[科普中国]-粒子模型

在对波粒二象性和基本粒子两个概念进行剖析的基础上，根据系统相对论一元二态物质观和cn粒子模型，提出了光子、电子(中微子)、质子(中子)、原子核、原子和分子等的组织结构和场结构的模型。

对粒子波动性质的考查现代物理学认为，粒子具有波粒二象性。然而，波和粒子的解释相互不协调，粒子将其能量集中于一个小的区域内，波的能量是均匀分布在整个波前上。对于波粒二象性的困境，自量子论诞生以来，许多物理学家和哲学家都顽强地拼搏过这个问题2，遗憾的是都无果而终。虽然波粒二象性已被科学界广泛接受，但这仅是一种限于当时科技和认识水平而被迫妥协的结果，许多人将它视为一个权宜之计，而不是一个终极的答案。

对单粒子双缝干涉实验的考查在物理学上，单粒子的双缝干涉实验被视为粒子具有波动性的最有力证据。在该实验中(以光子为例)，入射光里只包含一个光子，在屏幕上光子将整体的为其上某个感光单元所接收。在底片上起初星星点点、继而干涉条纹渐露端倪、最终呈现出完整的干涉图样。如果交替地每次挡住其中一条缝，就可以肯定每个光子通过的是另一条缝，结果是双缝干涉条纹消失了，屏幕上显示单缝衍射图样。

物理学界对上述实验的通常推理是：干涉条纹是两束光相干叠加的结果，按经典粒子的概念，一个光子只通过双缝之一，另一个缝的存在与否，似乎对它的行踪没有影响。它打在屏幕上的概率怎么会受另一缝的制约？如果说下一个光子通过了另一条缝，前后两光子在时间上相隔甚远，干涉效应绝不可能在它们之间发生。所以，是一个光子自己和自己发生干涉，即一个光子同时通过了两条缝。3

**1.**单光子与光束在干涉机制上的矛盾

理性比较光束和单光子的双缝实验不难发现，一方面，前者要求光束必须为相干光3，否则不能干涉；而后者单光子之间不存在相干，也能出现干涉条纹。显然这两个实验本身就存在无法调和的矛盾。

另一方面，前者的解释是：通过双缝后的不同光子之间发生干涉；而后者的解释：是同一个光子同时通过双缝后与自身干涉。显然，对于同一套实验装置产生的干涉条纹，出现了两种完全不同的干涉机制。难道自然界为我们准备了多套干涉方式，以供我们根据需要来任意选择吗？

面对上述两种实验事实，我们已经陷入干涉机制的困境。

2. 单光子双缝干涉效应的系统相对论解释

在单光子双缝实验中，实验装置的两缝间隔为微米级，如图2-1所示。由于间隔的截面尺度极小，在间隔的临界场中作无规则运动的自由电子，具有围绕“间隔”做环绕运动的分量。这些自由电子相互诱导运动，最终它们都围绕 “间隔”作同向的环绕运动。这种规则的运动导致自由电子之间相互耦合，形成电子对或电子链。于是，在间隔周围形成了一个电流磁场4。

在这个电流磁场的诱导作用下，缝的另一侧上产生一个其表面原子核形成的协变磁场，这两个场统称缝隙场。单光子在通过任意一条缝时，在缝隙场的作用下发生偏向运动，即物理学上的衍射。

在间隔上做环绕运动的自由电子具有一个稳定转动周期T1，设T1=nτ0 ，其中n为整数，τ0为某个时间单位。一般，从光源发出的光子也具有固定的周期T2，可表示为：T2=mτ0 ，其中m为整数。那么，光源和双缝构成的系统也存在一个周期T，即：T=