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物理学领域的危机与挑战

发布时间:2022-10-27 15:35:06 来源:网友投稿

联合国将2005年定为“国际物理年”,以纪念20世纪初量子力学的创立和爱因斯坦对20世纪物理学发展的伟大贡献。

纪念这些科学巨人的伟大贡献,不禁使人想到:是19世纪末的物理学危机成就了20世纪的这些伟大发现,

现在,物理学正面临新的危机。

笔者自1992年以来研究一种新物理过程,涉及的问题存在于实验室工作和天体物理等多个方面。

在实验室方面有:室温下电解重水可出现“超热”和(d.d)聚变;低电压下氘气辉光放电产生>~10kev-100kev的X射线和γ射线,并且也有(d.d)聚变……这些都超出了现有核物理知识范围。

具有更大挑战性的是:室温电解轻水(~10V)可产生~kev的X射线,氢气辉光放电可产生远超出放电电压的X射线(1.5kV放电电压,产生~10-20keV的X射线)。

还有一类被实验学者认为是“核嬗变”、“生物嬗变,”的现象:在轻水、重水电解时,出现了元素质量增加1、2、4、8甚至12的现象。不单一些权威学者惊呼是“病态科学”、“伪科学”,连实验学者自己也感到不可思议。类似的现象还有更古老的“声空化现象”、“声致发光”和“超声核聚变”以及倍受争议的“奇异水或聚合水”。

在天体物理方面存在着另一个科学难题,即太阳耀斑的放能机制。

自1859年发现太阳耀斑后,太阳耀斑是如何产生的一直是个谜。到了20世纪后半期,根据各种探测卫星和观测仪器的观测结果,科学家们提出了多种模型,但都不能解决这一问题。

2002年之前,太阳学者认为,这是由于探测精度不够所致。可是2002年发射的RHESSI探测卫星在3-100kev能段的能量分辨率为lkeV,而理论学家仍然不能解释观测到的12.5kev和~25kev的X射线线发射,甚至对这样的观测结果也抱以怀疑态度。

更使现行理论陷入困境的是,在软X射线为主的耀斑中,9-12kev的X射线发射早于3-6kev的X射线发射,这是对建立在伦琴X射线发射原理和等离子体理论基础上的模型的又一无法克服的挑战。

一系列的高能天体流行理论面临着观测事实的挑战。有些所谓天体可能是人为的杜撰。黑洞、中子星和超新星就是这样的概念。对于γ爆和软γ重复爆,也将由于黑洞、中子星和超新星的不存在而使一些所谓“标准模型”、“后标准模型”不能成立。

类星体被称为“谜天体”,李政道称其为“四朵乌云”之一。而一些相对论学者把它的jet看作是“超光速”的依据。在2002年之前,物理学者和天文学者在著述中认为,暗物质占宇宙的90%,并认为有两个证据:星系外星体的运动速度不趋于零;星系内温度108K物质不飞散。推定存在引力势阱,暗物质占90%。

可是,到了2003年,随着美国《科学》杂志发表的文章称;暗物质占23%,暗能量占73%。于是人们惊呼:现在物理学存在“一团乌云”,并且一致认为96%为不可知的暗物质和暗能量,这个暗能量的来源是根据Ia型超新星的观测。

宇宙在加速膨胀。可是蒂乔超新星和SNl006超新星的X射线谱证明,这个根据是不可靠的。同样,仙后座的CasA和SNl987A也证明,Ⅱ型超新星也不是恒星的塌缩。还有霍金的“黑洞辐射”,人们称为“霍金辐射”。用观测事实检验,这些均与现有的黑洞候选体的辐射无关。

上述三个领域的矛盾预示着物理理论又面临一次新的挑战,而这些现象可能与一种新的物理机制相关,笔者把它称为“电子—离子束缚态及其引发核过程”。

其主要内容是氢、氘在特殊的条件下,例如轻水、重水电解,氢气、氘气辉光放电,日冕及星冕的条件下会产生非伦琴方式的X射线和非热核反应的(d,d)聚变等核反应,类地行星大气中的类似过程……当人们还不肯相信这些实验事实时,也就无法理解和解释这些现象。

历史的经验值得注意。每当物理学处于飞跃的历史时期,人们对于危机的态度大致有三种:有些人往往不易跳出已有经验的束缚;有些人因为没有深入了解而表现为从众心理;极少数人不怕失败敢于冒着各种不公正待遇和牺牲而苦苦求索。

在发展重大基础科学理论时,中国科技界应该拿出勇气,团结协作,迎接挑战,实现老一辈革命家和科学家的殷切期待:“中国人应当对人类有较大贡献。”

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