量子度量——四、新量子革命
一百二十年前，英国著名物理学家威廉.汤姆生（即开尔文男爵），针对当时的物理学现状，提出了“乌云说”。乌云说对后世影响巨大，德国物理学家马克斯.普郎克提出了量子假设，解释了第一朵乌云。犹太裔物理学家阿尔伯特.爱因斯坦创立了相对论，解释了第二朵乌云。
历史总是轮回的，用开尔文男爵说过的话描述现代物理学现状，一点都不过时：“有量子理论和相对论两大基础理论的支撑，现代物理学的大厦已经落成，近几十年的现代物理学发展，我们做的只是一些修饰工作，完善和验证两大理论。”这句话说得有一定道理，现代物理学发展陷入困境，物理学分支越来越细，研究的也越来越通彻，但没有颠覆性的突破。虽然有弦理论发起革命的号角，但目前还无法推倒旧物理大厦。这一次，不再是物理学上空的小乌云，有人认为，物理学遇到了屏障，难以突破。很多人都在寻找，现代物理学新革命的火种在哪里？
回顾量子理论的发展，马克斯.普郎克年底提出了量子假设，解释了黑体辐射，打开了旧量子理论的大门。随后，几位大神相继出手，年，爱因斯坦用光量子假设解释了光电效应；年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化轨道，建构了氢原子的玻尔模型，成功地解释出氢原子的发射谱线。至此，旧量子论取得了初步胜利。在这其中，玻尔、索末菲、萨特延德拉·玻色和其他物理学家也为发展量子理论做出了很大贡献。
旧量子论虽然取得了重大突破，但存在一系列问题。此时，几个年轻人站了出来，发起新革命的冲锋，先是年，海森堡抛弃了电子轨道，用矩阵力学解释电子运动获得了成功。一年多后，年，海森堡提出不确定性原理，创立了量子论的基本原则。在此前年，德布罗意提出了物质波假说。年薛定谔沿着物质波概念成功地找到了电子的波动方程，并由此创建了波动力学。几乎与薛定谔同时，年9月，玻恩与另一位物理学家约丹合作，将海森堡的思想发展成为系统的矩阵力学理论。不久，狄拉克改进了矩阵力学的数学形式，使其成为一个概念完整、逻辑自洽的理论体系。年薛定谔发现波动力学和矩阵力学从数学上是完全等价的，由此统称为量子力学。年狄拉克将相对论运用于量子力学，预言了反物质，又经海森堡、泡利等人的发展，形成了量子电动力学。
海森堡的不确定性原理、玻尔的互补原理、波恩的波函数统计诠释、泡利不相容原理以及相关联的量子观念，构成了量子力学的基本原则。
我们从简单的量子理论发展中可以看到，有的理论是革命性的突破，有的理论是顺着上面思维的延展，思维的进一步延展也很伟大，也不是一般人轻易能够做到。但推动理论跨越式向前发展的爆破点，关键是革命性的观点。比如普郎克的量子假设，比如德皮罗意的物质波，比如狄拉克的反物质，再比如爱因斯坦的相对论，都是颠覆性的观点，看似违反常识，却打开了新世界的大门。而现代物理学的发展受困，缺的就是一个革命性的爆破口。
其实，很多人已经意识到，时间可能是影响物理学向前发展的关键。在牛顿体系中，时间是上帝一般的存在。在相对论中，时间是相对的，但爱因斯坦赋予了时间一个特权，因果律，爱因斯坦至死也不完全接受哥本哈根诠释，就是不愿意放弃以时间为基础的因果律。然而时间只是一个物理量，他不可能脱离于物质和能量存在。我们要寻找的是可以描述成时间的物理现象，这个现象即满足物质和能量的运动规律，也要和之前的时间概念没有太大冲突。而我们惊喜地发现，从量子论出发，物质能量转换速率就能满足以上的设定，时间是一种速率。
我们已经大致搞清楚，构成物质的最小或最基本单位的是61种基本粒子（如果算引力子就是62种），其中有一部分粒子是传递各种力，力的传递我们观测到就是辐射和吸收各种粒子。如果我们学习一百多年前，物理学家解决热辐射困难的思路，先易后难，从简单处入手，我们先考虑只有向外辐射粒子的情况，至于他们为什么向外辐射，宏观尺度上，是能量高的向能量低流动的一种追求能量平衡的现象。物质辐射粒子，失去能量，直到最后消亡，物质不存在了，这一过程就是时间的流逝。在微观尺度，粒子的交换与运动更为复杂，能量转换跃迁频繁，表现出一定的随机性，时间变为不确定值。
我们将物质辐射粒子能量转换的速率描述为时间，为了叙述方便，借用质能公式的名称，暂时称为质能速率。用质能速率定义时间，得到的结论与现代物理现象十分相洽，而且可以解决很多困扰物理学发展的疑问。质能速率定义时间，我们就有了计算和测量的标准，可以看到，因为质能速率的定义，质能速率所定义的时间，就存在一个适用范围。他适用于物质构成的宇宙，但不包含黑洞内部。适用于部分微观世界，观测不到质能转换的粒子不适用。当人们为超光速、量子纠缠等现象迷茫争吵的时候，可以换种思路，没有时间这个物理量，我们可不可以解释宇宙呢，我想是可以的，因为我们会找到更基本的物理原理，比如能量守恒，或者以后我们能发现质能速率时间定义以外的时间定义，比如比粒子更微观的结构之间的物理现象，物理学家已经发现，弦理论就具有这个潜力。所以，质能速率还是一个纽带，连接相对认、量子理论和弦理论的纽带。
未完待续
献给八千女神——量量度子
