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                     一

量子的概念是支撐現(xiàn)代物理學大廈的一塊基石，正是這一概念導致了反映微觀實物粒子運動規(guī)律的量子力學的建立。然而，有趣的是，這一概念的誕生和確立始終與光（或者說光子）密切相關。

1887年赫茲作出的有關光電效應的實驗發(fā)現(xiàn)為量子概念的研究埋下了伏筆。1900年普朗克就黑體電磁輻射（基于對光的廣義的理解，也可以叫做“光輻射”）問題提出的“能量子假設”首次給出了量子概念，量子物理曙光乍現(xiàn)。顯然，普朗克所說的“能量子”實質上就是光量子（或者從電磁場運動的角度可以將其稱作場量子）。1903年玻爾提出的原子模型則把量子的概念與微觀實物粒子（電子）的能態(tài)特征明確地聯(lián)系起來，從而在一定程度上發(fā)展了量子概念。這一工作并不完美，卻屬人類認知的觸角真正挑開微觀世界帷幕的破天荒之舉。1905年愛因斯坦更是“一鳴驚人”—— 他給出了光電效應物理機制的精辟詮釋，光量子概念藉此得以確立。愛因斯坦的這一偉大發(fā)現(xiàn)深刻且無可辯駁地揭示了光的波粒二象性，它表明光除了具有由光的干涉、衍射等現(xiàn)象所證實的、由惠更斯原理和麥克斯韋方程組所描述的波動性之外，還確定無疑地具有牛頓所篤信和堅守的那種粒子性，從而圓滿地結束了自17世紀以來分別以牛頓和惠更斯為代表的兩大陣營之間有關光的粒子性和波動性的充滿懸念的爭論，量子物理迎來噴薄“日出”的一刻。不過，需要強調指出的是，這一發(fā)現(xiàn)所涉及的僅僅是光量子而已，并未涉及另外一類量子，即實物微觀粒子量子（以下簡稱“實物量子”）。

實物量子概念的確立歸功于德布羅意，這是量子物理領域中的又一偉大成就，也是量子力學問世的前提。德布羅意于1924年做出了一個驚人的“舉動”，他從理論上將波粒二象性這一光的屬性原封不動地“移植”到了微觀實物粒子“名下”。稍后，這一理論預言的正確性竟然得到了實驗證實。于是，實物量子的概念得以確立，量子力學的創(chuàng)建工作破冰啟航。實際上，對于微觀實物粒子而言，重要的不是肯定它的粒子性（其粒子性不言而 喻），而是認識它的波動性。正是因為如此，量子力學又叫做波動力學。

綜上所述，量子的概念既包括光量子，又包括實物量子。顯然，這兩種量子屬于不同的物質形態(tài)（即光和實物體），但它們又具有數(shù)學表達式和物理內(nèi)涵完全同一的波粒二象性，這一點著實美妙得令人著迷。 對應于實物量子，物理學的園地里產(chǎn)生了量子力學；而對應于光量子，物理學的園地里產(chǎn)生了量子光學。因此，量子力學和量子光學是兩門彼此間存在深刻聯(lián)系卻又分別自成體系的學問。

半導體光電子學（包括納異質結構）是長期以來筆者的主要研究領域之一，既涉及量子力學，也涉及量子光學。筆者在這一領域的研究工作中，藉由一個偶然的機緣，順著實物量子概念和量子力學提供的線索，竟然甚為驚訝地發(fā)現(xiàn)了一系列有可能存在的、頗具系統(tǒng)性且十分優(yōu)美的規(guī)律。它們，作為一個已初具“規(guī)模”、但尚不完善的體系，似乎囊括了實物體物質形態(tài)領域中較之經(jīng)典力學、量子力學和愛因斯坦相對論更為普遍的規(guī)律，筆者將由這些規(guī)律構成的認識體系命名為彌聚子論。這一理論的研究對象自然是作為物質形態(tài)的一個大類的實物體。它們既包含了量子力學的研究對象——微觀實物粒子，或者說包含了實物量子，也包含了經(jīng)典力學的研究對象——宏觀實物體，同時還包含了所有介于微觀實物粒子和宏觀實物體之間的介觀實物體。筆者將它們統(tǒng)稱為彌聚子。下面即就彌聚子概念和彌聚子論做一概述。

二

在上面的論述中，筆者將經(jīng)典力學的研究對象限定為宏觀實物體。這一點應該是毫無問題的，因為它原本就是物理學界的共識。同時，筆者還將量子力學的研究對象限定為微觀實物粒子。這一點就很難說沒有問題了，因為物理學界似乎尚未就此完全達成共識！筆者注意到，現(xiàn)行的某些量子力學教科書聲稱：德布羅意給出的波粒二象性關系式對于微觀粒子之外的其它任何實物體也都是適用的，有的教科書甚至說經(jīng)典力學可以作為量子力學的特例，也就是說包括微觀粒子和介觀、宏觀實物體在內(nèi)的所有實物體都屬于實物量子的范疇。可見，論及這一問題，須以小心為妙。然而，筆者的考證表明（限于篇幅，考證過程從略），上述那些教科書的論點應該是站不住腳的。筆者研判的結論是：實物量子的概念只有對極端微觀情況下的實物體，即理想微觀粒子，才是適用的。或者說，實物量子的概念只是對理想微觀粒子屬性的恰當概括。因此，量子力學所揭示的、或所能精確揭示的只是理想微觀粒子的運動規(guī)律，即使退一萬步，經(jīng)典力學也絕不是量子力學的特例。

接下來，我想談一談宏觀實物體的屬性命名問題。正如我們把理想微觀粒子的屬性概括為實物量子，而將普遍意義上的實物體的屬性概括為彌聚子一樣，我們也需要就宏觀實物體的屬性給出恰當?shù)母爬āＨ缢苤瑯O端宏觀情況下的實物體（即理想宏觀實物體）的運動規(guī)律與極端微觀情況下的實物粒子（即理想微觀粒子）的運動規(guī)律是截然不同的。就它們在位置空間中的行為特征而言，前者屬幾率波行為，其運動軌跡是不確定的，或者嚴格地來說是不完全確定的，而后者則屬確定性行為，其運動軌跡是完全確定的。據(jù)此，筆者建議將宏觀實物體稱作“實物確子”。

如此一來，我們便對所有實物體給出了完備的屬性描述。彌聚子是對其普遍屬性，特別是對其介觀領域屬性的概括，而在極端微觀和極端宏觀兩種情形下，該普遍屬性則分別蛻化為量子和確子。也就是說，量子和確子是彌聚子在上述兩種極端情形下的特例，而介觀情形則屬一般情形。于是，經(jīng)典力學、量子力學和彌聚子論之間的關系也就明確了：經(jīng)典力學適用于確子，量子力學適用于量子，彌聚子論則適用于從確子到量子的所有彌聚子。當然，需要補充說明的是：經(jīng)典力學和量子力學分別對于接近極端宏觀的情形（準極端宏觀情形）和接近極端微觀的情形（準極端微觀情形）也是近似適用的。認識到這一點很重要。事實上，我們通常所遇到的宏觀和微觀情形都不是真正的極端宏觀和極端微觀情形，而只是準極端宏觀和準極端微觀情形（嚴格地講，這些情形其實應該歸入介觀情形）。為簡潔起見，以下我們將不再特別提到準極端宏觀情形和準極端微觀情形，而只分別簡略地代之以宏觀情形和微觀情形。同時，我們把不包含宏觀情形和微觀情形的介觀區(qū)域稱作顯性介觀區(qū)域，因為只有在這個區(qū)域中，介觀的特征才明顯地表現(xiàn)出來。

在彌聚子論中，宏觀和微觀程度，亦即宇觀程度，是可以定量描述的。表征宇觀程度的物理量叫做彌聚宗量，其值為實物體的相對論質量和其總能量的乘積的平方根，其值域為零到無窮大。彌聚宗量為零，對應于極端微觀情形；彌聚宗量為無窮大，則對應于極端宏觀情形。彌聚宗量不是人為設定的一個物理量，而是筆者在依據(jù)彌聚子論的基本概念修訂和拓展薛定諤波動方程的過程中自然得出的一個物理量——得出這個物理量的那一刻曾令筆者欣喜若狂！此外，還需指出，彌聚宗量是對于宇觀程度的絕對表征，故又可稱作絕對宇觀度。實際上，實物體微觀特征或宏觀特征顯著與否還與約束其運動的空間線度相關。據(jù)此，筆者定義了計入空間線度影響之后的宇觀度。由于它是相對于空間線度而言的，故應稱作相對宇觀度。絕對宇觀度具有本質意義上的重要性，而相對宇觀度具有認識論意義上的重要性。

彌聚子論的基礎是兩個涉及基本物理效應的重要假設：一個叫作能級彌散。這是筆者在研究半導體（晶體）電子態(tài)系維度問題的過程中發(fā)現(xiàn)的。這一發(fā)現(xiàn)隨即成為整個彌聚子論的“發(fā)軔”點；另一個叫作波函數(shù)空間聚斂。這一效應的悟出稍晚于有關能級彌散效應的發(fā)現(xiàn)，但實際上該效應與能級彌散效應是相伴而存、須臾不可分離的。“彌聚子”和“彌聚子論”也正是因此而得名的。

基于上述兩個基本假設，量子力學中的薛定諤波動方程和經(jīng)典力學中的牛頓方程（牛頓第二定律）均得到了修正和拓展。修正和拓展后的薛定諤波動方程不再僅僅適用于微觀領域，其適用范圍能夠覆蓋從極端微觀情形到極端宏觀情形的整個全宇觀領域；修正和拓展后的牛頓方程也不再僅僅適用于宏觀領域，其適用范圍同樣覆蓋了整個全宇觀領域。這意味著歷來被人們看作對立物的經(jīng)典力學和量子力學終于統(tǒng)一了。我們幸運地擁有了通用于全宇觀領域的大統(tǒng)一力學理論！

嚴格地說，在全宇觀范圍內(nèi)，上述兩個新的方程均不能單獨使用，必須聯(lián)立求解。但是，由于修正和拓展后的牛頓方程在宏觀領域中近似地蛻化為原先的牛頓方程，故單獨使用之并無大礙；同理，由于修正和拓展后的薛定諤波動方程在微觀領域中近似地蛻化為原先的薛定諤波動方程，故單獨使用之也無大礙。事實上，數(shù)百年來人們正是這樣來使用牛頓方程的，而近百年來人們也正是這樣來使用薛定諤波動方程的。此即“殺雞焉用牛刀”之謂也。不過，就顯性介觀領域而言，就必須啟用“牛刀”了—— 一副包含兩個新方程的組合式“牛刀”！不如此則無解也。

在彌聚子論中，德布羅意的波粒二象性關系式、海森堡的不確定性原理也都發(fā)生了變化。相應地，諸如電子在相鄰勢阱間的隧穿理論，光與物質相互作用的理論，特別是涉及自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收三個物理過程的愛因斯坦關系等既有理論自然也就發(fā)生了變化。

在彌聚子論中，愛因斯坦狹義相對論發(fā)生了變化。與適用于超高速領域的愛因斯坦狹義相對論相對應，筆者提出了適用于超低速領域的狹義相對論，并將其與愛因斯坦狹義相對論相結合，進一步提出了完備的、具有高度對稱美的全速域狹義相對論。筆者發(fā)現(xiàn)，基于這一新的理論，至少困擾人類數(shù)百年的最大靜摩擦力大于滑動摩擦力的機理詮釋問題似可迎刃而解了。此外，一類新的物質形態(tài)——姍子——似乎已浮出水面。

還有，在彌聚子論中，萬有引力定律發(fā)生了變化。兩個電中性的物體之間不僅可以存在引力，還可以存在斥力。當它們之間的距離小于某個臨界值時，就會發(fā)生從引力向斥力的轉變。該臨界值由兩個物體的宇觀度及它們之間的距離共同決定。于是，固體物理學的基礎發(fā)生了變化，甚至愛因斯坦廣義相對論也可能因此而發(fā)生變化……

總之，整個物理學似乎都在發(fā)生變化。