本刊記者 朱剛剛

甘永超：萬事俱備 只欠東風(fēng)

本刊記者 朱剛剛

在世界科學(xué)發(fā)展史上，有這樣一個引人注目的往事：1905年，愛因斯坦揭示了“第一種波粒二象性（光的波粒二象性）”，1916年密立根對此進(jìn)行了驗證，兩人分別在1921年、1923年度獲得諾貝爾物理學(xué)獎；1923年，德布羅意揭示了“第二種波粒二象性（電子的波粒二象性）”，1927年戴維遜和小湯姆遜對此進(jìn)行了驗證，這也令他們分別在1929年、1937年摘得諾貝爾物理學(xué)獎。

鑒于此，科學(xué)界很多人都在期待著“第三種波粒二象性”的出現(xiàn)。愛因斯坦始終沒能解決“電磁波”與“光子”之間的關(guān)系問題，德布羅意一生也未能弄清“實物粒子”與“物質(zhì)波”之間的關(guān)系。也就是說，盡管“光的波粒二象性”與“實物粒子的波粒二象性”已被揭示出來，而且還頒發(fā)了四次諾貝爾獎，但是，波粒二象性的謎底始終沒有被揭開。所以，“第三種波粒二象性”不僅極有可能給揭示者帶來諾貝爾物理學(xué)獎的巨大榮譽，更有可能為破解“波粒二象性之謎”帶來無限希望。

湖北大學(xué)物理學(xué)與電子技術(shù)學(xué)院甘永超先生，距離這一偉大目標(biāo)已經(jīng)很近很近了。1994年，他把狄拉克1927年所作“經(jīng)典電磁場按模式分解”進(jìn)一步推進(jìn)到“按光子對應(yīng)分解”，提出了波粒二象性的相變假說，建立了“電磁基波”與“光子”之間的基元對應(yīng)與轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而揭示了“第三種波粒二象性(經(jīng)典電磁場在結(jié)構(gòu)上的粒子性)”。

由于“第三種波粒二象性”的介入，三種波粒二象性之間的π型結(jié)構(gòu)關(guān)系就凸然顯現(xiàn)?！霸凇行腿夭６笮浴幕A(chǔ)上我們可以完美而和諧地統(tǒng)一這三種波粒二象性。原來，只有第一種波粒二象性(真實的波與粒子在一定條件下相互轉(zhuǎn)化)才是本質(zhì)上的波粒二象性；而第二種波粒二象性(粒子在運動上具有德布羅意波動性)、第三種波粒二象性(波在結(jié)構(gòu)上具有粒子性)都是現(xiàn)象上的波粒二象性，它們的波與粒子之間不能相互轉(zhuǎn)化?！?/p>

如多米諾骨牌效應(yīng)一樣，許多問題將隨著這一理論突破迎刃而解。若能和諧統(tǒng)一這三種波粒二象性，波粒二象性的謎底就自然揭開，困擾現(xiàn)代科學(xué)的四大疑難“光的本性、粒子與場的關(guān)系、物質(zhì)世界的最基本結(jié)構(gòu)單元以及波粒二象性”也將隨之煙消云散，物質(zhì)的兩種基本存在形式(實物(粒子)與場(波))就可以完全統(tǒng)一，從而實現(xiàn)物理學(xué)的第六次大綜合。

由于之前的兩種波粒二象性的揭示和驗證，均得到了諾貝爾物理學(xué)獎的肯定，因此，甘永超老師相信，第三種波粒二象性的揭示和驗證，亦必將帶來同樣輝煌的榮耀。對他來說，現(xiàn)在已是“萬事俱備”，只欠“實驗驗證”這陣東風(fēng)！

其實，甘永超早就對邏輯檢驗與實驗檢驗做過考慮。由于新理論認(rèn)為“波與粒子平等”，因此“光的量子理論”與“光的經(jīng)典電磁理論”是兩個平行理論，而傳統(tǒng)理論卻認(rèn)為的“光的量子理論包含光的經(jīng)典電磁理論”。從邏輯上講，“如果‘光的量子理論包含光的經(jīng)典電磁理論’，那么，我們就可以用光的量子理論一統(tǒng)天下而消滅電磁波?？墒?，電磁波作為一種真實存在的物質(zhì)又不可能被消滅，所以，傳統(tǒng)理論不符合邏輯而新理論必然勝出?！?/p>

根據(jù)這一邏輯判斷以及傳統(tǒng)理論80年來找不到一個實驗證據(jù)，甘永超又設(shè)計了一個敏感而可行的雙贏判決性實驗：讓632.8nm的氦氖激光與100eV的單能電子束在真空中對撞并精確測量散射光之波長，以比較“經(jīng)典條件下光的量子理論與光的經(jīng)典電磁理論究竟哪一個更為精確”。

一旦實驗驗證，我們便可以更大膽地去追尋新理論的下一個預(yù)言：物質(zhì)世界的最基本結(jié)構(gòu)單元“太極粒子波”。例如，太極光子波就是電磁波與光子的統(tǒng)一整體。

甘永超希望，新理論的驗證能夠得到國家和科學(xué)界更多的關(guān)注和支持。

專家簡介：

甘永超,碩士生導(dǎo)師，副教授、研究員。1995年至今在湖北大學(xué)物理系任教。兼任中國科學(xué)技術(shù)史學(xué)會第八屆全國代表大會代表、物理學(xué)史專業(yè)委員會委員，湖北省自然辯證法研究會理事，中國管理科學(xué)研究院研究員等職。主要從事理論物理、光物理、核物理與自然辯證法方面的教學(xué)與研究工作。參加多次大型國際學(xué)術(shù)會議，公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文40多篇。