“量子反常霍尔效应”攻克引起的猜想 反常霍尔效应

“量子反常霍尔效应”攻克引起的猜想 反常霍尔效应



中国科学院薛其坤院士

摘自《太极无为畅想曲》(之二)C部:《学习与思考》

第十八篇

“量子反常霍尔效应”攻克引起的猜想

(一)

4月13、14日两晚,央视《焦点访谈》节目宣布了一条重大的科学新成果,中国科学家攻克了“量子反常霍尔效应”,引发了我在别人看来也许是梦呓般的猜想。

先熟悉一下中央台提供的有关资料:

霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应。100多年后德国科学家发现了量子霍尔效应。就是在外力的作用下,可以让这些电子有规律地运动,就像高速路上跑的汽车一样,各行其道,互不干扰,只管一往无前。这样,就可以减少电子的碰撞,避免发热和能量损耗。从而解决信息技术遇到的瓶颈问题,因此,在凝聚态物理领域,量子霍尔效应研究是一个非常重要的研究方向。诺贝尔奖曾三次颁发给该研究领域的6位科学家。

然而,量子霍尔效应的产生,即让电子有规律地向一个方向移动,需要的磁场是地球地磁场的几万倍甚至几十万倍,在实验室加上一个相应磁场的设备,大小相当于一人多高的大冰箱,不但体积庞大,而且价格昂贵,操作起来很麻烦,不具备应用价值。

量子反常霍尔效应不同于量子霍尔效应,它不依赖于强磁场,而由材料本身的自发磁化产生。在零磁场中就可以实现量子霍尔态,所以,它可以把器件做的非常小。这样,它就可以用到我们日常生活的手机、电脑上。如果今后把材料温度提高到在日常温度之下,有可能还会造出一种非常高速的电网,就是所谓的量子电网。这种量子电网可以极大地提高电脑运行速度,其速之迅捷就是我们目前根本没有办法想象的。

为了观察到并测量到量子反常霍尔效应,自1988年开始,就不断有理论物理学家提出各种材料方案,然而在实验上都没有取得任何进展。2013年,由清华大学教授、中国科学院薛其坤院士领衔,清华大学物理系和中科院物理研究所组成的实验团队从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。这是中国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象,也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。美国《科学》杂志的匿名评审这样评价说,“这篇文章结束了对量子反常霍尔效应多年的探寻,是一项里程碑式的工作。我祝贺文章作者们在拓扑绝缘体研究中作出的重大突破”。诺贝尔物理学奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁教授评价其为“诺贝尔奖级的发现”,很可能引起一场信息技术的革命。

薛其坤院士介绍说,他带领的团队之所以从实验上首次实现并观测到量子反常霍尔效应,得以攻克这个世界难题,第一步在于搞了一个特殊材料制作的小小芯片。他们以硅片作为衬底,利用分子束外延的方法生长了高质量的磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜,将其制备成输运器件,并在极低温环境下对其磁电阻和反常霍尔效应进行了精密测量,终于发现在一定的外加栅极电压范围内,此材料在零磁场中的反常霍尔电阻达到了量子霍尔效应的特征值。

薛院士说,这个磁性掺杂拓扑绝缘体的小小芯片制作困难度极大,运用和保存条件严苛,比如说:

1,对材料的大小要求是原子水平;

2,对材料的纯度要求是不能有超过百万分之一的杂质:

3,芯片上长成的薄膜厚度只有5纳米,是一根头发的十万分之一,是将几种材料的原子一层层长上去的,肉眼根本看不到;

4,薄膜的厚度只有5mm,在这样的薄膜上将不同的材料长在一起,还要在相邻的界面上达到原子层次的平整,难度可想而知;

5,实验必须在零下270摄氏度的绝对低温条件下进行;

6,薄膜必须在超高真空的环境中保存,因为它在大气中几秒钟就会被氧化掉等。因此,实验的效果虽然喜人,但要找到在常温下就能实现量子反常霍尔效应的实验材料的道路还有很多工作要做。

(如有错误,以资料为准)。

虽然我对以上材料如读天书,不甚了了。但通过对薛院士的介绍,发现其中有一些专业技术层面的东西足以让我将之和太极无为(信息)功联想起来并引起某种猜想。

(二)

有太极无为(信息)功丰富实践的人们都知道,练习该功法之所以能强身健体,其中一个原因是可以获得宇宙能量的帮助;太极无为(信息)功的创编老师和弟子之所以可以用该功法的功能、功力帮助他人调治,不是靠他们自己发“功”,而是依靠宇宙能量的作用。其中的玄机在于太极无为(信息)功的创编老师已经将这种功能、功力与功法(指该功法中的医疗功)本身融为一体,也就是说,由老师选拔、同意练本功法医疗功的弟子从功法创编老师那里已经传承了并已经初步掌握了收集、聚拢宇宙能量并将之作用于靶体的特殊功能。

用中国传统文化的语言来表述,宇宙能量是个哲学名词,同时又是内涵极广泛的实体名词,它弥漫于整个宇宙,无处不有,无时不有,作用于自然万物,故先圣将其形象、哲理地统称为“气”,指出万物乃“气化”而成。我在本博2012年8月2日的博文《天地合气,命之曰人》五篇系列拙作中曾提出过一个观点,“深究到底,用中国传统哲学的语言表述,人何尝不是有灵性的一团阴阳五行之气?”这团维持生命活动“有灵性的阴阳五行之气”除了要依靠“口、鼻”吸纳供作活动能量的各种食物和氧气外,还离不开名之曰“天气”、“地气”之类的宇宙能量。“夫人生于地,悬命于天,天地合气,命之曰人”。“人以天地之气生,四时之法成”(《内经·素问·宝命全形论篇第二十五》)。后代中医名家也纷纷论述:“气聚则形成,气散则形亡”(《医律法门》)。“气者,万物之所资始也,天非此气不足以养,人非此气不足以生”(《医方考》)。“生化之道,以气为本,天地万物,莫不由之……人之有生,全赖此气”(明代名医张仲景语)。反过来说,从“气”入手,可以认识万物的本原——“以阅众甫”。“吾何知众甫之然哉?以此”(《老子》二十一章)。因此,我们认为,所谓“天气”、“地气”,其实就是现代科学所观测到并认可的各种星体(包括地球)射线、磁力线、质量比原子小1000倍的电子、中子、光子等粒子流、以及比粒子更小、构成世界万物更基本的构件——“夸克”类等等可见光线和不可见光线。其中,当然蕴含着孕育(气化)生命的宇宙能量。换句话说,“气”并不都是宇宙能量,但宇宙能量实实在在以“气”的极微形态存在于宇宙之中。

前面提到,太极无为(信息)功的老师和弟子能用一种特殊的功能和方法,在任意的时间,收集、聚拢、操控一些宇宙能量,并将之作用于特定的靶体(接受调治对象),或疏通其经络,或力排其病气,或促其生肌长骨,或强其体能精神,,或能活血散淤,或可攻垒控场。大量的实践一方面证明太极无为(信息)功有益于祛病强身真实不虚,另一方面证明“气(宇宙能量)者,万物之所资始也,天非此气不足以养,人非此气不足以生”,同时也证明太极无为(信息)功的老师和弟子收集、聚拢宇宙能量帮助他人调治身体某些疾患的特殊功能真实不虚。

本人于2012年7月3日的开博第一篇《太极无为(信息)功——象数哲学思维的杰作》及之后的一系列相关博文中均有少许上述内容的实践例证,感兴趣的读者不妨查阅、核实,且欢迎质疑。

笔者是练习太极无为(信息)功的受益者,本人和家人曾多次蒙恩师调用宇宙能量祛疾保健,更有大量的太极无为(信息)功的老师和弟子用宇宙能量调治好他人若干疾患的亲见亲闻,故而见到中国科学家攻克了“量子反常霍尔效应”的报道后,很自然地引发了在别人看来也许是梦呓般的猜想——

太极无为(信息)功的老师和弟子收集、聚拢、操控宇宙能量并将之作用于特定靶体的整个流程和现象好似“量子反常霍尔效应”。因为本功法老师和弟子帮助他人调治身体疾患时,不需要外加磁场,凭藉本功的独特功能、功力,就能使无序地弥漫于环宇内、不见得比电子还大的“气”——宇宙能量——乖乖地服从操作者的意志,神速地定向作用于对方病灶(有实践体验的人知道,其速甚至达到古人所形容的“不疾而至”)。而且,与宇宙能量在自然条件下对生命体的作用相比较,效应倍增,能充分发挥“气”对恢复人体健康的作用。

(三)

姑且将太极无为(信息)功的老师和弟子收集、聚拢、操控宇宙能量并将之作用于特定靶体的整个流程称作“太极无为(信息)功效应”。和现代物理学的“量子反常霍尔效应”相比较,两者的相似处和区别有以下几点:

相似处——

1.两者都能使肉眼不可见且杂乱无序运动着的极微物质在不外加磁力的情况下控制其快速的定向运动;

2.两者的发现都有益于人类社会;

3.两者的主体都是各自领域的佼佼者。

4.努力探索这两个效应必将引发一场影响深远的思想解放和科学革命;

5.两者都应该而且完全可以从对方的机理中汲取到进一步完善自身的营养(“量子反常霍尔效应”使“太极无为(信息)功效应”的理论提炼增加了参照系,“太极无为(信息)功效应”的现实给科学家进一步拓展“量子反常霍尔效应”的研究展示了无限空间);

区别之处——

1.“量子反常霍尔效应”是现代物理科学领域的最新研究成果之一,一经报道,立即引起全世界理论界高度重视,名正言顺,权威认可,官方支持;

“太极无为(信息)功效应”是对中国古代象数哲学“天人合一”理论的开拓性研究和利用成果之展现,虽然已经问世二十多年,其祛病强身效果显著,大受练功群众欢迎,但因其独具特色的抽象思维模式,尚未被权威科学青睐,名不正言不顺。尽管国内从中央到地方有不少知名人士曾受其惠,还有一些蓝眼勾鼻接受调治后一面从忙竖大拇指,一面连夸“OK”。但有些人尚未来得及选择适宜的时间大力扶持,便已仙逝(如前国防科工委副主任张震寰将军)。有些人一时还分不清“太极无为(信息)功效应”的彰显是“自然现象通过科学手段的再现”还是“歪门邪道的把戏”。更多的人对悬在头顶的“迷信”和“伪科学”两根大棒心存畏惧,噤若寒蝉,不敢直言。对于那些蓝眼勾鼻的盛情邀请,吾师婉言谢绝的潜台词是“中国本土上培植的奇葩何必要先在外国异邦绽放吐香?”

2.“量子反常霍尔效应”是现代物理学家在微观领域对自然规律的探索与捕捉、利用,在现代科技发展水平已经达到某个高度的时代背景下,依靠探索者自身丰厚的学识水平和不懈的努力取得的有里程碑意义的成果;

“太极无为(信息)功效应”是功法创编者用中国传统的象数哲学思维从宏观入手、对微观明察,顺应宇宙运动规律,将宇宙自组织功能引入人类祛病强身活动的有益尝试。太极无为(信息)功功法甚至于可视为宇宙运动客观规律的浓缩和抽象,宇宙运动客观规律的图式,操作者应具备的主要功能、功力已经蕴藏在功法之中。这是太极无为(信息)功弟子得天独厚的优势;

3.目前,“量子反常霍尔效应”能在实验室被观察到,要求有磁性掺杂拓扑绝缘体的芯片,但对这个芯片要求极高,制作难度极大。比如,必须利用分子束外延的方法生长出高质量的磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜,薄膜上实验材料的大小要求是原子水平,其纯度要求是不能有超过百万分之一的杂质,薄膜芯片上长成的薄膜厚度不能超过5纳米,即不能超达一根头发的十万分之一厚度,将几种不同材料的原子一层层长上去时,还要确保在相邻的界面上达到原子层次的平整。薛院士的课题小组实验用的薄膜最终的厚度也只有5mm等,而这一切工作,只有世界级水平的科学家才能胜任;

由于太极无为(信息)功有得天独厚的优势,所以,“太极无为(信息)功效应”毋须任何辅助材料或器械。从表象上看,操作方法方便快捷,(方便快捷得简直让人莫名其妙,目瞪口呆)。一方气定神闲,手无寸物,对方可坐可卧,不痛不痒。“太极无为(信息)功效应”就这样于不动声色之中,信手可达成。因此,要实现其神奇效应不是在技术难度上求突破,它的难度是挑选、培养称职的弟子,在培养和不断提升弟子的功能、功力方面下功夫。功法创编者要求弟子不但能够熟练掌握太极无为(信息)功功法中医疗功的密法和独门绝技神功(外界赞誉之词),更必须有高尚的德行修养、苦行僧的练功毅力、不断求索的科学态度、聪颖的悟性和奉献精神,决不允许以“功”自傲,以“功”谋名图利,以“功”制造迷信,贪“天功”为己有。可以公布于世的是:二十多年来,功法创编者对弟子队伍曾经进行过若干次“大浪淘沙”;

4.用于观察“量子反常霍尔效应”的磁性掺杂拓扑绝缘体薄膜,必须在超高真空的环境中保存,因为它在大气中几秒钟就会被氧化掉。因此,实验的效果虽然喜人,但要找到在常态下就能实现量子反常霍尔效应(抗氧化)的实验材料,还有很多工作要做;

“太极无为(信息)功效应”在任何时间、任何地点都能实现;

5.“量子反常霍尔效应”可以在实验室个性复制、重现;

太极无为(信息)功的老师或弟子收集、聚拢、操控的宇宙能量及其运动状态,不但局外人根本无法看到,可能用现时最先进、最精密的仪器也难以观察、跟踪,只有接受调治者有所感觉。好在实践是检验真理的唯一标准睐,调治效果能证明一切。不过,由于作用双方多种参与因素的活跃,正如中医的辨症施治、一人一方那样,每一次的“太极无为(信息)功效应”都具有炯然不同的要求和个性,所以,该效应无法用现代科学的实验方法重复,而常常引起不善于用象数哲学思维的人们质疑;

6.“量子反常霍尔效应”尚处于实验阶段,距离实用还有很长一段路;

“太极无为(信息)功效应”已经有大量的确信无疑的临床实践,只待决策层认识、考察、认可其科学机理及其有益于人类健康的价值,大力支持其推广、普及太极无为(信息)功健身功法,打好这个基础后,惠及人类健康的深广效果指日可待;

7.可以想见,待“量子反常霍尔效应”进入应用阶段后,就可以工厂化生产相关设施,而且,一般人都可以按规程操作;

目前,除了功法创编者,“太极无为(信息)功效应”现时只能在本功法弟子和本功法练习者之间实现。【笔者在《太极无为(信息)功——象数哲学思维的杰作》博文中已说明过原因】——由于太极无为(信息)功功法的特殊性,任何人必须经过授功,打通全身经络,才能与本功法信息联通,这样,本功法弟子和本功法练习者之间也才会实现“太极无为(信息)功效应”——说明太极无为(信息)功弟子和功法创编者在功能功力方面有很大差距,本功法的一般练习者只能达成通过练功养身健身,达不到取得“太极无为(信息)功效应”的较高层次;入

8.量子反常霍尔效应”的研究,肯定会带来一场信息技术的革命;

“太极无为(信息)功效应”的大显身手和功法的大力弘扬,必将引起信息科学、物理科学、医学科学乃至生命科学的深刻革命,必将打碎长期禁锢人们思想的“愚昧的迷信”和“科学的迷信”两把枷锁,颠覆相当一部分人类的宇宙观。

不论这些梦呓般的猜想是否值得推敲,我想,总有给人们某些启发的价值,因此,甘冒天下之大不韪,发于网上。

(四)

我期盼决策者们能对祖国的传统文化多看几眼,“欲穷千里目,更上一层楼”,“不为浮云遮望眼,只缘身在最高层”。祖宗能留传几千年的文化遗产中必定有它长盛不衰的原因,“存在就是合理的”。只要“太极无为(信息)功效应”是事实,决策者们就应当大力支持有关部门帮助挖掘其机理,重现中国象数哲学思想的辉煌。一花独放不是春,百花齐放春满园。

我期盼相关领域的科学家们仔细咀嚼科学这个名词的含义,“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。不识卢山真面目,只缘身在此山中”。不同的哲学抽象就有不一样的方法论,对宇宙的观察就有不一样的切入点。对“太极无为(信息)功效应”等中国传统文化中的神秘现象,希望科学家们不要轻易否定。如果不想参与实践和亲自体验,不妨发挥自身学识优势,利用现代高科技对其探微索幽,去芜存精,力求用经典科学语言阐释,或予提炼,或予追疑,共同培植太极无为(信息)功这朵将为人类健康代来福音的奇葩,推动科学革命。

我期盼气功界和矢志中国传统文化其它分支(如中医)的同仁们拓深思维,对其精华的理解、运用不要单纯停滞于象数哲学的符号、图式和语言(如“五运六气”“无极”、“太极”、“阴阳”、“五行”等等)层面,应当尝试站在传统哲学整体把握的高度,从现代科学研究的微观视角入手,用大多数人可以接受的现代科学语言,对其作出尽可能贴近真实的解说,千万不要把自己绕进迷信的圈子里去。我相信,如果精读、精研《黄帝内经》、《道德经》等上古奇书,谁都会发现,太极无为(信息)功的功法、功理就源于其中,“太极无为(信息)功效应”的产生毫无玄机。

我期盼“反伪斗士”们要补补哲学课程。在无限的宇宙面前,在宇宙尘埃中“气化”而成的地球人类对宇宙奥秘的全部所知或者只不过是盲人对大象的片面感知,或者只不过是探险者初踏征途时目力所见的一根草茎、一片树叶。无限险峰在哪里?不知道。前面风光如何?尚未见。明智的态度是不要自以为是,不妄充全知全觉,审慎耍弄手中的大棒,对“太极无为(信息)功效应”之类的传统文化中的奇异现象手下留情——并非世人皆醉君独醒。

我期盼本功法功友为了自己的身体健康和人家人的幸福,抓紧休闲时间多练功。为了给身边的同事朋邻能学到一个简便、易行、高效的锻炼方法,抓紧休闲时间多练功。为了实践太极无为(信息)功为全人类健康服务的宗旨,抓紧休闲时间多练功。有明显的祛病强身效果后,也不要夸大太极无为(信息)功的健身作用,更不能制造新的迷信。功法再好也是外因,对万事万物起根本作用的都是内因。

我期盼本博读者不要因读了本文而陷入盲从的误区,不要追求“太极无为(信息)功效应”而下车伊始就表态。世界上没有包治百病的万应灵丹,也没有可以适应所有人的锻炼方法。记住,适合您个人锻炼的方法可能才是您的必选。太极无为(信息)功只是若干好的健身大法中的一种,何况她还在不断的完善之中。

我期盼网友大胆质疑,热情转载——因为到搁笔为止,我个人认为我以上梦呓般的猜想不一定是“梦呓”。

4月14日晚央视《焦点访谈》节目主持人在介绍中国科学家攻克“量子反常霍尔效应”的解说词中有这样一句话:“也许,科学家就是不断做梦,并且不断把梦变成现实的人。”(大意)我不是科学家,但我愿意把我的梦传达给科学家,拜托他们和大家一起努力,早日把这个梦变为现实。

(照片来自网络)

  

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