逻辑规范下的物理学

晏成和

建立科学理论的依据是什么？学术界公认的是：事实和逻辑。

自然事实、实验事实客观存在，大家有目共睹机会均等，只有观察的细心、角度有所不同。那么，能否建立流芳百世的科学理论、事实是客观共享的，差别就是在这逻辑！由此可见逻辑竟然是如此关键和重要。我们的社会需要科学创新、需要各行各业的科技人才，当然应该在逻辑教育、逻辑思维上多花一点力气。

有的国家在中学教育阶段就开设了逻辑学课程，人们熟知的托福、雅思考试，除了外语知识，还内含丰富的逻辑常识，以考察学子的逻辑思维能力。由于逻辑学课程开始的定义、概念比较枯燥、刻板，所以我国教育把逻辑学思维融会贯通在语文、数学、几何的教学之中。例如我们从小就学习了“盲人摸象、买椟还珠、自相矛盾、刻舟求剑、缘木求鱼、郑人买履……”等等课文，其中就内涵了精妙的逻辑思想；到了中学，平面几何是严谨的逻辑训练，物理学、化学也贯彻了科学的逻辑，但是终归没有开设正式的逻辑课程。

逻辑学是聪明之学，我的逻辑学习却是在迷糊中开始的。

1973年我遭遇严重工伤，石膏包裹着的手臂在武汉过热天将是非常艰难的，在北大工作的大姐邀请我去养伤。逛过了四九城主要名胜、看了几本名著小说、还是无所事事。一天，大姐拿来一本新华字典、几沓文稿说：“小六，这是我新写的书稿，你帮我校对，看看有没有错别字和语句不通顺的地方。”我这个技校毕业的小青工不知道天高地厚、也没有其它事情可做，就认真地“校阅”起来。书名好像是《普通逻辑原理》。

开始注重的是字句、后逐渐被内容吸引了，心想：世界上还有这样好的学问，对人的头脑应该怎么想、怎样说，内含、外延、范围都有研究；对问题的演绎、归纳、推理的思路如此清晰，感觉到了逻辑的美妙。几天之后校对完毕，其中有几个集合问题请教了姐姐。在那个读书无用的年代，不知不觉学习了普通逻辑。当时也不觉得学到了什么，只是伤愈后做技术革新比较得心应手。78年上大学，学习高数时，对“充分必要条件”一下子就理解了。到后来才想到了这是大姐的睿智和良苦用心。

有了逻辑思维、猜谜语会比较灵；能够较快地理解、接受文章的逻辑美感、厌恶逻辑晦涩；在此基础上、不忘初心，继续思考我早年不解的科学问题；紧扣逻辑、从根本上思考，不是人云亦云；考察现行科学中不是那么符合逻辑的理论，探究科学沉寂的原因，建立科学新的思维。

初中时候就思考原子怎么连接、物质怎样构成？虽然金属键、共价键理论对物质的构成有了解读。学习了逻辑之后，感觉化学键的偶合理论与电子之间的相斥自相矛盾、格格不入，物质构成之说迷糊。

技校毕业当机械工人，天天与各种金属材料打交道，常去其他车间观看金属热加工过程。思考：金属如何产生热塑性、延展性？金属在强力挤压下能够变形，（铁、银能够拉成细丝，金能够捶打成金箔）说明金属原子在强力下产生移位、移到了新的位置并且能够重新结合，那么，微观结构应该是一个个微型吸铁石。由此，有了我自己金属构成原理，两个金属原子结合成为结构元，两价和电子的运转构成了电磁力、形成微型磁石金属连接，能完美的解读延展性。后来的合金形成、低碳钢拉伸曲线[1]事实与电磁结构的猜想相辅相成。（图一中，结构元）

包围着两核心的价电子由两原子共享，形成结构元把两原子稳固地结合起来。价电子1-3个构成金属结构（图一左），由价和电子平面旋转产生的电磁力进行结构元之间的吸引连接；价电子4-7个构成共价结构（图一右），多个结构元、形成空间晶体的延展。大自然没有那么多各种各样的键，就是由结构元构成了所有原子之间的基本连接。

图一  结构元及晶体结构

金属除了延展性，导电性能亦很好。百年来教科书不遗余力地论述金属导电是由于有自由电子，电子何来的自由却不得而知。可是金属原子的价电子很少，既要组合成稳定的结构元（金属键）、又要在金属内快速地自由移动，显然就这几个价电子分身乏术、远远不够，科学理论应该经得起量化的检验，不能糊弄。

金属导线除了导电，还能导通电信号，是天线、是电磁波的传输者。其内部肯定存在中波、短波、信号波的通路。这些电磁波是如何进入金属、如何在其中传导？是物理学不能回避的问题。

金属能够导电、形成了电流，让人联想到水流、物流…，将所有的流通过程进行归纳：一、是因为有水（流动物质）；二、是有落差（推动力）；三、必须要有通路；四、要有循环；五、互通有无、趋向平衡。这就是流通的逻辑、所有的流通概莫能外，尤其是这个通路十分关键！

金属的导电原理也是“流通”，不是因为存在什么自由电子。五个条件是：一是有能够换位移动的价电子；二是有电压（推动力）；三是因为金属价电子少，外层空间大，存在电磁波、电压波的通路；四在电压波的推动下、形成回路之后，少数順向运动的电子随波逐流、在金属的通路里循环流通、形成电流；五趋向平衡。金属导线导通电信号、电磁波的原理也是因为金属内存在着流通通路，不过流动的只是信息、信号波。

流通是物理、也是哲学，流通广泛地存在于生物学、金融学、管理学等等宽泛领域，任何的交流必须要通。“通则流”的五条件（流通物、推动力、通路、循环、平衡）充分必要。自由电子导电理论逻辑牵强，没有通路，把汽车说成是公路。

逻辑不仅能够检验理论，还能够教你在探索时应该在哪些范围或方向思考，这就是“集合”，是整体与部分、更是范围的界定。有成语“缘木求鱼”，说有人去树上捉鱼、愚蠢可笑。可是科研中这种现象比比皆是，虽然是科学无禁区，你也应该学一点逻辑，知道应该思考的范围和探索方向。

元素周期表告诉我们，构成所有原子的基材就只是质子、电子；核外电子按能级规则排布、运转。这就告诉了我们研究原子、探索物质，只有这两种基材，不要节外生枝，不要增加什么子。依据二子的联系、排列和运动，只应考虑它们伴生着的质子场、电子场的相互作用，此外还有大自然环境的温度场，这二子三场是物质的集合、是我们逻辑思考的范围、搜索的区间。万物构成原理、万物特性也必定是在此中求索、寻找。

早年物理人不大有场的概念，对原子的构成，提出了“同性相斥异性相吸”的思维借鉴，解读了电子在核外运转。当发现质子在核内并没有发生同性相斥，借鉴人不领会、不认可大自然的睿智，认定了质子必定相斥，于是超越逻辑范围、必须强加一个介子在其中。历经半个世纪，人们没有探索到介子。

由于首先设置了思维牢笼，认为质子之间必然相斥，大自然宁可增加介子，也不会制作不相斥的质子。逻辑底线一旦突破，科学牛人的“发现”还有很多：中微子、膠子、玻色子、费米子、引力子、太极子、希格斯粒子……这么多子充斥在物理学。我只是有大致的了解就浅尝辄止，不认可、是因为它们不在周期表的逻辑范围内。

研究者用这些“子”赋予了自己希望的功能：

中微子——核裂变部分能量携带者[2]；

玻色子、费米子——用电子自旋解读磁性等[3]；

引力子、希格斯粒子——解读引力与质量[4]；

膠子、介子——解释原子核内质子没有相斥[5]；

……

有人会问，上述理论，你只是大致的了解，凭什么就可以轻易否认？这可是好多人半个世纪的心血啊！

凭的是大自然本源的简洁优美、凭的是逻辑的集合。我的文章在[n]内，仅仅用二子三场及其规律运动、就互洽的解读了以上那么多“子”所面临的问题。应该记得奥卡姆剃刀-如无必要勿增实体。已经有了简洁、清晰的解读，何必还需顾及那些复杂深奥的“子”。

科学先贤发现大自然仅用二子就构成了所有元素、组合成世上万物，还要成就各种形态、所有性能，是多么的不易，并且还简洁全面-勿增实体。如果用正负电荷同性相斥异性相吸、立即就黔驴技穷（如何解读核内质子的相斥？）。所以英明的造物主不会束缚在正负电荷，而是在逻辑一致的前提下，睿智地赋予质子、电子多功能的不同的场。

质子场对质子、电子都具有吸引-成就了物质聚合的整体、产生万有引力，并没有质子相斥功能。并且对电子的引力与电子数保持相同。

电子场造就了所有电子的相斥-成就了原子空间和气体。麦克斯韦方程组描述了电子的电场、磁场、电磁波的存在，实质上是造物主赋予电子伴生着电场、运动时产生磁场、振动时产生电磁波；赋予了核外电子能依温度而改变运转速率。这样，造物主用伴生场把质子、电子的功能发挥到了极致，得心应手地构成万物，并且所有的逻辑一脉相承。

科研就是要在逻辑集合之中放飞思维，找到大自然的真实、优美，回答3W。实体伴生着场是一种哲学存在，表现在世上万物之中，只不过是人们只是重视看见的实体，对不可见的场没有感觉，以至于在波粒同在的实验中无所适从，提出波粒二象性理论，说量子有时候是粒子、有时候是波，连逻辑概念都直接违背。

大自然的构建是真实、简单、高效。其逻辑也应该是简洁明朗与此相辅相成。如果科研背离自然真实、只能有逻辑之外的艰难辛酸。逻辑错了科研满盘皆输，有逻辑问题的理论、肯定隐含重大问题。 所以我们做科研应该好好地学习逻辑、理直气壮地捍卫逻辑；质疑、批判存在逻辑隐患的“科学理论”。除了上述臆想的各种“子”，逻辑模糊的膜理论、弦理论也频频碰壁。

科学探索是依据事实、敬重逻辑禅悟天机；电子的运转是微观粒子最明显、最基本的运动。造物主既然精心的安排了这个运转，就必定会导致有作用、有意义的运动效果，绝不是毫无意义的“电子云”，禁止探讨核外电子的规律运动是逻辑集合的缺失，是当代物理学最大败笔。

原子构成、结构元的形成；物质的所有性质将由核外电子规律运动所形成；诸多自然之谜也由此解开，并且做到符合逻辑、解读互洽。关注核外电子的规律运动，将揭开微观物质特性的机理，一扫科坛沉寂的阴霾。

2022/4/22

[1]，晏成和，低碳钢拉伸实验曲线 科学网

[2]，晏成和，前沿科学问题（六）（子虚乌有的中微子）  科学网

[3]，晏成和，广泛存在的磁性  科学网

[4]，晏成和，科学前沿问题（七）（重力的本质是什么?）  科学网

[5]，晏成和，原子核内、核外的关联结构，科学网