中国科学家观测到迄今最高能量光子,现在中国最有名气的民科是谁

1、中国科学家观测到迄今最高能量光子，现在中国最有名气的民科是谁？

既然都是民科了,就不存在哪个最有名了。除非他是个网红，那还和他的民科无关了。

民科这个词儿，其实不是很准确，不如叫伪科比较贴切。

科学本来不分高低贵贱，只要有理有据，经得起理论和实验的验证，那就是真科学。

爱因斯坦在成名前，也不过是伯尔尼专利局的小职员。可不影响他的相对论成为近代物理学的基石。

列文虎克做了多年荷兰小城的一个大院的守门人，他当年的显微观察报告，每一篇都能震惊英国皇家学会的会员们。

世界各地都有民科型学者，中国的也不少，他们的成果基本都是稍有科学常识的人，就能看出来是多么荒谬。可这类人又非常的执着，不会接受新知识，只愿在自己的逻辑世界里打圈圈儿。

民科没法说谁有名，因为都没啥影响力，只是有一些个他们涉及的“项目”比较有名一些。

比如，“水变油”的研究；“永动机”的研究等等。在中外都大有人在。

这些人有个特点，他们一边要推翻权威科学家的学说，一边又玻璃心，少自信，不断地寻求正规科学家们的承认。

研究科学是好事儿，谁来做都行。可在做之前，你要先把自己的基础做扎实了。

牛顿说：假若我能比别人望得略为远些，那是因为我站在巨人们的肩膀上。

你连普通的数学题目都做不明白，怎么能发现普遍适用的数学定理呢？

2、光子飞行的能量哪来的？

如果量子力学不诞生，我们对这个世界的理解就是错误的。

我们曾经认为这个世界有静止的东西存在，但是实际上没有，在任何地方都找不到静止的东西。

如果我们找到了一个静止的东西，那是因为我们还没有放大它。

在18世纪末19世纪初的时候，欧洲不仅爆发了工业革命，还爆发了科学革命，仅仅在瑞士这样一个小小的弹丸之地，就有两大著名学府：洛桑联邦理工学院、苏黎世联邦理工学院。

有30多名最顶级的物理学家从这里诞生，包括著名的爱因斯坦。可以说欧洲主导了近代物理学的发展，最重要的物理学革命就是量子力学的诞生。

卢瑟福用阿尔法粒子轰击非常薄的金箔，发现大多数的阿尔法粒子都穿透了金箔，但是有很少一部分像碰到了一个坚硬的物体上一样产生了反弹，而且有的几乎是原路被反弹回来。

这说明原子的质量都集中在很小的一个点上，于是提出原子的太阳系模型。

但是太阳系模型无法解释原子发光现象。

玻尔把卢瑟福的模型修正为玻尔模型，认为电子在围绕原子核运行的时候，从一个能级跃升到另外一个能级就需要吸收能量，电子跳回原来能级的时候，就要释放出能量，这个释放出来的能量是以光子的形式放射出来的。

根据玻尔原子模型，电子的轨道能级接受量子力学法则的支配，不同的轨道半径对应于不同的能级，这些能级是不连续的。电子在不同的能级上来回的跳跃，就会发出不同频谱的光，这就是原子的光谱。

宇宙中的光，除了大爆炸自然产生的以外，大部分光是电子振动发出的。

科学家在研究原子光谱的时候，发现电子辐射出的光和玻尔原子模型预言的结构不太一样。

玻尔模型比较粗，但是实际上电子发射的光谱有更精细的结构。一条谱线会分裂成多条，中间有很细的暗带。这说明原子核外电子的能级需要更加细分。

为了解释光谱的精细结构，阿诺德·索末菲修改了玻尔的模型。

玻尔的模型中，电子绕原子核做圆周运动的，索末菲的模型中，电子是绕原子核做椭圆运动的。

并且，索末菲引入了一个精细结构常数，用来说明氢原子谱线的分布。

实际上呢，索末菲的原子模型仍然是有缺陷的，原子的谱线比索莫菲的理论解释的还要精细。

最后完成这个解释的是大名鼎鼎的薛定谔，只有薛定谔方程才能够完全解释电子在原子核外的运动。

薛定谔方程是一个二阶偏微分复变方程，解是复数，复数的实数部和虚数部的平方和就代表电子的分布概率，这个分布是以电子云的形式表示的。

那么，这么说起来好像没有索末菲什么事了吧，但是并不是这样。

后来，在量子电动力学的时候，研究电子和电子之间相互作用的时候，发现索末菲提出的精细结构常数非常有用。

电子和电子之间的相互作用是通过交换虚光子产生的。这个作用力的大小和光子交换的复杂程度呈指数降低，精细结构常数就是这个指数的底数。

日常生活中几乎所有的力，都是电子和电子之间的相互作用，因为原子核是碰不到一起的，我们一个杯子放到桌子上，被桌子托住，就是因为桌子上的电子对杯子底的电子施加了作用。

精细结构常数通常用α表示，是指氢原子核外电子在第1玻尔轨道上的运行速度和光速的比值，这个值大约是1/136，计算公式为 α=e^2/(4πεcħ)。

其中e是电子电荷，ε 是真空介电常数， ħ是约化普朗克常数，c 是真空中的光速。

精细结构常数，把电子电荷和光速联系在一起。

如果光速一旦变化，那么精细结构常数就必然变化，电子和电子之间的相互作用就必然会变化，放在桌子上的杯子就可能会突然陷进桌子里面。

所以，光子不仅不能停下来，必须一直飞，而且必须以恒定的速度飞。

可以说量子力学革新了人类对世界的观点，对宇宙、对生命的启迪意义，远远超过任何哲学思考。

我们的胳膊和我们的身体连在一起，但是实际上中间是有缝隙的，换句话说，我们的身体如果用量子和原子的观点来讲，就是一团一团的电子围绕着原子核，但是原子核的大小仅仅相当于一个足球场中的一个玻璃球。

如果把人身体上所有的原子核都捏在一起，大概只有一个针尖大小。

所以一个物体看起来有体积，是因为有电子在高速的围绕着原子核在运转。

原子和原子之间通过共用电子形成化学键，组成了分子。

分子和分子之间，有氢键和二硫键，就是这些键能连接着我们身体的每一个部分。

原子核拉住电子不飞，是因为有电磁力，分子之间的键能也是电磁力。

电磁力的传播粒子就是光子。

如果没有光子的运动，我们的身体就会碎成小片，整个世界就会解体，所以，世界的存在方式是运动而不是静止。

那么光的本质是什么呢？如果按照经典电磁波的解释，光是垂直振动的交变电场、磁场。

按照量子力学，光子就是一个高速运动的能量团，没有结构，只有性质。

光子的性质，在量子力学里面用量子数来表示。光子的能量量子数，就对应电磁波的电场分量，光子的频率量子数，就对应于电磁波的磁场分量。

光子和物质可以相互转化，正粒子和反粒子相遇的时候，就会转化为光子变成能量。

同样，光子也可以转化成物质。高能光子对撞可以转化为电子和正电子，如果温度更高的情况下，还可以转化为质子和反质子。

物质的本质是一团模糊的能量。这块能量如果束缚在一个空间中，那我们看起来就好像是一个实体。

光的运动速度是30万公里每秒。

除此以外，还有一种粒子的运动速度也是30万公里每秒，这个粒子就是胶子。

胶子我们是看不见的，因为它在原子核中，在质子和中子中。

胶子在质子、中子内部极其小的范围内做光速运动，贡献了万物质量的95%。

就比如说，我们有一个没有质量的空盒子，我们抓住光子把它放进去，只要光子在盒壁之间不停的反弹，那么这个空盒子就具有了质量。

有一个哲学家说：存在就是被感知。

但是感知要依赖于相互作用，而物质世界很大一部分相互作用，依赖于光的运动。

光以恒定的速度传播，因为这是世界存在的本质。

在运动形式上，世界的本质是光速。在质量本质上，世界的本质是束缚在微小范围内的光速；在力的传播属性上，光速定义了电子电荷的固定值。

世界的本质是虚空，虚空中是一团一团的能量，光子就是这团能量中的一种形式，所以光子飞行不需要能量，因为它就是能量。

3、我国发射硬X射线慧眼卫星？

我目前担任这颗卫星的首席科学家，简要地回答一下这个问题，并顺便介绍一下这颗我国首个真正意义上的空间天文卫星的情况以及后续的任务。

硬X射线的“硬”是相对于“软”的。我们知道电磁波既可以用电磁波辐射的频率、也可以用电磁波的波长、也可以用光子的能量来描述。对于频率较高、波长较短的电磁波，我们通常用光子的能量描述比较方便，比如X射线和伽马射线，原因就是X射线和伽马射线与物质的作用主要的表现为粒子的行为，当然根据波粒二象性的原理它们在某些情况下也会表现为波的行为。

X射线大体覆盖电磁波波长（能量）的0.01纳米（100千电子伏）到10纳米（0.1千电子伏），其中波长（能量）在0.01纳米（100千电子伏）到0.1纳米（10千电子伏）之间的X射线被称为“硬”X射线，波长（能量）在0.1纳米（10千电子伏）到10纳米（0.1千电子伏）之间的X射线被称为“软”X射线。

“硬”X射线卫星的模型：只有18个能够探测“硬”X射线的仪器。

这颗卫星被称为“硬”X射线卫星的原因是，在上世纪90年代这个项目提出的时候，卫星上只有能够探测“硬”X射线的仪器（X射线能量范围20-250千电子伏），但是等到项目终于在2011年立项的时候，如果只有“硬”X射线仪器，其科学能力就不够强大了，于是项目团队就加上了能够探测“软”X射线的仪器（1-15千电子伏）。同时，为了弥补这两组X射线探测器之间的缝隙，又增加了覆盖中间能区探测器（5-30千电子伏）。这样，这三组仪器就形成了1-250千电子伏的宽能段的无缝覆盖，但是这颗卫星的名字没有改变，仍然叫“硬X射线调制望远镜”卫星。

覆盖X射线能量1-250千电子伏甚至到3兆电子伏的伽马射线的“硬”X射线调制望远镜卫星

在所有的X射线探测仪器和卫星的研制基本上结束之后，我们又发现，仅仅通过调整“光电倍增管”的高压，就能够把原来的硬X射线仪器的探测范围扩展到了3兆电子伏，这已经到了伽马射线的能区了，其宽波段的探测能力就在国际上领先了。

这颗卫星已经于2017年6月15号在我国酒泉卫星发射中心成功发射。

下面是经过我审定的硬X射线调制望远镜卫星的宣传通稿（媒体报道中所有和下面的内容不一致的都是不正确的）：

（一）HXMT卫星总体情况及科学意义

HXMT卫星平台以中国航天科技集团五院的遥感卫星平台为基础，解决了深低温热控、多模式姿态控制等技术，可以满足望远镜定点观测、小天区扫描和巡天观测等复杂工作模式以及探测器多种工作温度的需要。卫星主有效载荷载荷包括高能X射线望远镜（HE；20-250 keV）、中能X射线望远镜（ME；5-30 keV）、低能X射线望远镜（LE；1-15 keV）和空间环境监测器（SEM），共有单机设备111台，信号1881路，功耗约350W，重量 981公斤。在正常工作模式下，HXMT可以实现1-250 keV能区的大天区巡天和定点观测；在伽马射线暴工作模式下，HXMT可以监测超过一半左右的天空在0.2-3 MeV软伽马射线能区的暴发现象。

HXMT将会对银河系进行高灵敏度、高频次的宽波段X射线巡天监测，在国际上首次系统性地获得银河系内高能天体活动的动态图景，发现大量新的天体和天体活动新现象；HXMT具有独特的研究X射线双星多波段X射线快速光变的能力，预期可以在黑洞和中子星双星的研究中获得大面积新成果；HXMT在硬X射线和软伽马射线能段监测伽马射线暴，其接收面积十倍于目前国际上最好的设备，从而大幅提高在该能区探测伽马射线暴、搜索引力波暴的电磁波对应体的灵敏度。

（二）HXMT卫星有效载荷技术及自主研发

HXMT有效载荷由我国科研人员自主研制完成，在工程研制过程中，攻克了多项关键技术难关，实现了多项X射线探测和电子学技术的国产化。

HXMT/HE由18个NaI/CsI复合晶体探测器组成，总探测面积5100 cm2，其中NaI/CsI晶体的封装由高能所与工业界合作自主完成，在满足空间使用环境要求的前提下，其主要技术指标能量分辨率达到了国际最好水平。在HE正常的工作模式之外，通过对其光电倍增管的高压进行调整，还创新性地将本来用于记录本底事例的CsI晶体变成伽马射线暴监视器，从而使HE成为在200 keV-3 MeV能区国际上有效面积最大的伽马射线暴探测器。

ME采用Si-PIN探测器，共1728个单元，总探测面积952 cm2，其中Si-PIN由高能所自行研制，性能指标与国外产品相当。

LE采用扫式电荷器件（SCD）作为探测器，共96个单元，总探测面积384 cm2。在LE的研制中，成果解决了低噪声读出的问题，系统能量分辨率达到国际最好水平；此外，高能所还研制成功了厚度几百纳米的透软X射线遮光膜，打破了国外的技术封锁。

（三）HXMT卫星科学应用

作为我国首颗真正意义上的空间X射线望远镜和一个小型空间天文台，HXMT卫星向中国的天文学家全面开放，面向全国征集科学观测提案，并引导我国和国外地面天文设备对高能活动天体开展多波段联合观测，实现天地一体联合观测。同时，HXMT也将协同国际上其他在轨运行的天文卫星，开展对重要天体的联合观测。

2016年6月，HXMT卫星发布了首轮核心科学观测提案征集公告，8月底完成了提案征集，10月完成了提案的技术评估、科学评估和观测提案的遴选工作。首次共征集到90份核心观测提案，来自中科院6个研究所和10所高校，总观测需求近7年。在科学评估和遴选的基础之上，已经编制完成了HXMT卫星的第一年观测计划。

HXMT卫星发射入轨之后的第5天将对HXMT的科学仪器加电开始为期5天的整体功能测试，然后进行为期140天的仪器性能测试、在轨标定观测和试观测，计划于2017年11月进入常规科学观测。预期将于2018年中征集HXMT第二轮科学观测提案。

根据国际惯例，HXMT在轨观测提案的提出者和为HXMT项目作出贡献的国内外专家共同组成了HXMT科学观测研究团队，是HXMT观测数据的优先用户，享有其观测提案产生的数据在一定时间（一般为一年）内的使用权；之后，所有数据将向国内外科学家开放，以方便大家使用HXMT卫星的观测数据开展研究工作，实现HXMT卫星科学产出的最大化。

（四）HXMT卫星的后续任务

和国际发达国家相比，我国的空间科学仍然处于起步阶段。具有鲜明特色的HXMT卫星的发射运行将使我国在空间X射线观测领域占有一席之地。本着“有所为有所不为”和“加强优势领域实现重点突破”的原则，中科院高能所2007年即提出X射线时变与偏振探测卫星（简称XTP）项目，作为HXMT的后续任务，将实现从具有特色的小型空间天文台到国际领先的大型空间天文台的战略突破。

2009-2011年，XTP获得中国科学院创新方向性项目“空间科学预先研究项目”的支持，进行科学目标的初步分析和载荷关键技术攻关，确定了基本的载荷配置方案。2012-2015年，XTP背景型号研制获得中国科学院先导专项支持，在预先研究的基础上，结合载荷关键技术攻关、科学目标研究和物理模拟分析、卫星总体方案研究的情况，确定最终的有效载荷和卫星方案，完成卫星可行性论证。为XTP在“十三五”进入卫星工程研制奠定基础。

在背景型号研究过程中，XTP团队主动寻求与国际科学家和仪器团队的合作。经过3年多的沟通和讨论，由于欧洲原大型X射线时变天文台（Large Observatory For X-ray Timing，简称LOFT）卫星的科学目标和XTP基本一致，但是技术路线完全互补，因此其团队集体加入了XTP项目，并计划贡献大面积X射线准直望远镜和广角监视器，形成了增强型XTP项目概念，即eXTP。

eXTP卫星示意图

由于综合了大面积X射线聚焦望远镜阵列、大面积准直型望远镜阵列、高灵敏度X射线偏振望远镜的综合能力，在黑洞、中子星以及若干基础物理学理论的研究等方面，eXTP相比于之前的卫星，综合性能将有一个数量级的提高。eXTP的核心科学目标可概括为“一奇、二星、三极端”，具体内容是：

1. 通过精确测量黑洞自转以及对极端引力条件下的时空进行研究，检验极端引力条件下的广义相对论；

2. 通过精确测量脉冲星的质量和半径，鉴别中子星和夸克星，检验极端密度条件下的量子色动力学；

3. 通过精确测量量子电动力学预言的极强磁场中的真空双折射效应，检验极端磁场条件下的量子电动力学。

除此以外，eXTP作为X射线波段国际领先的大型空间天文台，也在观测研究各类高能天体、探测伽马射线暴和引力波暴电磁波对应体等多个天文学前沿方向具有明显的优势，将使我国空间X射线天文学的研究进入国际领先的行列。目前，eXTP已经列入民用航天“十三五”发展规划和中科院空间科学先导专项（二期），预期将于2025年前发射运行。

目前以欧洲多国为主的接近20个国家的科学家有意向参加eXTP项目的合作，并且得到了多个发达国家的航天局和资助部门的积极支持。eXTP有可能成为有史以来中国发起并领导的、由最多发达国家实质性参加的大型国际合作科学研究项目。

4、光子的能量趋于无限大时能否转化成物质？

当一种物体符合现有的一切物理定律，我们称之为物质，不符合则称作反物质，光只是一种波浪状射线，无论频率如何改变，射线终究是射线，不会有质量上的改变，除非经过某种介质后，由这种介质组成物体而产生质量，一般认为在正常状况下，是不会存在质量问题，但反物质情况不一样，用现有定律不能确定，这个问题有些新颖，够别致。

5、是否因此获得了一定的动能呢？

光子有压力，因为光具有波粒二象性。光不但具有波动性，还具有粒子性。光子的压力来自于光子的动量，科学家已经研制成功太阳帆飞船，就是利用光子的粒子性。太阳帆是用特殊材料制成的，它的表面涂刷了一层能完全反射光的涂层，利用光子的反弹力推动太阳帆运动，这是一份一份的光粒子施加的动力。可见物体想从光获得动能必须要利用光的粒子性。那地球能不能受到这种反弹力而获得动能呢？

在回答这个问题前，咱们先来讲讲光什么时候表现为波动性，什么时候表现为粒子性。据研究表明：1，光在传播时主要表现为波动性，而和物质发生作用比如说发射和吸收时主要表现为粒子性；2，大量光子时表现为波动性，少量光子时表现为粒子性；3，光的波长越长，波动性越强，波长越短，粒子性越强。从以上的陈述中可以看出地球想获得阳光动能的必要和前提条件是第1种和第3种情况。咱们先来看看第3种情况，到达地面的太阳辐射光谱在0.15――4微米之间，其中的40%集中在可见光谱段（0.4――0.76微米），60%在红外光谱段（>0.76微米），紫外光谱几乎绝迹，尽管如此太阳辐射比地面和大气辐射的波长（3――120微米）要短的多，可见太阳光的粒子性还挺强的。由此可见，太阳光还是满足第3种情况的。咱们再来看一下第1种情况：光和地球发生的作用就是吸收和反射。光粒子的能量一份一份地让地球吸收和反射，其中只有反射才能产生反弹力，太阳帆表面涂层完全反射阳光，它的分子一点也不吸收光子的能量，所以光子只能返回，太阳帆对光子弹力的同时受到光子的推力，因而产生动能。但地球表面不像太阳帆的表面有一层全反射的特殊材料，地球的表面粗糙，太阳光只有极少一部分反射对地球产生反弹力，绝大部分就像泥牛入海被地球悄无声息的吸收，这些能量转化为了地球的内能，而并没有变为地球的动能，原因是这些光子直接增加了地球分子的动能。这样导致地球温度上升，地球又向大气辐射热量，大气向太空辐射热量，形成热平衡，地面和大气辐射波长较长，主要表现为波动性，更不会产生反弹力。

那极少的反射光根本起不了作用，再说地球不停地自转，太阳光不只照射一面，这样即使产生一点动能也会被对销，丝亳无用。

综上，光子虽然有压力，太阳光也照射了地球几十亿年，但地球丝毫不会获得动能。