电子与正电子的内部结构 暗物质之谜
宇宙研究网 吴东敏
人类科学的发展进入到20世纪，终于发现原子的核式结构。由质子与中子组成的原子核，与核外宽敞的空间中高速运动的电子共同构成了原子世界。初步探明了质子中子电子的半径尺度，质量，电荷。有数据表明，质子的半径为1.1128×10-15米，质量为1.6726×10-27公斤；中子的半径为1.1133×10-15米，质量为1.6749×10-27公斤；电子的半径为9.0873×10-17米，质量为9.1095×10-31公斤。经计算，质子中子电子具有相同的密度为0.2898×1018公斤/立方米，即2.898×108吨/立方厘米，约等于每立方厘米2.9亿吨的质量。然而，质子中子电子仍然不是不可再分的基本粒子，许多的实验观测说明电子与正电子存在于质子中子内部，它是比所谓的“夸克”更小的基本粒子。把电子束加速到数千万电子伏特的能量与靶标物质发生作用（打靶），分离出正电子束，再把它导入到储存环与高能电子束对撞。从定量分析结果表明，一对正负电子湮灭产生两个伽马光子。电子正电子皆由更小的难以观测到的暗物质粒子所构成还是正负电子湮灭化成能量，提到了科学工作者的研究视野之中。
本人认为，物质化为能量是一种唯心主义的设想，理由是它不能阐述物质化为能量的具体机制和令人信服的具体理由。而本人坚持信奉“物质不灭定律”，从2005年开始，从理论上研究电子与正电子的内部和外部结构，建立了“二粒三构”的理论学说。
电子内部由许许多多质量非常小的基本粒子构成，它携带负电，我称它为D粒子。许许多多携带负电的D粒子之间必须有更加小的携带正电的中介粒子把它们粘合在一起，我把这更小的粒子命名为M粒子。由D粒子与M粒子的不同组合，构成了电子与正电子的内部结构模型。进一步的研究中，光的本性是许许多多一大批D粒子处于辐射状态时表现出来的现象；而M粒子构成的无边无际的空间泡沫结构，它具有平均密度非常低，弹性非常小刚性特别大，结构非常脆弱的特性，是光传播的媒质。所以我在2011年首次发行的《宇宙的真谛》一书里，把D粒子变更为“光粒子”，把M粒子变更为“以太粒子”。这是对科学发展历史的尊重，对400年前近代科学始祖笛卡尔和伟大的物理学家爱因斯坦的敬仰，因为D和M是本人名字的第一个字母。不能把吞天之功归于己有。
光粒子并不发光，属暗物质粒子。量子物理始祖德国物理学家普朗克公式E=hν和爱因斯坦公式E=mc2，经过了100多年的考验，获得科学界的共同认可，从这两条公式，很容易计算出光粒子的质量为7.373×10-51公斤，电子质量是光粒子质量的1.235×1020倍，相当于12350亿亿倍。伽马光子的频率在1018-1022之间，证明理论计算与实验观测相符合。一个电子解体释放出12350亿亿个光粒子，库伦斥力以巨大的荷质比（1.7587×1011库伦/公斤）驱使光粒子以约每秒30万公里的速度飞行，输出动能。原子弹氢弹威力的本质是其中的核燃料中有部分电子正电子解体，大批光粒子之间形成巨大的库伦斥力，破开弹壁形成急剧的体积膨胀而释放能量（动能）。光粒子的密度与电子相同，也是2.898亿吨/立方厘米，可以计算出光粒子的半径为1.8245×10-23米，光粒子的体积为2.5438×10-68立方米；计算出光粒子的电量为-1.2966×10-39库仑。
以太粒子是更小的暗物质粒子，半径尺度在光粒子尺度的1%到0.1%范围内，其形成的结构与现实世界比较相符，我选择0.4% ；如果光粒子是直径1米的钢球，而以太粒子就如4毫米的钢珠。同理，可以计算出以太粒子的半径为0.7298×10-25米，体积为1.6282×10-75立方米，质量为4.718×10-58公斤，密度2.898×108吨/立方厘米。以太粒子携带非常小的正电荷，荷质比很小，不自旋。两个以太粒子接触时，其万有引力略大于其库仑斥力。光粒子的质量是以太粒子质量的1.5627×107倍。
没有处于辐射状态的光粒子，在自由空间中会吸附以太粒子，形成比较稳定的光子以太粒子球。主要有三类：中微子，正微子，负微子；它们属于电磁以太物质；它们是构成磁场的物质，但它们本身不具有磁性；它们的有序运动（转动或者平动）形成“磁性”；它们的无序振动形成“热”，振动频率与振幅越大，表现出来的温度越高。这三类电磁以太物质都属于暗物质。
电子因荷质比最大而高速自旋，外表吸附了大量的以太物质主要有中微子正微子，形成“电子旋涡”。同步辐射光源与自由电子激光光源是前沿物理的热门话题，其本质内容是高能电子束里的电子表面旋涡物质在激烈振荡挤压碰撞时，大量的中微子正微子的表面失去以太粒子变成“裸光子”产生的辐射现象。光辐射的频率由光源周围的以太物质的浓度和所含的光子数量密度来决定。
正电子由正微子靠万有引力聚合而成，由于结构性质的稳定性不好而容易衰变成正微子。正电子荷质比小自旋速度慢，不容易携带许多旋涡物质。正负电子对撞机里的正电子束不适合加到很高的能量。正微子与人们的生活密切相关，所有电机电器设备的导线中流动的电流，其本质是正微子气体在流动，正微子气体含量的浓度决定电压的高低。太阳风含有数量很大正微子，它以800到1000公里/秒的速度连续向空间扩散，探测到指向地球的电压降约为100伏/米。
牛顿力与库仑力是基本的暗物质粒子结构形成与运动的动力，也驱动宏观宇宙物质结构的运动与演化。最激烈的表现为“两种燃烧”，分述如下：
低密度天体的表面燃烧，以中等质量恒星太阳为代表。其实质是表面光球层下发生着无数颗剧烈的氢聚变爆炸，形成太阳的“米粒组织”，产生的重物质向中心沉降，而无数的光粒子则从光球底层出发向空间辐射；以太粒子趁机从冕洞中挤压出来形成泡沫（类似吹肥皂泡），迅速向空间扩散，同时挤出来的还有部分中微子，正微子等暗物质粒子，并伴有极少数的电子，质子，阿尔法粒子，共同形成太阳风。光辐射和部分中微子正微子到达地球表面被大气吸收，形成电离层，也有部分中微子到达地球表面，被我们身边的物质和包括我们自身的原子吸收，沉降在原子核的表面。几乎所有的中微子速度只有约800到1000公里/秒，由于能量太低，无法到达地下能被安装在数百米深的中微子探测器检测到，此为“太阳中微子失踪案”。只有，高能的宇宙射线或伽马射线暴以30万公里/秒撞击地表原子，产生大量的速度接近光速的中微子，才有可能被地下探测器俘获。所以，暗物质其实就在我们的身边。
高密度天体的表面燃烧，以超新星遗迹M1天体蟹状星云内部的中子星为典型。中子星密度在1到2.898亿吨/立方厘米之间。宇宙中任何高密度天体中子星或“疑似黑洞”的密度都不能超过基本粒子光粒子与以太粒子的密度。中子星可以看成一个巨大的原子核。超新星爆发的辐射即将结束之时，中子星表面的大规模裂变反应形成的燃烧现象立即开始。由于中子星体积很小，形成燃烧的表面以太粒子浓度非常高，所以中子星辐射会以伽马射线为主，部分在外围有逐步衰减成X光子，紫外光子，可见光子，原因是光粒子的间距逐步拉大，即波长加大。蟹状星云位于金牛座，直径6光年，距离地球约6500光年，是科学界最热门的天文观测目标之一。
高密度天体的表面燃烧，最重要的是星系中心的“活动星系核”，典型代表是本星系群中的两个螺旋星系，银河系与M31星系（仙女座大星云M31，直径22万光年，距地球约254万光年）和M83棒旋星系（直径11.5万光年,距离地球1521万光年）的中心，存在着十分巨大密度不超过2.8亿吨/立方厘米的超巨型中子星在燃烧，其性质也是表面大规模的裂变爆炸。
我们的银河系有两条主旋臂，旁边有多条支臂，悬臂内有大量的裂变后产物，各类轻核物质及氢原子气体，成为新一代恒星的原料，形成恒星和星团。暗物质以大量高浓度以太物质和气体尘埃存在于悬臂之间的广袤空间中，也存在于悬臂内星际之间的巨大空间中，我们的太阳在银河系的英仙臂与人马臂之间的猎户支臂内侧上，距离银盆中心约2.7万光年。银河系直径为10到12万光年，呈扁球状，以直径10万光年的球体估算，银河系的体积约为4.43×1050立方米。长期从事银河系总质量探测的科学家主要根据大量星团或恒星或气体的质量，位置，速度数据计算星系总质量，目前天文学家断定银河系总质量是太阳质量单位的1万亿倍左右，约为19.89×1041公斤，由恒星，气体，尘埃和神秘暗物质混合组成。可见物质2015年测算值是2100亿个太阳质量单位，经计算为4.1769×1041公斤，总质量是可见物质质量的4.76倍。可见物质的体积经计算仅仅为2.965×1038立方米，可以忽略不计。由此可以计算出银河系空间的平均密度为3.547×10-9公斤/立方米。太阳距离银河系中心2.7亿光年，所以太阳系空间密度接近银河系平均密度。再经计算，此密度与地球表面空气密度相比，空气密度比大气层外的空间暗物质密度大3亿6千万倍。暗物质主要以空间磁场物质，空间电场物质，光传播的弹性媒质形式存在于密度如此稀薄的空间中。
（2018年元月）
【编者按】
由于具有清洁无污染、原料几乎取之不尽、安全性高等优点，核聚变被视为一种近乎用之不竭的理想能源。
2016年12月12日，我国自主研制的热核聚变核心部件，率先通过了国际权威机构认证。同时，我国可控核聚变试验也制造出了比太阳中心温度还要高的氢等离子体，并且稳定燃烧了一分多钟，创了世界纪录。另据报道，美国麻省理工学院的研究人员成功在核聚变反应堆中实现了2.05个大气压的突破，比上个世界纪录提高了15%。俄罗斯推出新型可控核聚变反应堆有望于10年后可用……人类对核聚变的研究近年“捷报频传”。
不过，宇宙研究网的吴东敏认为，我们距离核聚变稳定、可行、可靠的应用看起来总是“这么近却又那么远”。同时，他指出，科学界需要拓展研究思路，为此，全面清晰地认识原子核的结构和性质变得非常重要。
“二粒三构”理论中的原子核结构及性质
文￨宇宙研究网站长吴东敏
人类为了获得永不枯竭的清洁能源，盼望着稳定可靠的“可控核聚变装置”的研制早日取得成功。
60余年来，世界科学家们一直在为之做着努力。近几年来，这一科学研究终于有所起色，中国全超导托卡马克核聚变实验装置EAST和欧美中俄日韩印等7国共同启动的国际热核聚变堆ITER的进展，似乎给人们的期望带来了曙光。可控核聚变实验装置除了磁约束高温等离子体托卡马克装置以外，还有超强激光束加热惯性约束核聚变装置。但总的来看，稳定可靠可行的“可控核聚变热电装置”看起来离我们总是“这么近却又那么远”。
为了拓展思路，我们必须对原子核的结构和性质作全面清晰的了解。2011年，我写有小书《宇宙的真谛》，在“二粒三构”理论中描述了原子核的结构与性质，在此做简单介绍，希望能为世界科学界提供一点参考。
长期的科学实验表明，所有元素及其同位素均由不同数量的质子和中子组合而成：
一、质子内部由电子与反电子（正电子）相间排列成正六面体（正方体）。正六面体的8个顶点均为正电子，12条棱由6个正电子和5个电子相间排列而成。正六面体内部正电子与电子的总数为11×11×11=1331个，其中正电子数666个，电子数665个。质子整体携带一个正电子电量。
二、质子的外层吸附了大量的中微子和部分正微子与负微子。中微子、正微子、负微子在二粒三构理论中被称为电磁以太物质。电子与正电子的质量相当，在实验探测中，质子质量是电子质量的1800倍，所以质子表层电磁以太的总质量与电子质量相比为：1800-1331=469（倍）。故此，质子表面有一层较厚的电磁以太保护圈。
三、中子内部也由电子与反电子（正电子）相间排列成正六面体。正六面体的8个顶点中，4个相对顶点为电子，另外4个相对顶点为正电子，12条棱均由6个电子和6个正电子相间排列构成。正六面体内部电子和正电子总数为12×12×12=1728个，其中正电子数864个，电子数也是864个。
四、中子的外层吸附了少量的中微子及正微子和负微子。在实验探测中，中子质量是电子质量的1801倍，所以，中子表层电磁以太总质量与电子质量相比：1801-1728=73（倍）。故此，中子表面有一层稀薄的电磁以太保护圈。
五、质子与中子统称核子。我在2011年出版的《宇宙的真谛》一书中，强调了核子的“保护圈”与“保护伞”两个概念。质子整体呈正电性，吸附的电磁以太物质较多，表层形成的保护圈较厚，所以质子在任何极端条件下（数亿度高温下）仍然十分稳定。在观测中，单独游离的中子，由于表层的保护圈很薄，十分不稳定，容易衰变，通常寿命只有15分钟。中子只有在质子旁边才能保持长期稳定，质子是中子的“保护伞”。原因是，携带正电荷的质子不但可以吸收携带负电的光子或负微子，而且可以排斥携带正电的正微子，使带电粒子不会伤害到中子。84号钋以上的重元素，中子数超过质子数过多，有些中子离质子较远，得不到质子电场的保护，容易衰变，所以，重核具有放射性。中子衰变成电子和正电子，正电子很不稳定，很快会衰变成正微子和中微子。重核的β衰变产物其中有电子流、正微子以及中微子。
六、核子的密度很大。在α粒子轰击金箔的实验观测中，探测到金原子核的密度是980万吨/立方厘米。所以，核子的密度应在1000万吨/立方厘米以上。核子的硬度极大，从原子结构图可以看出，核子内部及表面的硬度比金刚石的硬度大多少个数量级难以估计。
七、核力的本质。核子表面的保护圈使核子表面电子与正电子之间的电场处于闭合状态。只有核子剧烈振动，温度达到500万度，中子表面的电磁以太保护层蒸发或温度达到1亿度至1亿5千万度，质子表明坚硬较厚的电磁以太保护层蒸发以后，核子表面电场才会开放，此时，质子与中子、中子与中子发生热碰撞，可以发生核聚变。质子与质子由于都携带正电，发生相斥而不能聚合。核力的本质是库伦引力。
八、典型的可控核聚变反应是氢核、重氢核、超重氢核聚变成氦核的聚变反应。将氢、重氢、超重氢混合气体加温到成为高温等离子体达到500万度以上，再经过脉冲放电、惯性压缩和超强激光点火，使核子强烈碰撞，使中子表层的电磁以太挥发、部分中子解体，然后电子、正电子、核子发生碰撞，正电子与部分电子解体，释放出核能，而后高温等离子体的温度进一步上升到1亿度以上，此时，重氢核表面的保护层已经蒸发，重氢核与超重氢核发生碰撞，中子与中子、中子与质子的表面库伦引力，进而把两个重氢核聚合成氦核。控制点火和核燃料浓度，使反应堆的温度不会过高又不至于使反应堆熄火，因此可以实现可控核聚变的能量输出。
除了磁约束高温等离子体托卡马克核聚变装置以外，还有惯性约束强激光或高能粒子束点火核聚变装置，此外，科学家还要有更大的视野，更多的方法，更高的智慧，探求新的途径。
九、核能的本质。在裂变链式反应中，中子轰击重核，把连接重核的几个中子打出来，使重核裂变成两个较轻的核。质子数不变，中子数会减少。在聚变反应后，质子数不变，中子数也会减少。核反应的质量亏损主要是部分中子解体，中子内部电子和正电子解体变成光子和以太物质并释放出能量，这是核能的本质。在“二粒三构”理论中，一个电子含有约100亿亿个携带负电的光粒子。电子解体后，光粒子之间巨大的库伦斥力，急剧的体积膨胀和光辐射，具有很大的能量。正电子所含有的光粒子数较少，解体后释放光粒子和正微子、中微子等以太物质，能量稍小。
十、传统的β衰变，核子释放电子流在实验中得到无数次证实。1932年，美国物理学家安德森在拍摄宇宙射线穿过云室径迹时，发现正电子。这些实验观测都可以证明，电子与正电子是核子的组成部分。
2016年3月，中科院上海光机所强场激光物理国家实验室“超强超短激光（拍瓦飞秒激光装置）成功产生反物质实验”，利用超强激光与高压氩气靶相互作用，成功分离出电子流与反电子流（正电子流）。强有力地证明了核子内部是由电子与正电子构成的事实。这对20世纪50年代以来国际物理学界逐步建立起来的高能粒子物理学夸克理论，提出了严峻挑战。
（2017年3月《今日中国》两会特刊科技栏目50-51页刊出上述文章。）
“二粒三构”理论中的原子核结构及性质
宇宙研究网 吴东敏
人类为了获得永不枯竭的清洁能源，盼望稳定可靠的“可控核聚变装置”早日取得成功。世界科学家经过60余年的努力，尤其是近几年的发展，中国全超导托卡马克核聚变实验装置EAST和欧美中俄日韩印等7方共同启动的国际热核聚变堆ITER似乎给人们的期望带来了曙光。可控核聚变实验装置除了磁约束高温等离子体托卡马克装置以外，还有超强激光束加热惯性约束核聚变装置。稳定可靠可行的“可控核聚变热电装置”离我们看起来很近却还很遥远。为了拓展思路，我们必须对原子核的结构和性质作全面清晰的了解。2011年，我写有小书《宇宙的真谛》，在“二粒三构”理论中描述了原子核的结构与性质，希望对世界科学界提供参考和指导作用。
长期的科学实验表明，所有元素及其同位素均由不同数量的质子和中子组合而成：
一， 质子内部由电子与反电子（正电子）相间排列成正六面体（正方体）。正六面体的8个顶点均为正电子，12条棱由6个正电子和5个电子相间排列而成。正六面体内部正电子与电子的总数为11×11×11=1331个，其中正电子数666个，电子数665个。质子整体携带一个正电子电量。
二， 质子的外层吸附了大量的中微子和部分正微子与负微子。中微子，正微子，负微子在二粒三构理论中称为电磁以太物质。电子与正电子的质量相当，在实验探测中，质子质量是电子质量的1800倍，所以质子表层电磁以太的总质量与电子质量相比：1800-1331=469（倍）。故此，质子表面有一层较厚的电磁以太保护圈。
三， 中子内部也由电子与反电子（正电子）相间排列成正六面体。正六面体的8个顶点中，4个相对顶点为电子，另外4个相对顶点为正电子，12条棱均由6个电子和6个正电子相间排列构成。正六面体内部电子和正电子总数为12×12×12=1728个，其中正电子数864个，电子数也是864个。
四， 中子的外层吸附了少量的中微子及正微子负微子。在实验探测中，中子质量是电子质量的1801倍，所以，中子表层电磁以太总质量与电子质量相比：1801-1728=73（倍）。故此，中子表面有一层稀薄的电磁以太保护圈。
五， 质子与中子统称核子。我在2011年出版《宇宙的真谛》一书中，强调了核子的“保护圈”与“保护伞”两个概念。质子整体呈正电性，吸附的电磁以太物质较多，表层形成的保护圈较厚，所以质子在任何极端条件下（数亿度高温下）仍然十分稳定。在观测中，单独游离的中子，由于表层的保护圈很薄，十分不稳定，容易衰变，通常寿命只有15分钟。中子只有在质子旁边才能保持长期稳定，质子是中子的“保护伞”。原因是，携带正电荷的质子不但可以吸收携带负电的光子或负微子，而且可以排斥携带正电的正微子，使带电粒子不会伤害到中子。84号钋以上的重元素，中子数超过质子数过多，有些中子离质子较远，得不到质子电场的保护，容易衰变，所以重核具有放射性。中子衰变成电子和正电子，正电子很不稳定，很快衰变成正微子和中微子。重核的β衰变产物其中有电子流，正微子，中微子。
六， 核子的密度很大。在α粒子轰击金箔的实验观测中，探测到金原子核的密度是980万吨/立方厘米。所以核子的密度应在1000万吨/立方厘米以上。核子的硬度极大，从原子结构图可以看出，核子内部及表面的硬度比金刚石的硬度大多少个数量级难以估计。
七， 核力的本质。核子表面的保护圈使核子表面电子与正电子之间的电场处于闭合状态。只有核子剧烈振动，温度达到500万度，中子表面的电磁以太保护层蒸发或温度达到1亿度至1亿5千万度，质子表明坚硬较厚的电磁以太保护层蒸发以后，核子表面电场才会开放，此时，质子与中子，中子与中子发生热碰撞，可以发生核聚变。质子与质子由于都携带正电，发生相斥而不能聚合。核力的本质是库伦引力。
八， 典型的可控核聚变反应是氢核，重氢核，超重氢核聚变成氦核的聚变反应。
H12+H13——He24+n01 2H12——He24 H11+H13——He24
将氢，重氢，超重氢混合气体加温到成为高温等离子体达到500万度以上，用脉冲放电，惯性压缩，超强激光点火使核子强烈碰撞，使中子表层的电磁以太挥发，部分中子解体，然后电子，正电子，核子发生碰撞，正电子与部分电子解体，释放核能，高温等离子体的温度进一步上升到1亿度以上，此时，重氢核表面的保护层已经蒸发，重氢核与超重氢核发生碰撞，中子与中子，中子与质子的表面库伦引力，把两个重氢核聚合成氦核。控制点火和核燃料浓度，使反应堆的温度不会过高又不致于反应堆熄火，达到可控核聚变的能量输出。
除了磁约束高温等离子体托卡马克核聚变装置以外，还有惯性约束强激光或高能粒子束点火核聚变装置，此外，科学家还要有更大的视野，更多的方法，更高的智慧，探求新的途径。
九， 核能的本质。在裂变链式反应中，中子轰击重核，把连接重核的几个中子打出来，使重核裂变成两个较轻的核。质子数不变，中子数会减少。在聚变反应后，质子数也不变，中子数也会减少。核反应的质量亏损主要是部分中子解体，中子内部电子和正电子解体变成光子和以太物质释放出能量，这是核能的本质。在“二粒三构”理论中，一个电子含有约100亿亿个携带负电的光粒子。电子解体后，光粒子之间巨大的库伦斥力，急剧的体积膨胀和光辐射具有很大的能量。正电子所含有的光粒子数较少，解体后释放光粒子和正微子，中微子等以太物质，能量稍小。
十， 传统的β衰变，核子释放电子流在实验中得到无数次证实。1932年，美国物理学家安德森在拍摄宇宙射线穿过云室径迹时，发现正电子。这些实验观测都可以证明，电子与正电子是核子的组成部分。
2016年3月，中科院上海光机所强场激光物理国家实验室，超强超短激光（拍瓦飞秒激光装置）成功产生反物质实验，利用超强激光与高压氩气靶相互作用，成功分离出电子流与反电子流（正电子流）。强有力地证明了核子内部由电子与正电子构成的事实。对20世纪50年代以来国际物理学界逐步建立起来的高能粒子物理学夸克理论提出严峻挑战。
2017,01,16于上海
就我国发射“量子通信卫星墨子号”有感
宇宙研究网 吴东敏
近几年来，“量子通信”颇受关注。如果对量子通信的可行性与实用性在理论上和地面实验上还一片茫然的情况下就盲目地向天空发射量子通信实验卫星，势必造成巨大的资源浪费。
一， 关于量子通信的可行性问题
量子通信的基本问题是如何把信号（如：视频信号，音频信号，数据，多媒体信号）或经数字化后的信号调制到量子中去或者你们认为的量子态或量子比特中去进行发送，还有传输，接收，解码等许多具体操作问题。大家认为潘建伟和郭光灿两位院士非常有必要向国人详细解答。如果不谈上述这些问题，你们可能会被认为是一种学术忽悠或者欺诈。
以人们熟知的电视信号传输为例：电视信号包括7种信号（亮度信号，色度信号，行同步信号，场同步信号，色同步信号，行消隐信号，场消隐信号）首先进行编码，我国采用逐行倒相正交平衡调幅制，即PAL制，对射频载波进行调幅，然后与伴音调频信号一起输入到天线或有线电缆中去。音频视频信号对高频载波（微波，无线电波，红外光波，可见光波）进行调制，通常的调制方法有调频，调幅，调相三种，已经能够顺利地实现完成。在接收端经选频，放大，检波，解调，解码等程序实现音频视频信号的还原。
“波”可以实现连续信号的传输，在理论上可行，在实践上成功。现行的主要三种通信技术手段有：无线电通信，微波通信（卫星微波通信，手机通信），光纤通信都属于载波通信或称“波”通信。
量子作为不连续的分立粒子，容纳，接受连续的音视频数据信号的调制是一件不容易的事情。对于量子这个“妖精”的本来面目，前辈科学家普朗克，波尔，德布罗意，薛定谔，海森堡，狄拉克等权威人士始终没有认识清楚，请问两位院士你们认清了吗？量子的波粒二象性只是量子现象的表观特征，所有的量子理论仍在探索，验证之中。贝尔不等式不能说明什么问题，诸如此类理论来说明某些问题，证明某些问题都是苍白无力的，它仅仅供作思维问题上的参考而已。在量子的本来面目不清楚的前提下谈量子通信的信号调制，解调，解码问题为时太早。如果量子通信不成功，其趋势必然要搞偷梁换柱，移花接木，暗度陈仓，仍然回到“波”的通信中来，否则无法向国人交代。
二， 激光光纤通信
1960年，美国科学家梅曼发明了世界第一台激光器——红宝石固体激光器以来，激光器的类型和应用飞速发展。
在激光通信应用方面的科研有：激光光纤通信和激光大气通信（或称激光空间通信）。
激光光纤通信与电通信方式比较，有频带宽，容量大，信号传输质量高，抗电磁干扰，保密性强等许多优点，已经成为现代主要的通信手段之一。光纤通信的载波通常选在近红外波段，其波动性明显，粒子性较弱。在激光光源的输出端虽然掺有红外光量子，但在光路转弯半径较小处，光量子会从光导纤维的表层逃逸出来，因为光量子爱走直线。因此，光纤只能输送光波（光纤的全反射）而不是光量子。所以，激光光纤通信是光波通信而不是量子通信。
我认为由潘院士主导的北京至上海千余公里长程的光纤量子通信干线是不能实现量子通信的。理由如下：
为了提高光源的量子效应。1，选用绿色或蓝紫色激光；2光纤外表镀金属反射膜以防量子泄漏；3光纤或光缆直线布设。
但是，仍然有不可逾越的难题无法克服：
光量子穿越光导纤维的长度或深度十分有限，可能只有数百米光量子就被吸收殆尽了。总不能每百米就建设一个中继站吧！光在液态透光媒质水中的光速约为22万公里/秒，穿透深度在300米左右，可以从蛟龙号潜水器多次在马里亚纳海沟深潜观测实验中证实，海面下300米已是一片漆黑。光在固态透光媒质玻璃纤维中的光速约为20万公里/秒，穿透深度估计不会超过300米。如果只有300米的通信距离，即使可能实现量子通信，其实用性几乎没有多大意义。北京至上海的通信干线得建3000多个中继站呀！
由此看来，北京上海光纤通信干线只能是普通的激光光波通信，而不可能是量子通信。由于光纤中的光速只有20万公里/秒，北京至上海信号延时约5毫秒左右，要比两地之间的电通信还慢一些。但两地至赤道上空36000公里高度的同步卫星传送信号，往返加纬度距离在90000公里以上，比较距离增大90倍，信号延时约300毫秒。两地的光纤通信时间比同步卫星的通信时间缩短60倍，可不要误认为是超光速60倍，其实是距离缩短的缘故。光纤通信需要在每50到数百公里距离范围建立一个中继站。
三， 激光大气通信（空间通信和激光卫星通信）
大气对光的吸收和散射作用较强，早晨和晚边的太阳发红说明厚厚的大气吸收和散射了除红光以外的可见光。大气对红光和红外光的吸收很少。因此，激光大气通信采用红外波段的几个窗口为好。近红外波段800-1300纳米，1500-1900纳米为优选，中红外波段太赫兹波段8000-14000纳米，一般不采用，已经偏离激光通信范围。
近红外窗口基本上满足全天候激光通信的要求，是量子通信卫星选用的波段。
激光大气卫星通信要实现两地通信的同步接受跟踪难度较大，尤其是多地多用户的通信更是难上加难。高轨道的地球同步卫星离地太远；低轨道通信卫星离地约800公里，须建立许多个卫星构成的全球激光通信网络，激光束的方向性很强，只为少数用户服务，维护成本很大，在经济上很不划算，因此，实用性价值不高。而卫星的微波通信实现地面空间全覆盖，可容纳不计其数的（手机）用户同时使用。卫星微波通信是个好的方法，前景广大，应不断开发。而红外激光大气卫星通信则前途渺茫，人们应该抛弃这个研究项目。而我国发射的量子通信卫星更是荒唐，别说是量子通信不能实现，即使是实现了也无实用价值。真不应该把钱拿去做无价值的试验。
量子通信是个死胡同，自激光器发明以来的50多年中，无法统计有多少批次的科学家已经从这个死胡同里走进去又走出来。在科技发达的西方国家里，不乏智商低落的科学家，他们相信非局域性量子纠缠的超距作用，那是伟大的“神”的力量。这些洋垃圾传播到中国的时候，每位有头脑的科技工作者，科技爱好者应有独立思考的精神，不随波逐流。历史将会检验一切。
物理学研究需警惕唯心主义的“魅惑”
文/宇宙研究网网站站长 吴东敏
在物理学领域，超距作用是物理学史上出现的关于作用力及传递媒介的一种观点。这一观点认为，相隔一定距离的两个物体之间存在着直接，瞬时的相互作用，不需要任何媒质传递，也不需要任何传递时间。与之相对立的观点被称为近距作用或接触作用。
量子纠缠描述的是两个粒子互相纠缠，即使相距遥远距离，一个粒子的行为将会影响另一个的状态。当其中一颗被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化。
这几种观点自诞生以来，一直存在着此消彼长的相互博弈。
近代物理学400多年以来，从主流观点来看几乎所有的物理学家都认为，物质之间力的作用方式只能是近距作用，不可能是超距作用。
近代科学始祖笛卡尔提出的太阳系起源的“漩涡说”，曾经是17世纪最有权威的宇宙论。他认为宇宙空间中的物体不存在“超距作用”，并最早将亚里士多德的“以太”观念引入到科学里来，作为中间媒质传递力的作用，解释磁力和月球对潮汐的作用力。
早在牛顿以前，当时的大多数自然哲学家也都认为超距作用带有神秘色彩，而更倾向于近距作用观点。
1686年，牛顿提出万有引力定律，表达了天体之间或粒子之间的引力关系，但并未解释引力的传递过程和作用时间。从牛顿力学的观点，超距作用可以视为一种现象，也就是说牛顿的引力定律某种程度上支持超距作用观点，但牛顿本人并不认为引力是超距的，他相信以太的存在。只是由于人们没有找到以太存在的证据，以太模型也都存在缺陷，所以，牛顿的弟子认为以太并不存在，天体之间的引力是超距作用，可以认为是比光速快得多的瞬时作用。因此，把引力作用中的“超距”信条归之于牛顿是不正确的，而应归之于其学生。
1837年，法拉第提出电场，磁场的概念，用电力线，磁力线来表达电磁相互作用，用“场”的概念取代以太和用电磁以太来表达物质的近距作用。之后，麦克斯韦用偏微分方程组来描述电场，磁场及其性质，被很多物理学家视为经典电磁场理论而接受。这些研究促进了超距作用的衰落和近距作用的确认。再后来，爱因斯坦沿着麦克斯韦的思路，修改了牛顿的万有引力概念，也用“场”的概念和引力场偏微分方程来表达引力，用引力场取代笛卡尔的以太，物理学家们同样接受。而他认为真空中光速是一切物理作业传播速度的极限，也就排除了瞬时超距作用的可能性。
可以看出，这些物理学家的共同观点是：用物质（以太或场）的近距作用形式来传递相互作用，而不相信物质之间存在超距作用。
爱因斯坦引力场方程是条难解的二阶非线性偏微分方程，它的两个近似解史瓦西解和克尔解都把爱因斯坦时空导入奇点。对此，霍金在其名著《时间简史》中说道：“经典广义相对论由于预言无限大密度的点而预示了自身的垮台。”虽然霍金对大爆炸理论的修正，及黑洞引力效应，面积定理，无毛定理，量子效应等理论的建立做出了决定性贡献，但他本人并不相信广义相对论和大爆炸理论，也不相信自己的黑洞理论，这也是他把虫洞和时间旅行等科学幻想也写进了他的书中的原因。只是20世纪20年代以后，爱因斯坦是世界物理学权威，像霍金这样的身份地位怎敢触碰广义相对论这条红线，因此在表达自己观点的时候他都比较隐晦，而许多教授学者甚至霍金身边的弟子都没有读懂霍金的《时间简史》，不理解霍金的真正灵魂。
其实，从20世纪70年代起，霍金投入到“量子引力”理论研究之中，他认为，天体之间的引力作用是通过被称为“引力子”的虚粒子的不断交换来实现，这种引力子非常奇妙，它没有质量，天体会连续不断地发射引力子传递引力作用，使天体互相吸引。
现代高能粒子物理学认为，宇宙中的一切结构皆由62种“费米子”和“玻色子”构成，其中由13种被称为自旋分别为0，1，2的“玻色子”传递力的作用，引力子是玻色子的一种。还有传递电磁力的玻色子“光子”，传递弱力的三个重矢量玻色子，传递强核力的8个“胶子”，这表明天体之间的引力作用，原子核与电子之间的电磁作用，核子之间的强作用，核子内部的弱作用，都是近距作用，它们两者之间并不是一无所有或空无一切的超距作用。
显然，近距作用是近代和现代物理学界中物体与物质粒子相互作用的主流观点。近距作用与超距作用两种不同观念是区别唯物主义与唯心主义的分水岭与试金石。支持近距作用观点是近代400年从哥白尼，伽利略，笛卡尔，牛顿，胡克，库伦，惠更斯，法拉第，麦克斯韦，赫兹，开普勒，普朗克，爱因斯坦，霍金等几乎所有物理学家的共识，是数千年人类文明从神学走向科学的重要标志。
当然，自然科学发展总是在艰难曲折中不断前进的，“量子纠缠”观点的产生，发展就是其表现之一。
20世纪初，德国物理学家普朗克在黑体辐射实验中发现能量与频率成正比关系E=hf，显示了h成为最小能量单位，被称为最小“能量子”或“量子”，频率f的数值是自然数列，所以，能量是一份一份像粒子，能量是不连续的。普朗克自己都无法相信这个“量子”观念，然而这个设想与实验结果却十分相符。后来，爱因斯坦提出“光子”概念，其实，光量子才是量子力学的基石，逐渐发展成为一门真正的科学——量子力学。对于量子力学基本原理的诠释理解在科学界始终存在不同的观点。1935年，“量子纠缠”观念被爱因斯坦-波多斯基-罗森桥（爱·波·罗或EBR）等三人作为一个悖论的质问提出，被作者称为“鬼魅般的超距作用”。爱因斯坦咒骂超距作用为鬼魅作用，是因为人们认识宇宙问题的思想方法牵涉到是否符合哲学和逻辑学定律定理等重大问题。爱因斯坦“上帝不掷骰子”的决定论量子力学与波尔的概率论量子力学之间产生了严重分歧。海森堡的“不确定性原理”是世界上不可回避的基本原理，对于粒子的位置与速度不能同时被精确观测到，遵守统计规律的概率论量子力学才与实验现实相符。尽管如此，持续了20多年的爱因斯坦波尔之争，爱因斯坦至死坚持不相信量子力学是完备的科学。由此可见，对于不能直接观测到的微观世界现象的规律是不能用一两个，三五个实验就能够证明而使人信服的，宇宙的复杂程度是人们难以想象的。爱因斯坦如此执着和自信是基于他对唯物主义哲学的信任。在小的局域范围内，量子之间的纠缠或相互作用，可能有人们未知的物质在传递力的作用。非局域大距离的量子纠缠指的是两个或多个量子系统之间存在瞬时的强关联，它们之间无须任何媒质，那也是绝对不可能的。
20世纪下半叶起，西方物理学在发展中渗透进了更多的唯心主义设想，可能把物理学研究引向歧路。重新提出“量子纠缠”与“超距作用”就是其中一个例子。中国科技大学常务副校长，中国科学院院士潘建伟日前主持的“量子隐形传态项目组”于2013年测出，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级（10000倍以上）。他们宣称量子纠缠的实在性，非局域性，隐变量以及测量等量子力学问题在量子计算和量子通信研究中起重要作用。对此，我感到十分震惊，有以下疑问和建议：
1，为了消除学者的误会，潘院士可先说明一下本项目中的量子概念指的是“粒子”还是“波”；
2，电子，离子，核子是能量子，算不算本项目中的量子？电子计算机与量子计算机有什么不同？
3，本项目中相互纠缠的量子是光子，电子，原子还是其它粒子？
4，对纠缠量子的制备和纠缠效应的测量是本项目的重要部分，应向社会公布量子纠缠原理的实验设备，实验仪器，实验器材，实验程序和实验报告，也便于广大科学研究者，科学爱好者对本项目的实验结果，包括“量子纠缠”及“超距作用”等问题深入了解，提出质疑；
5，量子纠缠的传输速度比光速快10000倍，是如何测算出来的，可靠吗？
6，所谓的两个或多个量子系统之间的量子纠缠极有可能是一种无线遥控装置，它可能工作在微波，远红外或近红外，可见光波段范围内某个未开发的区域之中，虽然隐秘性很好，但不可能是超距作用。另外，测出来的传输速度比光速快10000倍，由于传输距离，所需时间如此之短，可能在皮秒，飞秒数量级，如果仪器工作在某非线性区域，会产生差之毫厘谬以千里的后果，如再加上计算方法一旦有误，测算结果会严重失真。超光速问题是敏感问题，是不能随便下结论的，须十分谨慎。
7，近距作用长期是学术主流，爱因斯坦-波多斯基-罗森桥思想实验提出的EBR悖论被广为接受，潘院士研究团队的研究理论和结果与之显然有出入，孰是孰非，是科学界十分重大的事件。建议中国科学院拿出必要的实验研究经费或在某科委科协主持下召集科学工作者组成项目组，制作必要的设施，直观清晰地验证“量子隐形传态研究项目组”的量子纠缠效应和超距作用实验的真实性，科学性；
8，从正反两个方面进行科研项目的研究可提高研究效率，促进和加快研究步伐，可更有效地防止研究误入歧途，可相对节省科研经费，另外，本项目是极为重大的项目，不管结果如何，只要做好能说明问题的实验，都是对人类科学的重大贡献。
怀疑批判精神是科学永葆青春的必要动力。请原谅我对“量子隐形传态项目”提出的“挑战”，追求真理是科学工作者人生的最大愿望。
《今日中国》杂志2016年03月两会特刊科技栏目第52-54页发表上述文章（图片从略）。
[pdf-embedder url=”http://www.yzdzd.org/wp-content/uploads/2016/03/54353535.pdf”]
最近有几位朋友同时送来一篇奥创智能网的报道，“50年物理难题盖棺定论，爱因斯坦被证明错了”，要我写点东西科普一下。这篇报道说，“爱因斯坦是量子理论的始作俑者，可他本人一生都不愿接受量子力学的怪诞结论。他说过一句很有名的话“上帝是不投骰子的”，旨在否定量子力学对物理世界概率性的描述。”“然而，几天前由荷兰物理学家发布的实验结果终于表明，爱因斯坦错了。”。这位荷兰物理学家（Ronald Hanson）做的是什么实验呢？是在相距1.28公里的两个实验室通过“量子纠缠 ”来超光速传播信息的实验。这篇报道一面说他的实验“无懈可击”，一面又说“两边的光子精确同时到达的成功率很低，大约1.5亿个光子对中才能有一对光子成功干涉并实现电子的远程纠缠。因此，该实验一共進行了22个多小时，却只得到245 次有效数据。不过，该团队目前正在努力改進，以期提高效率。”听起来好像有点底气不足，有懈可击。
我一直不太愿意去纠缠量子纠缠，除了分身乏术以外，一个很大的原因是这个问题其实是一个很容易就通过实验得出结论的问题，根本不需要牵扯到深奥的理论和哲学。
量子纠缠最热门的两个研究方向都是实验课题：一个是量子计算机，一个就是上面这篇报道中所说的超光速信息传输，或曰量子隐形传输。前者纯粹从量子力学波函数的理论解释得到灵感，后者则是从激光物理实验中得到灵感。搞量子计算机的人们扬言，一旦量子计算机研制成功，其威力将大大超过现有的数字计算机，能够破译数字计算机无法破译的密码，因此对军方有强大的诱惑力。军方也因此成了这一研究方向的重要资金来源。搞隐性传输的人们扬言，他们可以通过量子纠缠以超过光速很多倍的速度传递信息，并且保密程度非常高。国内有官方媒体甚至报道说遁术也是可以实现的。这些，当然也对军方有极大的诱惑力。不过，这两个研究方向扬言的前景都是可以实验验证的东西，而不是像大爆炸宇宙学家鼓吹的东西，是远在140亿年前或者几百亿年以后的故事或者现象，或者在谁都不能到达的高维空间，无法验证验错。研究量子纠缠的人们扬言他们的结果 – 量子计算机或者隐性传输 – 都是有直接的军事用途的，是可以用实验直接检验的。假如你是一个不懂量子力学的国防部总装备部的部长，可以问问他们，你们的量子计算机能不能破译这段密码？你们的隐性传输线能不能以超光速将这段情报加密发到西沙的边防站？这就是实践检验。
我曾经问过一位在洛斯阿拉莫斯国家实验室从事量子计算机研究的朋友：你们现在这方面的研究进展如何？比如说，你们的“量子计算机”能够做几位的加减 乘除？和最简单的只能做四则运算的计算器（calculator）相比，性能如何？体积多大？价格相差多少？他不能答。近来好像不太听到有关量子计算机的报道。
相比之下，对量子隐性传输的媒体报道却风头正健，风光得多。这项研究其实也非常容易实验验证。电磁波以光速传播，已经不是什么尖端科学，而是被工程技术人员用于平常的作业之中的实用技术。举个例子，大型钢铁厂的电缆都是埋在地下的，因为走明线太危险。可是地下电缆也有问题。如果一条电缆因为过流而产生短路，就会烧断，工人们叫“放炮”。必须立即修复以恢复生产。可是因为电缆是埋在地下的，必须先找到事故点，才能挖下去维修。外线电工们有一种仪器，专门用来找事故点。方法是从电缆终端（通常在变电所）发送一个很尖的电脉冲。这个脉冲传到事故点以后就被反射回来，因此在示波器上可以观察到两个脉冲信号。这两个脉冲信号之间的时间差就是电磁波从电缆终端到事故点一个来回的时间。这个时间差的一半乘以光速，就是事故点离终端的距离。这个方法的精度大约在几米的数量级（否则挖土的工作量就太大了）。这种设备在几十年前就有了，应该可以用来比较测验量子纠缠隐性传输的速度到底是不是真的比光速还快。还有更直截了当的方法: 让量子纠缠隐性传输线和普通的电报线路同时在两个城市之间传送一段莫尔斯码，看看哪个先到达。根据上述这篇报道的宣传，“两个朝相反方向运动的光子，只要不受干扰，无论相距多远都可以在瞬间传递信息。打个比方，即使牛郎和织女分居在银河两头，彼此心映即刻完成，无需时间。”银河两头的距离是多远呢？大约 30万光年。多宽？约1千光年。也就是说，一束光从银河这边走到那边需要一千年，或者说大约一千万小时。牛郎织女要在七月七日晚上相会，前后不到12个小时，时间很紧，见面以后还要执手相看泪眼，互诉离别之苦，问问小孩上幼儿园的问题是否得到解决，还要留点时间做量子纠缠。这一切都要在王母娘娘早上睡醒横加干涉之前完成，所以他们飞过鹊桥的时间大概也就只有一个小时。即是说，他们过桥的速度应该比光速快一千万倍。可是量子纠缠专家们说“即使牛郎织女分居在 银河两头，彼此心映即刻完成，无须时间”。就是说，牛郎织女量子纠缠的速度是无穷大！这是21世纪版的柏拉图恋爱！以这种速度和电磁波比，当然必胜无疑。
一个无法改变的事实是，量子隐形传输并不能传送任何物质或能量。量子隐形传态需要借助经典信道才能实现，因此并不能实现超光速通信。在量子隐形传输中，传输的只是“量子态”，而发送者和接收者都对这个量子态始终一无所知。这怎么能传送信息，应用于实际通讯呢？
能够传输“量子态”，却不能传输信息，这如何理解呢？举个简单例子。两个人打乒乓球，你只有两种状态：得分或者不得分。（这和电子相似，只有两个量子态：自旋向上或者向下。）你只要观察一个人是否得分，不用看另一个人（不用测量），就能知道他这球是否得分。又假如你有一对祖传的龙凤剑，也只有两个量子态：龙剑或者凤剑（又可叫做雌雄剑），母亲要你弟弟把其中一把从江南带到塞北你的戍边哨所。你打开一看，上面刻了一条金龙。你不用任何测量就立即知道妈妈留在身边的宝剑上刻的是凤凰，从你看到你的宝剑之时刻到你知道妈妈留下的宝剑是凤凰剑之间的时差，理论上可以等于零。如果用从杭州到雁门关的距离除以时间间隔，把结果定义为隐形传态的速度，它可以是无穷大。但是，这传递了任何信息吗？没有。真正的信息传递是通过经典传输手段，也就是你弟弟来传输的。他的速度取决于他是步行还是骑马。弟弟必须告诉你，另一把宝剑是存放在家里还是被妹妹作为嫁妆带到了岭南，也就是说，你必须知道游戏规则（理论）。在量子隐形传输实验中，规则（理论）是事先就知道的。这个例子所说的道理最早是由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（Einstein, Podolsky and Rosen）三人提出的一个假想实验来说明的，叫EPR佯谬。
如果你有兄弟七八个，祖传有十八般兵器（多个量子态），那么当你看到弟弟带来的龙泉宝剑时，是不可能知道远戍辽阳的大哥收到的到底是杀手锏还是钩镰枪的，除非弟弟告诉你。另一方面，辽阳的大哥到底收到什么兵器，你无法改变，无法控制，因此无法传递信息。你要想传递信息，对方的某种物理量（比如对方耳膜的振动，无线电收发报机中的电信号）必须能够受你控制。而这些都是所谓的“量子隐形传态”做不到的。
不过，芸芸众生和国防部负责分配科研经费的首长们是不知道这个底细的。他们被 “量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。在量子纠缠的帮助下，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，因此就相当于科幻小说中描写的超时空传输” 的科幻宣传误导，以为他们的“量子纠缠”可以实现超光速信息传输，甚至还可以量子加密。如此神奇高超的技术，当然应该大力支持。国防科研要舍得花钱，哪里在乎几个亿？让他们搞去，以免外国人争了先机。所以“量子计算机”和“量子隐形传输”的科研经费源源不断。
朋友们可能会说，如果“量子隐形传输”并不能真正传输信息，却又要拼命宣传“量子纠缠的 传输速度至少比光速高4个数量级。”“相当于科幻小说中描写的超时空传输”，那早晚是要被揭穿的呀？问题是，“早晚”是多长时间？社会心理对科研过程通常能够等待几十年。可是，几十年后，人们不就可以看出“量子隐形传输”到底能不能瞬间传递信息了? 如果你做不到，岂不是就真相大白了？社会心理的奥妙就在于此：几十年后，人们仍然会以新时间为起点，继续等待几十年，而不会质问说：“你们几十年前就说能 够实现超光速通讯，为什么现在还没有实现？”自上世纪末开始到现在，“量子纠缠”也热门了几十年了。时至今日，无论是量子计算机还是量子隐形传输，都还停留在研究室和新闻媒体，和实际应用毫无关系。但是人们不会计较这些，社会公众仍然会以今天为起点，再等几十年，好像以前几十年什么都没有发生过。几十年后的公众，会以那时为起点，再等几十年。永远不会有考绩的时候。这里的关键之一，是要通过媒体向社会描绘诱人的未来和希望。如果某种研究某一天能够实现科幻小说中的 “超时空传输”，可以保证信息传输的隐秘，甚至可以实现量子遁术（人体传输），可以实现高速量子计算破译密码，那公众和国防部就会一直支持下去。关键之二就是发明大量的一般人听不懂的行话术语（jargon），比如量子纠缠，量子计算，量子信息，量子密码，量子解码，量子点，量子比特，量子相变，EPR佯谬，贝尔不等式，等等等等。这些行话术语有两个作用：既可以给人以“这门学问很深”的印象，又给人以“这一研究 应用非常广泛”的印象。对于如此深奥而具有广泛应用前景的研究，谁忍心批评指责，中断研究经费呢？再等它几十年，又有什么不可以呢？这情形和长生不老药的研究极其相似。凡是给某一真人研究经费研制长生不老药的皇帝陛下，都希望在自己有生之年能够练出长生不老药，也就是说，二三十年应该出成果。可是，即使二三十年也出不了成果，他还是会一直等下去，等到死也不会停止这项研究，因为长生不老的希望太美好，太神圣。皇帝死了，别的皇帝会继续长生不老药的研究，这种过程可以重复几百遍，可以持续几千年。直到20世纪的现代美国，虽然没有皇帝，还是有人满怀希望。我儿子高中毕业时，有位医生朋友劝他学医，这当然没有什么不对。不过他的理由很奇怪，说是两年之内就会有长生不老药上市，并劝我买这家医药公司的股票。而今20年过去了，虽然长生不老药还没上市，但是人们并没有放弃炼制长生不老药的希望。
不管人们如何宣传公关，始终改变不了这样的事实：从事量子纠缠研究的人们，一方面年复一年地宣称实现了多么伟大的“突破”，比如实现了八个粒子的纠缠态，另一方面又说这方面的研究还是在理论探索阶段；一方面扬言量子隐形传态可以实现超光速密码传输，甚至可以进行远距离人体传输（遁术），可以不用宇宙飞船就把人送到其他的星球和其他银河系，另一方面又说量子隐形传态不可能用来传输信息和质量能量。这样既保鲜了美好的希望，取得了社会对现在的研究项目的资金支持，又对将来可能的失败有言在先，到时候可以推卸责任。
对量子纠缠的实际市场行情有了比较清楚的认识以后，我们就可以来务务虚，谈谈理论与哲学问题了。玻尔曾说：“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困 惑，那他一定没听懂。” 其实，如果你第二次听到量子理论时没有感到困惑，你也还是没有听懂。为什么呢？因为人们津津乐道的所谓“波函数”根本就不是行波的函数。光的波函数是经典电动力学中麦克斯韦场方程的解，非常简单的正弦波，而不是量子力学中任何方程的解。光波（行波，驻波）都是经典物理的概念。光波的传播，反射，折射，绕射，干涉，极化等都是经典物理光学的内容，和量子力学毫无关系。光的干涉现象和量子纠缠概念完全是不同的概念。量子力学中的量子态，是电子或其他粒子的状态，是薛定谔方程的解（且不管相对论量子力学）。可是薛定谔方程根本就不是波动方程，它的解根本就不是波函数，而是几率分布函数（正统教义如此说）。有的朋友说，行进中的电子也是波。我要他把电子的波函数写出来，他就是写不出来。至于描述电子的波动方程，就更不要谈了。教科书上总是举电子的干涉图案为例证明电子也是波。可就是教科书也写不出电子束的波函数。一写出来就会露马脚。如果不管有没有波动方程，只是偷用水波或者电磁波的行波函数，那振幅的物理意义是什么呢？写不出电子的波动方程和行波的波函数，怎么可能实现“电子的远程纠缠”？尤其奇怪的是，电子的波函数怎么可以通过光波来纠缠？
不仅爱因斯坦不能接受“几率波”的不定论哲学，就是量子力学的发明者薛定谔也不理解。他提出了薛定谔方程以后在求解方程时得出了量子化条件，算出了氢原子光谱的能级，结果和里得伯公式相符。但是这个方程的解到底是什么东西，薛定谔自己也不知道。好像只是一个空间的函数。反正得到了里得伯公式，解释了氢原子光谱，这就够了。
可是，对于薛定谔方程的解没有物理解释，就使整个理论蒙上了神秘的星相学色彩，使人感到非常不舒服，也给薛定谔方程的可信性甚至合法性蒙上了阴影。所以Max波恩就提出了一个解释，说薛定谔方程的解是波函数，其平方等于粒子出现在某一空间点的几率密度。按照这个解释，电子在任一时刻出现在空间的什么地方是不确定的。它既可以在这里，也可以在那里。人们无法知道它的确切位置，只能算出它出现在某一空间点的几率。根据波恩的几率解释，说某个粒子某一时刻在什么空间位置是没有意义的。所以爱因斯坦在给他的回信中才说“上帝不掷骰子”，意思是物理世界的规律是决定的，物体或粒子在某时某刻的位置也是一定的，而不是随机的。
波恩是海森伯的老师，两人都是哥本哈根学派的重要人物。哥本哈根学派将量子力学的非决定论几率解释推向极端，居然认为一个系统的状态是不确定的，他的实现取决于观察者的观察或者测量行为。这个道理的一个直观例子就是，美洲印地安人到底存在与否，取决于哥伦布是否发现了新大陆。在哥伦布发现新大陆之前，印地安人是不存在的。薛定谔于是设计了一个假想实验，就是有名的薛定谔猫实验，来驳斥这种理论之荒谬。薛定谔猫实验是这样的：把一只猫封在一个密室里，密室里有一个密封的毒药瓶，上面有一个锤子，锤子由电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，放出毒气将猫毒死。如果原子核不衰变，则猫就不会死。原子核的衰变是随机事件，也就是说，在一定时间内，猫到底是死是活是随机的。根据哥本哈根学派的哲学，在打开密室之前，这只猫处于一种死与活的叠加态。
薛定谔挖苦说：按照哥本哈根学派的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”，要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命！）只有当你打开盒子的时候，叠加态突然结束，坍塌为某一本征态（叫做“波函数坍缩”）。但物理学中没有任何一个公式或者理论能够描述这种坍缩。尽管如此，长期以来物理学家们出于实用主义的考虑，还是接受了哥本哈根的诠释。但是薛定谔自己从来不接受这一解释。
哥本哈根派坚持：是的，当我们没有观察的时候，那只猫的确是既不死也不活的。他们有一句名言：“当我们不观察时，月亮是不存在的”。也就是说，月亮 本来是不存在的，当苏东坡观察到“月出于东山之上，徘徊于斗牛之间”时，才突然坍塌出来了。等他和朋友“相与枕籍乎舟中，不知东方之既白”时，月亮又坍塌到另一个状态了，不存在了。过了三个月，苏学士再游赤壁，又观察到“人影在地，仰见明月”，“山高月小，水落石出”，月亮又突然坍塌成“存在”的量子态了。苏老夫子返而登舟睡觉的时候，月亮又坍塌了，不存在了。可是此时说不定弟弟子由在另一个地方与睡梦中的哥哥“千里共婵娟”，于是月亮又不得不坍塌到子 由的后院。这可不得把月亮忙坏了？问题是，在苏东坡看见“月出于东山之上”之前，“月亮本来是不存在的”。一个本来不存在的东西，如何坍塌出来呢？这岂不是无中生有的创造论吗？在哥伦布发现新大陆观察到印地安人之前，印地安人是不存在的。同样，在此之前印地安人也从来没有观察到哥伦布和他的船队，因此哥伦布们也是不存在的。这样大家都不存在。如此类推，你很容易证明全人类和整个宇宙都不存在。这就是主张“当我们不观察时，月亮是不存在的”的哥本哈根哲学教给我们的深奥的哲学新思维。朋友们可能会说，王教授何必浪费这么多笔墨，跟这些没有常识的人较真？可是，就是这些非常荒唐的“你不测量，物理量就不存在” 的教条，唐而皇之地充斥在量子力学教科书里，作为“新思维”（new paradigm）故弄玄虚，误导学生。当然，我实在不愿意浪费笔墨谈什么“人体传输”或“遁术”之类的东西。我不知道现在中国还有几个人相信遁术。
说到这里，我要谈一下爱因斯坦的物理哲学思想。大家都知道我对相对论是完全彻底地否定的。所以有的朋友以为我看到“50年物理难题盖棺论定，爱因斯 坦被证明错了”之类的报道，一定会乐于附和，一起来反对爱因斯坦。恰恰相反，在对待量子力学和波函数的解释这个问题上，我是支持爱因斯坦的。他说“上帝不 掷骰子”，说量子纠缠是“鬼魅般的超距作用（spooky action at distance)”, 反映了爱因斯坦的睿智。爱因斯坦的哲学思想比较复杂，很难简单地说成是唯物主义还是唯心主义。他的思想中有相当的唯心主义成分，比如他把方程式形式上的美和对称性当作一种物理规律；把时间和空间当作数学变换参数而无视其物理本质；假定宇宙是有限的；假定现实世界是四维平直空间中的三维超球面；他毕生追求一个统一理论；等等。但是，爱因斯坦的唯心主义是有底线的。比如，他不能接受量子力学的不决定论；他相信，即使你不观察，月亮仍然存在；他主观上也尊重质能守恒定律，尊重因果关系（尽管他的相对论可能违反这些定律和关系）；他认为宇宙是稳定的。当他发现自己的有限的三维超球面宇宙模型不能稳定时，便没有继续在宇宙学上折腾。他抛弃了自己提出的本质上是星相学性质的万有斥力宇宙项。他从来都不接受宇宙膨胀的理论，从来都不承认大爆炸宇宙学所依据的弗里得曼方程。所以，大爆炸宇宙学的许多荒唐结果与他无关。但是，他是相对论的创造者，宇宙项和三维超球面概念的始作俑者。宇宙学之所以坠入神学星相学的不归路，爱因斯坦难辞其咎。
【2013-5-26日补注】本文是对2300多年来物理学高屋建瓴的宏观评价与精准把握，并且完全符合物理学的客观实际，有英国科学期刊《物理世界》2004年10月的调查结果为证！但这样的工作并不是每一位物理学家或者科学院院士都能够做到的。如果本文作者还参与创立了物理学的五大核心公式，那么，他的科学贡献就更是不可估量！央视华人频道也正在大力推介这五大核心公式(点击观看)。
纵观物理学金碧辉煌的大厦，我们不禁感概万千！抚今追昔，从2300多年前亚里士多德（公元前384-322）的《物理学》到牛顿（1642-1727）的《自然哲学的数学原理》，再到今天物理学庞大的理论体系，究竟有哪几大公式堪称物理学的核心公式呢（请注意：自1901年-2013年这112年间共有195人荣获诺贝尔物理学奖）？
所谓物理学的核心公式，必须是主宰物理运动中某一个大类运动的基本定律或者公式（例如主宰机械运动的牛顿第二定律，主宰电、磁、光运动的麦克斯韦方程，主宰微观粒子运动的薛定谔方程），或者是揭示最基本、最重要的物理关系与实质的公式或方程，例如，爱因斯坦质能关系式与甘永超波粒二象关系式。前者揭示了质量、能量、时间、空间与运动之间的关系，它是物理学中最基本的关系——物理学就是研究物质（质量、能量）在时间、空间中的运动，后者则是物理学中最重要的关系，因为实物（粒子）与场（波）之间的关系至高无上——被（瑞德尼克）称之为“物理学所面临的尚未征服的山峰中的最高峰”，也是爱因斯坦一辈子苦苦求索的问题。
另外，物理学的几大核心公式最好还能与物理学史上的几次重大事件（例如物理学史上的五次大综合或者第六次大综合的开端（见下面的注释六））相对应、相吻合就更是天遂人愿、花好月圆了……
综上所述，物理学的五大核心公式应该是：
一、牛顿第二定律(主宰机械运动，与物理学史上第一次大综合相对应)
二、麦克斯韦方程(主宰电、磁、光运动，与物理学史上第三次大综合相对应)
三、薛定谔方程(主宰微观粒子运动，与物理学史上第五次大综合相对应)
四、爱因斯坦质能关系式(揭示时间、空间、质量、能量、运动之间的关系以及核武器原理，与物理学史上第四次大综合相对应)
五、甘永超波粒二象关系式(揭示实物与场(或者粒子与波)的关系以及核导弹克星——巨粒子炮原理，与物理学史上第六次大综合开端相对应，为我们开启了“后粒子物理学”时代。其四维形式与教科书表达见最后的附件，它是量子力学两大开山之作集成后的升级
注释一：“电磁波”与“光量子”之间的关系，是天才的物理学家爱因斯坦苦苦求索了一辈子的问题，今天的甘永超却居然能够给出精准的数学表达并且已经被写进了教科书中！而瑞德尼克在《量子力学史话》一书中关于“物理学最高峰”的宏论早已震耳发聩：“今天，决定微观世界统一体的最深刻本质的全部问题，就是物理学所面临的尚未征服的山峰中的最高峰：物质的两种基本形式——实物（粒子）与场（波）——之间的相互关系。”你觉得“波粒二象关系式”在物理学中应该处于什么地位？
注释二： 当今物理学前沿存在四大疑难，它们是：“波粒二象性之谜”、“光的本性之谜”、“粒子与场的关系之谜”、“物质世界的最基本结构单元之谜”；而破解这四大疑难的钥匙就是“甘永超波粒二象关系式”及其衍生出来的“π型三重波粒二象性”与“太极粒子波”(如上三个图）。早在1994年，甘永超就完成了“经典电磁场按光子对应分解”，揭示了“经典电磁场在结构上的粒子性”——第三种波粒二象性；而后，他又把爱因斯坦、德布罗意揭示的前两种波粒二象性与第三种波粒二象性完美而又和谐地统一起来，揭示了微观客体的“π型三重波粒二象性”；据此，他还预言了物质世界的最基本结构单元——“太极粒子波”的存在，并给出了“波粒二象关系式”的物理解释。参见：娄兆文等编，自然科学概论，北京：科学出版社，2012，44-48页。你觉得“波粒二象关系式”在物理学中应该处于什么地位？
注释三：“甘永超波粒二象关系式”将开辟一个新学科或新领域——“后粒子物理学”（只有能够开辟一个新学科或新领域，才堪称物理学的核心公式）。它至少是对爱因斯坦、德布罗意和甘永超所揭示的“三种波粒二象性”的概括和总结，特别是对“π型三重波粒二象性”这一物理模型的数学抽象。而“太极粒子波”则又是对“π型三重波粒二象性”(当然也包括“波粒二象关系式”) 的进一步解读和发展。事实上，这一个物理公式（波粒二象关系式）、两个物理模型（“π型三重波粒二象性”与“太极粒子波”）首尾呼应，浑然天成，开辟了继“分子物理”、“原子物理”、“原子核物理”、“粒子物理”之后的又一个新学科与新领域“波与粒子的统一——‘太极粒子波物理’”并预言了一种新武器——“巨粒子炮”的存在。你觉得“波粒二象关系式”在物理学中应该处于什么地位？
注释四：“甘永超波粒二象关系式”能够直接导出普朗克能量子假设和德布罗意物质波假设这两个诺贝尔物理学奖公式（把量子力学的两大开山之作统一起来），间接导出四个诺贝尔物理学奖（第一种、第二种波粒二象性的揭示与实验验证）结果，要不是其中有两个内容发生重叠，该公式就可以包含六个诺贝尔物理学奖！试问：科学界还能找出第二个这样的公式吗？你觉得“波粒二象关系式”在物理学中应该处于什么地位？
注释五：在热力学与统计物理学中，我们也曾刻意寻找物理学的核心公式，但那里的微观粒子，要么服从经典的力学规律，要么服从量子的力学规律，并没有被新的基本定律所主宰。不过，值得一提的是：还是出现了几个新的统计规律，但它们比较分散，力量不集中，比较弱小，找不到一个共同的统计规律。另外，这里的能量转化与守恒定律也可以并入整个物理学中的能量转化与守恒定律，并被爱因斯坦质能关系式的质-能守恒所包含。这也就是说，从物理学史上的第二次大综合中还找不到一个具有代表性的核心公式与之对应。希望今后会有新的发现。
注释六：物理学史上的五次大综合与已经开始的第六次大综合：
第一次大综合：17世纪，伽利略研究地面上物体的运动，打开了通向近代物理学的大门。牛顿在此基础上把地面上物体的运动与天体的运动统一起来，揭示了天上地下一切物体的普遍运动规律，建立了经典力学体系，实现了物理学史上的第一次大综合。
第二次大综合：18世纪，经过迈尔、焦耳、卡诺、克劳修斯等人的研究，经典热力学和经典统计力学正式确立，从而把热与能(能量转化与守恒定律)、热运动的宏观表现与微观机制统一起来，实现了物理学史上的第二次大综合。
第三次大综合：19世纪，麦克斯韦在库仑、安培、法拉第等物理学家研究的基础上，经过深入研究，把电、磁、光统一起来，建立了经典电磁理论，预言了电磁波的存在，实现了物理学史上的第三次大综合。
第四次大综合：1905年，爱因斯坦在分析当时有关光速测量方面出现的种种矛盾的基础上，创立了狭义相对论，把物理学扩展到高速运动领域，建立了新的时空观(物质、运动、时间、空间相互关联)，这是物理学发展史上的第四次大综合。
第五次大综合：20世纪，普朗克在解释黑体辐射的实验规律时提出了量子论假设，经爱因斯坦、波尔、德布罗意、海森堡、薛定谔、狄拉克等人的努力，发展了量子力学，把物理规律扩展到微观领域，完成了物理学发展史上的第五次大综合。
第六次大综合：随着“第三种波粒二象性”的揭示和“三种波粒二象性”的和谐统一，人们终于破解现代科学的四大疑难（①波粒二象性之谜、②光的本性之谜、③粒子与场的关系之谜、④物质世界的最基本结构单元之谜），从而完成物质的两种基本存在形式——实物(粒子)与场(波)——之间的统一。这就是物理学的第六次大综合。所以，一位名家早就指出：“今天，决定微观世界统一体的最深刻本质的全部问题，就是物理学所面临的尚未征服的山峰中的最高峰：物质的两种基本形式——实物(粒子)与场(波)——之间的相互关系。”
———————————————————-
敬请院士，研究员，教授和科学工作者，研究爱好者，首先思考与“电子纠缠”和“光子纠缠”有关的问题，以便作进一步的探讨：
- 关于“电子纠缠”。1897年，最著名的粒子物理学家汤姆逊在阴极射线实验中发现“电子”。于后，对电子的质量，电荷的参数进行探测，比较有权威的参考数值是：me=9.1×10-31kg , e=-1.6×10-19C
现我提出一些与电子纠缠更深层次直接或间接相关的思考题：
- 电子的内部结构怎样？为什么会有这样的结构？
- 电子的外表携带什么物质？这些物质的结构，性质怎样？
- 电子为什么会有自旋的性质？
- 电子为什么具有磁性？
- 电子为什么会发光？
- 两个电子在什么情况下会相互吸引（纠缠）？
- 与电子磁性相应的一些问题：
- 原子核为什么会有磁性？
- 地球为什么会有磁性？
- 恒星为什么会有磁性？
- 中子星为什么磁性很强？
- 月球为什么磁性很弱？
- 日地之间为什么存在空间磁场？
- 在磁体中，磁畴到底是什么？
- 科学家为什么60多年以来，至今找不到磁单极子？
- 磁是由电产生的吗？
- 磁的本质到底是什么？
- 与电子发光相关的问题：
- 原子核外层价电子发生轨道转移时为什么会发光？诸如蜡烛燃烧和各种化学燃烧现象加以说明。
- 把电子束导入矩形加速器轨道时，为什么在四个转角切线方向看到发光现象？
- 在真空管中，阴极电子被加速到达屏极时为什么会发出蓝光？
- 正负电子对撞机中的正电子从何而来？
- 你知道正电子的内部结构吗？
- 为什么正电子是短寿命的粒子？
- 正负电子对撞为什么只观测到强烈的光辐射而别无他物？
- 同步辐射光源中的电子为什么能发出高能的纯色光？
- LED光源是电子发光吗？
- 单晶硅光电池能否把太阳光转变成电子？
- 关于“光子纠缠”。“光”的本性问题，是数千年人类文明至今一直未解开的难题。近代科学400多年以来，伟大的物理学家自笛卡尔，牛顿，胡克，惠更斯，麦克斯韦，赫兹，普朗克，爱因斯坦以来对光本性问题的探索曾经付出极大的努力。光是波还是粒子的二象性问题一直是物理学界始终争论的问题。爱因斯坦提出的“光子说”，认为光是粒子的实验在康普顿散射实验和光电效应中得到证明，光的“波动说”在干涉，衍射，偏振等波动现象也被许多实验所证明。爱因斯坦的光子和普朗克的光波（黑体辐射）是“能量子”，能量总是相斥的，不可能相吸或者纠缠。光子纠缠到底是怎么回事，敬请科学爱好者首先重温如下与“光”相连的各种实验效应：光电效应，电光效应，磁光效应，光磁效应。思考微观世界乃至尺度在10-21m以下的空间环境，物质结构及其运行规律问题。
- 光电效应
- ，典型的光电管实验。
- ，各种太阳能光伏发电。
- ，各光敏电气元件。（光敏二极管，光敏电阻）。
- ，其它各种光电传感器。
- ，静电现象。
2, 电光效应
- 白炽灯发光。
- LED照明。
- 雷电现象。
- 各种工业电弧发光现象。
- 其它各种各样的电照明光源。
3，磁光效应
- 法拉第旋光效应。
- 克尔磁光旋转效应。
- 塞曼谱线分裂效应。
- 科顿-穆顿磁双折射效应。
4，光磁效应
- 光致磁化率变化实验。
- 光致磁晶各向异性变化实验
- 其它光感效应在光存储，光检测，光控制应用研究。
5，一些思考题
- 你是否思考过暗物质问题？
- 你是否思考过中微子问题？（它的结构，性质，从哪儿来，到哪里去等等）
- 你是否思考过日地空间中除了存在中微子外，是否还存在“正微子”，“负微子”和其它微子？
- 如果空间中存在中微子，正微子，负微子，它们将以什么形式存在以维持它们之间作用力和数量上的平衡？
- 光的传播媒质必须是平均密度非常小，刚性非常大（弹性非常小）的空间连续物质结构，你能想象出这种结构吗？
- 你每次在观察，分析，辨别，判断物质与物质结构发生运动变化时，是否首先考虑自然力是“因”，运动变化是“果”这种因果关系？
6，量子力学基本原理的理解解释，你赞成哪一种？
- 传统解释。
- PTV系统解释
- 统计解释
7，量子的定义
- 你是否同意我对量子的定义：量子是尺度小于10-14m，具有能量的微观粒子。原子尺度的数量级为 10-10m，
核子尺度 10-14m，
电子尺度 10-15m—10-16m (约0.8×10-15m)
光粒子尺度 10-21m，
以太粒子尺度 10-23m—10-24m (约0.4×10-23m)
单位米m以1000倍递减的单位是：
毫米mm（10-3m）
微米um（10-6m）
纳米nm（10-9m）
皮米pm（10-12m）
飞米fm（10-15m）
阿米am（10-18m）
仄米zm（10-21m）
幺米ym（10-24m）
- 电子，光子分别属于量子的一种。原子，离子尺度较大不归类于量子，你同意吗？
- 中微子尺度大约是10-20m—10-21m，它的能量很小，但有多种“味”属同素异构体，不列入量子范围。你同意吗？
- 正微子的尺度与中微子相当；荷质比较小；它来自太阳（恒星），它的分布密度构成日地空间的正电场；它也是正电子衰变的产物；也是导体中的主要电流物质。正微子是宇宙中最重要的粒子之一，将来科学界承认它，可以把它作为量子。在“二粒三构”理论中，把中微子，正微子，负微子一起列为以太物质。
- 纠缠概念。纠缠是粒子之间的相互作用，你同意吗？
- 纠缠是粒子之间的引力作用，你同意吗？
- 斥力作用能使粒子之间分开，从此两茫茫，再不相互纠缠，你同意吗？
- 你是否可以断定：量子纠缠是量子之间的吸引作用。对吗？