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【人物】看甘永超如何用“太极粒子波”破解百年物理难题!

前言翻开大学《光学》或《量子力学》课本,“甘永超公式”常被重点标注。这个以中国人命名的公式,填补了物理学界理论空白,更藏

前言

翻开大学《光学》或《量子力学》课本,“甘永超公式”常被重点标注。这个以中国人命名的公式,填补了物理学界理论空白,更藏着湖北大学教授甘永超的半生坚守。

他用30年破解“粒子与波的关系”“经典与量子矛盾”两大百年难题,让中国理论物理跻身世界前沿,而突破的起点,恰是东方哲学与甘氏“格物致知”家风的共鸣。

百年物理困局:

粒子与波的“世纪之争”

在甘永超踏入物理学界前,有个问题困扰了科学家们近200 年:

光,到底是粒子还是波?

牛顿提出“微粒说”,惠更斯又提出“波动说”,争论数百年后,爱因斯坦以“波粒二象性”暂解矛盾 —— 光既像粒子又像波。

可新问题随之而来:这种 “二象性”仅存于微观世界吗?描述宏观物体的经典物理,与解释微观粒子的量子物理,为何像隔了道鸿沟?

有人说这是“自然的混乱”,刚毕业的甘永超却不信:“大自然有规律,一定能把它们统一。”

30年攻坚:

从假说突破到定理证明

1994年,甘永超迎来研究转折点。泡在实验室8年的他,对着桌上太极图突发灵感:“粒子和波,会不会像阴阳一样,是互补的统一体?”

顺着这个思路,他提出“第三种波粒二象性”——不同于爱因斯坦聚焦微观粒子,他认为任何物质(宏观桌子、微观光子)都有“粒子性”和“波动性”,只是在不同条件下表现不同,就像水,平时是流动的“波”,冻成冰就是固态的“粒子”,本质还是水。

假说初提时不乏质疑,甘永超埋头验证。2010年,他与美国数学家Jihua Gan(甘继华)合作,3年里一个攻物理理论、一个建数学模型,共同证明了“双甘定理”,用严谨公式打通经典与量子物理的“鸿沟”。

2015年,“甘永超公式”正式写入大学教材,这个等式背后,是一位中国科学家30年的坚守。

东方智慧 + 家风:

公式里的“格物致知”

甘永超的研究,有个很特别的特点:他总爱用东方哲学思考科学问题。他常说:“爷爷教的‘格物致知’,和做科研是一个道理。”

甘氏历来重“格物致知”—— 通过观察事物、探究规律获知识。甘永超的爷爷是老中医,小时候他常看爷爷为辨药性反复试种熬煮,从不怠于找寻规律。他把这份“格物”精神融入研究:为观察光子的“波动性”,连续72小时盯着干涉仪;为验证公式准确性,反复修改推导过程,演算纸堆了半人高。

而他心中“致知”的目标,不只是破难题,更是“为国争光”。他对学生说:“以前我们学的物理公式,大多是外国人命名的。现在我们中国科学家,也能提出自己的理论,让世界看到中国的智慧。”

“甘永超公式”或许会被更先进的理论超越,但公式里藏着的“家国魂”,却永远不会过时 —— 那是中国科学家“敢为天下先”的勇气,是甘氏家族“格物致知、学以致用”的坚守,更是一代代中国人“为国家富强、为人类进步”的追求。

就像甘永超在一次演讲中说的:

“我这辈子就做了一件事,就是把‘粒子’和‘波’统一起来。但我希望,能有更多人接过这份责任,把‘中国科学’和‘世界前沿’统一起来。”