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    • 荣庆 : 新渗透压理论的力学机制正本清源与认知纠偏研究

       一、引言 渗透现象是自然界最普遍的传质物理过程之一,广泛存在于生命活动、海水淡化、膜分离工程、溶液物化体系等各类场景,是物理化学核心基础理论。百余年来,范特霍夫渗透压公式及配套理论成为解释渗透现象的唯一主流范式,贯穿中学至高等教育全部教材体系,深刻影响了全球学界对渗透机制的认知框架。 传统经典理论的核心逻辑高度单一,始终将溶液浓度差定义为渗透发生的根本动力,认为渗透行为完全由溶质浓度梯度驱动。该模型形式简洁、计算简便、适配早期实验观测结果,因此长期被奉为标准理论。但随着膜科学、流体力学、压力传质机理研究不断深入,传统唯浓度论的固有缺陷逐步暴露:其只能描述渗透现象的表观规律,无法回答渗透做功的能量来源、渗透平衡的力学构成、浓度差与压力体系的内在关联等根本性物理问题。本质上,经典理论属于唯象总结,而非真正的物理机理阐释。 在此学术背景下,新渗透压理论重构渗透底层逻辑,跳出单纯浓度视角,首次将大气压、静水压、浓度梯度纳入统一力学框架,明确大气压为渗透做功的核心能量本源,彻底改写了传统渗透动力认知,实现了基础理论的范式升级。 然而,任何全新基础理论在传播初期,均易出现简化解读、片面套用、概念割裂等偏差。当前在新渗透压理论的学习、传播与二次阐释过程中,已经形成两类固化误读,严重偏离原创理论完整体系:其一,过度放大大气压作用,将渗透动力绝对化

      2026-05-18 23:34
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    • 塑光者 : 铬-石墨烯原子级超晶格:不依赖高压低温的常压超导构想

      核心提要:当前全球超导领域研究,长期高度依赖超高压、极低温极端工况实现,无论是铜氧化物超导、传统铁基超导还是新型氢化物超导,均无法脱离外部强约束条件,大大限制了超导实用化。本文结合凝聚态物理规律和先进薄膜制备技术,提出一种创新构想:构建单层铬-单层石墨烯周期性原子级的交替超晶格结构,以纯微观结构精准调控替代外部极端条件压制,通过磁性自消、界面能带优化、晶格有序化设计,系统性抑制电子散射与晶格热扰动,为常温常压超导探索一条新的研究路径。一、超导研究的现状与反思数十年来,科研界始终依靠外部极端物理条件,强行约束物质微观运动行为,实现零电阻超导态。这种模式虽然不断刷新超导临界温度记录,但始终无法摆脱两大痛点:一是实验设备造价极高、工况苛刻,无法民用普及;二是思路固化,一味依靠外力压制物质本征属性,极少从原子排布、层间界面结构本身,主动设计适配超导的微观量子环境。本文认为,超导本质是电子有序无损耗集体输运量子现象,并非只能靠低温、高压才能实现。只要材料内部晶格足够规整、磁性干扰足够微弱、界面散射足够稀少,理论上即可具备常压超导形成条件。二、常压超导存在的三大核心物理制约1.磁性自旋干扰。常规超导依赖电子以相反自旋配对形成库珀对,而磁性金属原子的自旋有序排列会形成内建磁场,从而破坏配对条件。2.异质界面能带失配。多层复合材料界面存在功函数差异、晶格常数不匹配,天然形成电子输运势垒,引发大量声

      2026-05-17 11:56
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    • 弥它 : 为什么物理学家吵了一百年?

      摘要 现代物理学有两根最坚实的支柱——广义相对论和量子力学。广义相对论统治着星系、黑洞和宇宙的宏观世界;量子力学统治着原子、电子和光子的微观世界。它们在各自的领域里精确无比、屡试不爽。然而,当物理学家试图将这两座大厦合并成一座更宏伟的“万有理论”时,灾难发生了——两个理论在根本上无法对话,吵了整整一百年。本文试图从“信息”这个被长期忽略的角色入手,为这场百年争论提供一个全新的视角。或许,信息才是连通引力世界和量子世界的唯一桥梁。一、两座大厦,各自辉煌1687年,牛顿发表了《自然哲学的数学原理》,用万有引力定律统一了天上的行星轨道和地上的苹果落地。两百多年后,爱因斯坦的广义相对论取代了牛顿,将引力重新解释为时空的弯曲。太阳压弯了周围的时空,地球顺着弯曲的时空绕圈——这就是引力的本质。从水星的轨道进动到黑洞的引力波,从宇宙大爆炸到星系团的分布,广义相对论从未失手。与此同时,另一座大厦拔地而起。量子力学从原子的微观世界起步,用概率、波函数、纠缠这些概念,精确描述了电子跃迁、光子干涉、粒子衰变。它告诉我们,一个粒子可以同时处于多个状态(叠加态),两个粒子可以隔空感应(纠缠态),观测本身会改变结果。从半导体芯片到激光器,从核磁共振到量子计算机,量子力学支撑了整个现代科技文明。广义相对论是“大”的理论,量子力学是“小”的理论。在各自的领地里,它们都是独裁者,不容质疑。 二、

      2026-04-29 00:40
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    • 荣庆 : 新渗透压定律公式理论发现的逻辑过程及意义

      在科学研究领域,溶液渗透压的研究一直是一个重要的课题。传统的范特霍夫公式(π = iCRT)在解释稀溶液的渗透压现象时表现一定的适用性,但随着对溶液研究的深入,笔者发现该公式在处理浓溶液时存在明显的局限性。而新渗透压定律的发现,为解决这一问题提供了新的思路和方法。 新渗透压定律的核心公式及背景新渗透压定律的核心公式为               π = [P[ci]k/(1−[ci]k)]T/T₀。这个公式的出现并非偶然,它是基于对传统范特霍夫公式在浓溶液中偏差的细致实验观察和严谨理论修正而来。在过往的研究中,范特霍夫公式以其简洁性和对稀溶液渗透压的较好预测能力,在渗透压研究领域占据了重要地位。然而,随着实验技术的进步和研究范围的拓展,笔者逐渐发现,当溶液浓度升高时,传统公式的预测结果与实际情况出现了明显的偏差。公式推导逻辑问题发现笔者通过经典的U型管实验来研究溶液的渗透压现象。在实验过程中,密切观察不同浓度溶液的渗透压变化情况。随着溶液浓度的不断升高,一个令人关注的现象出现了:实测的渗透压值显著高于范特霍夫公式基于线性关系所做出的预测值。而且,这种偏差在高浓度溶液中表现得尤为明显。这一发现引起了笔者的高度重视,意识到传统公式可能存在一定的局限性,需要对其进行深入的研究和修正。概念创新为了更好

      2026-04-28 15:31
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    • 李洪 : 量子宏观态理论:破解量子与宏观百年鸿沟全解析

      微观量子的叠加、纠缠与宏观世界的确定、实在,是物理学困扰百年的核心割裂。传统解释始终绕不开观测者、意识等非客观假设,或只解释现象、不追溯本源。而量子宏观态理论以内禀自旋为底层根基,通过双临界相变的客观动力学机制,完整打通了从微观量子到宏观世界的演化路径,实现了量子与经典物理的无隙统一。一、百年难题:传统解释的致命缺陷1. 哥本哈根诠释:用「观测导致波函数坍缩」解释量子→经典的转变,却陷入观测者、意识参与的哲学困境,无法给出客观的物理机制;2. 传统退相干理论:仅说明量子相干性如何消失,却没回答量子相干从何而来,只解决了「消失」,没解决「起源」和「转变」。这两大缺陷,让微观与宏观始终处于割裂状态。二、理论基石:粒子的内禀自旋,宇宙的永恒基底该理论抛弃所有非客观假设,将量子粒子的内禀自旋定为物质演化的核心根基:1.自旋并非粒子旋转,而是固有的内禀角动量,是量子粒子最本质的天生属性;2.三大核心特质:永恒存在、独立于空间运动、掌控量子关联;3.基于自旋的关联模式,宇宙物质演化分为三阶段:①. 自旋无序无关联→原始退相干态②. 自旋集体同步→量子相干态③. 自旋局域有序→宏观经典态简言之:内禀自旋是量子世界和宏观物质的共同本源。三、核心机制:双临界相变,量子与经典的客观分水岭理论以无量纲耦合强度γ(系统耦合强度/内禀相干能标)为控制参数,划

      2026-03-18 09:38
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    • 吴明 : 由潮汐引发的一个悖论

      在海边生活过的人都知道,在高潮和低潮之间海平面通常会有几米的落差,利用这个落差人们建设了潮汐电站。依据万有引力定律,地球的潮汐主要是由月球对海水的引力效应引起的。同时还知道,月球之所以会环绕地球运行是它们之间的引力与离心力二力平衡的结果。一般情形下,引力是不对外做功的,但月球对海水的吸引造成海平面的起起伏伏又表明月球对海水的引力是做功了的,且功率巨大。此时,这个引力做功的结果必然会拉低月球的轨道高度,最终将会导致月球不断落向地球,结束环绕运动。现实却是月球一直都在稳定运行。做个类比:假如从国际空间站拉一个细绳下来,用空间站的环绕运动来拉动地面上的一只纸糊的老虎,让该老虎起起伏伏的运动,那么空间站还会稳定的运行吗?综上,问题到底出在哪里?一个抛开万有引力的解释:设想天体维持自转的动力来自天体的内部,同时认为潮汐产生的主要因素就是地球自转速率规律性微小变化的结果,这样,只要地球还在自转,潮汐就会持续存在下去,直至地球内部驱动其自转的能量耗尽为止

      2025-05-24 11:46
      5
    • 黄大漠黄泽予 : 建构宇宙演化史—宇宙化石学

      1.化石一词源自拉丁文fossillis,意为挖掘。我们把生物留下来的遗体或痕迹在地层中的石化物称为化石。从化石中可以看到古代动物、植物的样子,从而可以推断出古代动物、植物的生活情况和生活环境,可以推断出埋藏化石的地层形成的年代和经历的变化,可以看到生物从古到今的变化,从而构建起生物进化史。2.那么,在宇宙演化过程中,有没有一种东西,象生物化石一样,封存保留了宇宙演化进程中的各种信息,通过研究它,就能科学的建立起宇宙演化史呢?从而把宇宙学推进到一个全新阶段,转变成一种实证科学。这种东西当然有,就是电磁波,电磁波就是宇宙化石,电磁波封存保留了宇宙演化进程中的各种信息,通过研究电磁波,可以建构起宇宙演化史。3.从科学角度来说,凡是物质,都会释放出电磁波。且温度或者能量越高,放出的电磁波波长就越短。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样,除光波外,人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。电磁波也是物质的特殊存在形式,按辐射频率分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。宇宙中的一切物质及物体,都与特定频普的电磁波有对应关系。电磁波是物质和能量的附属品,它本身又可看成是独立的物质和能量,独立的物质形式就是光子,独立的能量形式就是光波。4. 电磁波的质能凝固性特定物质产生特定的电磁波,特定电磁波对应特定物质;特定电磁波对应特定能量,特定

      2019-12-25 11:10
      3
    • 王晓明 : 在多维空间如何定位

      如果我们的宇宙是一个多维空间,我们怎么保持象GPS那样定位,参见科学智慧火花物理学栏目,空间的维度:http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=62446定位是可能的,还是有章可循,居然用得上哥德巴赫猜想、费马大定理和黎曼猜想,以及欧拉公式,与P=NP问题有关。利用素数基本性质,借助霍奇猜想的方法,可以把哥德巴赫猜想用图像表示。这种图像就是费马大定理的数学模型,计算这个模型时候就要用黎曼猜想的方法,这个模型也是弦理论的模型。这样数论与几何联系起来,它是【朗兰兹纲领】的一部分,并且与物理学最重要的问题融为一体。几何构造比代数少多了,而且远比代数构造难度大太多。这个几何构造需要一系列重大数论构造来联合表示。本文的几何拓扑构造就是在哥德巴赫猜想费马大定理黎曼猜想的框架中,理论物理最终会变成几何和数论的一部分。一,数论的最高境界就是应用于实际并且把许许多多的问题融合在一起(一),从四色定理开始法兰西斯古德里于1831年生于伦敦,在1852年提出的猜想,只需要四种颜色为地图着色。这是因为他发现在平面上或者球面上,只能有4个区域两两相连,英国数学家德摩根证明了平面上不存在5个区域两两相连。1974年德国的林格和美国的杨斯证明了在曲面上染色定理,例如,在一个汽车轮胎形状的环面需要7种颜色,因为可以构造7个两两相连的区域,6种颜色肯定不够的;在有两个洞的双环面需

      2019-10-25 08:52
      12
    • 王孝恩 : 一种真空中单光子模型

      至今,光仍是人们宏观上最熟悉而微观上又最迷惑的东西。1666年,英国物理学家Newton提出了光的弹性微粒说(Corpuscular theory),他的粒子说流行了近一个半世纪。虽然芬兰物理学家Huygens于1679年就提出了光的波动说,但其认为光是在特殊介质“以太”(ether)中传播的弹性波,因为科学界否认了以太的存在而其波动说一直没有得到公认。直到1801年,英国物理学家Young观察到了被后人称为杨氏双缝衍射的现象之后,波动说才渐渐为人们所接受。1861到1862年,英国物理学家Maxwell提出了光的电磁波学说,波动说终于成了主流。不过,到了19世纪末与20世纪初,发现的光电效应和黑体辐射使光的波动说受到了严重挑战。至此,光的每种学说都曾受到过种种的质疑。1905年,聪明的爱因斯坦仅以最笼统简捷的公式E=hv,提出了光量子学说,结束了长期以来关于光的波、粒之争,并把人们对光子细节的迷惑与不解留给了读者和后人。爱因斯坦的光量子学说没有遭到太多的质疑,但至今人们尚未完全知道光究竟是什么,光的某些属性也还让人捉摸不定。纵观光学史的曲折性与光的复杂性,旧的光学现象,如光的衍射和相干等疑惑依旧存在,新的有关光子纠缠、量子通信密钥、奇异光子行为等的难解之迷又不断出现。由于历史的教训,今天我们在重新审视光的本质时就必须要特别小心。我们必须总观丰富多彩的光学全部实验现象,把所有有关光

      2017-12-07 15:30
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    • 王德奎 : 张天蓉写岁差

      进动是日常生活及天体运动中常见的物理现象,比如在地上高速旋转的陀螺,如果同时受到对于支点的重力的力矩作用时,其旋转轴便会绕着一个竖立的杆子转圈,形成一个圆锥形,这种现象就叫做进动。如果仔细观察陀螺的进动并作进一步分析,便能发现除了进动之外还有“章动”,即陀螺轴一边转动还一边“点头”。天体运动中也有这些类似的现象,进动比章动更为基本和常见,是航天中经常要考虑的因素。天体运动产生进动的原因不一,需要具体情况具体分析。比如,在地球的运动中,由于太阳和月球施加的潮汐力而产生的缓慢进动,通常被称为岁差。广义相对论基本的实验验证之一就是对水星近日点进动的计算,当时用牛顿定律计算的结果(每100年)有个多余的40''的近日点进动值。有人将其解释为水星附近还有颗我们不知道的天体。但是基于广义相对论的计算,却准确地算出了这个多余值,得到比用牛顿定律计算更精确的、与观测数据相符合的结果。因此,要准确地描述天体的进动,需要用到广义相对论。广义相对论的进动预言中还包括德西特进动与冷泽-提尔苓进动。德西特进动是中央质量存在所产生的影响,是因为中心天体引力场的时空曲率对处于其中的自转物体的运动所产生的影响,造成物体的自转轴沿测地线进动,因而也被称为测地线进动。冷泽-提尔苓进动则是因为中央质量的旋转造成的,以冷泽和提尔苓两位奥地利物理学家命名。天体的高速自转对绕其转动的天体产生一种“参考系拖曳”

      2016-11-11 15:57
      46
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