国 际 物 理 年" 专 家 解 析 危 机 与 挑 战
(2005年2月) 据 中 国 消 息,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。

物 理 学 正 面 临 新 的 危 机

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 ~10keV 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 1keV, 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 边 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 SN1006 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 SN1987A 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, 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。
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