5、物质概念的革命

物质概念的革命

1. 物理学的发展与新的挑战

物理学简单来说是对物质和能量的研究。在120年前，我们对物理世界的理解建立在牛顿经典力学之上，认为不可分割的类似台球的原子是物质的基本组成部分。然而，1897年J.J.汤普森发现电子，证明原子并非不可分割，由此开启了现代原子理论。量子力学的出现表明物质具有波的特性。如今，我们正处于发现额外维度（XD）的边缘，这将引领我们进入统一场力学（UFM）的第三个阶段，进一步拓展我们对物质结构的理解。

经典观测看似直接，但在量子力学中却因不确定性而变得复杂。例如，瑞利 - 金斯定律中的无穷大是量子理论的一个标志；同样，经典和量子理论中带电点粒子的无限自能重整化问题被认为是不一致的，这暗示着理论的不完整性，也为新的物理学领域指明了方向。通过利用一类新的HD对易规则，我们有望从本体论上克服不确定性原理。

2. 点粒子的无限质量 - 能量

“点粒子”这一术语没有严格定义，使用时会产生不一致性。一般来说，它指的是没有空间扩展的球形0D物体，根据平方反比定律，其所有物质都集中在0D点上。从经典电磁学可知，电荷配置的能量随着它们之间距离的减小而增加。对于两个一般电荷$q_1$和$q_2$，间距为$r$，静电能为：
$E = \frac{1}{4\pi\epsilon_0}\frac{q_1q_2}{r}$ (4.1)
忽略第一项常数，在第二项中可以看到，当我们将电荷$q_1$和$q_2$靠得越近，它们的能量就会增加到无穷大。假设电子是带有电荷密度的带电球壳状点粒子，如果将其尺寸缩小到0D，那么电子将具有无限的静电能。从半径为$r$、电荷为$e$的球壳方程中，我们得到与(4.1)中两个电荷类似的结果：
$E