物理理论之源——太极
核心提示：
世界的本源是什么，从古到今，人们一直在探索，在不同历史时期,产生了各种不同物理学理论。如果，能把近代科学知识与东方（中国）古老哲学结合进行思考，一定会引导你回归于自然，帮助你认识自然的本来面目。
探索与研究：
让我们沿着百年探索者的足迹，也像物理学家们一样思考，回顾上个世纪，人类科学史上最辉煌的壹百年。就物理学来说，出现了两大革命性的理论：《量子力学》和《相对论》。两大理论，不但直接改变了人类对宇宙、自然的认识（世界观），也正在促进科学技术的新发展，比如，“量子纠缠”引发的新一轮通讯革命性变革，中国科学家、潘建伟院士及其领导的团队走到世界的前列。“量子纠缠”概念及其现象一直不被知名物理学家看好，老爱因斯坦称，‘完全是一种鬼鬽现象’。爱因斯坦留给后人们的话语，多数人忽略了，可是也有人铭记在心，并且孜孜不倦的进行探索，潘建伟院士也许就是其中之一。
“量子”（quanta）概念的提出，催生“量子力学”的诞生
1900年被公认为是量子力学诞生的一年。当年的12月普朗克向科学界提出一篇论文，可是它自己并不喜欢论文带有的意义。他希望他的同事能够为他做一件自己做不到的事，就是用牛顿物理学来解释他的发现。可是他心理知道，他的同事没有办法，谁都没有办法。但他感觉到，他的论文就要改变科学基础。他的感觉没有错。普朗克到底发现了什么，使他这么不安？普朗克发现的是，自然界的基本结构是“粒状”的。用物理学家的话说，自然界的基本结构是“片断式”的。
在1900年之前，所有的物理学家都认为，辐射物体对能量的吸收和发射都是连续的，均匀分布的。可是，普朗克通过黑体辐射研究，发现，辐射物体对能量的吸收或发射是不连续的，呈“爆破式”；“一份一份式”的。普朗克发明“量子”（quanta）一词，寓意是“一份一份式”的能量，就是“量子”，而将辐射体称是“量子化的”。普朗克的的基本假设是：
“光量子”学说与光的波粒二象性
1905年，年轻的爱因斯坦（26岁）一连发表了五篇论文，都很重要。其中有三篇成为物理学发展的轴心。这三篇论文，第一篇讲的是光的量子本质，第二篇讲分子运动，第三篇讲狭义相对论。
爱因斯坦的光量子理论
爱因斯坦依据普朗克量子理论和雷纳德光电效应实验建立起他的革命性理论——光量子理论。雷纳德实验显示，在光电效应里，光一旦撞到金属，金属里的电子就立刻开始流动。我们一打开光，立刻就产生电子。然而，依据光的波动理论，金属要有光波的撞击，其中的电子才会开始震荡，然后要移动的速度够快，才会脱出金属表面。简单地说，光波动理论观测的是延缓式的发射，而雷纳德的实验显示的却是电子立刻发射。简而言之，爱因斯坦用光电效应告诉我们，光由粒子——光子——构成。爱因斯坦思想基本点是：光宏观上是一束能，可是微观上一束能却由不连续的微粒——光量子构成。
然而，问题是102年以前（1803年），托马斯·杨的双缝干涉实验证明“光的本质”是波动性的，证明光是由波构成的。可是，从来没有人能够证明托马斯·杨的实验结果是错误的，当然包括爱因斯坦本人，爱因斯坦当然知道自己的光子论与托马斯·杨的波动说相矛盾，而且自己也没有办法证明波动说的错误。
还有，著名的麦克斯韦方程组极大的支持了波动说。19世纪初，英国著名物理学家麦克斯韦建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的库伦定律、论述磁单极子不存在的高斯定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦——安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。从麦克斯韦方程组可以推论出电磁波在真空中以光速传播，并进而做出光就是一种电磁波的预言。
爱因斯坦面临波动说成熟的理论和实验，他依然坚信自己的光量子理论是正确的。爱因斯坦在思想上认为，光本质上应具有微粒性和波动性（两种表象），他认为有“阴影波”（ghostwaves）在引导光子。关于光的本质问题，即“光的波粒二象性”就此产生。
“波粒二象性”是量子力学里最棘手的问题。对于我们大部分人而言，生活很少是黑白兼具的。但是波粒二象性是一个标志，标志是传统上“只能是其中一”这种看待世界的方法已经告终。物理学家们已经不再坚持“光只是粒子或者只是波”这种命题。因为物理学家已经“证明”光两者皆是。
德布罗意与“物质波”——实物粒子也有波
当时，物理学家还在想办法解释为什么波会是粒子的时候，年轻的法国人—德布罗意提出一个大胆假设，他说，不但波是粒子，而且粒子也是波。
1923年（9月—10月间），德布罗意连续在《法国科学院报》上发表了三篇论文，第一篇题目是《辐射——波与量子》，提出实物粒子也有波粒二象性，认为运动粒子相应的还有一正弦波，两者总保持相同的位相，后来他把这种假想的非物质波称为相波。德布罗意的博士论文得到了答辩委员会的高度评价，认为很有独创精神，但是又有人认为他的想法过于玄妙，没有认真地加以对待。后来，德布罗意的导师郎之万将德布罗意的论文寄了一份给爱因斯坦，爱因斯坦看到后非常高兴，他没有想到，自己创立的波粒二象性观念，在德布罗意手里发展成如此丰富的内容，竟扩展到了运动粒子。当时爱因斯坦正在撰写有关粒子统计的论文，于是就在其中加了一段介绍德布罗意工作的内容，他写到：“一个物质粒子或物质粒子系可以怎样用波场相对应，德布罗意先生已在一篇值得注意的论文中指出了。”
1927年，戴维森和革末在实验室将电子射向镍晶体，发现其绕射图像与布拉格定律（原是用X射线的）预测的一样，而在德布罗意假说之前科学界认为绕射只会发现在波的行为上。至此，科学界接受了实物粒子（电子）也有波动行为。
康普顿的散射实验——支持光量子论
1923年，康普顿玩了世界上第一次粒子撞球实验游戏。他在这个过程中证明了爱因斯坦建立17年之久的光量子论。他的实验在概念上不难，只要对电子发射X射线就可以。我们知道X射线是一种波，可是令人惊奇的是，它却像粒子一样敲出电子。换句话说，它的行为就像粒子一样。譬如说X射线射出以后，若是与电子只是擦撞，那么这个X射线就只能是稍微偏离路径而已；可是若与电子正面相撞，那么就会偏离很严重，这时X射线就会丧失大量的动能。康普顿只要测量X射线碰撞前后的频率，就可以告诉我们X射线丧失多少能量。结果是，差不多正面相撞的射线撞击撞击后的频率比之撞击前低到令人吃惊的程度，表示射线撞击后的能量比撞击前少。所以康普顿的射线撞击电子实验就好比球与球互撞一样。康普顿的发现与量子论有密切关系。如果普朗克未曾发现频率越高能量越高的基本规律，康普顿就无法揭露X射线是粒子行为。这个规律使康普顿得以证明X射线在粒子式在粒子式撞击下失去一些能量（因为，X射线的频率在撞击后比撞击前低）。
现在，可以简单地说，我们可以用光电效应显示光是粒子，可以用双缝实验显示光是波，也可以用康普顿散射显示光既是粒子又是波。要了解光，这两者缺一不可。如果你只问光是粒子还是波是没有意义的。光的行为是粒子还是波，要看我们做的是哪一种实验。（评：如何认定光的二象性行为与观察者主观实施行为有关）。
量子力学奠基人之一—玻尔怎么说——玻尔的互补假说
“互补”是玻尔发展出来的概念，用以说明光的波粒二象性。上个世纪90年代前还没有人想出比他更好的概念。“互补论”说，波性和粒子性是互相排斥的，或者说，是光的互补相。两者虽然总是互相排斥，可是要了解光却缺一不可。两者总是互相排斥，因为光一如其他任何东西，不可能既是波又是粒子。
物理学家还认为，若看个别事件，光一直都是粒子（光量子）。至于波的行为，我们检测到的总是统计型，也就是干涉。但是，用狄拉克（著名物理学家，量子力学奠基人之一）的话说，即使是单个亚原子粒子——譬如电子——也会“与自己互相干涉”。为何会“与自己干涉”，这是量子理论的一个基本难题。
甘永超的“π型结构理论”、“甘永超公式”与“太极粒子波”
1995年10月，中国年轻学者甘永超及同事在《中国科学院·光学学报》上发表了一篇重要论文，文章很短，只有两页多。题目是：《辐射场的内禀结构研究——电磁场的按光子对应分解及其物理性质》，甘永超等人的研究成果，当时并没有引起物理学界的重视，就像当年德布罗意的论文一样。直到21世纪初，纷纷有人（目前，还限于中国）从不同角度解读“甘永超公式”乃至“太极粒子波”，这才被认为，这个中国品牌的“中国创造”应该走向世界。
一，
电磁场的量子化。1927年，狄拉克利用电磁场的量子化方法首次成功地统一了辐射场的波动性与粒子性这两种表面上相互矛盾的属性。但是，狄拉克的工作即“电磁场按模式分解”，但仅建立起同模式分波与同模光子群的对应关系。而后，1995年，甘永超等人的工作，将“电磁场按光子对应分解”，甘永超找到了把某一种模式电磁波的分波，再把它分解成更小的基波，而后使得电磁基波的能量、动量与同模光子的能量、动量对应相等。甘永超等人用严谨的数学公式完成了电磁场按光子对应分解，并在电磁基波与光量子之间建立一系列的物理量的对应关系。
至此，爱因斯坦的光量子理论、德布罗意的物质波理论、甘永超/狄拉克的电磁场具有粒子性理论,三个理论将：“波—粒子—场”统一到“波粒二象性”的学说麾下。这就是著名的“π型结构”理论，呈三足鼎力结构，实在说，一点也不为过。
二，
三，
聪明的读者能够注意到，甘永超公式中出现的—?—,如果粒子与基波的能量是等同的，那么在二维图像中，用一个园代表粒子，它的半径是—?“讨论?在“甘变换”中所扮演的角色”—，使正弦波与粒子成同位相，振幅为—?“讨论?在“甘变换”中所扮演的角色”，那么它们的能量是等同的。这就是“太极粒子波”。甘永超发明“太极粒子波”这一概念，意义极其重大，可能影响到粒子物理学、基本粒子、乃至弦理论。
中国的“太极”概念，在国人头脑中就是一个园，而在《易学》系统中，太极就是一，可大可小。“太极”还有边界的概念，表示被隔离出来的一块。“量子”一词是普朗克的发明，表示间断性，也是一份、一份的，在物理学中是被通用的。我认为，“太极”一词用于物理学等同于“量子”一词。
那么，在微观世界里，已经被量子化的粒子行为，一定遵循：太极阴阳·原理（因为它是自然法则），用《易学》中的语言表示，太极之中有阴阳，阴阳和合成太极。或者白话之曰：“一分为二，合二而一”。这就是物质—能量的转换与运动方式。拿光子来说，首先认为它是粒子，也是一，一分为二，它就是波，一个正弦波，一上一下（阴阳相对），而波峰与波谷面积相加正好等同与原来的圆面积，就是一。粒子是能量的凝聚态，而波是能量的发散态。粒子与波的同一性都是能量的不同表象，而转换方式是：一分为二，合二而一。
实验例：一束高能光子（没有电荷），射向重核，结果产生两个电子，一个是正电子（e+）、一个是负电子（e-），即一分为二；当一个正电子（e+）与一个负电子（e-）相撞，就会湮灭，产生光子——两个，即合二而一。
这里，我们摈弃了玻尔的互补理论，而还原于自然法则，即太极阴阳·原理。
综述：甘永超理论
一是，经典波粒二象性关于电磁场量子化的奠基化理论；
二是，甘永超公式（矩阵方程组）用极其优美的数学形式，将波和粒子联系起来，它们是一个统一体。推翻了玻尔的“互补相”理论。它将步入20世纪物理学的最伟大的核心公式之一；
三是，发明了“太极粒子波”新的概念。甘永超将近代科学与东方哲学结合起来，开创了科学研究的新篇章。
期望;
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