艰辛而漫长的过程．探索定律的工作只所以能成功，这个定律最后只所以能够确立起来，其中一定有很多科学的研究方法和正确的推理思维方式，这些内容毫无疑问是属于物理学科中最重要的东西，是人类一笔宝贵的知识财富，也是我们物理教学的宝贵财富．

在讲授牛顿万有引力定律时，我们从第谷对行星进行几十年的观测积累的大量第一手资料讲起，然后是开普勒在拥有这些数据的基础上，通过大量计算总结出描写天体运动的经验规律（开普勒三定律），最后才是牛顿用定量的动力学原理对这些规律予以解释，终于发现了对天上、地上的物体具有普遍意义的万有引力定律．在学习牛顿万有引力定律的过程中，我们还着重向学生介绍了“归纳法”、“理想化”和“间接验证”三种科学研究的重要方法．

在学习库仑定律的过程中，我们纠正了学生由于大多数教科书叙述笼统而形成的错误观念，使他们明白：1．库仑当年只用扭秤做了两个同种电荷互相排斥的实验，而未做两个异种电荷互相吸引的实验，因为在后一实验中的平衡有可能是不稳定的．库仑是用电摆来完成后一实验的；2．无论是扭秤还是电摆，精确度都是很有限的，根本无法确定两电荷之间的作用力与距离的平方成反比，更不是和距离的1．98次方或2．02次方成反比．当年的库仑（实际上还有更早的卡文迪许），以及后来的麦克斯韦、普林普顿等人都是用另一种实验方法将指数的精度逐渐提高，直至今天的2±3×10－16，终于使库仑定律成为当今物理学中最精确的定律之一．结合库仑定律的建立过程，我们还向学生介绍了“类比”和“演绎验证”的方法．

在学习欧姆定律的过程中，学生一开始都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的，只要用电流表、电压表再加电源和可变电阻器等组成电路即可．可是我告诉他们，在欧姆那个年代，非但没有电流表、电压表等仪器，连电压、电流和电阻的定义和单位都没有，欧姆所面临的困难之大是可想而知的．他到底是怎样得到这个电学中最重要的定律的呢？学生顿时产生了浓厚的兴趣．在学习欧姆定律诞生过程的同时，我们还结合欧姆的实践，介绍了用图线探究新规律的方法．

此外，我们还结合牛顿运动定律介绍了“理想实验”、“推理”、“实验研究”等方法，结合气体定律介绍了“分析法”，结合能量的转化和守恒定律介绍了“综合法”．使学生比较系统地掌握了一些重要的科学研究方法．有的同学深有体会地说：物理定律是宝贵的，但研究物理定律的科学方法更宝贵．谁掌握了这些方法，谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘．

在物理定律的教学中，我们在课堂上经常采用设问的方法，不是直接告诉学生某个定律是怎样建立起来的，而是不断地提出问题让学生去思考，摆出困难让学生去克服，提出任务让学生去完成，制定目标让学生去实现．这样可以有效地发展学生的创造性思维和解决问题的能力．

我们要求学生在课外进行大量自学．早在公元前4世纪，古希腊苏格拉底明确强调过：“好的、正确的教学不是传递，而是对学生的自学辅导”．我一贯强调学生要学会自学、讨论、研究．我教的优秀学生，学得的物理知识，最多只有一半是在课堂上听我讲的，其它一概由他们自学．到一定阶段，我开始指定几个学得比较好的学生轮流给其他学生上课．每次课分两部分，前半部分由主讲同学讲，后半部分由全体同学提问、讨论．像王泰然和任宇翔在高二阶段就给其他同学作过二十几次讲座，杨亮、谢小林、陈汇钢等同学也不例外．

我们这种自学讨论式教学还延续到学生毕业以后．获金牌或学有所成的学生进了大学甚至出国留学后，有机会还回来给小同学谈自己的体会．例如1994年暑假任宇翔从美国回国探亲一个月，来学校给95、96届学生讲了10次课．他向小学友介绍物理学中一些新进展、中美物理教学中的差异以及他们当年学习过程中曾激烈争论过的问题，使听课的学生大受裨益．1996年暑假，谢小林和陈汇钢两位金牌获得者又为97、98届同学讲了十多天课．他们既讲物理知识，又讲国家集训队队员奋发学习的感人事迹，使小同学们大开眼界．

这样的训练方法也得到了权威人士的肯定．1992年10月，在上海召开的全国物理特级教师会议上，原中国物理学会副理事长、现全国中学物理竞赛委员会主任、北京大学沈克琦教授在他的题为“国际物理奥林匹克竞赛与中学物理教学”的报告中说：“我听到两名得金牌的上海学生讲他们的老师如何培养他们的情况，我认为这个经验倒很值得推广．他们说他们的老师不是采取灌输的办法，而是启发引导，要求他们给同学讲课，这对他们搞清概念原理和科学地进行表达都非常有帮助．我想这可能是提高优秀学生能力的有效方法之一．”

那么自学为什么会对提高学生的能力起这么大的作用呢？从心理学角度来看，自学与听课可能有以下两点不同：

（1）人类的思维活动表现为分析、综合、比较、抽象、概括等过程．一个学生在自学某一个新的物理内容时，少不了理解、思考、建立正确的物理模型等工作，这里面充满了分析、综合、比较等过程．因此相对听课而言，自学对学生的思维活动提出了更高的要求，从而使他们得到更大的锻炼．

（2）人们的注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意三种．事先没有预定的目标，也不需要作意志努力的注意叫做无意注意；有预定的目标，在必要时还需作一定的意志努力的注意叫做有意注意．一个学生在自学的时候，他的目的一定是十分明确的，而且需要一定的意志努力（否则难以坚持），因此学生在自学时，可保证在绝大多时间内都处于有意注意的状态，这一点对提高学习效率和学习能力都是很有好处的．有的学生在自学中往往会十分投入，进入一种旁若无人的境地，而相对来说，这种情况在听课时就比较少．一个学生坚持自学一段时间之后，便能渐渐地从有意注意转化到有意后注意，即不需要意志努力也能够将自己的注意力长期保持在这项工作上．有意后注意是一种高级类型的注意，它既有明确的目的，又不需要用意志努力来维持，是人类从事创造性活动的必需条件．学生一旦进入这种状态，他们的物理学习效率就会大大提高，学习成绩就会有明显进步．

二、实验研究多一点

物理学是一门实验科学，物理学中的每一个概念、规律的发现和确立主要依赖于实验．因此，在高中物理教学中加强学生实验方面的训练，无疑是提高物理教学质量的一条必由之路．

目前中学物理教学大纲中安排了相对数量的学生实验和演示实验，不难发现，这些实验存在着某些不足，主要表现在下面几个方面：

第一，教材中几乎所有实验是为配合所学内容而安排的，目的是帮助学生加深对所学内容的理解，因此学生不易通过这些实验掌握一些重要的实验方法．

第二，课本中每个实验的实验原理及操作步骤都讲得十分清楚，学生只需按部就班地完成实验操作即可．这样的实验只能增加学生的感性认识，锻炼学生的动手操作能力，而对学生创造性思维的训练是不够的，也无法培养学生解决问题的能力．

第三，目前课本中的实验大多是验证性实验，学生只要学懂了书上的定律，一般都能轻而易举地完成实验．这种安排违反了教育应该走在学生智力发展前面的原则，对培养学生的能力是不利的．

针对以上不足，我们对实验教学内容和教学方法进行了改革，使实验教学为发展学生的智力，提高学生的素质服务．在实验内容的改革方面，我们主要采取了以下三条措施：

（1）增加实验数量．

不论是在课堂演示实验，还是在学生实验或小实验方面，平均增加了60％的实验．其中有一部分新实验，学校没有现成的仪器，安排学生自己制作，对学生有较高的要求．

（2）重视实验误差讨论．

物理实验离不开测量，测量是实验科学最本质的东西．从某种意义上讲，结果准确的实验就是成功的实验，反之就是不成功的实验．因此在培养优秀学生的过程中，应该让他们掌握一些必要的实验误差的基本知识．在设计实验方案时，要求学生们尽量消除实验的系统误差；在选择实验器材时要考虑它的精确程度；在处理实验数据时，要采用尽量科学的方法．

（3）加强重要实验方法教学．

在实验领域中有一些重要的方法，比如减小实验系统误差的方法、减小实验偶然误差的方法、实验探究规律的方法、迂回测量的方法等，这些方法不是在个别实验中，而是在许多实验中都有应用，因此具有一定的普遍意义，这些方法一定要让学生很好地掌握．在必要时，我们甚至根据实验方法来安排实验内容，集中安排几个某种方法体现比较典型的实验，这样便于学生深刻领会和熟练掌握某一种实验方法．

在实验教学方法改革方面，我们做了以下尝试：

（1）在课堂上创设一些实验问题让学生研究．

在高中阶段，每周至少有4节物理课，充分利用物理课中碰到的各种各样问题，可设计一些供学生讨论的实验题目，并引导他们一步一步地探索、解决．

我在讲功率一节时，设计了这样一个实验题目：要求测定一个人骑自行车的功率．在自行车由静止启动的过程中，人做的功除了增加人和车的动能之外，还要克服空气阻力和地面的摩擦力，其中哪些因素是主要的，哪些因素是次要的？学生根据自己骑自行车的经验，认为空气阻力是很明显的，不能忽略，而地面和车轮之间的滚动摩擦一般比较小，可以忽略．接下来的问题是怎样测量人克服空气阻力做的功？学生都有这样的体会：顶风骑车时，骑得越快风的阻力越大，因此可以设风的阻力和车的速度成正比．车的速度怎样测？风的阻力和车速成正比的比例因数是多少？问题一个接着一个地出现，被大家一个又一个地解决，终于找到了一个大家都比较满意的实验方案．接着全班同学兴高采烈地到操场上去做实验，最后再回到教室里，师生一起处理实验数据，作出图象，得出实验结果．在整个实验过程中，除了实验题目是由老师提出的外，实验方案和解决问题的途径都是由学生讨论研究出来的，因此他们都觉得很有意思，收获很大．

（2）对课本中一些重要实验进行深入研究．

物理课本中有大量现成的实验，有时可以对这些实验进行一些讨论和改进．

在做直流电路的实验时，我们让学生对伏安法测量导体的电阻这个实验进行了深入的研究．用简单的伏安法电路，不论是采用电流表内接还是电流表外接，都有系统误差．结合这个问题，我给学生介绍了补偿的思想，然后由学生自己设计了电流补偿和电压补偿两种线路．补偿法解决了由于实验电路不完善带来的系统误差，但这个矛盾解决了，电流表和电压表不够准确的问题上升为主要矛盾．怎么办？经过进一步研究改进，大家认为可以用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和电流表，再辅以灵敏度很高的电流表，便可以明显提高实验结果的准确度，这就是常用的惠斯通电桥．接下来学生分别用简单伏安法、补偿伏安法和惠斯通电桥测量了同一个标准电阻，比较测量结果，可以证实先前的想法．在历史上，从伏安法到惠斯通电桥是有一个很长的过程的，而在我们这堂实验课中，学生经历了这么一个碰到问题、分析问题、解决问题的完整过程．这样的实验课对增强学生的能力是很有帮助的．

（1）和（2）实际上都是不断地给学生提出新的目标，诱导他们提高实验水平，我们有时称之为“目的诱导法”．

（3）给特优学生安排一些特殊实验．

我校有一批进口物理仪器，性能比较好，涉及的实验内容面也比较广．这批仪器的说明书是英文或日文的，我指定一名学生准备某一个实验，要求他先翻译好说明书，准备好器材，然后带领其他同学做实验．这个主讲的学生还要准备好一些讨论题，在实验后供同学们讨论．学生对这样的实验非常感兴趣．此类实验虽然有时和高考、竞赛没有直接的关系，但是这种带有研究性的实验对优秀学生很有好处．

三、能力要求高一点

物理习题教学是物理教学的重要组成部分．不论是教师还是学生，都在解习题上花费了大量的时间，因此，习题教学的改革是一个很重要的问题．

就本质来说，物理习题是人们编制的一些假想物理场景．毫无疑问，物理学家是不会去做物理习题的，而他们是在研究那些真实的、尚未发现的物理规律．同样，发明家也是不会去做物理习题的，他们是在力图应用已有的物理规律去解决一系列实际问题，那么我们为什么要让学生做那么多人为假想的物理习题？目的无非是要培养学生的理解、分析、推理等能力．所以物理习题教学应该围绕这个目标来进行．

我们常用以下两种方法来进行习题教学：

（1）按照解题方法组织习题教学

物理理论论文篇2

我们的“三点”法教学完全是根据国家教委颁布的高中物理教学大纲编写的．因为我们面对的是全班学生，不可能而且也不应该把课堂教学变成物理竞赛辅导，我们确确实实通过课堂教学明显提高了学生的素质和能力，为学生在高考和物理竞赛中取得优异成绩打下了扎实的基础．

一、追根寻源真一点

一个学生学习物理，首先接触到的就是物理定律．因此，怎样搞好物理定律教学，必然是每个物理教师首先要考虑的问题．

在进行某一物理定律教学时，我们有意识补充了大量的与这一定律的建立过程有关的内容，这就是所谓的“溯源”教学．任何一个重要物理定律的建立，都有一个艰辛而漫长的过程．探索定律的工作只所以能成功，这个定律最后只所以能够确立起来，其中一定有很多科学的研究方法和正确的推理思维方式，这些内容毫无疑问是属于物理学科中最重要的东西，是人类一笔宝贵的知识财富，也是我们物理教学的宝贵财富．

在讲授牛顿万有引力定律时，我们从第谷对行星进行几十年的观测积累的大量第一手资料讲起，然后是开普勒在拥有这些数据的基础上，通过大量计算总结出描写天体运动的经验规律（开普勒三定律），最后才是牛顿用定量的动力学原理对这些规律予以解释，终于发现了对天上、地上的物体具有普遍意义的万有引力定律．在学习牛顿万有引力定律的过程中，我们还着重向学生介绍了“归纳法”、“理想化”和“间接验证”三种科学研究的重要方法．

在学习库仑定律的过程中，我们纠正了学生由于大多数教科书叙述笼统而形成的错误观念，使他们明白：1．库仑当年只用扭秤做了两个同种电荷互相排斥的实验，而未做两个异种电荷互相吸引的实验，因为在后一实验中的平衡有可能是不稳定的．库仑是用电摆来完成后一实验的；2．无论是扭秤还是电摆，精确度都是很有限的，根本无法确定两电荷之间的作用力与距离的平方成反比，更不是和距离的1．98次方或2．02次方成反比．当年的库仑（实际上还有更早的卡文迪许），以及后来的麦克斯韦、普林普顿等人都是用另一种实验方法将指数的精度逐渐提高，直至今天的2±3×10－16，终于使库仑定律成为当今物理学中最精确的定律之一．结合库仑定律的建立过程，我们还向学生介绍了“类比”和“演绎验证”的方法．

在学习欧姆定律的过程中，学生一开始都以为研究通过导体的电流和导体两端的电压之间的关系是不困难的，只要用电流表、电压表再加电源和可变电阻器等组成电路即可．可是我告诉他们，在欧姆那个年代，非但没有电流表、电压表等仪器，连电压、电流和电阻的定义和单位都没有，欧姆所面临的困难之大是可想而知的．他到底是怎样得到这个电学中最重要的定律的呢？学生顿时产生了浓厚的兴趣．在学习欧姆定律诞生过程的同时，我们还结合欧姆的实践，介绍了用图线探究新规律的方法．

此外，我们还结合牛顿运动定律介绍了“理想实验”、“推理”、“实验研究”等方法，结合气体定律介绍了“分析法”，结合能量的转化和守恒定律介绍了“综合法”．使学生比较系统地掌握了一些重要的科学研究方法．有的同学深有体会地说：物理定律是宝贵的，但研究物理定律的科学方法更宝贵．谁掌握了这些方法，谁就能不断地去探索大自然层出不穷的奥秘．

在物理定律的教学中，我们在课堂上经常采用设问的方法，不是直接告诉学生某个定律是怎样建立起来的，而是不断地提出问题让学生去思考，摆出困难让学生去克服，提出任务让学生去完成，制定目标让学生去实现．这样可以有效地发展学生的创造性思维和解决问题的能力．

我们要求学生在课外进行大量自学．早在公元前4世纪，古希腊苏格拉底明确强调过：“好的、正确的教学不是传递，而是对学生的自学辅导”．我一贯强调学生要学会自学、讨论、研究．我教的优秀学生，学得的物理知识，最多只有一半是在课堂上听我讲的，其它一概由他们自学．到一定阶段，我开始指定几个学得比较好的学生轮流给其他学生上课．每次课分两部分，前半部分由主讲同学讲，后半部分由全体同学提问、讨论．像王泰然和任宇翔在高二阶段就给其他同学作过二十几次讲座，杨亮、谢小林、陈汇钢等同学也不例外．

我们这种自学讨论式教学还延续到学生毕业以后．获金牌或学有所成的学生进了大学甚至出国留学后，有机会还回来给小同学谈自己的体会．例如1994年暑假任宇翔从美国回国探亲一个月，来学校给95、96届学生讲了10次课．他向小学友介绍物理学中一些新进展、中美物理教学中的差异以及他们当年学习过程中曾激烈争论过的问题，使听课的学生大受裨益．1996年暑假，谢小林和陈汇钢两位金牌获得者又为97、98届同学讲了十多天课．他们既讲物理知识，又讲国家集训队队员奋发学习的感人事迹，使小同学们大开眼界．

这样的训练方法也得到了权威人士的肯定．1992年10月，在上海召开的全国物理特级教师会议上，原中国物理学会副理事长、现全国中学物理竞赛委员会主任、北京大学沈克琦教授在他的题为“国际物理奥林匹克竞赛与中学物理教学”的报告中说：“我听到两名得金牌的上海学生讲他们的老师如何培养他们的情况，我认为这个经验倒很值得推广．他们说他们的老师不是采取灌输的办法，而是启发引导，要求他们给同学讲课，这对他们搞清概念原理和科学地进行表达都非常有帮助．我想这可能是提高优秀学生能力的有效方法之一．”

那么自学为什么会对提高学生的能力起这么大的作用呢？从心理学角度来看，自学与听课可能有以下两点不同：

（1）人类的思维活动表现为分析、综合、比较、抽象、概括等过程．一个学生在自学某一个新的物理内容时，少不了理解、思考、建立正确的物理模型等工作，这里面充满了分析、综合、比较等过程．因此相对听课而言，自学对学生的思维活动提出了更高的要求，从而使他们得到更大的锻炼．

（2）人们的注意可分为无意注意、有意注意和有意后注意三种．事先没有预定的目标，也不需要作意志努力的注意叫做无意注意；有预定的目标，在必要时还需作一定的意志努力的注意叫做有意注意．一个学生在自学的时候，他的目的一定是十分明确的，而且需要一定的意志努力（否则难以坚持），因此学生在自学时，可保证在绝大多时间内都处于有意注意的状态，这一点对提高学习效率和学习能力都是很有好处的．有的学生在自学中往往会十分投入，进入一种旁若无人的境地，而相对来说，这种情况在听课时就比较少．一个学生坚持自学一段时间之后，便能渐渐地从有意注意转化到有意后注意，即不需要意志努力也能够将自己的注意力长期保持在这项工作上．有意后注意是一种高级类型的注意，它既有明确的目的，又不需要用意志努力来维持，是人类从事创造性活动的必需条件．学生一旦进入这种状态，他们的物理学习效率就会大大提高，学习成绩就会有明显进步．

二、实验研究多一点

物理学是一门实验科学，物理学中的每一个概念、规律的发现和确立主要依赖于实验．因此，在高中物理教学中加强学生实验方面的训练，无疑是提高物理教学质量的一条必由之路．

目前中学物理教学大纲中安排了相对数量的学生实验和演示实验，不难发现，这些实验存在着某些不足，主要表现在下面几个方面：

第一，教材中几乎所有实验是为配合所学内容而安排的，目的是帮助学生加深对所学内容的理解，因此学生不易通过这些实验掌握一些重要的实验方法．

第二，课本中每个实验的实验原理及操作步骤都讲得十分清楚，学生只需按部就班地完成实验操作即可．这样的实验只能增加学生的感性认识，锻炼学生的动手操作能力，而对学生创造性思维的训练是不够的，也无法培养学生解决问题的能力．

第三，目前课本中的实验大多是验证性实验，学生只要学懂了书上的定律，一般都能轻而易举地完成实验．这种安排违反了教育应该走在学生智力发展前面的原则，对培养学生的能力是不利的．

针对以上不足，我们对实验教学内容和教学方法进行了改革，使实验教学为发展内容的改革方面，我们主要采取了以下三条措施：

（1）增加实验数量．

不论是在课堂演示实验，还是在学生实验或小实验方面，平均增加了60％的实验．其中有一部分新实验，学校没有现成的仪器，安排学生自己制作，对学生有较高的要求．

（2）重视实验误差讨论．

物理实验离不开测量，测量是实验科学最本质的东西．从某种意义上讲，结果准确的实验就是成功的实验，反之就是不成功的实验．因此在培养优秀学生的过程中，应该让他们掌握一些必要的实验误差的基本知识．在设计实验方案时，要求学生们尽量消除实验的系统误差；在选择实验器材时要考虑它的精确程度；在处理实验数据时，要采用尽量科学的方法．

（3）加强重要实验方法教学．

在实验领域中有一些重要的方法，比如减小实验系统误差的方法、减小实验偶然误差的方法、实验探究规律的方法、迂回测量的方法等，这些方法不是在个别实验中，而是在许多实验中都有应用，因此具有一定的普遍意义，这些方法一定要让学生很好地掌握．在必要时，我们甚至根据实验方法来安排实验内容，集中安排几个某种方法体现比较典型的实验，这样便于学生深刻领会和熟练掌握某一种实验方法．

在实验教学方法改革方面，我们做了以下尝试：

（1）在课堂上创设一些实验问题让学生研究．

在高中阶段，每周至少有4节物理课，充分利用物理课中碰到的各种各样问题，可设计一些供学生讨论的实验题目，并引导他们一步一步地探索、解决．

我在讲功率一节时，设计了这样一个实验题目：要求测定一个人骑自行车的功率．在自行车由静止启动的过程中，人做的功除了增加人和车的动能之外，还要克服空气阻力和地面的摩擦力，其中哪些因素是主要的，哪些因素是次要的？学生根据自己骑自行车的经验，认为空气阻力是很明显的，不能忽略，而地面和车轮之间的滚动摩擦一般比较小，可以忽略．接下来的问题是怎样测量人克服空气阻力做的功？学生都有这样的体会：顶风骑车时，骑得越快风的阻力越大，因此可以设风的阻力和车的速度成正比．车的速度怎样测？风的阻力和车速成正比的比例因数是多少？问题一个接着一个地出现，被大家一个又一个地解决，终于找到了一个大家都比较满意的实验方案．接着全班同学兴高采烈地到操场上去做实验，最后再回到教室里，师生一起处理实验数据，作出图象，得出实验结果．在整个实验过程中，除了实验题目是由老师提出的外，实验方案和解决问题的途径都是由学生讨论研究出来的，因此他们都觉得很有意思，收获很大．

（2）对课本中一些重要实验进行深入研究．

物理课本中有大量现成的实验，有时可以对这些实验进行一些讨论和改进．

在做直流电路的实验时，我们让学生对伏安法测量导体的电阻这个实验进行了深入的研究．用简单的伏安法电路，不论是采用电流表内接还是电流表外接，都有系统误差．结合这个问题，我给学生介绍了补偿的思想，然后由学生自己设计了电流补偿和电压补偿两种线路．补偿法解决了由于实验电路不完善带来的系统误差，但这个矛盾解决了，电流表和电压表不够准确的问题上升为主要矛盾．怎么办？经过进一步研究改进，大家认为可以用准确度高得多的电阻箱来取代电压表和电流表，再辅以灵敏度很高的电流表，便可以明显提高实验结果的准确度，这就是常用的惠斯通电桥．接下来学生分别用简单伏安法、补偿伏安法和惠斯通电桥测量了同一个标准电阻，比较测量结果，可以证实先前的想法．在历史上，从伏安法到惠斯通电桥是有一个很长的过程的，而在我们这堂实验课中，学生经历了这么一个碰到问题、分析问题、解决问题的完整过程．这样的实验课对增强学生的能力是很有帮助的．（1）和（2）实际上都是不断地给学生提出新的目标，诱导他们提高实验水平，我们有时称之为“目的诱导法”．（3）给特优学生安排一些特殊实验．

我校有一批进口物理仪器，性能比较好，涉及的实验内容面也比较广．这批仪器的说明书是英文或日文的，我指定一名学生准备某一个实验，要求他先翻译好说明书，准备好器材，然后带领其他同学做实验．这个主讲的学生还要准备好一些讨论题，在实验后供同学们讨论．学生对这样的实验非常感兴趣．此类实验虽然有时和高考、竞赛没有直接的关系，但是这种带有研究性的实验对优秀学生很有好处．

三、能力要求高一点

物理习题教学是物理教学的重要组成部分．不论是教师还是学生，都在解习题上花费了大量的时间，因此，习题教学的改革是一个很重要的问题．就本质来说，物理习题是人们编制的一些假想物理场景．毫无疑问，物理学家是不会去做物理习题的，而他们是在研究那些真实的、尚未发现的物理规律．同样，发明家也是不会去做物理习题的，他们是在力图应用已有的物理规律去解决一系列实际问题，那么我们为什么要让学生做那么多人为假想的物理习题？目的无非是要培养学生的理解、分析、推理等能力．所以物理习题教学应该围绕这个目标来进行．

我们常用以下两种方法来进行习题教学：

（1）按照解题方法组织习题教学

物理理论论文篇3

一、惯性的意义

大家知道，惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质（3）。一个物体，只要不受外力作用，原来静止的就会一直静止下去，而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于：惯性是否是物体的性质？依据牛顿第一运动定律，任何物体均具有惯性。因而，看来惯性不是被研究物体的性质，因为这一性质是一切物体所具有的，也就是说它与物体的个别特征无关。因而，惯性只能是存在的一个特征，是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说，它是存在于物体周围的一种条件，一种约束。

二十世纪初，德国数学家诺特尔（4）证明了：空间平移对称性导致动量守恒、空间转动对称性导致角动量守恒、而时间均匀性导致能量守恒。事实上，物体的惯性是时间均匀性与空间对称性的必然结果。因而它与个别的特殊研究对象无关。惯性不是个别存在物的性质，个别存在物只是惯性的显现者，惯性的本质与个别存在物的特性无关。从而我们就不能用反映个别存在物性质的量（例如质量）来测度惯性。因为惯性作为存在的一种显现，并无大小可言，它只是存在之状态的表达。

二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关

通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由：质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化，物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使（或抗拒）物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力，而在于它的保持某种特定状态（静止或匀速直线运动）的本领：在最相似的物之间，错觉说着最巧妙的谎；最小的罅隙是最难度（5）。因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话，则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言，力越小其运动状态就越难改变。因而，也即力越小物体的惯性越大。事实上，在惯性概念发展的最初时期，牛顿就将惯性与力进行等价的思考，当然现在大家知道牛顿的把惯性等同于力的思想是错的了。如果要说质量与惯性确有联系的话，作者以为也只能从这样的一个视角来看：惯性是由其表现物体周围存在着的与时空有关的天体质量分布情况决定着的性质。这是因为，根据广义相对论，空间的性质是由天体质量的分布所决定的。至于时间，自从奥古斯丁（6）提出“什么是时间？”以来，人们还没有认清它的真面目，也因而从更深的层次上而言，人们只认识到什么是惯性而还没有搞清惯性是什么。

惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因（诚然，所有物体均会表现出惯性），它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映，事实上，它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”（7）这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的，在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实，惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质，它使物体的存在行为非常简单，而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止，运动的永远作匀速直线运动，惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的，作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书（8），我们来看一些下面的例子。

例1．惯性也有不利的一面，高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以，在城市的市区，对机动车的车速都有一定的限制，以利于行车安全。（9）

在这里，不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大？略作思考，读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是，由于车辆质量较大，而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小，不能使车辆很快地减速，从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大，那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。

并且，这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。

例2．把斧柄的一端在水泥地面上撞击几下，斧头就牢牢地套在斧柄上了，这是什么缘故呢？（10）

通常标准答案是这样的：开始斧头和斧柄同时向下运动，当斧柄遇到障碍物时突然停止，而斧头由于惯性保持原来的运动状态，这样斧头就牢牢地套在斧柄上了。

事实上，斧头在斧柄上套牢是由于斧头克服了阻力相对于斧柄运动了一段位移，而惯性不是克服某种阻力使斧头运动的原因。在此问题中的一个效果是斧头相对于斧柄产生了某种（克服一定力的）运动，因而我们必须以斧柄为参照系来考察此种运动的实质。当以斧柄为参照时，实际上斧柄在撞击的过程中是一个非惯性系，它相对于惯性系有一个向上的加速度。因而斧头在此参照系中必受到一个向下的“惯性力”，正是此力与斧头的重力克服了斧头与斧柄之间的弹力与摩擦阻力使斧头相对于斧柄前进了一段位移，从而使斧头在斧柄上套牢。如果一定要以地面为参照系来看斧头在斧柄上套牢的问题，那么可以这样认为：虽然斧头在斧柄上向下套牢的过程中没有受到除重力以外的向下的另外力，但相对于地面而言斧头具有一定的动能和重力势能，正是这个能量克服了阻力作功从而转化为内能。所以从效果上看，一是斧头相对于斧柄向下移动了一段位移，二是斧头与斧柄的接触面上在发热。

如果仅从动力学的角度来看，斧头在斧柄上套得牢不牢是由其受到的作用力大小与作用时间（或所通过的位移）所共同决定的，也就是说它和斧头相对于斧柄的动能或动量变化有关。斧柄在“水泥地面”上“撞击”这两个条件只是使斧柄产生了相对于水泥地面的较大的动量变化率，从而也使斧头具有了相对于斧柄的惯性力。但是，虽然这个惯性力构成了斧头套牢在斧柄上的直接原因，可严格地说，斧头在斧柄上套得牢不牢的原因还和斧头的重力及斧柄的弹性和斧头与斧柄的摩擦力大小均有关系。并且斧头在斧柄上套得牢不牢和作用时间也大有关系，因而，撞击“几下”也是一个非常重要的条件。

例3．小车上竖直放置一个木块，让木块随小车沿着桌面向右运动，当小车被档板制动时，车上的木块向右倾倒。这是怎么回事呢？（11）

教科书上的答案是这样的：小车突然停止的时候，由于木块和小车之间的摩擦，木块的底部也随着停止，可是木块的上部由于惯性要保持原来的运动状态，所以木块向右倾倒。

事实上，本例中小车上木块的倾倒是由于力矩作用的缘故。若以地面为参照物，小车对木块的摩擦力对木块的重心而言有一个顺时针旋转的力矩，从而木块向右倾倒。若以小车为参照物，小车被档板制动时已是一个非惯性系，作用在木块（重心）上的“惯性力”对木块的底端也产生一个使木块作顺时针旋转的力矩。

需要指出的是，在上述例2和例3中，斧头在斧柄上套牢和木块在小车上倾倒已是一个涉及物体在非惯性系中的动力学的问题。其中例2是非惯性系中的质点动力学问题，而例3则是非惯性系中的刚体动力学问题。可是，在非惯性系中，我们通常意义上所论述的牛顿第一定律已不成立，从而也失去了此两例的代表意义。也就是说，这两个例子不仅是不准确的解释而且是不适当的例子。在涉及惯性的问题上我们必须分别那些是属于惯性现象，而那些则不属于惯性现象——即为动力学现象。牛顿的例子，毫无疑问是正确的（12），但我们许多的物理学工作者却将惯性对事物的解释范围作了相当随意而并不恰当的扩展或扭曲。其实在讲述惯性时，用不着举更新鲜的特别例子，倒是需指出惯性使我们对事物常态的存在方式太熟视无睹了。这里问题的关键在于，惯性不是使物体改变运动状态（使火车制动、使斧头套牢在斧柄上、使小木块倾倒）的原因。严格地说，这些原因和物体的惯性无关，只和力有关，而至于火车制动得及时不及时，斧头套在斧柄上牢不牢，小木块倾倒得快不快，则不仅与力有关，还和物体的质量、形体、初速度有关。但即使如此地与质量和初速有关却也与惯性无关。

惯性，这个我们通常认为是由物体内在因素决定的性质，其实是物体存在方式的一种条件性：“试取汽车为参考系统来研究‘当汽车急剧刹车的时候，车中乘客有向前倾倒的倾向’这个问题，在汽车急剧刹车前，相对于汽车而言，乘客是静止的，在汽车急剧刹车时，乘客突然向前倾，这就是说，以汽车为参考系统，乘客由静止而突然向前倾，并不保持其静止状态，并不表现出惯性”（13）。这个条件就是：物体要表现出惯性，它必须处于惯性参考系中。而“事物的存在顽强地延续维持不变,无论运动是快是慢抑或停止。”（14）也只在惯性系中才成立。在研究物体的运动学与动力学问题时，惯性系总有着特殊的地位。可是，这个特殊地位的存在并不单单是人类抽象理性的功劳,并不是人类贪懒和间集化的一个报应，惯性系的存在有其形而上的基础：自然之美的呈现及人对自然之美呈现体认的同一性。如果没有了存在的时间均匀性与空间对称性，我们选取的相对于地面作匀速直线运动的参考系对研究动力学问题而言也就将成为一个畸形的怪胎。惯性系不仅在计算上向人类提供了联系物体的相互作用与相对运动的便利方式，其更根本的是它使人与存在的关系成为审美性的。惯性定律给我们的启示是：存在是美的。而惯性系则是自然对人的一个馈赠。也因而，我们应当从审美的视角来看待惯性，而不应当将它看成一个恶魔或一件便宜货。

所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈，可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性——也就是说，把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候，对学生的这一期望是合适的吗？其实这是一个误区：当教完一些物理学的基本概念与规律以后，就要求学生用它们解释自然现象。事实上，物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象，它没有这个功能，它只是告诉我们要去感受些什么，它提供给我们的不是一种推理的方式，而是一个判断的原则：它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。

三、惯性定律与牛顿第二定律的关系

当物体所受的合外力为零时，从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或作匀速直线运动。可是，仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。牛顿第二定律的研究对象是一个物体，而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性——这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质，因为这个“任何物体”，包括了天地间的万物，而万物的总称（15）即是宇宙：“四方上下曰宇，古往今来曰宙”.也即任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性：惯性是存在的特性，是存在着的时空的特性，是宇宙的特性。

其次，牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律，而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关，它是存在之状态的表述，它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性（16）构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位，从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。因为毫无疑问，物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系（17）。由此可见，不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例，恰恰相反，现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说，正是惯性现象，构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变，因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。

最后，牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前的绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来，基本的物质粒子完全是惰性的，没有任何自发的运动，而电、磁、光这些‘非物质’的力量则成为神在自然中的行动的载体（18）。也就是说，惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论从而建立新力学的形而上基础。四、惯性与具体物体的质量无关

从上面的讨论可以看出：“质量是物体惯性大小的量度”这个论题，在几个角度去看都是错误的。第一，质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系，从内容上来看是个体与存在的关系，在它们之间，人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二，“物体（的）惯性”这样的说法缺乏依据，因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三，“惯性（的）大小”这样的说法也缺乏依据，因为惯性没有大小，惯性只是存在的一种表达方式，一种特定状态的显现。第四，既然惯性并无大小，我们也不可去进行量度，事实上，任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系，因为这一函数关系并不存在，它只是人们的一个虚假的逻辑推测，谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比，更不能得出它们之间的比例系数，因为这些关系均是虚假的。因而，物理学界流传的物体的惯性等于它的质量（19）只是人们一个随心所欲的错误言说。

由于物体质量与惯性无关，所以，将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的，质量的确对物体运动状态的改变有一种象力一样的阻抗作用，质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而作者认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说：“物体只有当有其他力作用于它，或者要改变它的状态时，才会产生这种力。这种力的作用既可以看做是抵抗力，也可以看做是推斥力。（20）”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关，它事实上具有动力学特征，当一个物体的质量大时，它对运动状态改变的阻抗能力就越大。

从逻辑上而言，我们只有将惯性从物质的内在因素中解除出来，才能完全地克服牛顿时代的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说，这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上学基础之上。

五、惯性定律的表述方式

牛顿第一定律是动力学定律的基础，但它本身并不表征物体的某种动力学性质，它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述，对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的：反映时间的均匀性，空间的对称性，及自然之美对人的呈现。可是，现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然，这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的，但以今天的眼光来看，这种差异性就成为值得商讨的了。

例如：一个物体，如果没有受到其他物体的作用，它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态（21）。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远，因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的，陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的，这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例，因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。

另外一种常见的陈述方式是：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。（22）这样一种表述比前一种完整多了，它几乎就是牛顿的原义，但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”（23）。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定，而“有外力”应当换成“其它物体的作用”，因为惯性定律是不涉及力的，操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。

作者试着这样来陈述惯性定律：存在着的宇宙有这样一种性质，它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许，这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式，它强调了惯性与惯性的表现者（个别研究对象）的严格区分，这个陈述的主语是性质，这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为：使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。

六、人们误解惯性的来源

人们在惯性问题上所犯的错误认识，既来源于历史上人们对于和惯性概念相联结的力与物体运动关系的一贯表达方式，又来源于牛顿的表述与对于牛顿力学理解上的偏差。“事实上，牛顿似乎注定要被人误解”。（24）

在牛顿所陈述的第一定律中：（25）“每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态，除非有外力作用于它迫使它改变那个状态（Everybodypersistsit''''sstateofrestorofuniformmotioninastraightlineuntilitiscompelledbysomeforcetochangethatstate.）”。牛顿对“除非有外力作用于它迫使它”作出了对应的理解，即认为保持其静止或匀速直线运动状态的物体是由内部原因的，这个内部原因即称为惯性：“visinsita,或物质固有的力，是一种起抵抗作用的力，它存在于每一个物体当中，大小与该物体相当，并使之保持其现有的状态，或是静止，或是匀速直线运动”。（26）在牛顿时代，作出这样的判断是无可厚非的：“一个物体，由于其物质的惰性（现称惯性——译者注），要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。”（27）因为在牛顿时代是无法判定惯性的本质的。从牛顿的这一段话我们大致可以判断出，他几乎是在第二定律的意义上来领会惯性的，因而他才认为（惯性）大小与该物体的运动和质量有关。

这一观点可以追踪到亚里士多德，它影响了包括牛顿在内的一大批科学家的思维方式。在牛顿之前的开普勒也就惯性说过（29）：“如果天体不赋有类似于重量的惯性，要使它运动就不需要力，最小的动力就足以使它有无限的速度，但由于天体公转需要用一定的时间，有的长些，有的短些，因此非常明显，物质必须具有能说明这些差别的惯性”；“惯性，或对运动的阻力是物质的一种特性，在给定的体积中，物质的量愈多，惯性愈强。”由此我们也可见，在开普勒那里已经有惯性等同于力与质量的观点了。

从上面的论述可以看出，人们对于惯性的错误理解主要是由历史原因所造成的，这个原因主要在于：人们普遍地认为事物外在的状态是有其内在原因的。当人们在物体之外找不到令人信服的可感觉的原因的时候，就只能把它归因于物体的内部。牛顿将惯性归因于物体的内部，把惯性看成阻碍物体改变其静止或匀速直线运动状况的内力，他假设的惯性非常接近布里丹的冲力——即：惯性作为一个内力，在缺乏外部动力或阻力时，会引起无定限的直线运动（30），另一方面，牛顿的惯性观又来自于他对古希腊关于自然具有灵魂观念的继承，我们可以从他的著作中强烈地感到，他具有自然界的物体与人一样会在受到作用时产生反作用这样一种强烈的思想意向。显然，在现代人看来，自然界的物体是与人具有本质区别的。

在牛顿以后，欧拉则将牛顿关于visinsita的比较隐晦的注释作了同牛顿之前的有些科学家的直感一样的有一定危险性的表白：“惯性是物体保持静止或保持匀速直线运动的能力．．．．．惯性的大小与质量成正比例。”（31）可是现在看来，这种危险性中是带有错误的。从那以后到现在，人们对于惯性的理解基本上是庸俗性质的。随着现代物理学的发展，特别是诺特尔之后，我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关，而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说，我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的理解，牛顿的visinsita（惯性是一个消极的本原，靠此本原物体维持它们的运动或静止，按照作用力的大小接受运动，按照受到阻力的大小抵制运动。（32））可以深入为两个层面的结论：在没有外力的作用下，一个物体，它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性，即时间均匀性与空间对称性；在同样大小的力的作用下，一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性——抗性，即它的质量较大。

参考文献：

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邓昭镜.邓玉兰.质量是惯性的量度,还是物质之量的量度.物理教师，2000，12，33.

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(3)梁昆淼．力学，上册（修订版）．高等教学出版社，1978，12修订第2版，64.

(4)漆安慎杜婵英.力学,高等教育出版社.1997,7,1版,222.

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(8)同(3),65．

(9)九年义务教育三年制初级中学试用课本,物理,第一册.上海科学技术出版社,1996,5,1版,109．

物理理论论文篇4

易学对宇宙的基本观点是：阴阳相涵相因、流变会通，构成一个合谐互补的有机整体。

张立文教授在《王船山易学思想略论》〔1-191〕中指出：船山的本体哲学，统体会通于和合。所谓和合者，就是“阴阳未分，二气合一，氤氲太和之真体”。《易传》有言“形而上者谓之道，形而下者谓之器”，作者认定道器是虚实范畴，虚与实的主要差异在于隐与显。“形而上者是隐也”，隐不是无，而是潜在，是形而下所以存在的根据。“形而下者是显也”，指有形质的东西，“即形之成乎物而可见可循者也”。即此可知，显指可见可循的事物和现象，隐指寓于“器”而起作用的现象背后更本质的东西；而隐又不是虚无，“道不虚生，则凡道皆实也”。从而推定道乃实存之体，得出道器交与为体、相涵相因、流变会通的两系统结构论。

道和器的关系究竟如何？就逻辑上讲，“形上者乃形之所自生”，因为凡器皆有形，由“形”逻辑上得出对应于“形下”必然存在着“形上”。就二者的主从关系讲，“当其未形而隐然有不可喻之天则，天以之化”，依此概括二者的关系为：道是器存在的依据；道通过器而表现自己，一切显性的运动变化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度讲，是“理不先而气不后”，二者既不存在先后、本末之别，也就从根本上排除了天理、神创的观念。

张教授立足于人文（兼及自然）阐述问题，认为“王船山道器、气关系，充分体现和贯彻了《周易》和合人文的精神”，本文专门讨论自然而不涉及人文。依据形上学本体哲学，自然界的物理客体应该分两类，即“形之已成乎物”和“未形”，二者的本质区别在于形下之“显”和形上之“隐”。

小结：易学自然观是两系统结构论。从静态角度讲，“万物（包括宇宙自身）负阴而抱阳，冲气以为和”；从动态角度讲，“阴变阳，阳变阴，其变无穷”。所谓的易，就是讲阴阳变化之理的学问，即“易以道阴阳”。

二、两种物理学理论

物理学作为一门学术的名称，是从亚里士多德的希腊文著作延续下来的，这个希腊词的意思是探讨自然的秩序和原理的“自然学”，亚氏又称其为自然哲学。大约到18世纪中叶，由于学科内容的分化，自然史和化学从物理学中独立出来，18世纪后半叶法国讨论过留下的物理学意味着什么，结果是把物理学分为一般物理学和特殊物理学。前者指牛顿力学或由《自然哲学的数学原理》导出的以数学描述质点运动的传统，后者包括声、光、电、磁等广泛领域。通常都把这种划分说成是数学科学传统和实验物理学的分离。

1829年，泊松把当时法国物理学的思想倾向归为两类：物理力学和解析力学。他把前者的特征描述为“它的唯一的原理是把一切还原为分子运动，而这些分子是把力的效果从一点传到另一点并保持这些力之平衡作用的核心”，即期望用天体运动的牛顿平方反比定律数学格式，精密地描述宇宙一切现象，称牛顿范式；而后者则强调现象的解析格式，轻视对物理原因进行讨论，称非牛顿范式。1840年以后，牛顿范式的地位被非牛顿范式所取代；与之同时，拉格朗日原理被泊松和哈密顿予以发展，使力学成为完全分析的形式，并且以能量取代力的概念体系。本应该由之意识到“根本不存在纯粹的力学现象，实际上运动总是结合着热和电磁的变化，它们也规定运动”〔2-9〕，从而结束牛顿的“力学神话”，可惜的是西方哲学没有能够为物理学提供合适的自然观，以后的物理学就在迷茫中走了许多弯路。对两种范式的本质差异，一般都视为用几何法还是用解析法的数学问题。

19世纪30年代之后，随着实验物理学的成熟，出现了实验物理学和理论物理学之区分；物理学的理论又分原理理论和构造理论两类。前者是先使用分析法在经验中发现自然过程的普遍特征（即原理），然后给出各种过程必须满足的数学形式的判据，比如牛顿力学；后者又叫“假说—演绎”法，即先确立“想象的原理”（即“假说”），然后采用反证法通过由原理导出的结论对原理进行证明，给出的内容与经验所显示的现象吻合得愈多愈一致，特别是能够从假说来预言现象并得到证实，这种构造理论就愈成功。依据这种分类方法，一般都承认17世纪牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》就分别代表了原理理论和构造理论。对这两种理论划分的依据主要在于思维方式，即前者采用分析法而后者采用综合法。

三、两类物理客体

牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》，从近代物理学奠基开始，两种截然不同的理论分别传承为两种体系，即牛顿范式——原理理论，惠更斯范式——构造理论，其本质差异不在思维方式和数学形式之不同，也不在是采用数学方法还是实验方法之别，而在于研究的客体分属于根本不同的两类。

以质量对物体进行计量，并假定质量都集中在一个质点，以相互传递力的作用描述运动，是牛顿范式的核心观念；非牛顿范式研究的光、热、电、磁等现象，都不能以质量进行计量，最终认识到了这种现象都与“能量”直接相关，并且以能量取代了力学概念体系。

而今首当其冲应该明确的是物理学根本就不直觉研究“物质”，正象无法品尝水果一样，因为二者都是抽象的类概念。物理学只研究质量、能量、电量、时间和空间之间的关系，两种理论的适用范围不同，前者是关于质量系统的理论，后者则适用于能量系统。以往不适当地把能量说成是物质运动的形式（如“能即运动”）〔3-526〕，是产生混乱的肇端。现代物理学已经确认物理客体分两类：宇观上有分立的天球和连续辐射，微观上分粒子和场，粒子物理学分费米子和玻色子，理论物理学称其为物质粒子和相互作用；物理学理论也分用质量计量和时空描述、用能量计量和位形描述两个系统。“我们首先把宇宙的物质内容分成两个部分：“物质”即诸如夸克、电子和缪介子等粒子，以及“相互作用”诸如引力和电磁力等等”〔4-38〕。当代著名物理学家霍金居然会说出如此不合逻辑的荒唐话，不难看出“物质”这个误用概念带来的混乱是何等严重。

物理客体不能用“物质”这个概念进行抽象和概括，而应该分为质量和能量两个系统，二者的本质差异有3：1、分立和连续；2、有无静质量；3、量传递时物理客体仅只振动而不发生运动方向的位移。确认能量系统存在的依据有5：1、德西特从广义相对论场方程得出没有物质的宇宙时空解；2、无限的（负能电子）海的发现；3、爱因斯坦说：“依据广义相对论没有以太的空间是不可思议的”；4、3K微波背景辐射证明“空间”不空；5、粒子物理学的实验发现，绝大多数粒子为瞬息亿变的动态网络。

“全〖ZZ(〗空间〖ZZ)〗充满着相互作用着的各种不同的场”〔2-387〕，这种分布着某种物理量的空间，不同于经典物理学中作为参量的空间。“场从数学上表述了能量局域性概念”，“是一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。即此可知，一切自然现象虽表现为质量系统单元个体的运动和变化，动变之因却源于能量系统的作用；而能量系统本身不通过作用于质量系统的效应也根本就无法观测。物理学早已将物理客体分为弥散态粒子和凝聚态物体，3K微波辐射发现之后，就应该从分类学的角度再增添一种连续态网络；进而将弥散态粒子分为质量子和能量子，如此一来，物理世界图象就会变得非常清晰。

物理客体分物体、粒子、网络三类，分别用质量、电量（或荷质比）、能量计量；人类生活的现实世界属于质量系统（从天球到原子乃至质子、电子），能量系统则是一切运动变化的动力之源；所有的共振态、复合态粒子均属于能量系统的动态网络，只有那些稳定的能量子才有现实意义；不同能量子的有序组合构成信息（从质量系统讲，传递信息必须有载体，而对能量系统，信息和载体则合而为一，于此无暇展开讨论），可以用于操作质量系统的变化和存储一切自然现象。

小结：物理客体分两个系统三种态。质量系统和能量系统确实属于“负阴而抱阳，冲气以为和”的状态；作为两系统“中介”的弥散态，是演绎世间万象的“大舞台”；何以产生质量和电量，是现实世界存在的最根本机制。

四、时间和空间

无论哲学还是物理学，时间和空间都是一对非常重要的范畴，同时又是亘古至今争论最多直到今天还没有取得共识的两个概念。16世纪之前，基本上没有留下多少值得关注的重要论点；牛顿为了创立完整的力学体系，不得不提出人类历史上第一个时空构架。他认为物质是在绝对空间中运动，时间不跟任何物质对象相关、自身等速地在那里流；时间和空间各自独立互不相关。亦即是说时间和空间仅只是描述运动的参量。

现代物理学的发现则是：“广义相对论用空时结构的几何性质来表示引力场”〔2-328〕，场不但“是某种物理量的空间分布”，还是“一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。很显然，时空结构应该被理解为改变物体或带电粒子运动状态的作用量。

依据质能两系统结构论看待，即使在牛顿力学体系中，时空结构也是作用量而不是描述运动的参量。比如牛顿力学的第一号自然力——重力G=mg，如果没有g作用于m，物体就不会自由下落，很显然g是使m自由下落的作用量。如果用电磁作用相类比，g可以被称为引力场强，其作用效应跟电场作用于电量没什么两样。自从发现了动量和能量守恒之后，牛顿力学方程基本上已经不再使用，足以说明牛顿力学非常片面，能够沟通三个领域最基本的物理量只有动量和动能，根本就不需要力这个概念。

时间和空间究竟指什么？答曰：二者分别是对能量系统单元个体持续性和广延性的计量，恰如用质量计量物体、用电量计量带电粒子那样。

“空间一时间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间之中，而是这些客体有着空间的广延性”〔5-112〕。爱因斯坦如果对中国古典哲学稍有理解，就会再说一句：这些客体还有着时间的持续性。这种“物理实在的实际客体”即指能量系统而言。

能量系统虽是连续态，探究其具体作用时却需要量子化。假定其最小单元为h，由ε＝hν＝h/T可知，只要测出周期T，即可以知道具体的能量值，同理测出波长即可知动量。故而可以说时间和空间是对能量系统两种属性的计量。

董光璧教授猜想对于不同的相互作用，应该“各有其时空结构”，是有道理的。用于电动力学的时空结构已经非常成功，“对于电磁相互作用，相对论提供的时空结构和量子论提供的能量结构，既在逻辑上自洽又与经验相符”〔2-429〕；而对于质量，发挥作用的时空结构有ι2t-2和ιt-1两种，对行星的运行则有R3/T2＝K。

小结：时空不是独立的存在，而是用于计量能量系统属性的概念构架。对于物体或带电粒子，不同的时空结构作用于质量和电量可得能量和动量；对于能量系统，只需要用T和λ对基本单元个体计量，即是能量和动量。

五、两种运动

讨论过物理学不应该使用“物质”这个哲学范畴，明确了物理客体分质量、能量两个系统，确立了质量、电量、能量和时空是基本的物理量，并且弄清了时（T）空（λ）可以直接作为计量能量和动量的基本量，不同时空结构又分别是驱动质量或电量的基本作用量之后，还应该讨论一下运动形式问题。

亚里士多德很早就提出自然运动和强迫运动区分之必要，物理学界至今都没有认真对待。所谓自然运动，应该是不受人的干预，不准附加任何人为条件的运动，比如自由落体、自组织系统的变化和行星运转等（下文称绝对运动）；所谓的强迫运动当指人为增添了特设条件的运动，比如将物体抬高、摆钟和日常生活中经常发生的许多运动。

牛顿力学除自由落体之外，几乎都有附加条件，将运动定义为一个物体对另一个物体的位移，运动的基点建立在物体对物体的作用（即力）之上，并将物体看作一个质点等，基本上都属于质量系统的相对运动。现代物理学发现的因果关系被破坏，基本上都产生于对绝对运动和相对运动的作用机制之混淆。

“一个钟所处的引力势越低（深），它走得越慢，而那里发出的光在引力势较高处去接收就会发生红移”〔5-92〕，亦即是说原子钟在那里发出的光频率较小，周期变大。如果是摆钟，依据T＝2πL/g，由于g变大，周期就必然变小。两种钟的结果居然完全相反，基于什么原因呢？这就恰好能够说明相对运动和绝对运动的作用机制不同，显示的结果就必然会适得其反。由于原子钟的频率直接决定于能量子的频率，属于绝对运动；而摆钟的周期则由作用量g与弹性势的平衡决定，属于相对运动，g变大时相对而言等于固定不变的弹性势变小，故而钟的周期亦随之变小。“量子理论和每一种合理的真实世界观念都冲突”〔6-127〕；“量子力学改变了古典物理学的因果观和实在论”〔2-328〕。这些观念产生于发现了绝对运动和相对运动效果迥异，感到困惑的原因是没有树立起时间和空间“不再是事件在其中发生的被动的背景”，“相反的，它们现在成为动力学的量”〔4-53〕，根源在于没有突破“物质”一元论的樊篱。

问起广义相对论场方程的意义，通常的回答是：“物质和能量要使时空向其自身弯曲”〔4-60〕，反过来弯曲时空的曲率又决定着物体运动的路径。这种表述本来存在一个因果互易的逻辑循环，只需要将误用概念“物质”去掉，就变成了非常明晰的单因（能量）决定单果（质量运动路径）的关系。再如“势函数V表示质量系统对空间任意点的引力作用”〔2-361〕，实质上则是势函数表示任意时空点对质量的趋动作用。作用和被作用的因果关系弄颠倒的原因，许多都出在用相对运动的观念去解释绝对运动；产生这种观念的根源又非常久远和牢固，先是哲学上把物质说成第一性，继而近代科学一开始就决定只研究属于第一性的质量和重量，外加担心宗教神学找麻烦，所有物理学理论就都必须把物质或质量说成是运动变化的起因。依据两系统结构论，动因仅来源于能量系统。

宇观上的星体都是绝对运动，很早很早之前就受到许多哲人的关注，他们的不少观点由于跟相对运动的理论不合，都受到了冷遇。欧拉认为“一切物理过程都是以太与物质相互作用的结果”〔2-180〕，欧多克斯认为“日、月和行星分别固定在想象的匀速转动的天球上，星体本身不动，它们随着天球运动”〔2-51〕，笛卡尔的观点更明确：“宇宙空间充满媒质的旋涡运动，天体被媒质的旋涡推动”〔2-145〕；最直观形象的描述莫过于那个阴阳互动的太极图，那是华夏先民无数代人仰观俯察智慧的结晶。天空中所有星系或星系团无不都是一个涡旋，其中不少涡旋的中心根本就找不到质量（被称为质量丢失的暗物质）。很显然这些涡旋都是能量积累形成的畸变时空，那些特定的R3/2＝K的不同旋线上，都可能会有星体在做自然运动，根本就不需要什么引力作为向心力，自然也就没有必要去找切线力的源。

易学中虽说没有“自组织”这个词，王船山却早就讲清了自组织的作用机制。“阳变阴合，乘机而为动静”，“二气之动，交感而生，凝滞而成物我之万象”，如果将质量子和能量子类比为阴阳，这种说法还满有道理的。

小结：运动有相对和绝对之别。因果关系被破坏的原因大都生之于用相对运动的理论去解释绝对运动，根源在于物质一元论不能作为物理学的哲学基础。

六、唯物宇宙观

科学思想作为文化的一部分，在相当长的时间内世界各地都是沿着自己的传统在发展；从16世纪开始，随着西方殖民主义的掠夺，希腊传统的科学逐渐传播到世界各地。如今所说的近代科学，主要指希腊科学传统的扩展，其间也不乏阿拉伯、中国和印度等地科学成果的积累。物理学思想的发展在很大程度上跟古希腊哲学有着非常密切的关系，古希腊哲学的自然观主张人与自然分离。

在古希腊文化传统中，从公元1世纪基督教创立开始，就出现了理性和信仰、哲学和神学的纷争，科学思想的发展亦被打上深深的烙印。基督教成为国教之后，“知识服从信仰”成为教会的基本准则之一，于是就有人提出“学问来源于经验”与之抗衡。

基督教创立不太久，某些护教派发现那些愚昧贫乏的教义抵抗不住古希腊、罗马文化，特别是哲学，就开始从古希腊、罗马哲学中寻找为教义辩护的依据，从而发展出貌似科学的神学，进而宣布真正的哲学和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原则。中世纪的欧洲几乎一切学术都在宗教神学的桎梏之下，自然科学也不例外，布鲁诺被活活烧死，伽利略遭受终生监禁，都因为他们的理论对神学不利。

唯物主义宇宙观针对信仰先于理性提出物质第一性、意识第二性，自然科学总算找到了哲学基础。由于近代科学确定只研究属于第一性的质量和重量，而不研究与感觉有关的第二性，即把意识范畴留给宗教，总算争得了一席之地。当我们立足于现代科学的成果和困惑，去反思物理学发展的历史时发现，把物质和意识的关系视为全部、特别是近代哲学重大基本问题的唯物主义哲学，根本就不能作为物理学的理论基础。为了从神学桎梏下挣脱出来，选择第一性、第二性之分的哲学虽说必要，终归总逃不掉为临时应付而“举债”付出更高的代价。

物质和意识对立，对立的双方是自然和人，这是古希腊自然与人分离自然观的延续。这种哲学适用的范围应该是人天系统，即探讨的中心课题是人与自然的关系；而物理学则属于纯客观地探讨自然界的秩序和原理的学问，亦即是说它只研究物质和物质之间的联系、相互作用和运动变化规律等问题，丝毫不涉及物质与意识关系的内容。故而我们认为，唯物主义宇宙观虽说使物理学摆脱了宗教神学的束缚，而成为一门独立的学科，却不能做为物理学的哲学基础。

自然界是一个有机整体，要探讨其运动变化的规律，就不应该将所有的物理客体用“物质”一个概念概括。因为变化只能发生在至少两种客体之间，如MN和NM；而MM则是永远无法观测的。

“科学史界越来越多的学者认识到，站在现代科学的立场寻找历史来龙去脉的做法有误入歧途的危险，转而采取从原来的境况中重新阐释科学思想”〔7-2〕，不少人发现了《周易》中保留着自然学的原初形式，可以为科学发展提供有益的哲学启迪。本人沿着这条进路摸索多年，学习探寻的心得是，物理学只有依据两系统结构论的自然观，才可以讨论变与不变。

易以道阴阳；万物负阴而抱阳，冲气以为和；阴变阳，阳变阴，其变无穷；阳变阴合，乘机而为动静；二气之动，交感而生，凝滞而成物我之万象——仅依据上述五句富涵哲理的格言，对物质、时间、空间、运动和因果关系等重要概念做一些简要的剖析，就可以理出一条新的思路。如果依据两系统结构论，对物理学的概念和理论进行一次新的整合与梳理，极有可能会将物理学带出当前的困境。不当之处，敬请各位师长、同仁指正。

参考书目：

1、朱伯昆主编《国际易学研究》第三辑，华夏出版社1997年版

2、董光璧等著《世界物理学史》吉林教育出版社1994年版

3、《马克思恩格斯选集》第三卷人民出版社1972年版

4、(英)霍金著《霍金讲演录》湖南科技出版社1995年版

物理理论论文篇5

20世纪初，当人们用望远镜观测银河系以外的星系时，发现绝大多数星系光谱都有红移现象，并且越远的星系其光谱红移值越大。有人认为星系光谱红移是因为星系正在离我们远去，从而得出这样的结论：所有的星系都是以我们银河系为中心向外爆炸后形成的，越远的星系离开我们的速度也越大；宇宙中所有的星系都在彼此分离，并且越远的星系相互分离的速度越大。值得一提的是，我们银河系正处在爆炸中心，足以值得我们自豪的是：银河系是宇宙中独一无二的星系—因为它是宇宙的中心。更让我们惊奇的是，银河系自身也在不断运动着，然而无论它运动到哪里，它始终是银河系的中心。我们解释不了银河系为什么是宇宙的中心，因为银河系也和其它星系一样，并沒有什么特别之处。有人以为，银河系处于宇宙的中心是一个巧合，虽然银河系从上个世纪至今一直在不断运动，但它走过的距离和整个宇宙空间的尺寸比起来是微不足道的，所以银河系目前仍然处在宇宙的中心，这种看法未免有些牵强。因为人们在观测近处的星系时，发现近处的星系并没有相互分离的趋势，并且也没有证据表明近处的星系正在以某一个中心为起点向外膨胀。因此“银河中心说”颇值得怀疑。还有的人虽然承认宇宙大爆炸假说，但不承认“银河中心说”，他们不认为银河系是宇宙的中心。这种观点同样也是站不住脚的。我们可以这样分析：如果宇宙大爆炸假说是正确的，那么宇宙中所有的星系必定在以某一个中心为起点向外膨胀，星系之间彼此互相分离。目前我们观测到近处的星系并没有相互分离的趋势，并且也没有证据表明近处的星系在以某一个中心为起点向外膨胀。倘若我们不是在宇宙的中心而是处于偏离宇宙中心的任一点处，因为在我们周围的星系都没有相互分离的趋势，也没有以某一个中心为起点向外膨胀，这样一来，倘若宇宙中任一点处的星系都没有相互分离的趋势，那么整个宇宙也不可能在膨胀，即宇宙大爆炸假说是错误的。

前事不忘，后事之师。人类文明发展到今天，“地心说”和“日心说”都被证明是为科学，难道我们还要重蹈覆辙提出“银河中心说”吗？愚以为，我们应当承认这样一个假设，那就是：银河系按目前的速度运动下去，100万年，100亿年以后，我们仍然会发现自己处在宇宙的“中心”，无论我们处在宇宙的任何地方，中心也好，边缘也好，我们都会发现宇宙中越远的星系光谱红移值也越大，就好象我们处在宇宙的“中心”一样。事实上，这个“中心”是光子在宇宙空间中的传播特性引起我们视觉上的错误，“眼见”未必“为实”，我们不能过分相信“眼见”的东西。

红移现象是否由观测者自身的运动引起的呢？不是的！如果红移现象是由观测者自身的运动引起的，那么我们将观测到与我们相向运动的星系光谱将发生蓝移而与我们相背运动的星系光谱将发生红移，然而事实并非如此。再者，虽然我们“坐地日行八万里”，但这个速度和光速比起来实在算不了什么，不至于影响观测结果。换句话说，我们在观测星系红移值时，观测者自身运动速度的影响可以忽略不计。红移现象说明光子与观察者之间的相对速度变小了。产生这种情况有两种可能：第一是星系正离我们远去，第二是光子在穿越宇宙空间时速度变小了。这两种情况都可能导致星系光谱红移。我们认为导致星系光谱红移的原因是后者。光子在穿越宇宙空间时会与各种粒子(比如引力子)相互作用从而使其速度逐渐减小。当然单个粒子与光子作用时间极短，引起光子速度的改变量也是极其微小的，以致于我们观测不到。随着光子穿越宇宙空间距离的增大，与光子作用的粒子数目也逐渐增多，光子速度的减小量也越明显。可以推测：光子在穿越一定的宇宙空间距离后速度将减小到零。由于光子速度为零故相对我们的能量也为零，这样的光子当然不会被我们观测到。可见用光学法观测宇宙空间尺度时有一个极限：150亿光年(也有人认为是200亿光年)。在这个尺度以外的星系发出的光子由于在没有到达地球时速度已经降低到零，所以这样的星系不可能被我们观测到，至少目前还没有办法观测到。也有人认为，红移现象是由光子频率减小引起的，即认同第一种可能：认为星系正离我们远去。这种观点听起来很有道理，却经不起分析。我们知道，星系离我们远去时会引起光子频率减小，但各种不同频率光子的频率减小量应该相同，反应在星系光谱上，各种不同频率光子的红移量应该相同。因此，不论星系离我们多远，星系光谱虽然发生红移但不应该变宽，但事实上远处星系光谱却被拉宽了（星系光谱不会变宽是指星系光谱中任意两条谱线的距离恒定，虽然它们都发生了红移，但它们移动的距离相等，因此各谱线之间的距离不变）。而且能量越小的光子红移值越大，能量越大的光子红移值越小。不同频率光子的频率减小量不同，说明红移现象不是由光子频率减小引起的。即第一种可能站不住脚。假设宇宙中所有的星系都是静止的，宇宙空间中的物质是均匀分布的，那么光子穿越宇宙空间时的速度衰减量仅与其通过的空间距离有关。光子穿越的宇宙空间越长，其速度衰减量也越大。这样星系光谱的红移值仅与其离我们的距离有关，离我们越远的星系红移值也越大，就好象越远的星系正在以越快的速度离开我们一样。这也正是哈勃定律所揭示的：星系远离银河系的速度ν与距离成正比，ν=H*D，其中H为哈勃常数。实际上宇宙中各星系都在不断运动着，宇宙空间中的物质也并非均匀分布的，造成星系光谱红移的原因也很多，所以光谱的实际红移值要考虑许多情况。

2．谱线红移与光子速度衰减

光子与宇宙空间中的粒子是如何作用的呢？可以设想，宇宙空间中存在许多比光子质量小得多的粒子(比如引力子)。由于光子在与粒子作用后仍然是光子，可以认为光子仅与粒子发生了弹性碰撞。既然是弹性碰撞，我们知道，二者质量越接近光子损失的能量越大。由于光子的质量远远大于引力子的质量，所以在不同频率(质量)的光子中，频率(质量)较小的光子损失的能量较大。于是经过同一段宇宙空间以后，在不同频率(质量)的光子中，频率(质量)较大的光子损失的能量较少，频率(质量)较小的光子损失的能量较大，例如红光损失的能量比紫光损失的能量多。由于不同频率(质量)的光子在宇宙空间运动时都损失了能量，这样整个星系的光谱将向红端移动，但由于红光损失的能量多向红端移动的距离大，而紫光损失的能量少向红端移动的距离小，于是整个光谱被“拉宽”了。如果不同频率(质量)光子的能量损失率相同，虽然它们都产生红移，但是它们红移的距离相等，这样星系光谱虽存在红移但不会被“拉宽”，星系光谱存在红移而且被“拉宽”说明两点：第一光子在穿越宇宙空间时速度会衰减，第二不同频率(质量)的光子速度衰减率不同。显然，由于不同频率(质量)光子的能量损失率不同，各种光子的速度衰减量差异将随着空间距离的增加而增大，这样星系光谱被“拉宽”的程度与其离我们的距离有关，离我们越远的星系其光谱被拉宽的程度也越大。另外，星系光谱被拉宽时还有一个特点，那就是能量大的光子被拉宽的程度小，能量小的光子被拉宽的程度大。也就是说，越靠近红端光谱被拉宽的程度越大，越靠近紫端光谱被拉宽的程度越小。考虑到星系引力场的影响，实际情况还要复杂一些。

上面我们谈到光子在宇宙空间运动时速度会逐渐减小，这和人们熟悉的“真空中光速不变”的看法相矛盾。实际上宇宙空间并非真空，即使宇宙空间是绝对真空它还存在引力场。换句话说，光子在真空中速度变不变的问题，实际上是光子受不受引力作用的问题。如果光子不受引力作用，那么真空中光速不变，但这样一来不论星体的引力再强，对光子都没有影响，从而宇宙中也不可能产生“黑洞”了，而现在的黑洞理论基础将不复存在；假如光子受引力作用，则就不应该有“真空中光速不变”的结论。有人对此这样解释：宇宙空间中各星体的引力分布在不同的方向上，它们的作用力相互抵消，因此光子在宇宙空间中的速度不变。这种解释也是站不住脚的。我们知道在太阳系内，引力的方向是指向太阳的；在银河系里引力的方向是指向银河系中心的，所以局部的宇宙空间引力总是有一定的方向的。我们认为光子作为一种物质实体，它的速度并非一成不变的。无论在真空中还是在介质中，它的运动速度都会越来越小。所以，光速不变只是一个神话，光年也不能作为距离单位，因为光子在前一年中走过的路程总比后一年中走过的路程长。

3.光子在引力场中的运动

星光在通过太阳附近时会受到太阳引力的作用而发生弯曲，说明光子也会受到引力的作用。其实光子也有质量，当然会受到引力作用了。通常我们认为：引力场中物质的加速度仅与引力场的强弱有关，而与物质的质量无关。如在地球表面不管是1吨的物体还是1千克的物体，其每秒获得的速度增量都是9.8米/秒。但引力场中光子的加速度与其质量有关：质量越小的光子加速度越大，质量越大的光子加速度越小。既然光子也受引力作用，那么很自然，光子在离开引力场时必然会被减速，在进入引力场时必然会被加速，在垂直于引力方向(或其它方向)运动时受引力影响其运动轨迹也会发生变化。既然光子在离开引力场时会被减速，而且质量越小的光子速度衰减量也越大，那么星体发出的不同频率的光子就有不同的速度。一般而言，星体引力越强，其发出的光速度也越小；当星体引力足够强时甚至可能使一部分光子摆脱不了星体引力的束缚，产生黑洞现象。对同一星体而言，在它发出的光中，质量大的光子速度大，到达地球的时间也越早；质量小的光子速度小，到达地球的时间也越晚。我们通常认为不同频率的光同时到达地球，这其实是错误的。关于这一点我们可以用实验来证实。当星体发生爆发或其它异常时，总是能量较大的X射线或γ射线先被我们观测到，其次才是可见光，然后才是红外线。虽然理论上如此，但在实际观测中总有这样或那样的因素及别的解释使大部分人不相信这一点。如果条件允许的话，我们可以用一个实验来证实我们的观点。在离我们很远的宇宙飞船上以两种不同能量的光子同时发出一种信号，这两种光子的能量差异越大它们到达地球的时间差异也越大。实际上考虑到不同能量的光子在同一介质中的传播速度不同，我们应该想到不同频率的光子在真空中的传播速度也不相同。由于光子在穿越宇宙空间时速度逐渐减小，并且质量小的光子速度衰减得快，可以想象，在经过一段相当长的距离以后，质量小的光子速度已经衰减到零而质量大的光子速度不为零，这样我们就只能观测到质量大的光子。若星体离我们更远一些，则我们只能观测到质量更大的光子……，随着空间距离的增大，最终我们将看不到远处星体发出的光，这个距离就是我们现在认为的宇宙极限--150亿光年。人们在观测宇宙时总有一个错误想法：由于真空中光速不变，所以不管离我们多远的星系，只要足够亮就可以被我们发现。事实上宇宙空间并非真空，光子在其中穿行时速度会逐渐减小，所以任何星系发出的光只能传播一定的距离，也正因为如此，不管我们在宇宙中任何地方，始终只能看到有限的宇宙空间。换句话说，目前我们能够观测到的宇宙空间的尺度实际上是光子在宇宙空间中传播的最远距离。

4.光子在宇宙空间中的运动

实际上光子在宇宙空间运动时并不总是做减速运动。在光子离开星体时它要挣脱引力的束缚而作减速运动，当它脱离星体的引力场在空间自由运动时，也作减速运动；如果它进入另一个星体的引力场向着该星体运动时，就会在该星体的引力作用下作加速运动。光子就这样减速--加速--减速--加速……不停地穿越宇宙空间，直到其速度为零。倘若星体离我们很近而引力又很小，从该星体发出的光速度衰减量不大，但进入银河系时光子的速度增加量有可能很大，当光子的速度增加量大于其速度衰减量，或者说大于刚离开星体表面时的速度，在我们看来该星体光谱就发生了蓝移。忽略距离因素，由于星体自身在不断运动，这样它相对银河系引力场的强弱也可能发生变化，所以其光谱也可能有规律的发生红移或蓝移。通常情况下，宇宙空间对光子的减速作用总大于加速作用，所以星系的光谱以红移的居多。

光子在引力场中速度变化的问题许多人恐怕不相信也不能理解。一些人认为光子没有静质量，况且光子是一种波，在引力场中的运动规律和宏观物质不同。其实持这种观点的人把光子神话了，弄的不可捉摸了。现在大多数人都接受了“黑洞”的概念，认为当一个星体的引力足够强时甚至连光子也逃脱不了，因而是漆黑的一团。这里实际上指出了光子也会受到引力作用。既然光子也受引力作用，那么它在引力场中的加速与减速自然就可以理解了。稍后我们将看到，引力作用是造成衍射现象的重要因素之一。

5.类星体

一个很明显的事实是：宇宙中离我们越远的星体能量越大，通常类星体离我们的距离都在10亿光年以上，并且远处星体发出的光中能量较大的光子占有很大的成分。有人把这作为支持宇宙大爆炸的依据，认为：若宇宙中物质是均匀分布的话，则在我们银河系或其周围就应该有象类星体这样的高能星体存在。为什么我们在近处发现不了类星体呢？一些人看见远处的星体发出的光中含有大量的X射线或γ射线成分，就推测此类星体存在着目前尚不为我们知道的能量源。这种观点未免有些片面。实际上宇宙中大部分恒星的能量都差不多，能量特别大的和能量特别小的只是极少数，恒星的能量呈中间多、两头少的分布态势。从远处的恒星发出的光，在经过漫长的宇宙空间以后，能量小的光子由于速度衰减率大而停了下来，不被我们观测到；只有X射线和γ射线才能到达地球。所以我们观测到该星体的光子中，X射线和γ射线占有很大的成分，以致于我们误认为这类星体只向外发出X射线和γ射线。实际上这类星体也向外发射可见光和红外线，但是可见光和红外线由于速度衰减到零故我们观测不到。这就导致我们观测到极远处的星体，其颜色通常是蓝色或紫色，事实上可能和该星体的真实颜色相差极大。这说明我们看到的星体的颜色未必就是星体的真实颜色，星体的颜色是由其自身能量状况和离我们的距离决定的，星体离我们的距离越大往往使其颜色中的蓝色和紫色成分增加。另外，我们认为类星体离我们非常远，是因为类星体的红移值很大。也就是说我们没有直接证据表明类星体真的离我们很远。考虑到光子在引力场中的运动，我们知道：当星体的引力足够大时，其发出的光子速度衰减量也较大，因而该星体的光谱也将发生较大的红移。这就是说，引力因素也可以使星系光谱产生红移。倘若星体引力足够大又离我们很近，由于星体红移值较大，往往导致我们认为该星体离我们很远。举例来说，假设有一个引力较大的星体处于银河系的中心，由于该星体引力很强，导致它发出的光子速度衰减量极大，我们在观测其光谱时就会观测到很大的红移值，根据该星体很大的红移值我们就会认为它离我们非常遥远，绝不会想到它就在银河系中心。

如何解释类星体离我们那么远而其发射的X射线和γ射线又是如此强烈呢？只有两种可能。第一，类星体的能量非常大，向外发出的X射线和γ射线非常强；第二，类星体离我们并没有原先认为的那么远，类星体光谱的红移是由类星体的引力造成而并非由距离因素造成的。我们认为两种因素都有。因为如果类星体离我们非常远，那么我们观测到其向外发出的X射线或γ射线就不可能很强；倘若类星体的能量不是很大，它的引力场也不可能很强，不足以使其光谱产生较大的红移。这说明：星系光谱发生红移可能是距离因素造成的，也可能是引力因素造成的，红移值大的星体未必就离我们远。那么，如何区别星体的引力红移和距离红移呢？对观测者而言，由距离因素造成红移的星体发出的光不可能很强，而由引力因素造成红移的星体发出的光往往很强，特别是X射线或γ射线的成分多。类星体的发射光谱和吸收光谱的宽度不同，通常吸收光谱的宽度比发射光谱窄，为什么呢？我们知道，吸收光谱是由于光子经过大气后产生的，这说明类星体周围也存在气体。光子从高温星体内部发出以后，总会有一部分光子没有被气体吸收而直接射向宇宙空间，这些光子形成发射光谱；还有一部分光子在与气体作用后，频率（质量）大的光子损失的能量大，频率（质量）小的光子损失的能量小；光子离开类星体在宇宙空间中运动时，则是频率（质量）大的光子损失的能量小而频率（质量）小的光子损失的能量大，总的看来各种不同频率的光子速度差异减小，所以其光谱红移值也较发射光谱小。实际上类星体的吸收光谱还可能有几种不同的宽度。

6.黑洞与星体引力

最初在人们考虑黑洞时，认为它的引力强到连光子也逃脱不了，因而是漆黑的一团，黑洞是宇宙中物质的坟墓。后来人们认为黑洞可以向外发出X射线和γ射线。同样是光子，能量大的可以逃脱，能量小的逃脱不了，说明(黑洞的)引力对光子的作用是不一样的。事实上我们知道当星体的引力逐渐增强时，总是质量较小的光子逃脱不了，质量较大的光子则可以摆脱星体的引力，并不是所有的光子全部被吸入星体中。所以从这个意义上来说，狭义上的黑洞仅指引力强到可见光不能脱离的星体，即在可见光波段观测不到的星体；广义上的黑洞指引力强到使一部分光子不能脱离的星体，即在某一能量较小的波段观测不到的星体，这里广义上的黑洞甚至可能非常亮，可以被我们肉眼看到，但在红外线波段或能量更小的波段却观测不到。从理论上讲，“黑洞”并不黑，至少它可以向外发射X射线和γ射线或能量更高的光子，完全不向外抛射粒子的黑洞是不存在的。那么宇宙中黑洞存在吗？当然存在了。当星体离我们足够远，以致于该星体发出的红外线速度衰减为零而不被我们观测到时，它就像一个“黑洞”；若星体离我们再远一些，可见光不再为我们观测到，只能观测到X射线和γ射线，这时它就是漆黑的一团，成为名副其实的黑洞；而宇宙中150亿光年以外的星体对我们来说是完全彻底的黑洞，因为我们完全观测不到它们。除了因空间距离造成“黑洞”现象以外，星体的引力也可以造成黑洞现象。黑洞现象并不是我们原先想象的那样：“当星体的引力足够大时，所有的光子都被吸入星体中，整个星体变成黑暗的一团”。当星体的引力逐渐增大时，它对光子的束缚作用也逐渐增强。星体的引力足够大时，红外线光子将摆脱不了星体引力的束缚，而可见光、紫外线则可以摆脱星体引力的束缚；星体的引力再增大时，可见光将摆脱不了星体引力的束缚，而紫外线则可以摆脱星体引力的束缚；若星体的引力再增大，可能只有γ射线放出。应该明确指出：黑洞现象是与星系光谱的红移紧密相连的。若某一星体的光谱不存在红移现象，则它一定不是黑洞；若某一星体的光谱存在红移现象，则它可能是黑洞也可能是距离因素造成的。

总的来说，我们对黑洞的认识经历了三个阶段：第一阶段认为黑洞的引力足够强，所有的光子都不能摆脱黑洞的引力，因而整个星体是黑暗的一团；第二阶段认为黑洞可以向外发出强烈的X射线或γ射线，人们认识到黑洞的引力对不同能量光子的作用不同；第三阶段也就是现在正在探索的阶段。应该明确指出：与黑洞现象紧密联系的因素有两个，引力因素和距离因素。以往我们在考虑黑洞现象时往往只考虑引力因素而忽略了距离因素，这就导致我们认为整个宇宙空间仅有150亿光年，对150亿光年以外的宇宙空间，认为看不见的就是不存在的。

7.恒态宇宙

也许有人会问，既然光子的速度能够降低到零，那么宇宙中会不会堆积越来越多的光子呢？不会的！光子作为物质的一种存在方式，它不是永恒的，在一定条件下光子可以转化为别的物质，也就是说光子是有一定寿命的。任何一个光子不可能永远存在下去，它必将转化为别的物质形式。宇宙中的物质无时无刻不在运动，所以宇宙中不会堆积越来越多的光子。虽然我们目前并不知道光子是如何转化为别的物质的，但我们依然相信整个宇宙是稳定的、恒态的，而局部宇宙则可能是不稳定的，处于演化过程中的。同样的道理，整个宇宙也不会被光子均匀照亮。由于光子在宇宙空间中运动时速度逐渐减小，所以任何星体发出的光只能传播到有限远处。也正因为如此，我们所观测到的宇宙始终是有限的。如果想观测更远的宇宙空间，一个方法是派出宇宙飞船，另一个办法是在宇宙空间中建立许多中转站，在光信号速度未衰减到零以前接受、放大、转播它。理论上讲，只要中转站的数量足够多，我们就可以看见任意远处的宇宙空间。

8.浩瀚宇宙

假设我们能够乘座一艘高速飞行的宇宙飞船遨游太空，在刚离开地球时，我们可以观测到150亿光年的宇宙，离我们越远的星体其红移值也越大，远处的星体放出强烈的X射线或γ射线。随着我们飞行距离的增大，我们会发现银河系的红移值越来越大，并且其颜色逐渐偏蓝，而原先我们观测到呈蓝色或紫色的星体颜色逐渐偏红，最终银河系将消失在我们的视野之外。当我们飞到离银河系150亿光年的地方，我们发现展现在我们面前的宇宙范围仍然有150亿光年；而原先我们认为正在以很大速度分离的星体或膨胀的宇宙空间并没有膨胀。无论我们飞到哪里，始终只能看见150亿光年的宇宙空间，也始终能够看见150亿光年的宇宙空间，宇宙是无限的；并且我们始终是宇宙的“中心”，因为所有的星体看起来所有的星体都好象以我们为中心向外爆炸形成的一样，越远的星系(红移值越大)离开我们的速度也越大。我们认为，宇宙是无始无终的，物质的存在是永恒的，对某一特定的物质形态有其产生和消亡的过程，但整个宇宙不存在产生和消亡的过程，它是自始至终存在并且不会消亡的。同时也应该看到，宇宙是无限的，不会仅仅只有150亿光年的空间。

从上个世纪以来，人们已经探索到了上百亿光年的宇宙空间，然而这只不过是苍海一粟。也许还要几十年甚至上百年人类才能认识到宇宙的无限性，但只要天下有志之士携手合作，这一天定会早日到来。

二、浅谈光的衍射

通常情况下光总是直线传播。但当光线经过足够窄的窄缝时将形成明暗相间的衍射条纹。由于光子不带电，在电磁场中不偏转，所以光子的衍射不是电磁力作用的结果，而是引力子与光子作用产生的。光子与引力子作用不是一个简单的碰撞过程，而是一个极为复杂的过程。在光子与引力子相遇的一瞬间它们形成一个混合体，这就打破了结合前光子内部各部分的平衡，混合体内部存在着排斥力和凝聚力两种作用。若排斥力占主导作用，则混合体将在极短的时间内“裂变”放出引力子；若凝聚力占主导作用，则混合体将形成一个新的光子。那么满足什么条件的混合体(光子)才是稳定的呢？经典电磁理论指出：所有光子的能量均为某个最小能量的整数倍。也即所有光子的质量均为某个最小质量的正整数倍，只有这样的光子才能稳定存在。当然这并不表明能量为某个最小能量的非整数倍的光子就不存在，只不过由于它们极不稳定，在形成后瞬间就“裂变”生成能够稳定存在的光子，目前我们还没有观测到或注意到这类光子罢了。从这里我们可以看出，与原子核一样，所有光子的质量均为某个最小质量的正整数倍，说明光子也有一定的内部结构，某些质量的光子由于极不稳定，在其形成后瞬间就“裂变”生成能够稳定存在的光子，这就造成稳定存在的光子质量的不连续。言归正传，由于引力子质量远远小于光子的质量，所以光子不可能吸收一个引力子形成新的光子(因为这样的光子是不稳定的)。但是若在同一时刻，光子与许多引力子相互作用，而这些引力子质量之和又大于最小光子的质量，光子就有可能吸收质量和等于最小光子质量的引力子数目而形成新的光子。举例来说，若最小光子的质量是引力子质量的10万倍，那么当同一瞬间有15万个引力子作用于光子时，光子只可能吸收10万个引力子，另外5万个引力子不被光子吸收，仅对光子产生微小的冲量。倘若在同一瞬间有9万个引力子作用于光子,那么这9万个引力子都不会被光子吸收，它们仅对光子产生微小的冲量。光子可能吸收的引力子数目只可能是10万的正整数倍。只有光子吸收引力子形成新的光子才能全部吸收引力子的冲量，否则的话，光子仅受到极小的冲量。

现有一个宽度为α的窄缝，绝大多数光子经过窄缝时虽然与许多引力子作用，但大多不会形成新的光子，这样大部分光子仅以极其微小的发散角投射到屏幕上，形成宽度略大于α的中央亮纹。由于衍射条纹是对称分布的，所以我们只讨论一半。拿中央亮纹以上的条纹来说，这些条纹是由缝中心到缝顶部经过的光子偏转形成的。从缝中心到缝顶部经过的光子，若吸收10万个引力子则形成稳定的新光子，而新光子由于全部吸收了引力子的冲量因而向上发生较大的偏移，从而在屏幕上形成宽度为0.5α的第一条亮纹。从缝中心到缝顶部经过的光子，若吸收20万个引力子则它向上的偏移量是第一条亮纹偏移量的两倍，形成第二条亮纹。同样形成第3条、第4条、第5条……第n条亮纹。中央亮纹以下的亮纹也是这样形成的，并且中央亮纹的宽度约为其它亮纹宽度的两倍。由于从缝中心到缝顶部引力逐渐增大，所以与光子作用的引力子数目也可能逐渐增多。假设在离开缝中心向上的极小位移处，在该处最多只可能有10万个引力子与光子发生作用，那么经过该处的光子最多只可能偏移到第一条亮纹处。换句话说它最多只可能对第一条亮纹的形成做贡献，对第2条、第3条、第4条……第n条亮纹都没有贡献。由此在向上某处经过的光子最多只可能吸收20万个引力子，但也可能吸收10万个引力子，故经过该处的光子对第1条、第2条亮纹的形成做出贡献而对第3条至第n条亮纹都没有贡献……；从缝顶部经过的光子可能吸收10万*1、10万*2、10万*3……10万*n个引力子，所以从该处经过的光子对第1条、第2条、第3条至第n条亮纹的形成都有贡献。这样形成的亮纹亮度依次为第一条>第二条>第三条>……>第n条。若缝变窄，则在离开缝中心向上的极小位移处，光子最多可能有20万个引力子，经过该处的光子对第1条、第2条亮纹的形成都有贡献，这样就减小了第1条、第2条亮纹亮度的差异。也就是说，缝越窄条纹亮度越向两边分散，缝越宽条纹亮度越向中央集中。当缝很宽时，条纹亮度几乎全部集中在中央区域，两边的光子数几乎为零。这就是我们看到的光的直线传播现象。由于光子并不是一种波，其偏离直线传播(衍射)现象是由引力子引起的，所以光的衍射现象与缝的宽度无关。物体在阳光下的阴影边缘常常较模糊，这说明光子在经过物体表面时受到引力作用而偏离了直线传播。理论上来说只要光子的运动方向和引力方向不在一条直线上，光子就会偏离原来的运动轨迹，并且引力场越强光子弯曲的程度也越大。星光在经过恒星以后通常会发生弯曲，有时我们甚至能够看到星体后面的其它星体发出的光。

三、论电子结构与原子光谱现象

1.电子发光

原子是如何发光的？要弄清这个问题首先必须明白光子是由原子的哪一部分发出的。我们知道，原子是由原子核和核外的电子组成的，原子核的结合能很大，不可能发出光子，所以光子只可能是电子发出的。在化学反应中伴随着电子的得失，常常有能量(光子)放出，光电效应、激光现象及其它一些实验也证明了光子是由电子发出的，所以可以肯定原子发光其实是电子发出光子。既然电子可以放出光子，那么光子必然是电子的组成部分，或者说电子有一定的内部结构，光子是其组成部分之一；由于光子不带电，说明电子内部电荷的分布是不均匀的，因为如果电子内部电荷是均匀分布的，则光子就应该带电。原子中原子核和电子之间的距离很小，它们之间的静电力很强，因为电子内部电荷分布不均匀，所以在原子核强大的静电力作用下电子内部电荷将重新分布，甚至可能发生裂变，这就为电子放出光子创造了条件。当电子裂变放出光子后，它的各个组成部分结合的更加紧密，在适当的时候可能吸收一个光子，这就为电子吸收光子储存能量创造了条件。而电子正是通过不停地吸收、放出光子来和外界交换能量的。稍后我们将看到，原子正是通过电子不断吸收、放出光子来和外界完成能量交换的。一般来说，电子质量越大其内部各部分结合的越松散，在静电力作用下越容易发生裂变；电子质量越小其内部各部分结合的越紧密，在静电力作用下越不容易发生裂变。与原子核“幻数”相似，总有特定质量的电子的结合力相当大，比其它质量电子的结合力大许多，这些特定质量的电子往往对应于某些稳定的轨道。

有人认为物质发光是由于物质中的原子或分子受到扰动的结果，认为光子是由原子或分子发出的。其实这是一种错误的看法。我们知道，原子是由原子核和核外电子组成的，光子是一种物质实体，或者是由原子核发出的，或者是由电子发出的，除此以外再没有别的选择。说光子是由原子发出的，这是一种不确切的说法。

2.原子核和电子之间的磁力作用

两个相距一定距离的异种点电荷在静电力作用下必然会吸引在一起，因为静电力作用在两点电荷连线上。而原子核和电子不会吸引在一起。这就启示我们在原子核和电子中必然存在一种其它作用力。这个力就是原子核和电子之间的磁力。我们知道，在通以相同方向电流的两条平行导线间会产生磁力作用，在磁力作用下它们将彼此吸引，原子核和电子的相向运动正相当于通以相同方向电流的两条平行导线，在它们之间也将产生磁力作用。静电力的作用总是使电子获得指向原子核的向心速度，而原子核和电子之间的磁力则使电子获得切向速度，并且原子核和电子之间的相对速度越大，它们之间的磁力也越大。当原子核和电子之间彼此相对静止在一定远处时，在静电力和磁力的共同作用下，它们并不会吸引在一起。因为静电力使电子获得向心速度，磁力使电子获得切向速度，电子并不是沿着直线靠近原子核，而是沿着螺旋线靠近原子核。开始时螺旋线的半径为无穷大，电子作直线运动；一旦电子相对原子核的速度不为零，磁力开始起作用，电子的运动轨迹开始发生弯曲；当电子与原子核靠近到一定的距离时，电子和原子核之间的静电力恰好等于电子作圆周运动所需的向心力，此时电子处于平衡状态，螺旋线变成了圆。同样在电子离开原子核时也是沿着螺旋线运动的。在静电力作用下，电子总要尽量靠近原子核，在磁力作用下，电子有远离原子核的离心趋势，正是在这两种力作用下，电子处于稳定的平衡状态中。电子在原子核中处于稳定状态时，它的轨迹是圆。因为当电子的轨迹不是圆时，它总要受到磁力的作用，这个力使电子的切向速度增加、运动轨迹向圆靠近。而电子受磁力作用时它的运动轨迹就要发生变化，就不是稳定的，只有当电子的轨迹是圆时才不受磁力的作用，所以说电子在原子核中的稳定轨迹是圆。太阳系中的行星在太阳引力作用下，其运动轨迹可以是圆或椭圆，但在原子系统中，电子在原子核静电力作用下，其稳定轨迹只可能是圆而不可能是椭圆。

3.基态电子的稳定性

处于基态的电子为什么是稳定的？为什么不会被原子核吸收？人们通常认为：做加速运动的电荷会向外辐射能量.如果电子在原子核中做圆周运动，则它就有加速度，必然会不断地向外辐射电磁波，随着电子能量的减小它将沿着螺旋线落入原子核中，这样整个原子就是不稳定的，然而事实并非如此。于是人们推测电子在原子核中不可能做圆周运动。我们认为以上推断是错误的，电子的确在原子核中做圆周运动，其理由如下：第一，电子辐射电磁波并不是一个只出不进的过程。电子时刻不停地向外辐射能量，也在时刻不停地吸收光子，这是一个动态平衡过程。如果电子吸收的能量大于其辐射的能量则原子的温度升高，如果电子吸收的能量小于其辐射的能量则原子的温度降低，倘若没有外界能量输入，原子总会由于向外辐射能量而降低温度，只要物体的温度在绝对零度以上就会向外辐射电磁波。第二，电子在原子中的质量并非一成不变的。一般而言，电子离核越近质量越小，离核越远质量越大(这一点我们稍后证明)。第三，电子和原子核之间并非只有静电力作用，还存在磁力作用。正因为磁力作用的存在使电子在靠近原子核时切线速度不断增大，从而使其离心力逐渐增大，以致于可以与静电力抗衡维持电子在原子核中的稳定。

这里需要我们证明随着电子离核距离的减小，离心力的增加速度大于静电力的增加速度。设电子稳定时质量为M，速度为V，与原子核相距R，原子核电量为Q，此时静电力F正好等于电子作圆周运动的向心力，

离心力大于静电力，所以此时电子作离心运动，将回到距核R的轨道上。同样当电子受到远离原子核的扰动后，静电力F大于电子作圆周运动的向心力，电子将向原子核运动，最终要回到距核R的轨道上，这里不再证明。

另外我们认为，做加速运动的电荷会向外辐射电磁波这个提法不够确切，应该说做加速运动的自由电荷会向外辐射电磁波，而电子在原子核中做圆周运动时不会向外辐射电磁波。两者有什么区别呢？我们知道，在原子核和电子结合成原子的过程中要向外放出能量，即自由电子要在原子核静电力作用下裂变放出光子才能够成为原子中的电子，原子中的电子和自由电子是有区别的。自由电子的质量大于原子中的电子的质量，自由电子各部分结合得较为松散，受到外界扰动(有加速度)时会向外辐射电磁波；而原子中的电子质量小，各部分结合得较为紧密，受到外界扰动(有加速度)时未必会向外辐射电磁波，只有当外界扰动(加速度)足够大时才会裂变辐射电磁波，所以电子可以在原子中做圆周运动而并不向外辐射电磁波。

4.稳定轨道的形成

对于处于基态的电子来说，每秒会有许多光子与其作用。这些作用有指向原子核的，也有指向核外的。电子在吸收一个或几个光子以后质量增加，形成新的电子。我们先考虑指向核外的扰动。设电子在吸收一个或几个光子以后质量增加为M+Δm，与原子核相距R+Δr，我们知道，一定质量的电子总有与一条特定轨道与之对应，比如电子的质量为M时其轨道半径为R，那么当电子质量为M+Δm时就可能停留在半径为R+Δr的轨道。但这里我们少考虑了一个条件，那就是质量为M+Δm的电子的结合能。我们知道电子在每秒内会受到许多光子的扰动，假设质量为M+Δm的电子运行在半径为R+Δr的轨道上，若它受到一个指向原子核的扰动，离核距离变为R+Δr-r，此时原子核静电力对它的作用增强，若它的结合能小的话则电子立即裂变放出光子重新回到其原来的轨道R上；如果质量为M+Δm的电子内部的结合能非常小，以至于受到微小的扰动时立即裂变放出光子，那么它在半径为R+Δr的轨道上停留的时间也趋近于零，换句话说半径为R+Δr的轨道根本不存在；如果质量为M+Δm的电子内部的结合能非常大，以致于受到很大的扰动时它才裂变放出光子，那么电子就能够在半径为R+Δr的轨道上停留一段时间，这段时间就是原子的平均寿命。假设有一群电子处于同一激发态，由于每个电子受到的扰动情况不一样，有的电子受到的扰动大有的电子受到的扰动小，而只有电子受到足够大的扰动并运动到离核足够近的地方才会裂变放出光子，所以电子裂变回到基态的时间也不一样。处于同一激发态的原子的平均寿命和两个因素有关：一是电子的结合能，二是电子受到的扰动。电子内部的结合能与原子核“幻数”相似，只有特定质量的电子的结合能才是很大的，所以电子的轨道也是特定的、不连续的，其它质量的电子由于结合能很小，裂变时间极短，所以它们不可能稳定停留在原子中，也形成不了稳定轨道甚至根本就没有轨道。我们再来考虑指向原子核的扰动。设电子在吸收一个或几个光子以后质量增加为M+Δm，与原子核相距R-Δr，此时原子核对电子的静电力增强，电子立即裂变放出质量为Δm的光子，由前面的证明我们知道，此时电子的速度增大，离心力大于静电力，电子最终将停留在半径为R的稳定轨道上。也许有人会怀疑，这样看来电子可能存在的稳定轨道岂不是唯一的了？实际上由于电子在原子核外有几个不同的稳定质量，所以它也有几条稳定轨道，一定的质量总是与某一条特定轨道相对应。从这里我们可以看出，电子在原子核中的稳定轨道往往对应于电子结合能极大的质量，结合能小的质量由于在原子中不稳定因而不会形成稳定轨道。

5.电子结构与不同跃迁轨道

对于处于同一激发态的一群电子而言，设电子的质量为M+Δm，它们可能会有不同的跃迁轨道，放出的光子的能量(质量)也不同，但总是跃迁到离核近的电子放出的光子的能量(质量)大。电子从激发态回到基态的过程并不是先放出光子再回到基态，而是先回到比基态更近的地方放出光子然后才回到基态。当电子回到离核R-Δr处时，在静电力作用下电子裂变放出质量为Δm的光子，此时离心力大于静电力，电子将回到半径为R的稳定轨道上。那么电子为什么会有多条跃迁轨道呢？这说明处于同一激发态的电子内部结构(结合力)不同，有的结合力大，有的结合力小，结合力小的光子在离核较远的地方裂变，放出的光子能量也较小；结合力大的光子在离核较近的地方裂变，放出的光子能量也较大，电子的跃迁方式是由其内部结构决定的。同一质量的电子可能有多种裂变方式，再次向我们说明电子具有内部结构，在考虑原子光谱时一定要考虑电子的内部结构。处于激发态的电子在向基态跃迁时会发出光子；把原子的内层电子打掉以后外层电子会放出光子并向离核更近的轨道跃迁。这些现象启示我们：电子离核越近质量越小，电子离核越远质量越大。从这里也可以看出，电子质量越小其内部结合力越大。因为离核越近电子受到的静电力越大，而电子能够稳定存在说明其内部结合力越大。在同一个原子中，内层电子的质量小于外层电子的质量；同一个电子离核越近质量越小。

人们发射的人造卫星可以设定轨道，其轨道变化可以是连续的，但对原子核中的电子来说，其轨道变化则是不连续的。怎样理解这一点呢？让我们做一个假想实验。把两个带异种电荷的点电荷放置在一定远处，并且假定它们之间除了静电力以外不在受到其它力的作用，则最终它们将互相吸引在一起。无论怎样改变这两个电荷的质量、电量，结果都是相同的。这说明：用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。说到这里，好事者马上就会解释，因为宏观电荷物质波的波长极短而电子物质波的波长较大，所以用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。换一个角度来说，宏观物质和微观物质是有区别的，用宏观物质不能模拟微观物质。但区别究竟在哪里？一个是宏观物质而另一个是微观物质，这个解释近乎无聊了。还是让我们来仔细分析为什么用宏观电荷不可能模拟原子核和电子之间的作用力。我们知道，在静电力作用下，电子和原子核开始时相向运动，而后在磁力作用下沿着螺旋线相互靠近，正是由于原子核和电子之间的磁力使电子获得了绕原子核运动的切向加速度，并使整个原子处于稳定状态。那么，两个宏观点电荷之间的运动轨迹为什么是一条直线呢？这是因为宏观电荷的荷质比远远小于原子核和电子的荷质比，在静电力作用下宏观点电荷获得的最终速度也小得可怜，因此宏观点电荷之间因相对运动而产生的磁力也微乎其微，近似于零。所以宏观点电荷在静电力作用下表现为相向运动，其运动轨迹接近直线。从这里我们可以得出这样一个结论：虽然静电力作用在两个电荷的连心线上，但是仅在静电力作用下，电荷的运动轨迹不一定就是直线，两个电荷的荷质比越小，其运动轨迹越接近直线，反之则越接近曲线。那么，如果宏观点电荷的荷质比足够大甚至可以与原子核或电子相比时，是否可以用宏观点电荷模拟原子核和电子相之间的作用呢？也不能！如果宏观点电荷的荷质比足够大，甚至可以与原子核或电子相比，那么这样的两个异种电荷在静电力作用下会沿着螺旋线相互接近，最终会处于稳定状态，但由于宏观点电荷的质量不会发生变化，因此最多只能形成一条稳定轨道，而不可能象电子那样在原子核中有多条稳定轨道。

在多电子原子中，各电子间有什么主要区别呢？有人认为离核越近的电子能量越低，越不容易失去；离核越远电子能量越高越容易失去，但这还不是最主要的区别。多电子原子中各电子间最主要的区别在于它们的质量不同。离核越近的电子质量越小，离核越远的电子质量越大，同一个原子中没有两个质量相同的电子存在。在氢原子中也是电子离核越近质量越小，离核越远质量越大。

6.原子的吸收光谱和明线光谱

在原子的吸收光谱中，只有特定能量的光子才被电子吸收；在原子的明线光谱中，同样也只能发出特定能量的光子。于是人们认为电子只能吸收或发出特定能量的光子。我们知道，只要物体的温度在绝对零度以上，就会向外发射电磁波，物质的发射光谱是连续光谱。那么其它能量的光子是由哪一部分发出又是如何发出的呢？显然还是由电子发出的，因为原子核不可能发出光子。当我们用电子束轰击汞原子蒸汽时，可以发现当电子的能量为某些特定值时，汞原子强烈地吸收其能量；对于其它能量的电子汞原子只吸收其一部分能量。汞原子只吸收电子束的能量实际是汞原子中的电子吸收电子束的能量。可见，原子中的电子可以吸收各种能量(质量)，但对特定的能量(质量)吸收能力十分强。在原子的吸收光谱中，电子可以吸收各种能量的光子，只不过大部分光子被电子吸收后与电子的结合能并不大，受到微小的扰动后立即放出光子，由于该过程极短，所以当连续光通过原子蒸汽时，大部分光子被吸收后又很快放出，看起来似乎没有与原子作用，只有极少数具有特定能量的光子与电子的结合力极大，这类光子被吸收后要保持一段时间才可能放出，故吸收光谱会出现几条暗线。至于原子的明线光谱，与其说是明线光谱还不如说原子的发射光谱中有几条线特别亮。这是因为处于激发态的电子比别的能量状态的电子稳定，停留的时间较长，所以在一群原子中处于激发态的电子数目总比别的状态的电子数目多，因而它们发出的光也更亮一些。事实上原子的发射光谱不仅仅是明线光谱，明线光谱只是原子发射光谱中极个别的具有代表性的光子，原子几乎可以发出小于一定能量的任何光子。电子在原子中时刻不停地吸收各种能量的光子，由于电子与绝大部分光子的结合力都不大，所以电子也在时刻不停地放出各种能量的光子，因此物质的发射光谱往往是连续光谱。

许多人都认为原子只能吸收特定能量的光子，原子也只能放出几种特定能量的光子，因为他们看到原子的吸收光谱中仅有几条特定频率的暗线，而子的发射光谱也仅仅是几条特定频率的明线而已。其实这种看法是错误的。我们不妨这样分析，若原子只能吸收特定能量的光子，则只有特定能量的几种光子对物体具有明显的热效应，并且每种物质的敏感光子不同。实际上并非如此。我们知道，红外线具有显著的热效应，对任何物质都是如此。此外，物质的发射光谱是连续光谱，这也说明原子或分子的吸收（或发射）出的光子是广谱性的。为了充分理解这个问题，需要作进一步的说明。现代物理学指出：氢原子吸收的光子能量只能是13.6/n*n电子伏（这里n取自然数），也就是13.6、3.4、1.5……电子伏，并且认为对于10电子伏、3电子伏这样的其它能量的光子不会被电子吸收。我们认为：电子吸收的光子能量是连续的，对于10电子伏、3电子伏这样的其它能量的光子同样会被电子吸收，只不过电子吸收这些光子后，电子和光子的结合能不够大形不成稳定的轨道，所以电子又很快放出该光子，由于作用时间极短，以致于我们误认为电子没有吸收光子。换一个角度来考虑，当大量的原子吸收了能量连续的光子时，由于大部分电子与光子的结合力都不大，所以这些电子在极短的时间内（设为t）就会裂变放出光子，而能量为13.6、3.4、1.5……电子伏的光子与电子的结合力很大，所以电子裂变放出光子的时间也很长，如果这个时间是100t，则电子放出相应的光子也比其它光子亮100倍；如果这个时间是1000t，则电子放出相应的光子也比其它光子亮1000倍……，这样，在原子的明线光谱中自然就形成几条特殊的亮线了。由此我们得出一个结论：在原子的发射光谱中，任意一条谱线的亮度与处于相应激发态的原子的平均寿命成正比，原子的平均寿命越长，谱线的亮度越大；原子的平均寿命越短，线的亮度越小。当然这有个前提，那就是被原子吸收的连续光谱中各种能量的光子是平均分布的。

7.热现象的本质

由于电子时刻不停地受到光子的扰动，不断地吸收各种能量的光子，也不停地放出各种能量的光子，所以电子在原子核中并不是处于稳定状态，它的运动轨迹也不是正圆。一般来说，温度越高，电子受到的扰动越大，其运动轨迹偏离圆形的趋势越明显；温度越低，电子受到的扰动越小，电子的运动轨迹越接近圆(只有在绝对零度时，电子的运动轨迹才可能是正圆)。从这个意义上来说，原子模型可以看作是卢瑟福的行星模型和电子云模型的结合：温度越高，原子模型越接近行星模型；温度越低，原子模型越接近电子云模型(但在某一瞬间，电子在原子核中有确切的位置)。温度的高低反映了电子偏离稳定轨道程度的大小，单个原子(分子)也有温度。电子偏离圆形轨道的程度越大，表明该原子的温度越高，电子裂变后放出的能量也越大。所以温度升高时物体发出的电磁辐射向短波方向移动。对于温度一定的物体来说，它内部包含了大量的原子，这些原子中的电子由于受到的扰动大小不同，它们裂变放出光子的质量也不同，但大致满足正态分布，即发出的光子中能量特别大的和能量特别小的都是极少数。由前面的论述我们知道，电子在原子核中的能量大小并非定值：电子离核越远电势能越大，离核越近电势能越小。与宏观电荷一样，电子的电势能是其与原子核距离的函数，电子和原子核间的作用力服从库仑定律。温度越高，电子离核越远，电势能也越大，因而也越容易失去；温度越低，电子离核越近，电势能也越小，也越不容易失去。

什么是热现象呢？这似乎是不是问题的问题。人们通常认为：热现象是大量分子无规则运动的反映，温度越高分子的平均速率越大，温度越低分子的平均速率越小。果真如此吗？我们知道，太阳时刻不停地向外抛射高能粒子，这些粒子的速度接近光速，宇宙中其它恒星也在不停地向外抛射高能粒子，所以在宇宙空间任何地方，都有许多高能粒子正在做杂乱无章的运动，这些粒子的速度通常都接近光速或亚光速。这样看来宇宙空间的温度应该很高(至少比恒星内部高)，宇宙空间应该是很明亮的。但事实上，宇宙空间是漆黑的一团，温度只超过绝对零度一点。这说明粒子运动速度大未必温度就很高，物体的温度不是由组成它的原子(分子)的平均运动速度决定的。温度升高，原子(分子)的平均速度增大。但反过来，原子(分子)的平均速度增大并不意味着温度升高。我们知道，只要物体的温度在绝对零度以上就会向外辐射电磁波，而物质向外辐射电磁波的原因是电子受到扰动后在静电力作用下放出光子，并且光子受到的扰动越大放出的光子能量也越大，相应的物体的温度也越高。从这个意义上来说，原子是储存热量的最小单位，单个原子也有温度，因为它可以储存热能。但单个的带电粒子如质子、电子在不受外界任何扰动时，即便速度再大也不会向外界释放能量，因此它们都不能储存热能，因而也没有温度。应该看到，原子(分子)的高速运动所具有的能量仅仅是动能而不是热能，和宏观物体一样，速度大未必温度高。宏观物体的速度与其温度无关，原子(分子)也是如此。一个原子(分子)的速度比其它原子(分子)的速度大，只能说明它的动能大，储存的热能未必就多。热能仅储存于原子核和电子形成的原子体系中，两者中缺少任何一个都不能储存热能。在日常生活中我们用红外线(微波)加热而不用紫外线，紫外线的热效应远远小于红外线(微波)。这是因为红外线(微波)光子的质量小，和原子中电子的结合力大(包括内层电子)，而紫外线和原子中电子的结合力小(它几乎不与内层电子作用)，所以红外线往往容易被物体吸收，其热效应当然比紫外线强。

再进一步考虑，什么是热现象呢？热现象和温度之间有什么关系呢？我们认为：对一个物体而言，倘若它储存了热能它就有温度，并且它储存的热能越多它的温度就越高，反之则温度越低；倘若物体没有储存热能则它就没有温度或者说它的温度是绝对零度；倘若物体不能储存热能，则用温度来衡量该物体是没有意义的。我们知道，原子是储存热能的最基本单位，原子的热能实际上是储存在电子中的。单独的原子核、单独的电子都不能储存热能，所以单独的原子核、单独的电子都没有温度。同样的道理，光子也不能储存热能，它仅仅是热能的载体，因为单独的原子可以储存热能，所以单独的原子有温度，但由于单独的光子不能储存热能，所以单独的光子没有温度，不同能量的光子之间只有能量的差异而没有温度的差异，用温度来衡量光子是毫无意义的。倘若光子也有温度，则在太阳系中离太阳越近的空间温度就应该越高，离太阳越远的空间温度就应该越低，事实上完全不是这么回事。

物理理论论文篇6

作者在撰写《物理教学论》（广西教育出版社，l997年）时，力求在结构上有所突破，内容上有所创新，实践上有所启示，研究上有所加深。尝试构建新的体系。

从国际上“物理教学论”研究的内容看，物理概念的形成、物理问题的解决、物理方法的应用，是其中的核心内容。作为一位物理教师，最为关心的也是这些内容。但是，如果仅仅就概念形成来论述物理概念的形成，仅仅就问题解决来论述物理问题的解决，仅仅就方法应用来论述物理方法的应用，这容易使物理教学论的研究停留在较低的经验水平上。既然是物理教学论，就应当上升到较高的理论层次，必须探讨物理教学的概念、问题、方法的理论基础----认识论、系统论、结构论。

研究教学中的认识过程，不仅要涉及一般认识论，而且对青少年学生进行物理教学，必须研究发生认识论；为了培养学生的创造性思维能力，还必须进而研究发展认识论。认识论是物理教学的哲学基矗我们认为，把一般认识论、发生认识论、发展认识论，三者统一，用以研究物理教学论的哲学基础，才较为完备。

一般认识论是广义的，是适合于整个人类的认识论；皮亚杰的发生认识论，是狭义的，?适合于儿童（0--15岁）的认识论；本书作者提出的发展认识论，也是狭义的，是根据爱因斯坦关于科学创造的论述，提升出有关创造性思维的发展认识论。

现代科学中系统论的发展，大大深化了对认识论的研究。从系统论的观点去研究认识论，从认识论的观点去研究系统论，必然给我们许多新的启迪。作者在《系统科学与教育》一书中，将认识论与系统论结合起来进行研究，特别是从物理学的原理及公理体系中受到启发，提出了系统学的原理及公理体系。系统论的原理能够成为物理教学的科学基础，这已为许多物理教师所接受。

物理教学中的结构论，是应用系统论思想研究物理教学的具体成果之一。系统论的整体原理告诉我们：任何系统只有通过相互联系，形成整体结构，才能发挥整体功能。对物理学的知识而言，学生也只有认识物理学的整体结构，才能较好地掌握它，从而应用它，体现出物理知识的整体功能。虽然，中学阶段，物理学的知识结构从整体上看，尚不完备，但是，在物理教学中必须对物理学结构给予一定重视。结构论也是物理教学论的重要理论基础之一。

本书论述了物理教学的理论基础：认识论、系统论、结构论。这是本书的重要特点之一。

以物理教学的认识论、系统论、结构论为基础，来论述物理概念、问题、方法，其间还有不可忽视的起中介作用的模式、技术、艺术。以下三个公式是大家容易理解的：理论--模式--实践；科学--技术--生产；哲学--艺术--创作。由这三个公式可知：模式是理论与实践的中介，它在理论与实践之间架起桥梁；技术是科学与生产的中介，它在科学与生产之间架起桥梁；艺术是哲学与创作的中介，它在哲学与创作之间架起桥梁。由此可见，物理教学论必须研究对物理教学起中介作用的内容：物理教学的模式、技术、艺术。这是本书的重要特点之二。

上述思路，使我们形成了一个“物理教学论”的新的结构：第一是宏观层次----一般理论层次----论述物理教学的认识论、系统论、结构论；第二是中观层次----桥梁中介层次----探讨物理教学的模式、技术、艺术；第三是微观层次----具体应用层次----研究物理概念教学、物理问题教学、物理教学方法。这一新的结构，我们简称为“九章物理教学论”。这是本书的重要特点之三。

本书前三章的“宏观研究”，虽然着重于物理教学的认识论研究、系统论研究、结构论研究；但，仍落实在物理概念形成的模式，物理教学的结构，物理问题解决的方法。进而，在后三章的“微观研究”中，又更为具体地探讨物理概念形成、物理问题解决、物理教学方法。从“抽象”上升到“具体”。前后呼应，形成整体。

物理理论论文篇7

文中用大量无可否认的事实，全面、系统、严格地证明了量子力学——世界权威理论，纯系伪科学。其基本原理——【测不准原理】系反科学的理论，由此量子力学已把科学引入歧途，并使之陷于恶性循环不解之中！

由于量子力学已修成了诡辩内禀属性，任何单方面对其论说全然无效，必须给量子力学以全面充分曝光，所以篇幅显得较长。实乃：

有道僧是愚氓忧可训，

奈何量子愚氓胜和尚！

1991.01.01原作

2000.11.25修改

作者：可雪

第一章．世界是测得准的，并非测不准的

乍看，题目好象哲学的。不屑哲学，只谈物理。

大量研究表明，目前为止的实验已经给出物质世界准确信息，物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是，目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架——《量子力学》已经建成，剩下只是装修和美化了。

但经本文研究表明，《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚，往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈，实则以其昏昏使人昭昭！请看事实：

1.1关于“量子化”根源问题。

微观世界“量子化”已被证实，人们已经公认。但接踵而来的就是“量子化”根源问题，又机制怎样？这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾，翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄！

就是说，《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈“量子”的“科学”。其结果只能使原子结构凭空量子化，量子化则成为无源之水，无本之木。这就是目前物理科学之现状！

可有人，例如一位量子力学教授辩论时说：“量子化是电子自身固有属性，阴极射线中的电子能量也是量子化的”。

虽然，这量子力学家利用了“微小量子”数学“极限”概念进行诡辩，显得很聪明，但却误了人类物理学前程！

不可否认的事实是：阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变，决不表现量子化！这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末，原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题，作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学，由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然，作为理论物理决不可以！本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的，并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。1.2理论与实践关系问题

既然凭空将电子能量量子化，就难免臆造之嫌，所以《量子力学》就下意识往实验上靠――“符合”试验。然而，既下意识就难免拙劣，请看事实：

世界著名理论物理第六册——《量子力学》（文献[1]）中著：“量子力学，可建立于数个基本假定上，大体上这些基本假定分属两大项……，两项的假定便构成一量子力学完整系统”。

这明确表明，量子力学就是建立在基本假定上的（种种猜测）。“科学学”研究还表明：任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学！然而量子力学家们却娓娓动听说：“量子力学是建立在实验基础上的科学”。这不是弥天大谎么？！

文献[1]在建立对易关系：

pq－qp＝（?／i）E―――――――――（1）

时说：“这是一基本假定”。并告诫人们：“不可懂”！就是说（1）式不能用任何数学——物理方法导出，即：不否认这是一种猜测。然而，（1）式就是昭著世界的“波动方程”的基础，也就是量子力学的理论基础。

所以确切地说，量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识！

研究表明，量子力学所谓实验基础，首先在于德布罗意“物质波”理论。认真研究表明，物质波究竟是什么？德布罗意本人未有弄清，后人至今仍未弄清，又怎能说“建立在实验基础上”呢？！

研究表明，量子力学的实际过程是：德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象（猜测）（以下证明），提出“物质波”概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象（猜测）（以下证明），提出“波函数”（Ψ）概念，并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即（1）式上，便铸成了著名的“波动方程”——量子力学的理论基础：

（h2/2m）2Ψ+(E－V)Ψ＝0―――――（2）

由于量子力学凭空引进“波函数Ψ”，实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。

1.3量子力学诡辩伦理

1.3.1关于理论基础诡辩

以上及以下讨论都证明，量子力学是，由于缺乏了解，错误地估计了试验（以下严格证明），用了错误的基本假定（不能由任何合理方法导出）而形成的，错误理论。然而量子力学家们却口口声声：“量子力学是建立在实验基础上地科学”。这分明是在诡辩，再加上社会意识，量子力学又具备了狡辩能力。1.3.2关于物质波的狡辩

对于“物质波”概念，量子力学[1]应用了三个基本假定：其一假定“对易关系”即（1）式，由此构成量子力学骨架；其二假定“测不准原理”，由此编造了电子“几率云”图像；其三假定“波粒互补原理”，这种原理本身就是一种诡辩，因为“波粒二象性”问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出“波函数Ψ”并强加给电子。经如此之假定，电子便具备了神奇性质——量子力学家们的主观意识。

然而“波函数”的物理意义究竟是什么？量子力学家们着实应向人们交代清楚，遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义，量子力学家们也只是：你知、我知、天知、地知，凡人不可知。这分明是狡辩理论！

如果需要，量子力学（文献[1]）首先拿出：

2πa＝n――――――――――――――（3）

很明显式中2πa是粒子中心轨迹。于是说，物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者，但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法，言（3）式系近代物理概念，对此不能用经典概念理解。于是又出现：

1.3.3关于“经典”与“近代”狡辩

量子力学经常炫耀是近代科学理论，已经超脱经典，又不时贬低经典理论。

然而，以下讨论完全证明：量子力学除了主观臆造因素外，完全没有离开经典物理一步，也未超出经典物理一点，就连波函数Ψ的表达式（无例外）也完全是经典数学和经典力学关系式，并且以下用不可否认的事实——量子力学所犯经典错误，表明量子力学连经典理论也不通。所以，量子力学所谓超脱经典，正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说，量子力学不仅超脱经典，而且也超脱科学！1.3.4量子力学方法论狡辩

确切说，量子力学不能给波函数Ψ做出完整的真实物理学定义，但在理论中却轮番使用:①波函数Ψ表示粒子中心轨迹波动；②波函数Ψ表示粒子出现几率；③波函数Ψ表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念，又可各取所需，自然一切物理问题都“迎刃而解”了。

然而，量子力学同时又“有权”轮番否定这三种概念。但却不是自我否定，而是另一种需要——否定其它理论，其中包括真理。要指出的是，量子力学轮番使用三种概念，又轮番否定这三种概念，并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念，这是卖矛又卖盾的故事，连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多，这叫认识方法狡辩。

似这样，在哲学面前，用“建立在实验基础上”量子力学可以蒙混过关；其它科学由于研究任务不同，不会关心“量子化”根源，又由“领地”限制也无权过问波函数的真实意义；量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是，量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威！

1.4关于“符合”试验问题

以下将证明，量子力学所谓符合实验，实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测（以下揭示），并美其名曰“符合”试验。其实，对实验的真实物理过程并不清楚，又何谈相符呢？请看事实：

基于玻尔理论的成功，量子力学作两项重要推广。心理学原因，人们对这种推广又愿意接受。然而却出现本质性原则错误，请看：

1.4.1量子力学推广（一）

由于氢原子的试验电离能与玻尔理论真实能级相近，于是量子力学推广为：

试验电离能＝原子真实能级――――――――――（4）

将该式推广到多电子原子中显然很省力气，但这是严重错误。请看氦原子事实：

试验（文献［1］）测得氦原子两个电离能，这里分别用E1，E2表示为：

E1＝1.80(Rhc)＝24.58(ev)――――――――（5）

E2＝5.80(Rhc)＝79.01(ev)――――――――（6）

量子力学［1］认为这就是氦原子的两个真实能级。

若用E玻表示类氢氦离子基态能玻尔理论值，则

E玻＝54.42(ev)―――――――――――――（7）

显然下式成立：

E2＝E1＋E玻――――――――――――――（8）

该式明确表明E2不是氦原子的真实能级，因为其中包含有E1，即第一电离能。

那么，实验值E2即（8）式表示什么物理内容呢？

研究表明：要使氦原子第二电子电离，仪器必先付出能量E1＝24.58(ev)先使第一电子电离，这好比代价，氦原子于是变成类氢氦离子，其基态能为E玻＝54.42(ev)。要使它电离，仪器必须再付出与E玻相等的能量，才能使第2电子电离。那么仪器付出总能量必为E2＝E1＋E玻，这就是氦原子电离实验真实过程，由此不难结论：

1.4.2据电离实验本文结论

电离实验结论一：氢原子及类氢氦离子玻尔理论值正确。

电离实验结论二：目前电离能实验值≠原子真实能级。

电离实验结论三：所有元素最低能级皆为其类氢离子能级，不存在比这更低的能级。然而量子力学（文献［1］、［3］）却竞相用“微扰法”、“变分法”乃至用修正核电荷方法逼近计算这氦原子的“能级”E2：

E2＝5.80(Rhc)＝79.01(ev)――――――（9）

显然，量子力学这种下意识“符合”实验，拙劣以极，形同瞎子摸象！

这是由于量子力学对原子结构缺乏了解，又没有搞清电离实验真实物理过程所致。

对此，进一步证明如下，参见表（一）：

表（一）几个元素的类氢离子能级

原子序

元素

E1（ev）

E玻（ev）

E1＋E玻

E实（ev）

注

13

Al

5.986

2299.3799

2305.3569

2304

14

Si

8.151

2666.7364

2674.8874

2673

15

P

10.486

3061.3046

3071.7906

3070

16

S

10.360

3483.0843

3493.4443

3494

17

Cl

12.967

3932.0756

3945.0426

3946

18

Ar

15.759

4408.2786

4424.0376

4426

表中E1为元素第一电离能实验值，E玻为类氢离子基态能玻尔理论值，E实表示类氢离子电离能实验值，可见下式成立：

E实＝E1＋E玻―――――――――――――（10）

该式明确表明类氢离子电离能实验值E实不能直接代表其真实能级，因为E实中包含有E1（第一电离能）。有说这是巧合。然而表中六个元素都完全巧合必有规律，这种规律就是以上三条结论。实际上（9）、（10）二式等价，但（10）式只对表中几个元素成立。对于其它元素或其它情况问题变得更为复杂，不可一日而语。

这进一步证明了上述三条结论，再做如下推论：

1.4.3据电离试验本文推论

电离实验推论一：任何电离实验过程都是电子几经碰撞交换能量综合结果。注意氢原子的电离能与真实能级相近但并不相等的事实，因此

电离实验推论二：任何元素任何电离能目前实验值均不能直接代表原子的真实能级。

电离实验推论三：随着理论与技术进步将来完全可以试验直接测得原子的真实能级。

以上证明（4）式完全错误，然而量子力学对此未经证明却实际应用。可见，量子力学逻辑上粗糙、理论荒诞！

1.4.4量子力学推广（二）

根据玻尔理论的成功，量子力学（文献[4]）又作一项重要推广:认为多电子原子结构不同壳层K，L，M，N…中电子的量子数分别为n＝1,2,3,4…

显然，这种推广也很省力，然而也是严重错误！

参见图（1）氢原子的能级，这代表玻尔理论的成功。可是量子力学毫不思索原封不动将图（1）推广到多电子原子中。量子力学很善于做这种貌似合理实则谬之千里的推广。从中可见量子力学理论思维完全不具物理学素质。

稍经分析不难发现，图（1）所示物理意义可用图（2）类比。谁都知道图（2）表示的内容是三个人在同一时刻的官位（级），或者表示一个人在三个不同时期的官位。但决不表示一个人在同一时刻具有三种官位(级)。

那么图（1）也如此：或者表示在同一时刻三个氢原子的能级（画在一起），或者表示一个氢原子在三个不同时刻的能级。但图（1）决不表示在同一时刻氢原子有三个能级（注意氢原子只有唯一电子）。

要知道，这种认识上的差异将产生完全不同乃至相反的结论。同样，量子力学这种推广也未经证明而普遍应用。

研究表明，原子结构这种性质是由量子化根源决定的。量子力学对此一无所知，严彦却夸夸其谈什么“量子”、什么“力学”，实在误人不浅！

经量子力学如此推广，其结果必然使得原子结构——物质世界变得一塌糊涂。因之，物质结构必然由测得准变为测不准的了。这就是量子力学的【测不准原理】。稍经分析也不难发现【测不准原理】的哲学错误。

所以如上述，量子力学所谓符合实验，实际上是对实验进行貌似合理（但谬之千里）的猜测并作勇敢推广而已。

1.5关于【测不准原理】问题

如果人们要问，量子力学就会说：【测不准原理】是根据实验的总结。

根据什么实验？

还是根据“物质波”。

但须知，与其说世界公认量子力学是理论物理权威，毋宁说世界公认“波粒二象”性问题仍是世界性遗难问题。在此问题尚未彻底解决之前怎么可以总结呢？！

所以，在问题循环不解情况下，由于量子力学诡辩性及其狡辩能力，方才成为世界理论权威！以致人们对量子力学【测不准原理】的哲学错误丧失分辨能力。又由于这种错误原理隐藏在高深难懂的量子力学之中，常人不可涉才得以免遭非难。现在有必要给这错误原理充分揭露！

大量研究可以结论，目前为止的实验已经给出大部物理世界准确信息，这就是普朗克常数h

＝2π?给出的信息。根据这种信息，本文已经给出目前大部物理学问题以准确具体描述，其中包括目前困难问题，也包括“波粒二象”性问题。并且这种描述全部具有8位数字有效精度与并实验完全相符的结果，以下将做这种描述。这表明〖测得准原理〗成立（参见提要）。这就在事实上完全打了破了量子力学【测不准原理】的神话——鬼话！

然而量子力学由于缺乏了解又理论贫乏，却完全错误地应用了大自然给出的准确信息：

Δp·Δx≥（1/2）?―――――――――――（11）

这就是量子力学【测不准原理】的数学表达式。显然竟将大自然给出的准确信息——普朗克常数?作为测不准的量度，是乃天大谬误。

第二章普朗克常数给出物质世界准确信息

本文大量研究，现总结普朗克常数：

h＝2π?――――――――――――――――――（12）

给出的物质世界准确信息：

2.1?已经给出所有元素原子结构的准确信息

据此可以准确具体描述任何原子的真实结构，并都将与实验符合很好。文献[5]、[6]、[7]已经做了这种描述，这在事实上已经打破了量子力学【测不准原理】的神话——鬼话。2.2?已经给出任何微观粒子（质子、中子、电子、光子以及场粒子等）自身结构准确信息

例如，可以算得质子自身结构理论半径，以rP表示，准确为：

rP＝1.3214100×10-13(cm)―――――（13）

并可从能量、电荷、自旋、磁矩、元素周期率五方面算得完全相同的这一结果，已无可否认地证明这结果唯一正确。这是目前任何理论都办不到的！

又例如，可以算得电子自身结构理论半径，以re表示，准确为：

re＝2.9742175×10-14（cm）----------(14)

同样可证明此结果唯一正确（繁琐，略），量子力学对此望尘莫及。

2.3?已经给出普适常数Φ的准确信息

普适常数定义：任何光子的波长λ与发射该光子的电子在原子中的轨道半径r之比为常数，以Φ表示之，那么有：

Φ＝λ／r＝常量＝1／（ε。·α）

＝4π×137.03600＝1722.0451--------(15)

（说明：当电子跃迁为r∞时，轨道半径直接用r；当电子跃迁为rArB时，式中要用当量轨道半径，略。）

研究表明这是一个斩新的物理常数，虽无量纲，但具有丰富重要物理意义。由（15）式已经看出，普适常数Φ严格规定着光子和电子；以下还将看到，普适常数还严格规定着质子和中子以及粒子的磁矩及其“反常”。相形之下，量子力学竟将光速C称作“普适常数”，不知多么无聊！

此外，根据普适方程（见下）和普适常数Φ还可算得任何光子的形成机制、光子的尺寸、质量、能量、性质以及光子的自身内部结构。此类问题，由于量子力学【测不准原理】的限制，人们连想都不敢想。可见量子力学荒谬已极！并且，这种计算完全表明光子的粒子实在性，而所谓波动性只不过是粒子实在性的客观反映。

2.4?已经给出分子结构、晶体结构、固体性质、液体性质、气体性质等物质结构准确信息

本文如下普适方程可以变为：V＝n2?2／mr2――――――――――――（16）

式中V为引力势能，它将准确决定晶体晶格能；而r则决定晶体晶格常数（略）。

2.5?已经给出量子数n＝0,1,2,3…真实物理意义的准确信息

但在量子力学中，量子数n＝0,1,2,3…只表示自然数，除此之外无任何物理意义。大量研究可以结论：宏观温度T就是量子数n在统计意义上的单值函数，即：

T＝f（n）――――――――――――――（17）

研究还表明，对单个粒子（原子、分子）该式也严格成立，只不过对单个粒子（原子、分子）则无需统计。这已表明，微观粒子的温度也是“量子化”的，不能连续取值。此外还表明，任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学（文献［8］）却说：“对于个别分子，温度这个概念是毫无意义的”。这表明量子力学先天不足后天亏损，由理论贫乏导致理论错误！

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知，由气体状态方程可以导出绝对零度。那么，由普适方程即（20）式可以推出宇宙最低温度。并且，不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸，那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明，任何天体天文结构与原子一样，都只能有唯一稳态解，他们遵循完全相似的基本规律，也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知，据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构（位置、动能），但却实际上无穷多解，不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在，量子力学对此无能为力，只能缺省“上帝一次推动”说！。

宇宙正在膨胀，没有稳态解呀！有人说。

不管你膨胀（例如银河系）还是稳态（例如太阳系），哪怕你收缩，都逃不脱普适方程严格支配！也所以这叫：普适方程！

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于：若用强大火箭推动，改变任意行星（例如地球）轨道（黄道面内）半经大小，待火箭动力消失后，该行星（例如地球）将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定，也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算，可以得到太阳系的三个重要天文结构常数：K1、K2、K3，其中K1、K2是基本的，K3是导出的（略）。可惜，量子力学半个也不知！

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1：

K1＝Vi2·Ri＝常数

＝1.327×1026(达因·cm2／克)――――（18）

式中Vi为各行星轨道速度，Ri为各行星轨道半径。并且，由此可直接推出开普勒定律（略）。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2：

K2＝mi2·Vi2·Ri2/ri5＝常数

＝9.747×1049（克2／cm·秒2）―――(19)

式中mi为各行星质量，ri为各行星携带半径（定义：包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径）。

研究表明，太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸（包括大气）、轨道、速度以及轨道曲线性质，无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果，并由普适方程所确定。（说明：①普适方程计算天文结构要经过变换；本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。）2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下，物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见，普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容，量子力学所知无几。不仅如此，由于缺乏了解，量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见（11）式]。

现初步总结普朗克常数h＝2π?真实物理意义如下：

3.1?对宏观，谓最小能量单位。

这就是：E＝ω?＝(h，这由普朗克首先发现，并由此人们公认能量“量子化”。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明，?是微观能量交换的最大单位。研究表明，还有更小级别的量子化能量单位：（1/Φn）?，其中，n＝0,1,2,3…为量子数；而Φ＝1722.0451为普适常数即（15）式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示，那么有：Le＝n·?，其中n＝0，1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心，狄拉克用量子力学算得费米子（电子、质子）的自旋量皆为（1/2）?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认，原子核自身能量也是量子化的，其量子化的单位为?。

需要指出，原子核这种量子化状态并不是孤立的，然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明，原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界，尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系，遗憾的是所有理论均未能如此。并且，量子力学家们皆置此本职任务于不顾（可谓不务正业），而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹！

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明，原子核的量子能量状态首先作用到核外电子，而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配：

第一，核外所有电子同时受静电（库仑）引力能（场）支配，这种作用是经典的。在这种作用下，电子有落向原子核的趋势。

第二，原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此，原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且，这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因！也因此，核外所有电子的量子状态必与原子核一致，同一原子中核外所有电子的量子数必都相同，且都等与原子核的量子数。

也所以，量子力学认为原子不同壳层K，L，M，N…中电子的量子数分别为：n＝0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象！量子力学很善于这种猜测，又美其名曰“符合”试验。多么荒唐！

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用，这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程：

T＝（1/2）V――――――①

T＝E――――――――②―――（20）

E＝n2·?2／2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义，故称普适方程。研究表明，普适方程适于所有元素的原子结构，还适用于天体的结构，并且计算与实验真正符合很好（普适方程物理意义见下）。

3.7?表征任何粒子（含天体）间相互作用能量的最大量子化单位（还有更小单位）。

这不是简单推广，而有极为丰富的物理内容。例如，?将准确决定晶体结构，还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关，还将决定粒子的“反常磁矩”，附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容（准确具体证明待续）。

3.10?（普朗克常数）将贯穿于全部物理世界全部内容，其中包括宇宙的爆炸和膨胀，光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题，核力与弱力问题等无一例外。

然而量子力学一无所知，严彦却夸夸其谈，自欺欺人又听不得不同意见。认真地研究表明，量子力学并未解决任何实质性物理学问题。量自力学的贡献主要在于在人类文明史上建立一个永久性纪念碑——【测不准原理】——科学史上奇耻大辱！历史将证明这是对量子力学恰如其分的评价。

上述可见，普朗克常数h＝2π?已经揭示并将揭示大自然内在本质规律…

第四章大自然（物质世界）内在本质规律一

大量研究，现总结普朗克常数已经揭示的大自然内在本质规律。对这些规律，量子力学完全科盲！

4.1大自然内在本质规律之一——辐射能场客观存在

注意教材书（文献［9］）已有“辐射场”及“能量场”的物理学概念。但囿于理论局限，使得教材书对这种场的描述是静止的（机械的）、孤立的（与物质世界无必然联系的）、无源的（原因不清），因而也是抽象的（没有物理意义的）。

上已证明，原子中能量量子化的根源是原子核，量子化是原子核自身性质。值得物理学注意的是，原子核这种性质并不孤立存在，它同时还严格地规定着所有外部世界。因而使得电子、原子、分子、物体、天体、宇宙都只能有唯一稳态位置和结构。这就是大自然最基本的内在本质规律。也就是普适方程即（20）式所揭示的规律。

那末，具体规律是什么呢？请看：

4.2辐射能场（存在）定理

研究表明，辐射能场准确存在可用定理表述。

〖辐射能场定理〗:任何粒子（含场粒子及天体，无例外，下同）在其周围都形成（存在）一种辐射能场，这种辐射能场可用普朗克常数?和量子数n＝0,1,2,3…准确具体描述。在微观辐射能场表现为量子化，在宏观则表现为大量粒子的简并统计结果。

4.3辐射能场实质

辐射能场实质系以粒子为中心，向周围空间抛射场粒子流（这里主旨中性场粒子流，对于电磁场当有别论），这种场粒子流经电子集约化就成了光子。研究也表明，任何光子包括X射线都准确如此。参见（15）式，据此不难描述任何光子的自身结构。并且可以证明任何光子的静止（如可能）质量均不为零。认为光子静止质量为零，还是量子力学根据“相对论”瞎子摸象猜测结果。

这已表明光子的真实粒子性。并可准确具体证明，所谓波动性实际上是普朗克常数与量子数相互作用的一种客观表象，任何光子都不存在任何物理意义上的波动属性。

4.4辐射能场形象

研究表明，辐射能场形象与点光源的光通量完全一致。对于原子核，其辐射能场可用图（3）准确表示：

图中箭头方向表示辐射能流方向，其线密度表示能流密度，n为量子数。

4.5辐射能场性质

研究表明，辐射能场实质系以光速抛射场粒子流（粒子上限为中微子），故，辐射能场具有排它性。原子核的辐射能场首先排斥核外所有电子，任何电子也因此未能落到核上，这是事实。所以，电子未能落到核上量子力学的任何解释都只能是自欺欺人的胡言乱语！也所以，玻尔对电子的担心完全多余。

需要指出，辐射能场这种排斥作用，通常主要表现为能量形式。相形之下排斥力效应很小，一般可忽略。这与太阳光辐射的能量效应十分明显，而太阳光的压力效应十分微小，完全相似。不过在研究宇宙膨胀时，完全不可忽略天体辐射的斥力效应。就是说，“宇宙斥力”存在。然，囿于历史和理论局限，爱因斯坦在提出宇宙斥力概念后，又不得不自我否定。

4.6原子核辐射能场数学表达式

大量研究表明，原子核（质子）的辐射能场数学表达式准确为：

E＝n2·h2／2mP·r2――――――――(21)

式中h为普朗克常数，n为量子数，mP为质子质量，距离为r＝0∞，需指出，辐射能场场强E具有能量量纲（这是因为使用因子h结果），其数值则为r处单位面积上的能量。

注意：该式与（64）式有必然联系，但物理意义微妙不同，且具有丰富物理内容（略）。

研究还表明，由此电子所得到的原子核辐射能场能量准确地为：E＝n2·?2／2me·r2―――――――(22)

注意：这也就是玻尔量子化条件。

式中me为电子质量，不难看出普朗克常数h＝2π?紧密地联系着质子和电子。

已很明显，量子力学与玻尔相比，玻尔正确，量子力学谬误！

并且由（21）、（22）式不难看出，当量子数n＝0时，E＝0。需指出，这是物质结构非常状态。参见图（3），在n＝0时，原子核没有了辐射能场，原子核不再有排斥电子的能力。于是，电子必然落到核上。研究表明，这就是宇宙到达最低温度——宇宙奇点的情况。于是，原子中发生比核反应还强烈的变化，结果原子爆炸——物质爆炸——宇宙爆炸！这就是宇宙爆炸原因，由此也不难了解宇宙过去。

可悲的是，量子力学竟将量子数n＝0也定义为原子的一种稳定状态。可歌呼？可泣乎？灾难，罪过！阿们——

4.7辐射能场的实验验证

4.7.1太阳的辐射本领已足够大

目前世界公认太阳发射本领（文献[2]）为3.8×1033（尔格/秒），这相当于太阳每秒抛射出质量为m＝4.2×109(千克)物质。但如上可知，太阳实际发射本领远大于此。因为太阳光仅是辐射能流的一部分，这种能流粒子上限为中微子。

4.7.2宇宙正在膨胀

宇宙正在膨胀，表明“宇宙斥力”存在，这是宇宙中心辐射能场性质。宇宙正在膨胀恰系宇宙中心辐射能场的客观真实写照（或曰照片）。4.7.3“太阳风”的存在

文献［10］介绍的“太阳风”正是本文定义的太阳辐射能场，太阳风就是太阳辐射能场的客观真实写照。该文献给出了对太阳风考察的卫星实际探测结果（文献图示略）。这可谓太阳辐射能场的真实实验验证。

4.7.4第四个验证是，任何原子中任何电子均未能落到核上，这是事实

不仅如此，人为方法：高能阴极射线、X射线或高能加速器也很难将电子打到原子核上。这绝非因碰撞截面太小，总会有几率。实际上正是由于原子核具有排它性的辐射能场排斥效应所致。由（22）式可见，电子得到的原子核排斥能与距离平方成反比例。在核半径处排斥能十分巨大，以致可忽略静电引力能。简单计算表明，电子必须具有200倍C(光速)才可能到达核半径处。也因此，玻尔对电子的担心完全多余！

需要指出，对此类问题，量子力学仍会故伎重演——狡辩。但经如上及以下分析论证，量子力学纯系主观臆造，对物理学实质问题全然无知，已经使得量子力学的狡辩不再有任何效力。

4.7.5第五个验证是人们熟悉的，然而又不熟悉的，这就是气体压力

量子力学会立即反驳说：“气体压力来自分子热运动和碰撞”（文献[8]）。需指出，这种解释充其量只能算作表面化非本质解释，作为哲学或市民语言尚可，但不能作为物理学家语言。在严格物理意义上说这种解释是自欺欺人的。这种解释实际上并不清楚分子热运动的实质和根源，更不知温度对单个分子的意义是什么。量子力学（文献[8]）以公开宣称：“对单个分子温度没有任何意义”。

这是因为量子力学有一剂灵丹妙药——波函数Ψ——量子力学家主观意识，就可以包治百病。温度与这灵丹妙药无任何联系，在灵丹妙药中没任何位置，所以温度没有用处。也所以量子力学结论：对于单个分子，温度没有意义。

但是，只要神经不错乱，人人都懂得，既然宏观温度是大量分子集体贡献，怎么能说单个分子没有贡献？单个分子又怎能摆脱温度环境？这与人对社会贡献完全一致，能说个人对社会的贡献没有意义吗？！

大量研究已经表明，温度概念同样也有极为丰富的物理内容。温度问题同样也贯穿全部物理世界全部内容。并对此可做如下结论：

普朗克常数h＝2π?与量子数n＝0,1,2,3…好比一对孪生兄弟，他们共同贯穿全部物理世界全部内容，并且，宏观温度T就是量子数n＝0,1,2,3…的照片。

注意，此结论在确切物理意义上正确。

研究还表明：分子热运动及分子间斥力的实际根源正在于原子（核）间排斥能场相互作用的结果。并可得以下具体结果：PV＝∑Ei――――――――――――――――(23)

式中PV为气体压力势能，Ei为单个气体分子的辐射能场能量（推导略）。这种严格关系唯一证明分子（原子）辐射能场客观存在。此时并唯有此时辐射能场的排斥力效应也十分明显，这就是气体压力。

第五章大自然内在本质规律二

5.1大自然内在本质规律之二——潜动能客观存在

研究还表明，这种规律正确存在也可用定理表述：

5.2潜动能定理

〖潜动能定理〗：任何质量为m的物体（含场粒子及天体）当以速度V运动时，必有潜动能存在。若以符号T2表示则为：

T2＝（1/2）mV2―――――――――――（24）

可见，潜动能在数值上与物体经典动能（机械动能）相等。现将经典动能定义为显动能，并以符号T1表示之：

T1＝T2＝（1/2）mV2――――――――（25）

那么，可以定义物体运动全动能，以符号Tm表示则为：

Tm＝T1＋T2＝mV2―――――――――（26）

如果，质量m以光速C运动，其全动能必为：

Tm＝mC2＝E―――――――――――（27）

看！这就是遐迩闻名的爱因斯坦质能关系。这已表明，爱因斯坦质能关系只不过是物体（粒子）运动全动能之特例！然而，不仅爱因斯坦本人，而且后人至今都不清楚质能关系的物理意义。可（27）式中E＝mC2的物理意义是再清楚不过了！

5.3潜动能的物理意义

研究表明，潜动能普遍客观存在，实际上它是物体（粒子）运动时的伴随能量。由于潜在性，低速时或直观上人们难以发觉。只有在高速时才明显表现出来，所以人们至今尚不知晓。

研究表明，潜动能实质也是一种辐射能场，这种场粒子上限亦为中微子，对中微子目前尚不能检测，这也是人们尚未发现潜动能的直接原因。

需指出，温度为T的物体当以速度V运动时，同时存在辐射能场及潜动能能场，两种能场分别可测并须分别描述。但是，以下将完全证明原子核的辐射能场实际上就是原子核自旋潜动能。由此也证明潜动能普遍客观存在。

也所以潜动能的能量效应较其压力（即动量）效应明显，尤其当速度V＜＜C时，人们无法观测到这种动量效应。然而当物体速度接近光速（VC）时，潜动能的能量效应与动量效应均不可忽略。这时潜动能的能量效应形成爱因斯坦的质能关系事实；而其动量效应则形成“物质波”的事实。这就是“物质波”的本来面目和真实内容。

5.4潜动能的实验验证

5.4.1回旋加速器的验证

文献[10]介绍：“电子在回旋加速器中，任何瞬间，轨道平均磁场的增量必须是轨道上磁场增量的2倍”。即：

dBave＝2dB―――――――――――――-（28）

这无疑表明本文如上全动能成立，亦即表明潜动能客观存在。

5.4.2电子在加速器中同步辐射光

电子在加速器中同步辐射光能正是电子运动的潜动能，并且，电子同步辐射光的波长λ为：

λ＝h·c／E――――――――――――――（29）

注意：式中能量E是电子同步辐射光能量，也就是电子的潜动能。

5.4.3地球的潜动能

地球有潜动能？从没听说过！有人说。

不错，但经本文由普适方程已经计算出地球确有潜动能：月球的存在给出完全的证明。因为本文对月球的计算表明，普适方程不仅适用于太阳系，而且适于地（球）——月（球）结构。并且，对月球的计算，得出两个重要结果：①由普适方程计算月球绕地（球）轨道半径与天文观测（文献［2］）的误差小于1％；②由普适方程计算得出——月球是颗裸星。这已是个奇迹，目前为止任何理论都办不到！

这种结果无疑表明：

第一，地球所得到的太阳辐射能刚好等于地球轨道动能，也刚好等于地球的潜动能。于是，地球能量处于一种动平衡中。这表明，月球绕地（球）轨道受地球潜动能严格支配，亦即受地球轨道动能严格支配，亦即受太阳能量严格支配。不仅如此，太阳以此严格支配着系内所有天体（无例外）的运行（位置、动能、尺寸、质量以及轨道曲线性质）。

第二，地球运动潜动能客观存在，在数值上准确等于地球轨道运行动能。故〖潜动能定理〗成立！

第三，“物质波”就是本文所定义的“潜动能”。

第四，普适方程无条件成立！

5.4.4X射线韧致辐射

周知，X射线韧致辐射最短波长λmin为：

λmin＝h·c／E－―――――――――――（30）

式中E为外加能量，在数值上等于电子显动能，也等于潜动能。需要指出的是，电子只能放出潜动能形成所谓的“波长”：λ。而电子的显动能与宏观物体的机械动能一样：只能直接作机械功，不能直接成为辐射能。量子力学对此问题“心不在肝”！

所以，（30）式的真实物理内容是：电子放出潜动能形成所谓波长：λ，这证明潜动能客观存在。可是，量子力学，还有德布罗意，把这称为“物质波”！

还要注意：由（30）式可见，韧致辐射最短波长λmin连续可变，这已完全表明电子能量连续可变。再一次证明“量子化”并非电子自身固有属性。

第六章物质波及其实质

6.1究竟物质波是什么

谈物质波问题，恰进入量子力学权威领地。作为权威，理应对此做出科学合理解释。遗憾的是虽经近百年发展量子力学仍满足于对物理现象作似是而非的猜测，量子力学的“波函数”概念正是对“物质波”现象的猜测，并强加给电子。

下面考察物质波。

德布罗意“物质波波长”表达式为：

λ＝h／p――――――――――――――――（31）

该式表示什么物理意义呢？

认真研究表明：虽然λ具有长度量纲，但并不表征任何长度物理量，只能表征粒子动量p的反比量度。之所以具有长度量纲，是因为动量p反比量度的单位取h的结果。除此之外（31）式不再有其他物理意义，或将其变化如下：

λ＝h／p＝hv／pv＝hv／mv2＝hv／Em―――（32）

式中Em＝Tm为前文定义的粒子运动“全动能”，这表明λ亦可表征粒子运动全动能的反比量度，或者说是对潜动能的一种量度。所以可结论：

6.2物质波实质

第一，“物质波”波长只能表征粒子运动时的动量效应或者潜动能，实质是潜动能的反比量度。除此之外（32）、（31）式不再有其它意义。

第二，“物质波波长”绝不表示粒子有任何物理意义上的“波动”性质！

第三，那又为何将λ定义为“波长”呢？研究表明，这还是在于量子力学的特长——富于猜想的结果：看到粒子（光子或电子）的干涉和衍射现象，联想宏观波动（水面波动）的干涉，于是猜想微观粒子（光子和电子）有一种说不清的波动性质。由此便将λ定义为“波长”。殊不知，宏观波动（水面波动）的干涉与微观粒子的干涉是完全不同的两回事。

研究表明，水面波动确系水面物质波动。而粒子（光子和电子）的干涉和衍射却完全是由普朗克常数?与量子数n(一对孪生兄弟)共同（技术）表演的结果。并可严格准确具体证明:粒子（光子或电子）的干涉条件中的自然数n＝0,1,2,3…恰为量子数n＝0,1,2,3…（略）。这是因为粒子的干涉和衍射现象是粒子与（量子化了的）物质场（辐射能场）相互作用的必然结果。

并且在本文已到达的深度——准确描述场粒子自身结构深度上说，仍未发现任何粒子有任何内禀波动属性。这说明根本不存在“物质波”。而德布罗意“物质波”概念恰在于粒子运动“潜动能”的事实。所以，与其说德布罗意发现了“物质波”，毋宁说他发现了粒子运动的潜动能。

之所以人们认为粒子具有波动性，客观原因在于人们对微观粒子，例如光子，几乎完全缺乏了解。也因之，目前为止，光子的“波粒二象性”问题仍属世界公认遗难问题之一！

第七章普适方程物理意义

7.1普适方程物理意义

普适方程物理意义可用图（4）

描述如下：

图中曲线①就是普适方程①

式，这代表大自然一种普遍基本规

律——相互吸引规律。式中T为

粒子（含天体）轨道动能，V为引

力势能。动能等与势能之半，这本是

经典物理内容。

曲线③就是普适方程③式，

这代表大自然另一种普遍基本规律

——相互排斥规律。式中E为粒子

（含天体）所得到的由辐射中心来的

辐射（排斥）能。

显然，曲线①是线性的，即引

力能V随距离r呈直线变化；而

排斥能E（曲线③）是双曲线。故，

两条曲线必相交，交点为②，即普适方程②式（T＝E）。这代表大自然第三种基本规律——普遍客观存在规律——两种相反作用永恒绝对平衡规律：既可以是稳态平衡，例如原子和太阳系；又可以是动态平衡，例如银河系及宇宙的膨胀（含宇宙爆炸）。并且牛顿力学在大自然中完全好用！量子力学对牛顿力学的非议纯属癔语糊勒！

7.2普适方程注释

第一，普适方程物理意义虽很宽广，但却真实具体，并不抽象。

第二，普适方程可以直接用来计算原子结构，计算天文结构须要变换（略）。

第三，已不难看出大自然（宇宙万物）没有任何东西能够（可以）逃脱普适方程规律的支配！所以这里用了“永恒绝对普遍”规律说法，不仅物理意义，而且哲学意义准确可靠。亦不难看出人类目前为止的哲学理论错误（略）！

第四，因此不难理解：普朗克常数及量子数好比一对孪生兄弟，他们共同贯穿全部物理世界全部内容！

研究表明，这已构成物理学最基本的定律——物理学奠基定律。以致物理学不得不另辟一章：

第八章物理学奠基定律

8.1物理学奠基定律

〖物理学奠基定律〗：普朗克常数h＝2π?与量子数n＝0,1,2,3…好比一对孪生兄弟，它们同时共同贯穿全部物理世界全部内容，无例外。

8.2奠基注释

大量研究表明，这不是简单推广。该定律普遍永恒绝对全天候成立！世界上找不到脱离这种定律的东西，人类的灵魂也不例外。因此，也没有能脱离〖物理学奠基定律〗的物理学。所以这叫〖物理学奠基定律〗，名副其实也！

第九章量子力学的猜测

上述可见，量子力学对一些基本物理学问题要么似是而非，要么一无所知，俨然却夸夸其谈。甚者竟反科学之道建立了【测不准原理】，于是使得科学陷于恶性循环不解之中。这就是目前科学活生生的现实！

现总结量子力学对科学的种种似是而非的猜测：

量子力学猜测一：（目前）试验电离能＝原子真实能级

量子力学猜测二：原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n＝0,1,2,3…

量子力学猜测三：粒子（物质）具有（一种朦胧的）波动属性

量子力学猜测四：“物质波”①是轨迹波；②是几率波；③是弥撒物质波包

量子力学猜测五：费米子（电子、质子）的自旋量皆为（1/2）?

量子力学猜测六：电子具有反常磁矩属性（闭着眼睛摸大象）（以下准确计算证明）

量子力学猜测七：物质世界是测不准的，且不可能测准的，并由此建立一种反科学的理论──【测不准原理】等等，仅举与本文有关七例。

以上及以下讨论充分证明《量子力学》完全错误，一无是处！并可对物理学做如下结论。

第十章物理学正论

10.1世界是粒子的（含场粒子及天体）。但任何粒子都不存在任何物理意义上的内禀波动属性。

10.2粒子能量是量子化的（包括天体）。但实际上根本不存在什么“量子”，即使将“量子”理解为“能量子”也不科学。（量子力学纯属虚构！）

10.3普朗克常数?及量子数n已给出并将给出全部物理世界准确信息，它们共同贯穿全部物理世界全部内容。

10.4任何粒子（含天体，电子，无例外）均不具反常磁矩内禀属性（以下给出具体计算严格证明）。

10.5物质世界是可测的，并完全可测准的，其准确程度完全取决于普朗克常数h＝2π?的准确度。

10.6电子、质子、中子都是经典粒子。附录中严格证明（这种证明本身就是物理学一种奇迹，量子力学望尘莫及）。

10.7目前为止，世界是经典的。所以，量子力学所谓超脱经典实际就是超脱科学！

以下附录是对全文的严格、具体证明。

第十一章附录：粒子及其磁矩问题

粒子物理问题，由于缺少直观经验，这给人们正确认识造成极大困难。然而量子力学的出现并没有帮助人们解决困难，反而给人们本来有限的认识能力又设置了人为的更难以逾越的障碍，这就是【测不准原理】。并把人们的认识能力禁锢在量子力学谬误之中。

目前为止的实验，已经验证粒子具有磁矩。但对粒子磁矩问题，量子力学由于缺乏了解，又为了“符合”试验，经常自觉不自觉混淆，有时偷换，普朗克常数的物理概念。这已使得量子力学对粒子磁矩问题的描述严重有诈！

以下用CGS和高斯单位制具体讨论：

11.1粒子磁矩问题的实验表达式

文献[10]中，粒子磁矩表达通式如下：

g＝(h／μ0H＝ω?／μ0H―――――――（33）

研究表明，该式可谓经验公式，因由试验而来，应当是正确表达式。

然而问题在于，量子力学对实验表达式的真实物理意义及实验的真实物理过程并不清楚。对表达式的理解也有错误，因而得出完全错误的结果和结论。

对于电子，（33）式可变为：

ge＝ωe?/μBH――――――――――――（34）

式中ge＝1.0011596被量子力学定义为电子的“反常磁矩”值，ωe为电子自旋磁矩在磁场中进动角频。并有：

μB＝γe?＝（e／2meC）?―――――――（35）

其中γe＝e／2meC――――――――――――(36)

那么有ge＝（ωe?/?H）÷γe――――――――(37)

可简为ge＝ωe/γeH―――――――――――（38）

这就是量子力学基本思路，并由此得出电子自旋磁矩错误结果。又将这种错误勇敢地推广到其它粒子和其他情况，这就错上加错。

需要指出，根据教科书概念，（36）式为电子轨道回旋比。量子力学又认为电子自旋回旋比为轨道回旋比的2倍，这是由于认为（实际是猜测）电子自旋量为（1/2）?的必然结果。也得出电子的朗德因子为2的结果，这是完全错误的（见下）。

以下讨论给出完全的证明：电子纯系经典粒子，并且其荷质比绝对均匀。

那么，对于这样的经典粒子——电子来说，不管其角动量如何变化其轨道回旋比与自旋回旋比永远相等（只要建立均匀荷质比的经典粒子模型，立即可证，略）。

考虑到量子力学错误因素在内，不影响以上及以下讨论。研究表明（38）式对电子仍然准确成立。

但量子力学错误主要表现在：

11.2量子力学所犯经典错误

量子力学所犯经典错误一：将g定义为磁矩“反常”因子。这表明量子力学缺乏了解又理论贫乏，犯指导方向错误。以下将给出g因子的真实物理意义和内容。

量子力学所犯经典错误二：认为费米子（电子、质子）的自旋量皆为（1/2）?，这是狄拉克根据量子力学计算的错误结果：实际上是与作为能量单位的?简单呼应导出结果，没有物理意义。因而是完全错误的。

量子力学所犯经典错误三：量子力学自觉不自觉混淆并滥用普朗克常数?的物理概念并偷换之，这叫偷换概念。注意，（37）式中分线上下都有?项。由（33）式可知：

(hω?＝E――――――――――――――（39）

这里?分明表示能量E的单位，这就是（37）式分线上面之?。而（37）式分线下面之?却是角动量的单位。两种完全不同的物理概念不容混淆，虽然它们的数值和量纲完全一致。

称职的物理学家在未有把握之前不会轻易消去?项。然而量子力学却毫不顾忌这么做了，那末所得结果必有诈！

量子力学所犯经典错误四：以下将证明量子力学完全不了解粒子磁矩实验的真实物理过程以及（33）、（38）式的真实物理意义。

那么，电子磁矩实验真实物理内容是什么呢？现将（34）式变化如下：

ωe＝（ge·H／?）μB――――――――――（40）注意，式中μB为玻尔磁子，系作为磁矩的单位出现，为常数；而?则作为能量的单位出现，亦为常数；因子ge也是常数。

那么，（40）式明确表明：ωe与H成正比，而与电子真实角动量无关（注意式中无有角动量物理量）。也就是说，无论电子真实角动量是多少，（40）式中的ωe都保持不变。

或者由（38）式得：

ωe＝ge·H·γe―――――――――――（41）

式中ge及γe均为常数，该式仍然表明ωe只与H成正比，与电子真实角动量无关。并请注意，这种认识上的差异将产生完全不同的结论。

由此可结论：由于粒子磁矩进动实验结果与粒子真实角动量这种无关性（注意：与实验无关，并非理论无关），因而这种试验就不能直接测得任何粒子真实磁矩。因为完全相反，粒子真实磁矩直接与角动量紧密（理论）相关（只要建立经典粒子模型立即可证）。并且研究表明，这一结论对任何粒子都成立。

然而，量子力学却由此直接得出“电子自旋磁矩”μe：

μe＝ge·μB―――――――――――――（42）

注意：这种结果，①偷换了常数?概念；②假定电子自旋量为（1/2）?；③并不了解ge因子的真实物理意义，因而是完全错误的结果。

然而，（41）式是有功劳的，它已经揭示出粒子磁矩问题的本质规律（量子力学全然不知）。并且，这种规律的正确性可用下述Ⅳ条磁矩定理表述。

11.3粒子磁矩定理Ⅰ

〖粒子磁矩定理Ⅰ〗:任何粒子（含场粒子及天体，下同）的磁矩问题都是经典问题，不存在任何非经典问题。

显然，此定理的证明，不可能立竿以毕。但是，本文如下仍将给出完全的证明！

这定理的证明本身就已是物理学奇迹之一。这已表明量子力学完全无聊！

11.4粒子磁矩定理Ⅱ

〖粒子磁矩定理Ⅱ〗：任何磁矩进动试验都不能直接测得任何粒子的真实磁矩。但玻尔磁子除外。

其实，上述讨论已经给出定理Ⅱ的证明。这是由于实验磁矩进动角频(ω)与粒子真实角动量(L)无关，而粒子真实磁矩(μ)却与粒子真实角动量(L)紧密直接相关（不可开胶）！

然而，量子力学竟然由实验直接得出粒子的磁矩结果。那么，这种结果必不真实，严重有诈！这表明，量子力学先天不足，后天空虚，已养成寄生性和猜测性。所谓寄生旨在寄生于经典物理，经典物理已清的，量子力学也清楚，并夸其谈而娓动听；经典物理未清的，量子力学也一无所知，不得不依赖对实验进行猜测——并美其名曰“符合”试验。

11.5粒子磁矩问题理论表达式

研究表明，为了要得到粒子真实磁矩，就必须建立磁矩问题的理论表达式。量子力学对此完全无能。本文大量研究，现给出粒子磁矩问题的准确理论表达式如下：

Kφ＝ω·L／μ·H――――――――――（43）

或为讨论方便变为：

ω＝Kφ·μ·H／L――――――――――（44）

注意，这种理论表达式的正确性，可用粒子磁矩定理Ⅲ表述如下：

11.6粒子磁矩定理Ⅲ

〖粒子磁矩定理Ⅲ〗：任何粒子（同上）不管公转还是自旋（旋转轴须平行），其磁矩在磁场中进动角频ω与粒子磁矩μ成正比，与外加磁场强度H成正比，与粒子角动量L成反比。其比例为常数。

若用符号Kφ表示这个常数，那么有：

Kφ＝1.0011596――――――――――――(45)

研究表明，Kφ为物质与物质场相互作用常数，并且这是所有粒子（含天体）的共性问题，绝非任何粒子（例如电子）所特有。任何粒子，无例外，都不具反常磁矩内禀属性，以下给出完全的证明。

研究还表明，理论表达式即（43）、（44）式具有普遍意义，对所有粒子（含天体）任何情况（公转和自转）都准确适用。并都将得到与实验完全相符的结果。

这一事实完全表明：

第一，粒子磁矩问题是共性问题。

第二，粒子磁矩问题确系经典问题。这表明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗成立（以下还将证明）。

11.7电子及其磁矩

作为物理学者，在将（34）式变为（38）式时不应忘记两件事：

11.7.1物理学者不应忘记第一件事

第一件事：由于混淆并（偷）更换常数?物理概念的结果，使得（38）式具有了完全特殊的意义。在于，（38）式却反映且唯能反映电子基态轨道磁矩真实情况。这是由于唯基态电子轨道运动角动量为?，也方可与作为能量单位的?相消。这么做的结果，使得磁矩实验只能直接测得电子基态轨道运动真实磁矩，且在数值上等于玻尔磁子μB：

μB＝ωe·?/ge·H――――――――――（46）

需指出，这是所有磁矩进动试验所能测得的唯一真实磁矩。除此之外任何粒子任何情况（公转和自转）的真实磁矩都不可能由磁矩进动实验直接得出（只要建立经典模型立即可证）！

（46）式也可由（34）式直接导出，但物理意义完全不同：在（34）式中，μB系作为磁矩的单位出现，为常数，?则作为能量的单位出现；而（46）式中μB则是电子基态轨道真实磁矩，而?为电子基态轨道运动真实角动量。

11.7.2电子快报

电子快报：

研究表明，（46）式又有引伸的重要物理意义（可谓物理学今古奇观）：在于由电子自旋的实验竟然得出电子轨道运动的真实磁矩μB；反而无论如何也不能直接测得电子的自旋真实磁矩。就是说，将电子自旋试验参数（自旋进动角频ωe、自旋试验场强H、自旋因子ge）代入（46）式，居然得出电子基态轨道运动真实磁矩μB！并且计算也表明，对其它轨道磁矩（38）式也适用。这便是值得物理学家注意的“电子快报”！于是有：

11.7.3电子磁矩问题的表达通式

因此，可以构造电子磁矩问题的表达通式：

μe＝ωe·Le／ge·H――――――――（47）

式中μe既表示电子的自旋磁矩，也表示轨道磁矩，Le则为对应的角动量。

11.7.4电子磁矩问题表达通式的应用

例一：用电子磁矩表达通式即（47）式求解电子轨道角动量为L2＝2?时的轨道磁矩μ2

解：将L2＝2?代入（47）式有：

μ2＝ωeLe／geH＝ωeL2／geH＝ωe·2?／geH＝2（ωe?／geH）

＝2μB（正确）

研究表明，对电子自旋（47）式当然成立，因为（34）～（38）式是系由自旋试验而来。只要将电子自旋真实角动量代入（47）式便得电子自旋真实磁矩（以下给出结果）。11.7.5庄严事实

庄严事实：

由电子自旋试验得到的结果即（38）式，却完全适用于电子任何情况（包括自旋各种状态，也包括轨道公转各种情况）。这已充分证明〖粒子磁矩定理Ⅲ〗成立，同时证明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗也成立。如果电子不是经典粒子，（47）式绝不会成立。

11.7.6一条真理

一条真理：

上述庄严事实展示一条真理，即下式成立：

ω自／ω公＝ωe／ωB1――――――（48）

式中用ω自表示电子自旋磁矩进动角频，亦即ωe；而ω公表示电子轨道磁矩进动角频，亦即ωB。研究表明这是〖粒子磁矩定理Ⅲ〗及〖粒子磁矩定理Ⅰ〗的必然结果！以下还将对(48)式进一步证明。

这种结果，唯一表明电子纯系经典粒子，因为只有经典的荷电粒子模型（并且荷质比均匀）才有（48）式结果（只要建立经典模型立即可证，略）。

11.7.7量子力学错误结果

然而，量子力学却得出与（48）式相悖的错误结果：

ωe／ωB＝μe／μB＝ge＝1.0011596―――（49）

显然，量子力学完全不知常数ge的真实物理意义。更不知：〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已无余地地指出，任何磁矩进动试验都不可能直接测得任何粒子的真实磁矩！然而，量子力学却直接得出（42）、（49）式结果。所以这种结果必不真实，严重有诈！

也显然，这种结果纯系根据实验比值瞎子摸象。又美其名曰“符合”试验，多荒唐！

11.7.8物理学者不应忘记第二件事——荷质比均匀问题

第二件事：电子（作为粒子）自身内部结构各点微荷质比是否均匀？如果微荷质比均匀，则（34）～（38）式均成立，反之都不成立。

这问题，只要建立经典模型立即可证（略）。同样可证明，如果粒子内部微荷质比不均匀对轨道公转磁矩影响甚微，可忽略；但对自旋磁矩影响显著，不可忽视（研究表明质子和中子正是这种情况）。然而，量子力学一律忽视！

以下对荷质比作定量讨论，需要定义。

微荷质比的定义：将粒子内部结构各点的真实荷质比定义为微荷质比，用符号q／m表之。

那么，如果粒子自身内部结构各点微荷质比点点相同，即：

q／m＝常数―――――――――――（50）

则被定义为：粒子自身内部结构荷质比均匀。

否则谓荷质比不均匀。

显然，此类问题量子力学显得力所不及。但值得庆幸的是，对电子来说大量研究表明（50）式准确成立。也正因如此，才允许（否则不允许）进行（35）～（38）式变换，才有（48）式结果。否则（48）式不会成立，也不会有（47）是正确结果。

此外，本文应用普适方程已准确推出电子自身内部结构（繁琐，略），这种结构也准确表明电子内部结构各点微荷质比点点相同。且有：

q／m＝常数＝e／me―――――――（51）

那么，以下〖粒子磁矩定理Ⅳ〗给（48）式以严格证明。

11.8粒子磁矩定理Ⅳ

〖粒子磁矩定理Ⅳ〗：任何粒子（同上）只要是经典的，如果（50）式成立，不管公转还是自旋下式总成立：

ω1/ω2＝q1／m1÷q2／m2－―――――（52）

式中q1／m1、q2／m2分别表示两种情况下的粒子平均荷质比；ω1、ω2分别表示两种情况下磁矩进动角频；下表“1”、“2”表示两种情况：其中包括两种粒子情况m1、m2，或者两种电荷q1、q2情况，或者表示同一粒子两种试验条件，或者表示自转与公转两种情况。

这表明（52）式的广泛适应性。它也表明粒子磁矩问题的共性，同时也表明离子磁矩问题的经典性。

只要建立经典模型，〖粒子磁矩定理Ⅳ〗立即可证（略）。需指出，〖粒子磁矩定理Ⅳ〗既可由理论表达式推导证明（略），也可由实验表达式推导（略）。

那么，将（52）式应用于电子的自旋与公转两种情况，则有：

ω1／ω2＝ω自／ω公＝ωe／ωB

＝q1／m1÷q2／m2――――――（53）

式中下标“1”表示电子自旋情况，下标“2”表示电子公转情况。于是：

q1／m1q2／m2e／me

那么有：ω自／ω公ωe／ωB1―――――――（54）

这表明（48）式成立，亦即表明电子自身内部荷质比均匀。

这再一次证明了电子问题的经典性质。如果电子不是经典粒子（54）式绝不成立。

至此，上述四条磁矩定理严格证毕。

那么，这就在事实上彻底打破了《量子力学》关于电子理论问题的神话——鬼话。

并且至此，已完全、充分、确切地证明了量子力学纯系伪科学（非任何偏见）。在哲学及物理学意义上说，此结论都严格准确。

11.9粒子磁矩理论表达式的应用

11.9.1用理论表达式计算电子轨道磁矩

例二，应用粒子磁矩理论表达式即（43）式求解电子基态轨道运动角动量为L1＝?时的轨道磁矩μB

解：由（43）及（54）式得

Kφ＝ωBL1／μBH＝ωe?/μBH――――（55）

那么μB＝ωe?/KφH―――――――――――（56）

式中Kφ＝ge（数值相等但物理意义不同）。显然，该式与（46）式等价。所以（56）式结果正确。这表明本文磁矩理论表达式正确成立。

也显然，对于其它轨道磁矩理论表达式都成立（略）。

那么，（55）式是一个很有用的式子，他好比粒子磁矩问题杠杆，由它可导出所有粒子所有情况（公转和自传）的真实磁矩。

11.9.2用理论表达式计算电子自旋真实磁矩

例三，用粒子磁矩理论表达式求解电子自旋真实磁矩:μe

解：将磁矩理论表达式用于电子自旋则有

Kφ＝ωeLe/μeH―――――――――――（57）

联立（55）、（57）二式则有

μe＝（ωeLe／ωB?）μB――――――（58）

由〖粒子磁矩定理Ⅳ〗及（48）式知：ωe＝ωB，故有：

μe＝（Le／?）μB―――――――――――（59）

只要将电子真实自旋角动量：Le

Le＝(1/401.16764)?―――――――――（60）

（这是本文大量研究结果，推导繁琐，略）代入（59）式便得电子自旋真实磁矩：μe

μe＝(1/401.16764)μB――――――――（61）

可有人不敢相信这(61)式结果。但是，（59）式必正确！

那么，为何量子力学猜测电子自旋量为（1/2）?，又能与实验“相符”呢？这是由于磁矩实验表达式即（34）～（38）式与电子真实角动量无关，不管电子真实角动量是多少，（34）与（38）二式总自洽成立。因此，量子力学诡称符合实验，实属欺诈！

下面考察质子。

11.10质子及其真实磁矩

考察质子磁矩立刻出现困难：却乏质子有关数据。

11.10.1质子结构数据

不过不要紧，本文大量研究已经给出质子自身结构准确描述，并在几方面都与实验完全相符。这种描述给出如下两个重要结果：

第一，质子自旋真实角动量以LP表示,则为：

LP＝h＝2π?＝6.6260755×10－27(尔格妙)―――（62）

第二，质子自旋理论半径以rP表示，则为：

rP＝1.324100×10－13（cm）――――――（63）

这两项结果推导繁琐，但以下仍将给出出其不意令人叹为观止的证明。

仿照电子，对质子做如下计算：

EP＝n2LP2/2mPrP2＝n2h2/2mPrP2―――（64）

式中mP为质子质量，n为量子数。将（63）、（62）式代入得：

EP＝n2×7.5163935×10－4（尔格）――――（65）

注意：式中数字恰为质子自旋动能，现以符号TP1表示：

TP1＝（1/2）mP·C2

＝7.5163935×10－4（尔格）――――――（66）

那么，据潜动能定理，质子必有潜动能，以TP2表示：

TP2＝TP1＝（1/2）mP·C2

＝7.5163935×10－4(尔格)―――（67）

那么，质子必有全动能以EPm表示：

EPm＝TP1＋TP2＝mP·C2

＝1.5032787×10－3（尔格）―――――（68）

这就是闻名遐迩的爱因斯坦“质能关系”式：E＝mC2――――――――――――――――（69）

这表明质子自旋速度恰为光速C，那么质子自旋角动量若以符号LP表示必为：

LP＝mP·C·rP＝6.6260755×10－27(尔格妙)

＝h＝2π?―――――――――――――（70）

如上计算表明，（63）、（62）二式必需同时成立。如果LP、rP中一项不成立，则上述计算都不成立。这可谓对质子结构数据初步证明，以下还将证明。

11.10.2质子世界

注意，（64）式有着极为丰富的物理内容。现将其变化如下

E＝n2h2/2mPr2――――――――――――（71）

这就是质子辐射能场准确数学表达式，式中r＝rP∞为距离，E的量纲为能量，但其数值为在r处单位面积上的能量，即能场强度。当距离从∞收缩至rP时，能量E恰为EP即（65）式，且此时质能关系式E＝mC2成立。这说明质子活动（自旋）范围为rP（自旋半径），亦即（63）式成立。

上述可见，质子世界的（作用）范围为r＝0∞。其中0rP为质子内部结构世界，而rP∞为质子（或原子核）的外部作用世界。

11.10.3量子化的根源

注意，（64）式及（71）式能量都是量子化的，并且，这就是世界量子化的真实根源！这是质子（原子核）的内禀属性。也并且，原子核（质子）以此严格规定并支配着所有外部世界：核外所有电子、原子、分子、晶体、固体、液体、气体、天体、宇宙的结构和性质，以及宇宙的历程。这些也都是大自然内在本质规律。

11.10.4质子与普适常数

根据经典物理，现将质子电荷库仑自举能用Epe表示，则：

Epe＝e2/2rP＝8.7296129×10－7（尔格）―――（72）

那么有：

EPm／Epe＝1722.0451＝Φ―――――――（73）

这也就是正文中的普适常数Φ之值，参见（15）式。式中EPm为质子全动能，即（68）式。可见，普适常数Φ还严格规定着质子。

注意：（15）式与（73）式是完全不同的计算，然而竟得出完全相同的结果，即普适常数Φ之值。这种令人叹为观止的结果，已完全表明本文对质子的计算无误。以上质子数据都成立。

11.10.5质子与反常磁矩

作如下计算：

（TP1＋TP2）／TP1＝1.0011614――――――（74）

这就是试验测得的“反常磁矩值”。注意文献［10］介绍：“试验测得电子反常磁矩值为1.0011609(±0.0000024)”。

再做如下计算：1＋1÷（Φ/2）＝1＋2/Φ＝1.0011614―――（75）

这就是普适常数Φ与反常磁矩的关系。

上述计算已经表明：

第一，谓反常磁矩值并非为电子所特有，而是物质间相互作用常数，为任何粒子（包括天体）所共有。

第二，本文关于质子结构数据的计算准确无误。

11.10.6质子的真实磁矩

有了上述准备，现在继续考察质子磁矩。但又出现困难：质子内部结构微荷质比是否均匀？不过不要紧：可以先假定其荷质比均匀，然后在研究处理。

那么，如果质子荷质比均匀，亦即假定（50）式对质子成立，就可将〖粒子磁矩定理Ⅳ〗应用于质子和电子两种粒子。必有：

ω1／ω2＝ωe／ωP＝q1／m1÷q2／m2＝e／me÷e／mP

＝mP／me―――――――――――（76）

式中用下标“1”表示电子，下标“2”表示质子，所以有：

ωe／ωP＝mP／me―――――――――――（77）

该式右端为质子与电子的质量之比，为：

mP／me＝1836.1528―――――――――――（78）

而（77）式左端，实验（文献[12]）已经测得：

ωe/ωP＝658.210688―――――――――（79）

然而，量子力学（文献［12］）错误地推荐此值为：

ωe／ωP＝μe／μP＝658.210688―――――（80）

显然，这是错误结果：第一因为，上述〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已无余地地指出，任何磁矩进动实验都不可能直接测得任何粒子的真实磁矩；第二因为，试验实际测得的数据是ω而不μ，

这表明（79）式正确无误，而（80）式错误。

回头再看，（77）式并不成立！究其原因恰在于：假设不合理。原来质子自身结构荷质比并不均匀！然而，不均匀程度如何？需作如下计算：

mP／me÷ωe/ωP＝1836.1528/658.201688

＝2.7896125――――（81）

注意：这就是质子内部结构荷质比不均匀程度。因为如果荷质比均匀，（77）式必成立（据磁矩定理Ⅳ）！而事实不成立，恰在于质子的荷质比不均匀（唯一原因）。故，（81）式准确表征质子荷质比不均匀程度。

若以符号gP表示质子荷质比不均匀因子（即不均程度），则有：

gP＝mP／me÷ωe/ωP＝2.7896125――――（82）

大量研究表明，此种关系对任何粒子都准确成立。

于是粒子荷质比不均因子（以符号g表示）的表达通式为：g＝m／me÷ωe/ω―――――――――――（83）

显然，这里的荷质不均因子与教科书中（文献［4］）朗德因子数值相近，但物理意义完全不同。若以符号g’表示朗德因子，则有：

Kφ＝g’／g＝1.0011596――――――――（84）

研究表明，（84）式对所有粒子都准确成立。那么，对质子则有：

Kφ＝gP’/gP＝2.79284386/2.7896125

＝1.0011596――――――（85）

看！质子也有了“反常磁矩值”：1.0011596。这种计算，再次打破了量子力学关于电子的神话——鬼话。

所以研究表明，Kφ＝1.0011596为物质与物质场相互作用常数（参见〖粒子磁矩定理Ⅲ〗），为任何粒子（包括天体）所共有。并不为电子所特有，因而不能表征磁矩“反常”。

那么，将磁矩理论表达式，即（43）式用于质子：

Kφ＝ωP·LP/μP·H―――――――――（86）

联立（55）、（86）二式有：

μP＝（ωP·LP／ωe·?）μB―――――――（87）

将（70）、（79）二式代入得；

μP＝(2π／658.210688)μB

＝8.8528430×10－23（尔格／高斯）―――（88）

这就是质子自旋真实磁矩！这是质子磁矩的第一种算法。用这种算法可以算得任何粒子的真实磁矩，下面介绍另种算法。

11.11粒子磁矩另一种算法

大量研究，下面给出粒子磁矩另种算法表达通式：

μ＝g·γ·L――――――――――――――（89）

研究表明，该式对所有粒子的磁矩都准确适用。虽然教科书中也有一模一样的公式，但物理意义大相径庭！

这里，L为粒子真实角动量；γ为所谓的回旋比，但对荷质比不均匀的粒子，γ已不再能表征真实回旋比，而只能表征平均荷质比概念；g则为荷质比不均因子，它表征粒子内部荷质比不均匀程度，为无量纲常数，可由实验测定，也可理论推导。并且有：

gg’/Kφ―――――――――――――――（90）

式中g’为教科书中的“朗德因子”。研究表明（89）、（90）二式对任何粒子（含天体），不管公转还是自转都严格成立。

11.11.1电子磁矩另一种算法

对于电子，（90）式变为：

ge＝ge’/Kφ＝1.0011596/1.00115961―――（91）

这里，电子的ge1，表征电子内部结构各点荷质比绝对均匀。并再次证明电子确系经典粒子。那么，以上所有计算均有效！

11.11.2用另种算法计算电子轨道磁矩

例四，用（89）式求解电子轨道角动量为L3＝3?时的轨道磁矩μ3

解：对于电子，ge1，γe＝e／（2meC），并将L3＝3?代入（89）式有

μ3＝（e／2meC）×3?＝3μB(正确)

11.11.3用另种算法计算电子自旋磁矩

例五，用（89）式求解电子自旋磁矩:μe

解:对于电子,ge1，γe＝e／（2meC），代入（89）式得

μe＝（e／2meC）Le＝（Le／?）μB―――（92）

此结果与（59）式全同，正确。

11.11.4质子和中子磁矩的另种算法略……

11.12结语

综上述可见：

第一，Ⅳ条〖磁矩定理〗完全是经典的。

第二，电子、质子、中子完全遵从Ⅳ条〖磁矩定理〗，这已无可辩驳地证明：电子、质子、中子完全是经典粒子。《量子力学》纯属主观臆造！

第三，本文《物理学正论》成立。

参考文献

[1]理论物理《量子力学》-----------吴大猷著（台湾）

[2]《物理量和天体物理量》-----------艾伦著（英）

[3]《关于氦原子的计算》-----------黄崇圣著（成都科技大学学报1980.6）

[4]《原子物理学》----------------诸圣麟著

[5]《氦原子光谱，兼谈原子结构》-----朱正拥著（铁岭师专学报1986.4）

[6]《18个元素的原子结构计算》------张奎元著（铁岭卫校校刊1988.1）

[7]《36个元素的原子结构计算》------陶宝元著（铁岭教育学院院刊1989.1-2）

[8]《物理学》(教材)---------------复旦大学编

[9]《电动力学》------------------郭硕鸿著

物理理论论文篇8

物权行为的概念公认为德国历史法学派代表人物萨维尼最早提出,他在柏林大学讲学时提出,以履行买卖契约或其他转移所有权为目的而践行的交付,并不是一种单纯的事实行为,而构成了一个特别的以转移所有权为目的的“物的契约”。萨维尼为了将交付从债权行为中抽离出来,特别赋予其以独立的意思表示(即以物权变动为直接内容的“物的合意”),这就成为物权行为概念和理论的演绎基础。从法律技术上看,创制物权行为概念的实际目的在于使物权行为与债权行为相分离,尤其是在法律效力上相分离,因此便发展出物权行为的独立性和无因性理论,这些理论与公示公信制度一道构成了物权行为理论的三大原则:

1.分离原则。根据萨维尼的主张,债权行为的效力在于使当事人承担债法上的权利和义务,并不能发生物权的变动,而要发生物权变动,必须另有一个以直接发生物权变动为目的的法律行为,即物权行为。因此,债权行为与物权行为各有其独立的意思表示和成立方式,它们是两个分离的、不同的法律行为。

2.形式主义原则。因为物权具有排他性,若无可以使公众知悉物权变动的外部征象,易造成对第三人的损害,并损及交易安全,因此必须在立法上确定以登记作为不动产物权变动的公示方式,以交付作为动产物权变动的公示方式。由此又发展出公信原则:“凡信赖物权变动的外部征象,认为有其物权存在而有所作为者,即使该征象与真实权利存在不符,法律对于信赖该征象的人亦加以保护”。（李湘如编著:《物权法》,中国广播电视出版社1993年版,第15页）

3.无因性原则。物权行为的无因性是指债权行为(原因行为)的无效或撤销不能导致物权行为(结果行为)的当然无效,所有权的受让人仍保留标的物的所有权,而出让人则丧失所有权返还请求权,只有不当得利返还请求权。

二、法律行为与事实行为的界定

自物权行为理论被1896年德国民法典采纳以来,迄今已历时百余年,但是该理论在各国法学界所引起的激烈批判和争议至今仍然尚未止息。这些争论大都局限于对其现实功效的评判,而缺乏深入的理论分析。无论支持者还是反对者都为自己设定了一个不证自明的前提:物权行为是一种法律行为。事实果真如此吗?笔者认为,对此不宜妄下结论,惟有深入探讨法律行为的若干重要问题之后,才能对此作出回答。

法律行为概念的创设曾被视为德国民法学最辉煌的成就,但同时它又是一个极端抽象、难以理解的概念。从法制史上看,严格意义上的法律行为概念便是在有约束力的意思表示无须靠即时交付来保障,并在时空上与后者相分离时才得以真正形成的。从德国民法学者对法律行为概念的描述中我们可以清楚地看到这一点。19世纪的多数德国学者认为,法律行为就是意思表示行为。尽管后来的德国学者原则上承认,意思表示仅仅是法律行为中某种更为基本的要素,具体的法律行为还可能包括其他事实要素,但是在理论上学者们从不否认:法律行为之本质乃意思表示。即使是现代德国民法学者,他们对于法律行为概念的表述也仅有用语上的改变而无实质性的变化,其目的仅在于强调法律行为与意思表示间具有包容关系。德国学者拉伦兹(Larenz)就认为,“法律行为是一项或几项行为,它们中至少有一项是旨在引起一定的法律后果的意愿表示”。尽管法律行为与意思表示不再同义使用,但是法律行为的本质是意思表示这一点却是无可否认的。也正是这一点决定了法律行为和事实行为的根本分野。行为是指有意识的活动,任何行为都具有主观意思和客观活动两个要素。法律行为的核心在于主观原因,客观行为的核心要素却在于客观活动,这一实质性区别决定了两者在特征上的一系列的差异:

第一,两者发生法律效果的方式不同。法律行为依当事人的意思表示而发生法律效果,这一法律效果源自法律行为对行为人意思自治的容认,即法律对法律行为产生的意思后果只能给予合法性评价,而非在内容上的事先假设和规定。与此相反,事实行为仅仅取决于法律规定,当事人实施行为并不具有追求某种法律效果的意图。或者说,这种意图的有无并不影响法律效果的发生,而只要符合一定的规定便能产生法律效果。

第二,法律行为只能产生法律效果,事实行为却能同时产生法律效果和事实效果。如,签订买卖合同是一种法律行为,它的法律后果是出卖人承担交付标的物义务而买受人承担支付价款的义务,但是事实效果——买受人成为标的物的所有人,出卖人成为价款的所有人——却并不随之发生。而拾得遗失物作为一种事实行为,其法律效果和事实效果是同时发生的,拾得人依法律规定取得该物的所有权是法律效果,拾得人对拾得物的实际占有则是事实效果。由此可见,法律行为的效力实际上来自法律的拟制,而事实行为的法律效果则以其事实效果为基础。

第三,法律行为是从事实行为中分离出来的,它离开事实行为则无独立的意义。从前述的法律行为概念产生的历程可以得知,法律行为产生的基础是设定权利义务的意思表示行为与履行义务的行为相分离,但分离只是针对“分步进行”而言,法律行为并不能离开事实行为而单独起作用,因为法律行为不发生事实效果,它所设定的权利义务只能通过事实行为才能得到切实的履行。因此不需要履行的行为不可能是法律行为。

第四,从事实构成来看,事实行为必须具有法定的构成要件,如此才能体现其客观性和法定性的特征。各国民法对事实行为一般作出详尽而直接的规定,内容涉及行为的主客观构成要件、持续状态及其产生的后果。事实行为的各构成要件有机联系,不相独立,惟有符合全部法律规定的行为才构成这一类的事实行为。而法律行为实质在于意思表示,从一定意义上说不存在事实构成问题,因为法律不可能对其意思表示作出具体的规定,而只能抽象概括其意思表示的合法范围。

第五,法律行为的主观意思和客观活动在内容上并不一致,再以买卖合同为例,合同当事人的主观意思是互易货物和价款,在客观活动上却表现为谈判和签订文书;事实行为的主观意思与客观活动在内容上则是概括一致的,一致才能构成相应的行为。在即时交易这种事实行为中,当事人的主观意思和客观活动都是指向交付货物和价款,不存在“表里不一”的现象。

从这些比较可以看出,事实行为的核心在于客观活动,其主观意思并无决定意义,仅仅影响事实行为的法律意义;与此相反,法律行为以意思表示为其必备因素和核心要件,其客观活动的意义主要在于承载或传达其主观意思,并使法律行为成为一种独立的行为,因为任何行为都必须具备主观意思和客观活动两个要件。相对于客观存在的事实行为而言,单纯以在当事人之间设定权利义务为目的的法律行为更接近于一种思想行为。因此它在本质上是法律虚拟的行为。

法律行为的产生具有重大意义,它是一种行为,同时又是一种作为行为的法律,它对当事人而言就是活的法律。我们可以从以下几个方面揭示法律行为的价值;第一,法律行为具有在当事人之间创设权利义务的功能,因而是法律实施的重要手段。由于实体法不可能穷尽现实所有的情况,而且无法适应社会的快速变化,法律为弥补这种缺陷,只好通过在法定的范围内赋予当事人的意思表示以法律效力而成为当事人之间权利义务的实质调整手段。这样法律行为就将抽象的、客观的权利义务落实为具体的、主观的、可实现的权利义务,从而弥补了实体法体系不确定性的缺陷。第二,法律行为是法律形成的一个必经阶段。考察法律规范产生的一般历程可发现,人们在从事个别行为的过程中逐渐抽象出为众人所认可的通用规则,并赋予其一定的强制力——这便是法律。其中法律行为对于形成法律的作用不容忽视。在民商法领域,人们正是从签订合同等法律行为中抽象出广泛适用的普遍性规范,而这些法律规范又构成一系列民商法律的基础。在行政法领域这一点也表现得非常明显,通常总是先有具体的行政行为存在,再在客观化普遍化之后上升为行政立法,最终形成法律。此外,尽管我国不承认判例法,但谁也不能否认,判决这种法律行为能为修改和制定法律积累经验。因为判决能检验法律在现实适用中的漏洞和不足,具有典型意义的判决更能直接为未来法律的修订提供指导作用。简而言之,法律行为的价值在于能在当事人之间创设新的权利义务关系,并在此过程中形成潜在的、新的法律。

以上论证有助于理解物权行为的性质归属问题。在笔者看来,物权行为在概念、效力、特征和价值等诸方面均与法律行为不符,绝无理由将物权行为归入法律行为的范畴。首先,物权行为不同于以意思表示为核心要件的法律行为。任何一种行为都必然具备主观意思和客观活动两个要素,因此本文并不否认物权行为中存在意思表示。但如果把物权行为定义为转移物权的合意,那么它只是某种行为的构成要素,尚不能构成独立的行为;既非行为,也就谈不上是什么“法律行为”了。如果将物权行为定义为物权合意和交付或登记相结合的行为,那么我们可以看到这更符合事实行为而非法律行为的特征。因为物权行为中的意思表示是法定的,当事人不能以意思自治为由法律规定,该意思表示的作用在于限定交付或登记的意义,因而仅被当作整个行为的构成要件之一,同时物权行为中意思表示的内容还受到债权行为中意思表示的严格限定,它不能自主设定超出债权合意范围之外的权利义务关系,因此物权行为中的意思表示因素完全不具备法律行为中意思表示因素的地位和作用,将两者混为一谈将损害法律行为概念的准确性。

其次,物权行为的法律效力源自法律规定,这与法律行为的本质是根本相悖的。法律行为调整方式本来就是作为法定主义方式的对立面而存在的。众所周知的物权法基本原则之一就是物权法定原则,即物权只能依照法律规定的权利义务类型设定或转移。对此即使是支持物权行为理论的学者也不得不承认,“依此原则,民事权利主体达成设立或转移一项物权的协议时,不可以依照法律行为自由的原则,——实质上即缔约自由原则,按自己的意思选定的形式和内容设定或转移权利,而只能按法定的形式设定或转移权利”。1这充分说明了,如果将物权行为归入法律行为之一类,必将导致物权法定原则与法律行为之间不可调和的冲突,因为物权法定原则的本义就是要排除当事人通过意思自治更改物权法律关系的效力,这是物权行为理论的支持者也无法否认的。

最后,从价值上看,物权行为并不具备在当事人之间设立权利义务关系的功能。因为根据物权法定原则,法律对物权变动的权利义务应作出明确而直接的规定,绝不存在引进当事人的意思表示予以调整的余地。

由此可见,物权变动行为实为一种事实行为,若要将其定义为法律行为则必然要片面夸大、扭曲物权变动中意思表示的效力,并引起物权法定原则与法律行为制度根本性的冲突。物权变动行为也不具备在当事人之间创设权利义务关系的效力,就其本质而言不符合法律行为的核心精神。从理论上说,创设物权行为这么一个与“法律行为”有种属关系的概念,只能导致法律行为概念本身的混乱,并在法律行为规则(如意思表示推定规则)的适用上引起一系列的矛盾。因此,物权行为概念虽然眩惑了不少聪明人的眼睛,但却只不过是一个“美丽的错误”。

三、物权行为无因性理论

仅仅证明物权行为概念在理论上的谬误尚不足以全盘否定物权行为理论,因为相当一部分学者推崇物权行为理论的原因不在于物权行为概念在法理上的价值,而在于物权行为无因性对交易安全的保护机能。可以说,物权行为理论的实践意义即在于其无因性原则,因此我们有必要对其进行深入的剖析,以期在实践的层面上了解物权行为是否有存在的价值。

就事实而言,任何有意义的法律行为都必然存在原因,而法律确认其有因或无因则体现了立法政策对该行为效力独立性的不同立场。因此“物权行为有因或无因,不仅是逻辑的关系,而且是一项由价值判断及利益衡量来决定的立法政策问题”。2德国民法典立法者正是为交易安全之目的,基于政策之考虑,而将原因从物权行为中抽离,使物权行为无因化。然而立法意图与真正的法律适用毕竟存在着距离,无因性的应有功能能否顺利在法律实践中实现并不存在显而易见的答案,而有待于更深层次的探讨。

物权行为无因性理论最为人所称道的功能,即是“物权交易的安全保护机能”,而正是这项机能决定了该理论有根本的存在价值。依据物权变动的无因构成,物权行为的效力不受原因行为瑕疵的影响,交易得以进行得安全、迅速、无后顾之忧。但在善意取得制度出现并获得制定法之确立后,物权行为无因性的交易保护功能便绝大部分为此制度所吸收。只是因“重大过失”而发现第一受让人取得原因有瑕疵而取得动产的人(第二受让人)可基于无因构成而获得保护;同时从对第一受让人的调查范围减少、交易容易化上考虑,善意取得制度不可弥补无因性构成的功能,因为善意取得之成立,以对前述取得原因之调查为必要。1赞成无因性的学者因此认为,第二受让人尽管有重大过失,但在无因性原则的保护下仍能取得动产所有权,且不负任何债法上的责任,这一点确实保护了交易完全。但是德国学者Heck对此一针见血地指出,交易之际应避免这样的重大过失,这正好是交易法原则的应有之义和基本要求,违反这种原则的基本要求来谈谋求动产交易的安全已完全没有必要。2而在公示公信原则获得普遍承认和确立的今天,物权交易的简单、快捷和安全的理想可籍此而轻易达到。即使确实存在非依无因性不能保护的领域,只要仔细考虑便可发现,这是无因性保护的不当扩大。最典型的莫过于第二受让人基于恶意(针对不动产而言)或基于重大过失(针对动产)不能受公信原则保护的场合。首先考察不动产场合,由于恶意第二受让人的行为在多数场合均构成侵权行为,因此其负有损害赔偿义务,根据德国民法典应返还标的物,这样无因性的不当扩大因受到相关法律的限制而仍不能保护第二受让人。3至于动产场合,前文已论及此种情况的悖理之处,在此不再重复。物权行为无因性的最后一项功能是减轻举证责任。

从物权行为无因性理论进入德国民法典的历史背景来考察,该理论是肩负摒弃不动产之实质审查主义的历史使命才于法律制度上确立来的。因为无因性理论使物权行为和债权行为在效力上相分离,于是不动产登记的审查范围就可仅限于物权变动本身,登记程序得以客观化和简便化,登记官员对私法交易的过分介入也被排除了。由此可见,在德国民法史上,物权行为无因性正是为了用来排除登记实质审查主义所带来的严重弊病才获得制定法之确立。4实际上,物权变动之客观化、明确化及随之而来的举证责任之减轻,严格而言系来自物权变动之公示方式——登记或交付所具有的功能,而不是来源于物权变动的无因构成。而物权行为无因性为登记实质主义奠定理论基础之后,已经可以功成身退,公示公信制度完全可以独立发挥减轻举证责任的作用。

物理理论论文篇9

马克思社会再生产理论与国家实物储备

商品储备问题是马克思关于再生产理论的一个重要问题，从理论上搞清楚商品储备存在的意义、商品储备产生的原因、商品储备的类型、规模、费用等问题，对进一步研究国家实物储备具有重要的指导意义。

社会再生产包括了生产、交换（流通）、分配、消费四个环节，生产是起点，消费是终点，交换和分配是中介，四个环节分别承担各自不同的经济职能，周而复始。物质产品并不是马上从社会再生产的前一个环节直接进入到下一个环节，中间要经过一定时间的停滞。在生产环节停滞就形成了生产储备，“生产过程和再生产过程的不断进行，要求一定量商品（生产资料）不断处在市场上，也就是形成储备”。生产储备又分为原材料储备和产成品储备，原材料储备是保证生产连续进行的物质条件，是企业主动的存储，产成品储备是生产的结果，是违反企业生产意愿的产品停滞，因为企业总是希望生产出来的产品能够迅速进入市场流通并为其实现剩余价值。产品在交换（流通）环节形成的停滞就形成了流通储备，流通储备是使市场供求关系得以平衡的必要条件，与生产储备一样，流通储备既是正常流通的条件同时也是流通的结果，作为流通条件的储备是商品连续销售的必要，是销售企业主动的存储，“没有商品储备，就没有商品流通”；而作为流通结果的商品储备大多是流通停滞，商品滞销的结果。消费储备一般是指消费者为了应急或者方便而进行的工作生活物资储备。

分配环节发生在交换价值实现之后，最终消费发生之前，在分配与消费环节之间形成的停滞就形成了分配储备，分配储备是没有马上用于消费的资金或物资停滞。由于市场经济以货币价值分配为主，因此分配储备主要以货币形态存在。居民个人把分配所得进行储备就是居民个人储蓄的来源；企业单位的分配储备就形成了企业储蓄；国家把分配所得的财政资金进行储备就形成了财政盈余；国家使用分配所得的财政资金购买物资进行储备就形成了国家物资储备，也可称为国家财政实物储备；国家把外贸所得的国际货币（主要是美元）进行储备就形成了外汇储备。作为发展中国家，财政收入的停滞大多被认为是一种无效浪费，但是坐吃山空不进行适当的储备又会给可持续发展带来危险，国家实物储备是没有马上进入政府投资或者消费而是作为财政后备的财政收入，与财政货币储备、社保基金、外汇储备一起构成财政后备。

根据以上分析，国家实物储备形成于分配环节，来源于国家参与社会再生产分配所得的财政收入，不直接以生产再生产为目的，是暂时或较长时间脱离了生产的后备产品，因此国家物资储备本质上属于财政范畴，也可称为财政实物储备。

国家财政论与国家实物储备

“国家财政论”、“国家分配论”是我国传统财政理论的主要流派之一，在对财政本质问题的研究方面，其区别于其他财政思想与观点的最具特色之处，当数它以马克思主义国家学说为依据，通过层层“剥笋”式的剖析，以财政活动满足国家职能的需要作为理论研究的起点，揭示出财政与国家之间所存在的本质联系。

国家分配论认为财政的本质是社会主义国家财政的本质……是无产阶级的国家为实现其职能，并以其为主体无偿地参与一部分社会产品或国民收人的分配所形成的一种分配关系，简称为以国家为主体的分配关系或财政分配关系。

国家财政理论虽然没有专门论述储备问题，但是它的理论体系对于储备理论的研究具有很重要的指导意义。在自然经济以粮食为主体的实物分配年代，实物储备的财政属性很容易理解，当时的国家无偿参与粮食等物资的实物分配从而形成了实物储备，“皇粮国税”说的就是以粮纳税，金文中的“贮”字，代表了地租与赋税双重含义，体现了租赋合一性质，当时的财政收入主要以粮食储备的形式存在；在实物分配与货币分配共存的年代，粮食储备来源的另一个重要环节是财政资金政府采购，当时的“国库”由“粮仓”和“钱仓”两部分组成；在市场经济条件下，国家不再掌握各种物资，国民收入分配不再直接分配实物，而是以货币分配为主，财政收入体现为货币价值形态，国家储备、财政收入主要以货币形式存在，财政占有了货币资金后，将一部分资金形成储备基金，通过商品采购获得所需实物（物资），形成了国家物资储备。

因此，从国家财政的角度看，国家实物储备的本质是以国家为主体的分配和实物积累关系，是国家为了实现其稳定和发展的职能而进行的后备性保险性实物积累，是国家财政的实物组成部分。由财政资金建立，是财政资金中停滞的部分，它与以货币形态体现的财政收入一样，是国家财政储备的实物形式，是国民财富的重要组成部分，有时甚至比货币更重要。

公共财政理论与国家实物储备

实物储备不仅在自然经济和封建经济中具有重要的作用，人类进入市场经济，实物储备依然发挥其独特的作用。在公共财政理论的基础上研究国家实物储备对建立市场经济条件下的国家物资储备体制有重要的指导意义。

（一）市场失灵与公共财政

市场失灵主要包括以下几种类型：

1.资源配置失灵。公共产品提供。公共产品具有供给（所有权）上的非竞争性和消费上的非排它性，使得每一个消费者都不愿意主动向生产者支付对价，也不愿意主动表露需求，于是就出现了“免费搭车”、“公地悲剧”，最后就出现了消费者不愿意表露需求，不愿意支付对价，追求利润最大化生产者不愿意提品，游离于公共产品之外，人人都无车可搭的局面，因此单靠市场难以有效提供公共产品。自然垄断和资本垄断。亚当•斯密描绘了一个完全竞争市场蓝图，“这种看不见的手的作用通常是同一切市场模式中最熟悉的模式，即完全竞争的模式联系在一起的……完全兑争的市场体制是完全分散的体制，有许许多多决策者在生产每种产品和劳务，除了在价格上做些微小的变动外，他们之中任何一个人都不能对价格发生显著的影响”。但是，在现实的全球化的市场经济中，自然垄断没有消失，大量卡特尔组织依然存在，资本垄断日益猖獗，在石油、矿产资源等至关重要原材料领域，大量金融资本涌入大宗商品市场并操纵价格，使得大宗商品的市场价格不再由市场供求双方决定，而是由金融寡头决定。由于交易价格经常大幅偏离帕累托最优的市场均衡价格，社会总福利受到损害。外部性。外部性是比公共产品含义更广泛的一个概念。所谓外部性是指由于外部性的存在，私人经济活动因生产成本上升而受损或因从他人处受益而得到额外利润，由于未将这些外部影响计入市场交易的成本价格之中，从而扭曲了市场机制。外部性可分为外部经济（正外部性）和外部不经济（负外部性），公共产品可被视为具有正外部性的“私人”物品，提供正外部性的行为人没有得到应有的收益，于是有了“公地悲剧”，市场机制无能为力。2.收入分配失灵。私有财产的继承制度使每个人的初始票赋悬殊，市场分配“优胜劣汰、按劳取酬”的标准看似公平高效却带来了贫富差距不断扩大，形成穷者越穷、富者越富的“马太效应”。即使在市场作用发挥得很好的地方，市场分配也很难实现对弱势群体的保护和社会公平。如果单凭市场分配而不加以适当的调控，将会引起社会经济的不稳定。

3.稳定性失灵。市场经济自身无法避免经济波动和经济周期，而市场经济下的企业和个人的顺周期理往往导致“合成谬误”，进而加剧周期的波动。在经济繁荣时期，市场前景看好，企业盲目扩大投资，个人增加消费，进而引发经济过热，通货膨胀，直至形成泡沫经济。一旦生产过剩、经济衰退，企业削减产量，个人减少支出，市场进一步萎缩，通货紧缩，经济更加萧条，甚至导致经济危机。在这种情况下，单靠市场机制的力量很难走出经济危机，因此需要政府进行宏观调控。

（二）国家实物储备的公共产品的属性分析

公共产品的存在是导致市场失灵的重要原因之一，它为政府干预和调节经济提供了重要依据。萨缪尔森在《公共支出的纯粹理论》（1954年）一文中给出了公共产品的两个本质特征：供给上的非排他性和消费上的非竞争性。供给上（所有权上）的非排他性指的是公共产品的拥有不会形成对他人的排斥，消费上的非竞争性指一个人对公共产品的消费不会影响他人对这一公共产品的同时消费，消费者之间不存在冲突，即增加额外一个人消费其边际成本为零。

市场中的生产者为了追逐利润最大化，必然尽量降低原材料和产成品的库存，更不会主动储备与生产和经营无关的物资。由此决定了承担着国防建设、赈灾备荒和宏观调控所需的国家实物储备领域存在着市场失灵，需要由政府来提供，或者政府颁布法律强制企业承担部分义务储备。国家储备的物资，从供给上看，具有非排他性；从消费上看，具有非竞争性。国家实物储备所提供的稳定应急服务，使全体国内公民受益，个人也无法拒绝服务，政府也无法排除拒绝付费的个人。政府进行物资储备，需要花费公共财政资金，储备不足可能在需要时造成社会危害，而规模过大也会增加公共财政负担，降低公共财政效率。由此可见，国家物资储备具备了典型的公共产品的属性，且按照作用和目的的不同可以分为纯公共品，如国防安全、赈灾备荒为目的的战备后备物资和半公共品，如以经济安全为目的的经济调控物资。

国家物资储备的公共产品属性还体现在国家储备的物资不受商品流通规律的制约和支配。商品流通要求加快商品周转，尽量压缩商品库存，以提高经济效益。但国家储备的物资一般不要求周转快，有些战略性资源还必须长期储存，尽量多储。国家储备的物资的多少是国家实力的体现。

（三）国家商品储备的公共财政职能

物理理论论文篇10

惯性是经典力学中的一个基本概念，同时它又是人们日常生活中的一个基础性观念，并且惯性问题也是经常被物理学界讨论的一个话题。可是，尽管经典力学经过了漫长的发展时期，大部分的物理教师在此问题上还存在着很多的混乱性，本文试从几个方面对惯性进行了讨论，望引起大家的共识。

一、惯性的意义

大家知道，惯性是物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。一个物体，只要不受外力作用，原来静止的就会一直静止下去，而原来运动的则会一直作匀速直线运动。这里的问题在于：惯性是否是物体的性质？依据牛顿第一运动定律，任何物体均具有惯性。因而，看来惯性不是被研究物体的性质，因为这一性质是一切物体所具有的，也就是说它与物体的个别特征无关。因而，惯性只能是存在的一个特征，是被研究对象周围的环境在此对象上的表现。换一句话说，它是存在于物体周围的一种条件，一种约束。

二、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关

通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由：质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化，物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使（或抗拒）物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力，而在于它的保持某种特定状态（静止或匀速直线运动）的本领。

惯性不是一种由个别物体自身所具备的原因（诚然，所有物体均会表现出惯性），它不是我们的一种吃力的、需要支撑的、痛苦感的反映，事实上，它是存在之美感的绽开。因而“惯性是物体对任何改变其运动状态的外来作用的阻抗的性质”这样一种说法就是不当的。因为这一注释还是从对牛顿第二定律的基本分析而来的，在这一注释中已经隐藏了牛顿第二定律及对惯性与物体质量等价的认同感。其实，惯性是一种令人十分安全的、舒适的、和谐的存在之性质，它使物体的存在行为非常简单，而人们也往往由于常见到这种存在的简单性而忽视了它的深层含义。静止的永远静止，运动的永远作匀速直线运动，惯性就是将存在如此单调而重复地显现在人们眼前。凡是背离了这两种物体的存在情况而用惯性去解释其存在原因的，作者以为均属一种不当的诡辩行为。可是这种诡辩行为不仅麻木了人的脑神经而且充斥着各种各样的教科书，我们来看一些下面的例子。

例1.惯性也有不利的一面，高速行驶的车辆因惯性而不能及时制动常造成交通事故。所以，在城市的市区，对机动车的车速都有一定的限制，以利于行车安全。 在这里，不能及时制动是由于惯性还是由于制动力不够大？略作思考，读者就可判断出是由于后者。将惯性看成一种破坏力是十分荒唐的。而发生交通事故的真正原因是，由于车辆质量较大，而相应的制动力在如此质量的物体上所产生的加速度很小，不能使车辆很快地减速，从而在短时间内停下来。倘若对于质量较大的车辆来说制动力也允许更大，那么作者认为还是可以在一定的时间内制动车辆的。

并且，这个例子中的“高速行驶的车辆”及“对机动车的车速都有一定的限制”的字句很容易使学生认为惯性和物体的运动速度有关。这对于初学者来说是一个很大的误导。

所有的老师都要求学生不要把惯性与惯性定律混为一谈，可是当我们的老师用动力学的观点来看待惯性――也就是说，把惯性与牛顿第二定律混为一谈的时候，对学生的这一期望是合适的吗？其实这是一个误区：当教完一些物理学的基本概念与规律以后，就要求学生用它们解释自然现象。事实上，物理学中有些基本概念与规律不是要求我们去解释自然现象，它没有这个功能，它只是告诉我们要去感受些什么，它提供给我们的不是一种推理的方式，而是一个判断的原则 ：它促成我们的判断更接近于自然之美的呈现。

参考文献

[1]邹荣. 质量是物体惯性大小的量度吗[M]新世纪教育文集. 中国广播电视出版社，2000，11，1版，454.

[2]邓昭镜.邓玉兰. 质量是惯性的量度，还是物质之量的量度. 物理教师，2000，12，33.

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[4]梁昆淼.力学，上册（修订版）.高等教学出版社，1978，12修订第2版，64.

[5]漆安慎 杜婵英. 力学， 高等教育出版社. 1997，7，1版，222.

物理理论论文篇11

1 引 言

单相多铁性材料是指同时表现出铁电性和铁磁性的单相化合物，多铁性材料不仅具有铁电性和铁磁性，而且铁电性与铁磁性之间存在磁电耦合效应，从而可能实现铁电性和铁磁性的相互调控[1]。然而自然界中具有室温铁磁性和铁电性的单相磁电材料很少，因为铁电性和磁性对过渡金属离子d 轨道的填充要求不同而导致这两种有序性相互排斥[2]。BiFeO3是一种典型的单相多铁材料，同时具有室温的反铁磁和铁电性质，其奈尔温度为380 oC，铁电居里温度为810 oC[3]物理论文，并且其化学掺杂体系有很多都具有室温的铁磁性和铁电性。此外，还有BiMnO3[4]，RMnO3[5]，RMn2O5[6](R: 稀土元素)，但是这些材料的多铁性质大多都在室温以下。最近，人们发现通过在铁电材料中掺入少量过渡金属可以获得室温单相多铁材料。Song等[7]用分子束外延法制备了Co掺杂LiNbO3薄膜，表现出室温铁磁性和铁电性。随后，Luo等[8,9]报道了Co掺杂BaTiO3和Co掺杂Ba0.5Sr0.5TiO3都表现出室温多铁性。

Na0.5Bi0.5TiO3 (BNT)是一种A 位复合取代的钙钛矿型结构的铁电材料，具有较高的居里温度点(320 oC)，相当大的剩余极化Pr= 38 μC/cm2，介电常数小，烧结温度低等优点。使BNT基压电陶瓷的研究成为无铅压电陶瓷领域最具吸引力和最活跃的研究方向之一[10]。目前很多学者都在关注利用部分A 位取代来提高BNT材料的铁电性，而很少研究改性后BNT材料的磁性质。基于上述制备稀磁铁电体的思路，本文采用溶胶凝胶法成功制备了单相Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3陶瓷，并系统研究了样品磁性和铁电性。

2 实验过程

用溶胶凝胶法制备了Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x = 0, 0.02, 0.04) 多晶样品，所用原料为分析纯硝酸钠、硝酸锰、硝酸铋和钛酸四丁酯，以柠檬酸为螯合剂, 并保持金属阳离子和柠檬酸的摩尔比为1 : 1.5。按摩尔比称取钛酸四丁酯溶入柠檬酸水溶液中形成无色透明的溶液，在搅拌下依次把硝酸钠、硝酸锰、硝酸铋加入到溶液中, 形成无色的澄清溶液中国学术期刊网。然后在持续搅拌下滴加氨水溶液, 调节pH值到7左右, 溶液变成淡黄色。把配置好的溶液放在水浴箱中100 oC水浴3h，蒸发浓缩该溶液得到粘稠的凝胶。将凝胶于150 oC下烘6h, 得到蓬松脆性的棕褐色焦状物。将脆性焦状物研磨分散, 然后在550 oC预烧3h, 得到淡黄色的超细陶瓷粉体。在粉体中加入适量的粘结剂, 以20 MPa的压力干压成形得到生坯片, 再在1050 oC下烧结2h, 得到陶瓷样品。最后两面均匀涂上高温银浆，便于电学测试。

用X射线衍射仪(X'Pert PRO物理论文，荷兰)对陶瓷样品进行晶相分析；用综合物性测量系统(PPMS，美国)测量样品的磁性质；用多功能铁电测试仪(Precision Premier II，RT，美国)测量样品的铁电性能。

3 结果与讨论

3.1结构分析

图1 Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x = 0, 0.02, 0.04) 陶瓷的XRD图谱

图1为Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x = 0, 0.02, 0.04) 陶瓷的X射线衍射(XRD)谱。可以看出：制备的陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿(ABO3)型结构。当Mn的掺杂量达到0.04时，仍然没有第二相的出现，表明Mn离子可以完全进入该体系陶瓷的晶格中。随着Mn含量的增加，XRD峰向右偏移，即向高角度方向移动，表明Mn离子以小离子半径的形式进入晶格，考虑到Mn3+ 和Mn4+ 离子半径分别是0.65 ?和0.53 ?，Ti4+离子半径为0.61 ?，因此可推断Mn离子以+4价的形式存在。

3.2磁性分析

图2 Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x = 0.02, 0.04) 陶瓷的室温磁滞回线

图2为Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x = 0.02, 0.04) 陶瓷的室温磁滞回线，从图中可以看出，掺杂量为0.02和0.04的样品均表现出室温铁磁性，其矫顽力分别为115和105 Oe。并且随着掺杂浓度的增大，样品的磁化强度增加，但是铁磁成分减少，顺磁或反铁磁成分增多。这表明，较大的Mn掺杂浓度不利于样品长程铁磁有序的形成，这种行为与Mn掺杂ZnO块材样品[11]报道的结果相似。

图3 Na0.5Bi0.5Ti0.98Mn0.02O3陶瓷(a) 磁化强度随温度变化曲线物理论文，插图内为磁化率倒数曲线；(b) 温度为10 K下磁滞回线

图3(a)为Na0.5Bi0.5Ti0.98Mn0.02O3样品在外加磁场1000 Oe下测量的磁化强度随温度的变化曲线。从图中可以看出，样品的磁化强度随着温度的降低而单调增加，表现出很强的顺磁性行为。图3(b)为样品在10 K时测量的磁滞回线，没有发现有铁磁性。这表明在样品中仅有很少一部分Mn离子之间的耦合作用为铁磁耦合，其它的Mn离子没有形成铁磁耦合。为进一步澄清样品中的磁相互作用，我们在插图中给出了磁化率倒数曲线，并采用Curie–Weiss定律对磁化曲线进行外推处理，得到居里－外斯温度为Θ0 = ?220 K。居里外斯温度Θ0为负值这就表明样品中存在很强的反铁磁作用。因此，样品中的Mn离子存在三种相互作用：很少一部分Mn离子形成铁磁耦合，一部分Mn离子形成反铁磁耦合，其它的Mn离子表现为顺磁性行为。

在将实验观察到的室温铁磁性归因于Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3 稀磁铁电体的本征行为之前，首先要排除第二相的存在对铁磁性贡献的可能。在锰的相关氧化物中，大部分氧化物为反铁磁性物质，如：MnO、Mn2O3和 MnO2它们的反铁磁奈尔温度对应为116,76和84 K，它们对室温下的铁磁性毫无贡献。只有Mn3O4和BiMnO3是铁磁性的物质，对应的居里温度为43 和100 K，然而我们在XRD中并没有观察到其对应的第二相；从磁性角度看，在对应的转变温度附近并没有观察到相应的磁转变，它们的存在也不能对室温铁磁性给出合理的解释。因此，我们将室温铁磁性归因于本征稀磁结构的属性。

我们根据Coey等人[12]提出的浅杂质缺陷诱导铁磁性模型对我们的实验结果做出定性的解释。在Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3样品中Mn离子之间的相互作用与氧空位的浓度以及它的分布存在密切的关系物理论文，最终导致Mn离子之间的磁相互作用有以下三种：（a）在样品的颗粒表面，由于无序效应，存在大量的氧空位，当氧空位的浓度足够高时，Mn离子可以与氧空位形成束缚磁极化子，束缚磁极化子之间发生交叠，可诱导铁磁相互作用中国学术期刊网。（b）在颗粒内部，氧空位的浓度远低于颗粒表面，此时氧空位的浓度低于渗流阈值，因此不能形成磁极化子，当Mn离子之间的距离缩短，它们之间可以通过氧离子作为媒介形成反铁磁耦合。（c）当Mn离子之间的距离较大，氧空位的浓度较低时，Mn离子自旋表现为顺磁性离子。以上三种相互作用的竞争和叠加行为，最终决定了样品在不同掺杂浓度的磁化行为。当掺杂浓度较低时，Mn离子之间通过氧空位调制可以形成铁磁耦合，当掺杂浓度增加时，Mn离子之间距离减小，容易形成Mn团簇，Mn团簇的形成会导致近邻间反铁磁耦合作用物理论文，反铁磁作用会抑制铁磁性，从而导致铁磁性消弱。

3.3铁电性分析

图4为Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x = 0, 0.02, 0.04) 陶瓷的室温电滞回线，测试频率为10 Hz。明显的回线形状说明样品都具有室温铁电性。其中，在40 kV/cm的电场下，剩余极化(2Pr)分别为18.4,18.8 和19.2 μC/cm2；矫顽场(2Ec)分别为52,36 和42kV/cm。可以看出，随着Mn含量的增加，剩余极化单调增加，而矫顽场先降低后稍微增大。表明Mn的引入使铁电性能得到增强。这可能是因为掺杂样品中Mn离子主要表现为反铁磁或顺磁相互作用，使得掺杂样品的电阻增大，从而导致漏电流减小，铁电性增强。

图4 Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x = 0, 0.02, 0.04) 陶瓷的室温电滞回线

4 结 论

用溶胶凝胶法成功合成了具有室温多铁性的单相多晶Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x = 0.02, 0.04) 陶瓷。这些样品中存在复杂的磁相互作用，包括铁磁，反铁磁和顺磁相互作用。我们认为样品的磁性是本征行为而非来源于第二相，并且可以用浅杂质缺陷诱导铁磁性模型对我们的实验结果做出定性的解释。实验结果表明，通过在纯铁电材料中掺入少量过渡金属可以获得室温单相多铁材料。

参考文献

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[10]Y. M. Li, W. Chen, Q. Xu, et al., Mater. Lett., 59(2005), 1361.

[11]P. Sharma, A. Gupta, K. V.Rao, et al., Nat. Mater.,2(2003), 673.

物理理论论文篇12

调查对象为普通中学高三理科四个班的学生，共计206名．调查时间定在高三复习第一轮结束．

二、调查结果与分析

分析学生答题情况，归纳起来主要存在以下问题：（1）对物理概念不能正确地表达或表达不清楚、不确切，（2）推理分析过程中，存在严重的逻辑混乱，（3）论证过程不严密，存在着较多的疏漏，（4）运用数学工具处理物理问题的能力差，（5）归纳综合能力和文字表达能力不尽人意．

物理说理水平是学生学习物理能力和文字表达能力的综合体现．从学生回答选择说明题这一题型，发现一个突出问题，他们能选出正确的选项，但不能说出选择的理由．

选择题第1题主要考查学生的理解能力．该题属于较难题，正确选项为D，选项正确率为36％．该题涉及到物理概念很多，如电场、电势能、电势差等，只有23％的学生能正确理解这些概念，能把这些概念贯穿起来，借助图示作定性描述，通过分析，得出正确选项D．56％的学生由于概念模糊，不能确定电性和电势能变化之间的关系，从而无法确定A、B两点电势高低．其余的学生根本不知如何下手，只是在试卷上零星写上几个字．可见若没有一定的理解能力，既便有相应的文字表达能力，也不能体现其物理说理水平．

选择题第2题主要考查学生的推理能力．该题属容易题，正确选项为B，选项正确率为73％．其中31％的学生知道如何得出结论，但不知如何运用文字进行表达，写出的仅仅是几个公式，还有部分学生推理过程缺少论据、逻辑混乱．这表明学生文字表达能力较差，这样就难以体现其推理能力，必降低其物理说理水平．

设计性实验题要求学生在现有的条件下构建出单摆这一物理模型，利用手表、小钢卷尺测得单摆的周期和摆长，根据单摆的周期公式求出所处位置的重力加速度，再以海平面的重力加速度为已知值，利用万有引力定律进行比较得出结果．有36％达标，而53％的学生知道实验原理，但在叙述实验方法上明显存在缺陷：有的仅写式子，没有文字；有的叙述罗嗦，没有重点等．还有部分学生无法确定实验原理．上述事实说明学生独立设计和完成实验的能力较差．由此可知，若学生实验能力没有得到培养，其物理说理水平就不可能高．

辨析题作为一种新颖的题型，处理问题所需的基本概念和基本规律学生是学过的．它要求学生通过分析和综合，能独立的、灵活地对相关的见解和结论进行评价．13％的学生只写出正确或者错误，但没有下文；41％的学生能运用万有引力定律得出：在行星表面有GM／R2行＝g行、在卫星表面有Gm／R2卫＝g卫，再将二式相比求得g卫＝0．16g行，但不能指出GMm／r2＝mg卫．这一式中g卫的物理意义，在该式g卫并不是卫星表面的重力加速度，而是卫星绕行星做匀速圆周运动的向心加速度，只有7％的学生能够点出．这正是学生分析综合能力差导致物理说理水平低的原因．

证明题主要考查学生运用数学工具处理物理问题的能力．该题要求学生能正确地运用几何图形进行表述、分析和处理物理问题．只有32％的学生其证明过程符合要求．这么低的物理说理水平，正是由于学生运用数学工具处理物理问题的能力欠佳所导致的．

三、结论与建议

物理理论论文篇13

一、绿色物流理论基础

(一)可持续发展理论

可持续发展指既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力过程构成威胁。1987年国际环境与开发委员会发表的《我们共有的未来》的研究报告提出,当代对资源的开发和利用必须有利于下一代环境的维护及其资源的持续利用,因此,为了实现长期、持续发展,就必须采取各种措施来维护我们的自然环境。这种经济上的可持续发展政策同样适用于物流管理活动。由于物流过程中不可避免地要消耗能源和资源,产生环境污染,因而为了实现长期、持续发展,必须采取各种措施来维护自然环境。现代绿色物流管理正是依据可持续发展理论,形成了物流与环境之间相辅相成的推动和制约关系,进而促进了现代物流的发展,达到环境与物流的共生。

(二)生态经济学理论

生态经济学是研究再生产过程中,经济系统与生态系统之间的物质循环,能量转化和价值增值规律及其应用的科学。物流是社会再生产过程的重要环节,它既包括物质循环利用、能量转化,又有价值转化与价值实现。因此,物流涉及经济与生态环境两大系统,理所当然地架起了经济效益与生态效益之间联系的桥梁。而传统的物流管理没有处理好二者的关系,过多地强调了经济效益,而忽视了环境效益,导致了社会整体效益的下降。经济效益主要涉及目前和局部利益,而环境效益则关系到宏观与长远利益。现代绿色物流的出现,较好地解决了这一问题。绿色物流以经济学的一般原理为指导,以生态学为基础,对物流的经济行为、经济关系和规律与生态系统之间的相互关系进行研究,以谋求在生态平衡、经济合理、技术先进条件下的生态与环境的最佳结合以及协调发展。

(三)生态伦理学理论

生态伦理学迫使人们对物流过程中造成的环境问题进行深刻的反思,从而产生一种强烈的社会责任感与义务感。为了人类自身更健康和安全地生存与发展,为了千秋万代的切身利益,人类应自觉维护生态平衡。这是时代赋予我们的不可推卸的责任,也是人类对自然应尽的权利与义务。绿色物流正是从生态伦理学中得到了道义上的支持。

二、如何实施绿色物流管理

绿色物流管理作为当今经济可持续发展的重要组成部分,对经济的发展和人民生活质量的改善具有重要的意义,无论政府有关部门还是企业界,都应强化物流管理,共同构筑绿色物流发展的框架。

(一)政府的绿色物流管理措施

1对发生源的管理:主要是对物流过程中产生环境问题的来源进行管理。由于物流活动的日益增加以及配送服务的发展,引起在途运输的车辆增加,必然导致大汽污染加重。可以采取以下措施对发生源进行控制:制定相应的环境法规,对废气排放量及车种进行限制;采取措施促进使用符合限制条件的车辆;普及使用低公害车辆;对车辆产生的噪音进行限制。我国自90年代末开始不断强化对污染源的控制,如北京市为治理大气污染两阶段治理目标,不仅对新生产的车辆制定了严格的排污标准,而且对在用车辆进行治理改造,在鼓励提高更新车辆的同时,采取限制行驶路线、增加车辆检测频次、按排污量收取排污费等措施,经过治理的车辆,污染物排放量大为降低。

2对交通量的管理:发挥政府的指导作用,推动企业从自用车运输向营业用货车运输转化;促进企业选择合理的运输方式,发展共同配送;政府统筹物流中心的建设;建设现代化的物流管理信息网络等,从而最终实现物流效益化,特别是要提高中小企业的物流效率。通过这些措施来减少货流,有效地消除交错运输,缓解交通拥挤状况,提高货物运输效率。

3对交通流的管理:政府投入相应的资金,建立都市中心部环状道路,制定有关道路停车管理规定;采取措施实现交通管制系统的现代化;开展道路与铁路的立体交叉发展。以减少交通堵塞,提高配送的效率,达到环保的目的。

推进绿色物流除了加强政府管理外,还应重视民间绿色物流的倡导,加强企业的绿色经营意识,发挥企业在环境保护方面的作用,从而形成一种自律型的物流管理体系。

(二)企业绿色物流管理措施

1绿色运输管理

(1)开展共同配送:共同配送(Jointdistribution)指由多个企业联合组织实施的配送活动。几个中小型配送中心联合起来,分工合作对某一地区客户进行配送,它主要是指对某一地区的客户所需要物品数量较少而使用车辆不满载、配送车辆利用率不高等情况。共同配送可以分为以货主为主体的共同配送和以物流企业为主体的共同配送两种类型。从货主的角度来说,通过共同配送可以提高物流效率。如中小批发者,如果各自配送难以满足零售商多批次、小批量的配送要求。而采取共同配送,送货者可以实现少量配送,收货方可以进行统一验货,从而达到提高物流服务水平的目的;从物流企业角度来说,特别是一些中小物流企业,由于受资金、人才、管理等方面制约,运量少、效率低、使用车辆多、独自承揽业务,在物流合理化及效率上受限制。如果彼此合作,采用共同配送,则筹集资金、大宗货物,通过信息网络提高车辆使用率等问题均可得到较好的解决。因此,共同配送可以最大限度地提高人员、物资、资金、时间等资源的利用效率,取得最大化的经济效益。同时,可以去除多余的交错运输,并取得缓解交通,保护环境等社会效益。

(2)采取复合一贯制运输方式:复合一贯制运输(Combinedtransportation)是指吸取铁路、汽车、船舶、飞机等基本运输方式的长处,把它们有机地结合起来,实行多环节、多区段、多运输工具相互衔接进行商品运输的一种方式。这种运输方式以集装箱作为连结各种工具的通用媒介,起到促进复合直达运输的作用。为此,要求装载工具及包装尺寸都要做到标准化。由于全程采用集装箱等包装形式,可以减少包装支出,降低运输过程中的货损、货差。复合一贯制运输方式的优势还表现在:它克服了单个运输方式固有的缺陷,从而在整体上保证了运输过程的最优化和效率化;另一方面,从物流渠道看,它有效地解决了由于地理、气候、基础设施建设等各种市场环境差异造成的商品在产销空间、时间上的分离,促进了产销之间紧密结合以及企业生产经营的有效运转。

(3)大力发展第三方物流:第三方物流(Thirdpartylogistics)是由供方与需方以外的物流企业提供物流服务的业务方式。发展第三方物流,由这些专门从事物流业务的企业为供方或需方提供物流服务,可以从更高的角度、更广泛地考虑物流合理化问题,简化配送环节,进行合理运输,有利于在更广泛的范围内对物流资源进行合理利用和配置,可以避免自有物流带来的资金占用、运输效率低、配送环节繁琐、企业负担加重、城市污染加剧等问题。当一些大城市的车辆配送大为饱和时,专业物流企业的出现使得在大城市的运输车量减少,从而缓解了物流对城市环境污染的压力。除此之外,企业对各种运输工具还应采用节约资源,减少污染和环境的原料作动力,如使用液化气、太阳能作为城市运输工具的动力;或响应政府的号召,加快运输工具的更新换代。

2绿色包装管理

绿色包装是指采用节约资源、保护环境的包装。绿色包装的途径主要有:促进生产部门采用尽量简化的、以及由可降解材料制成的包装;在流通过程中,应采取措施实现包装的合理化与现代化:

(1)包装模数化:确定包装基础尺寸的标准,即包装模数化。包装模数标准确定以后,各种进入流通领域的产品便需要按模数规定的尺寸包装。模数化包装利于小包装的集合,利用集装箱及托盘装箱、装盘。包装模数如能和仓库设施、运输设施尺寸模数统一化,也利于运输和保管,从而实现物流系统的合理化。

(2)包装的大型化和集装化:有利于物流系统在装卸、搬迁、保管、运输等过程的机械化,加快这些环节的作业速度,有利于减少单位包装,节约包装材料和包装费用,有利于保护货体。如采用集装箱、集装袋、托盘等集装方式。

(3)包装多次、反复使用和废弃包装的处理:采用通用包装,不用专门安排回返使用;采用周转包装,可多次反复使用,如饮料、啤酒瓶等;梯级利用,一次使用后的包装物,用毕转化作它用或简单处理后转作它用;对废弃包装物经再生处理,转化为其他用途或制作新材料。

(4)开发新的包装材料和包装器具:发展趋势是,包装物的高功能化,用较少的材料实现多种包装功能。

3绿色流通加工

流通加工(Distributionprocessing)指物品在从生产地到使用地过程中,根据需要施加包装、分割、计量、分拣、组装、价格贴付、标签贴付、商品检验等简单作业的总称。流通加工具有较强的生产性,也是流通部门对环境保护可以大有作为的领域。绿色流通加工主要包括两个方面措施:一是变消费者加工为专业集中加工,以规模作业方式提高资源利用效率,减少环境污染。如饮食服务业对食品进行集中加工,以减少家庭分散烹调所带来的能源和空气污染;二是集中处理消费品加工中产生的边角废料,以减少消费者分散加工所造成的废弃物的污染,如流通部门对蔬菜集中加工,可减少居民分散加工垃圾丢放及相应的环境治理问题。

4废弃物物流的管理

从环境的角度看,今后大量生产、大量消费的结果必然导致大量废弃物的产生,尽管已经采取了许多措施加速废弃物的处理并控制废弃物物流,但从总体上看,大量废弃物的出现仍然对社会产生了严重的消极影响,导致废弃物处理的困难,而且会引发社会资源的枯竭以及自然资源的恶化。因此,21世纪的物流活动必须有利于有效利用资源和维护地球环境。

废弃物物流(Wastemateriallogistics)指将经济活动中失去原有的使用价值的物品,根据实际需要进行收集、分类、加工、包装、搬运、储存,并分送到专门处理场所时形成的物品实体流动。废弃物物流的作用是,无视对象物的价值或对象物没有再利用价值,仅从环境保护出发,将其焚化化学处理或运到特定地点堆放、掩埋。降低废弃物物流,需要实现资源的再使用(回收处理后再使用)、再利用(处理后转化为新的原材料使用),为此应建立一个包括生产、流通、消费的废弃物回收利用系统。要达到上述目标,企业就不能只考虑自身的物流效率化,而是需要从整个产供销供应链的视野来组织物流,而且随着这种供应链管理的进一步发展还必须考虑废弃物的循环物流。即管理型物流追求与交易对手共同实现效益化;供应链型物流追求从生产到消费流通全体的效益化;循环型物流应追求从生产到废弃物全过程效率化,这是21世纪绿色物流管理亟待解决的重大课题。

参考文献:

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