华人科学家发现"天使粒子" 对量子计算有什么重要意义？
7月20日美国斯坦福大学华人科学家张首晟等人在美国《科学》杂志上报告说，他们首次发现了马约拉纳费米子存在的证据。这一重大发现解决了困扰量子物理学80年的难题，对量子计算也具有重要意义。马约拉纳费米子称为“天使粒子”。根据爱因斯坦的质能转换公式，当一个粒子遇上其反粒子就会发生湮灭，并释放能量。 发现马约拉纳费米子存在，对于建造稳定的量子计算机具有重要意义。量子计算机能够进行高度并行的量子计算，效率远超经典计算机，但环境噪声是研发量子计算机的一大障碍。一个量子比特（量子计算的基本单位）的信息很难稳定存储，微弱的环境噪声就会破坏其量子特性。由于马约拉纳费米子相当于半个传统粒子，一个量子比特可以拆成两个费米子，这就提供了一个绝妙的可能性：一个量子比特的信息能够储存在两个相距遥远的马约拉纳费米子上。这样，传统的噪声极难同时以同样的方式影响这两个马约拉纳费米子，也就很难同时毁灭它们所存储的量子信息。发现历程正负、阴阳、善恶……这个世界仿佛充满正反对立。英国物理学家保罗·狄拉克1928年预言，每一个基本粒子都有对应的反粒子。几年后，科学家在宇宙射线中发现了电子的反粒子正电子，验证了这一预言。1937年，意大利物理学家埃托雷·马约拉纳预言，自然界中可能存在一类特殊的粒子，它们的反粒子就是自身，这种正反同体的粒子被称为马约拉纳费米子。不过，马约拉纳费米子存在的证据一直未被发现，它和中微子、希格斯—玻色子等一起，成为理论早有预言但长期无法验证的粒子。如今，张首晟团队终于找到了它存在的证据。
20世纪物理学的主要成就有哪些
1、相对论
1905年，20世纪最伟大的科学天才爱因斯坦在他26岁时创立了狭义相对论，提出了不同于经典物理学的崭新的时空观和质（m）能（E）相当关系式E＝mc2（此处光速C＝3×108米／秒），在理论上为原子能的应用开辟了道路。
关于E＝mc2，即物体贮藏的能量等于该物体的质量乘以光速的平方，这个数量大到令人难以想象的程度。我们不妨打个比方说，1克物质全部转化成的能量，相当于常规状态下燃烧36000吨煤所释放的全部热能；或者说，1克质量相当于2500万度的电能。
1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论，深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系——空间和时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的。它成为了现代物理学的基础理论之一。
从1923年开始，爱因斯坦用他的后半生致力于统一场论的探索，企图建立一个既包括引力场又包括电磁场的统一场理论，虽然他没有取得成功，但是杨振宁和米尔斯于50年代创立了“杨—米尔斯场方程”，发展了所谓“规范场”的理论，使爱因斯坦梦寐以求的统一场论可望在规范场的基础上得以实现。
2、量子力学
1900年，普朗克创立了量子论，提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。1905年，爱因斯坦提出了光量子论，揭示了光的“波粒二象性”。1913年，玻尔把量子化概念引进原子结构理论。1923年，德布罗意提出物质波理论。1925年，海森伯和薛定谔分别建立矩阵力学和波动力学。1928年，26岁的狄拉克提出电磁场中相对论性电子运动方程和最初形式的量子场论，使包括矩阵力和波动力学在内的量子力学取得了重大的进展。
20代末量子力学的建立，是继1905-1915年相对论建立之后对经典物理学的又一次革命性的突破，它成功地揭示了微观物质世界的基本规律，加速了原子物理学和固态物理学的发展，为核物理学和粒子物理学准备了理论基础，同时也促进了化学键理论和分子生物学等的产生。因此，量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论，迄今仍具有强大的生命力。
20世纪中后期5大科学成就
30年代以来，物质基本结构、规范场、宇宙大爆炸、遗传物质分子双螺旋结构、大地构造板块学说以及信息论、控制论、系统论等理论的创建，使人类的视野进一步拓展到更为宇观、宏观和微观的领域，成为人类文明进步的巨大推动力。
1、物质的基本结构
从远古时代开始，人们就在探讨物质是由什么组成的，有没有公共的基本单元。直到19世纪末，人们都认为这种共同的基元就是原子。1911年，卢瑟福发现原子内部有一个核；1913年，玻尔指出放射性变化发生在原子核内部，于是研究原子核的组成、变化规律以及内部结合力的核物理学应运而生。
1932年，查德威克发现了中子。从此，人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的，于是把这三种粒子和光子称为基本粒子。
但是，基本粒子并不“基本”。一方面，正电子、中微子、介子等新的基本粒子相继发现；另一方面，基本粒子还有其内部结构。60年代以来，出现了基本粒子结构的“夸克模型”、“层子模型”等，使40年代末诞生的一门新的独立学科——基本粒子物理学（又称高能物理学）至今方兴未艾，成果累累。
2、宇宙大爆炸理论
现代宇宙学的研究发端于爱因斯坦。他在1915年创立广义相对论后，用它来考察宇宙的结构问题，于1917年提出有限无边的宇宙模型。1922年，弗里德曼提出的非静态宇宙模型，认为宇宙是可能膨胀的。1929年，哈勃确定了星系红移（即退行速度）和距离之间的线性关系，证实了宇宙膨胀理论。1932年，勒梅特提出了宇宙爆炸说。
1948年，伽莫夫把核物理学的知识同宇宙膨胀理论结合起来，发展了大爆炸理论，并用它来说明化学元素的起源。这一宇宙大爆炸理论在1965年发现的宇宙背景辐射现象和1998年哈勃望远镜探测到距地球120亿光年之遥的星系中得到了有力的支持。
3、DNA分子双螺旋模型
1953年4月25日，英国《自然》杂志刊登了25岁的沃森和37岁的克里克合作研究的成果——DNA双螺旋结构的分子模型，这一成就后来被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志。
DNA是遗传基因的物质载体——脱氧核糖核酸的英文简称。1915至1928年间，摩尔根通过果蝇实验，证明了坐落在细胞核内染色体上的基因决定着生物性状，从而创立了基因理论。染色体是由蛋白质和DNA组成的。过去生物学界一直认为蛋白质是遗传信息的载体，直到1944年埃弗里等人通过实验才证明了遗传载体不是蛋白质，而是DNA。1953年DNA分子结构双螺旋模型的建立是打开遗传之谜的关键。60年代尼伦柏格等人破译了遗传密码，证明地球上所有生物的遗传密码都是相同的——DNA的4种核苷酸碱基的序列代表了基因的遗传信息，决定着蛋白质的20种氨基酸的组成和排列顺序。作为基因载体的DNA是生命的后台指挥者，生命的一切性状通过受DNA决定的蛋白质来表现。
4、大地板块构造学说
1912年，魏格纳提出大陆漂移说，认为在地质历史上的古生代，全球只有一块巨大陆地，周围是一片大洋；中生代以来，这块古陆开始分裂、漂移，逐渐成为现在的几个大陆和无数岛屿，原来的大洋则分割成几个大洋和若干小海。
大陆漂移说经半个多世纪的发展，由地幔对流说（1928年）、海底扩张说（1961年）等阶段，到1968年勒比雄等提出了全球大地板块构造学说，建造了全球被分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南极六大板块和若干小板块的结构模型，得到了越来越多的科学验证，特别是海洋地质学的有力支持。
5、信息论、控制论、系统论
1948年，申农《通讯的数学理论》、维纳《控制论：关于动物和机器中控制和通信的科学》、贝塔朗菲《生命问题》的出版，标志着交叉科学信息论、控制论、一般系统论的诞生；1957年，古德等《系统工程学》的出版为系统工程论奠定了基础。60年代以来，又出现了新的交叉科学——突变论、协同论和耗散结构理论。
交叉科学不仅沟通了为数众多的自然科学学科，而且在方法论上也沟通了自然科学与社会科学。它向人们提供了定量、精确和最优的认识世界的方法，对人类社会产生了深刻的影响。
20世纪的5大尖端技术成果
在科学的先导和生产的促进下，20世纪发展起来五大尖端技术：核技术、航天技术、信息技术、激光技术和生物技术，在能源、材料、自动化、海洋和环境等高新技术方面也有了长足的进步。
1、核能与核技术
原子核的裂变和聚变反应将产生和释放出远大于机械能、化学能等产生的能量。核能的和平利用，为人类提供了一个既安全又清洁、取之不尽而用之不竭的能源宝库。
1942年，美国建成了世界上第一座原子反应堆，首次实现了人工控制的链式核裂变反应。1945年第一颗原子弹爆炸成功。1952年第一颗轻核聚变的氢弹爆炸成功。1954年，苏联建成世界上第一座原子能发电站。60年代以后，核电站进入实用阶段，发展至今已成为一种重要能源，约占全球发电总量的1／5。
核技术还广泛应用于农业、医疗、材料、考古和环保等领域。40年代放射性同位素开始大量生产，1947年比利发明了C14测定年代的方法，1951年开始使用Co60等放射性元素治疗癌症，70年代以来计算机x射线断层扫描技术（CT）广泛应用于临床，80年代初发展到核磁共振扫描技术（MRI）。
2、航天和空间技术
1903-1914年，齐奥尔科夫斯基提出以火箭为动力的航行理论，奠定了航天学的基础。1919年，戈达德提出火箭飞行的数学原理，并于1926年成功地发射了世界上第一枚液体燃料的火箭。1942年，布劳恩主持设计发射的液体军用飞箭成为二战后各国火箭发展的蓝本。
1957年，苏联用洲际导弹的火箭装置发射了世界上第一颗人造地球卫星，“空间时代”从此开始。1961年，苏联发射载人宇宙飞船，人类首次飞向太空。1969年，美国“阿波罗”11号飞船登月，人类在月球上留下了第一个脚印。1971年，苏联建造空间站，人类首次在太空中有了活动基地。1981年，美国发射航天飞机成功，从此人类可以自由进出太空。
自50年代后期起，人类开始对月球和太阳系各大行星，以及遥远的行星际空间进行探测，至今已发射了100多颗空间探测器，去揭示宇宙的形成与演化，探索生命的起源以及空间环境对人类生存环境的影响。
3、信息技术
信息技术是20世纪发展最快的技术领域。它对人类社会、经济、政治、文化等产生了全方位的巨大而深远的影响。
1906年，三极电子管的发明使电信号放大，从而使远程无线电通信成为可能。1947年，第一只晶体管的诞生为电子电路集成化和数字化提供了重要的基础。1945年问世的电子计算机，已经历了第一代（电子管，40年代中至50年代末）、第二代（晶体管，50年代末至60年代中）、第三代（集成电路，60年代中至70年代初）和第四代（大规模和超大规模集成电路，70年代初开始）等发展阶段，80年代开始对新一代的智能计算机、光学计算机和量子计算机的探索已取得初步成果。
随着大规模集成电路的出现，计算机向巨型化和微型化两极发展。70年代中，巨型机的向量运算速度超过了每秒亿次；微机则进入了千家万户，标志着个人电脑时代的来临。当今，巨型机的运算速度已达每秒3．9万亿次，而计算机互联网络则在2亿多网民的学习、研究、交流、贸易甚至娱乐等方面创造了崭新的工作和生活方式。
4、激光技术
1917年，爱因斯坦在研究光的辐射的过程中，提出了“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。1958年激光被发现。1960年美国制成了世界上第一台激光器，它用红宝石晶体做发光材料，用发光强度很高的脉冲氙灯做激发光源，在这种受激辐射作用下产生的一种超强光束就是激光。
继红宝石激光器之后，半导体激光器（1963年）、气体激光器（1964年）、自由电子激光器（1977年）乃至原子激光器（1977年）等相继问世。
5、生物技术
基因重组技术（又称基因工程）是20世纪下半叶蓬勃兴起和发展的现代生物技术的最前沿领域。60年代末至70年代初，阿尔伯和史密斯发现细胞中有两种“工具酶”，能对DNA进行“剪切”和“连接”；内森斯则使用工具酶首次实现了DNA切割和组合。DNA的重组能创造性地利用生物资源，实现人类改造生物的遗传特征、产生人类所需要的生物类型的意愿。80年代以来，已获得上百种转基因动植物，对农业发展具有重要意义。转基因药物的研制和生产则将为人类的健康带来新的福音。
除基因工程外，生物技术（即生物工程）还包括细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。1978年首例试管婴儿路易斯诞生、1996年克隆羊多莉的出现都是细胞工程的杰作；加酶洗衣粉和嫩肉粉等则是酶工程的产品；现代发酵工业始于青霉素的生产，现已大规模利用发酵工程生产抗生素等。至于根据需要对天然蛋白质的基因进行改造，生产出新的、自然界原本不存在的优质蛋白质，更是日益受到重视，被誉为第二代基因工程。
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华人科学家领衔团队找到＂天使粒子”有啥现实意义？
物理学迎来重大突破：由4位华人科学家领衔的科研团队终于找到了正反同体的“天使粒子”——马约拉那费米子，从而结束了国际物理学界对这一神秘粒子长达80年的漫长追寻。相关论文发表在今天出版的《科学》杂志上。该成果由加利福尼亚大学洛杉矶分校王康隆课题组和美国斯坦福大学教授张首晟课题组、上海科技大学寇煦丰课题组等多个团队共同完成，通讯作者为何庆林、寇煦丰、张首晟、王康隆，均为华人科学家。张首晟接受采访。诺贝尔奖获得者Frank Wilczek评价这项工作时说: 张首晟与团队设计了全新的体系, 并在实验中清晰地测量到马约拉那费米子，这真是一项里程碑的工作。国际同行指出：发现马约拉那费米子是继发现“上帝”粒子（希格斯波色子）、中微子、引力子之后的又一里程碑发现，不仅具有重大的理论意义，而且具有重要的潜在应用价值：让量子计算成为现实。“神秘的正反同体粒子，让我们等了80年”在物理学领域，构成物质的最小、最基本的单位被称为“基本粒子”。它们是在不改变物质属性前提下的最小体积物质，也是组成各种各样物体的基础。基本粒子又分为两种：费米子和玻色子，分别以美国物理学家费米和印度物理学家玻色的名字命名。东方西方哲学家都认为，人类似乎生活在一个充满正反对立的世界：有正数必有负数，有存款必有负债，有阴必有阳，有善必有恶，有天使必有恶魔。 1928年，伟大的理论物理学家狄拉克(Dirac)作出惊人的预言：宇宙中每一个基本费米粒子必然有相对应的反粒子。根据爱因斯坦E = mc2的质能公式，当一个费米子遇上它的反粒子，它们会相互湮灭，从而使两个粒子的质量消失并转化为能量。从此以后，宇宙中有粒子必有其反粒子被认为是绝对真理。然而，会不会存在一类没有反粒子的粒子，或者说正反同体的粒子？1937年，意大利理论物理学家埃托雷·马约拉那（Ettore Majorana）在他的论文中猜测有这样神奇的粒子存在，即我们今天所称的马约拉那费米子。不幸的是，他本人做出这一猜测后在一次乘船旅行中神秘失踪。自此以后，寻找这一神奇粒子成为了物理学家门梦寐以求的探索目标。意大利理论物理学家埃托雷·马约拉那科学家们认为，在粒子物理中，标准模型范畴之外的中微子可能是马约拉那费米子。而要验证这一猜想，需要进行无中微子的beta双衰变实验。可惜的是，这项实验所要求的精度在今后的10年到20年以内都难以达到。张首晟把突破口转向凝聚态物理。从2010年到2015年，张首晟团队连续发表三篇论文，精准预言了实现马约拉那费米子的体系及用以验证的实验方案。王康隆等实验团队依照张首晟的理论预测，成功发现了手性马约拉那费米子，为持续了整整80年的科学探索画上了圆满的句号。张首晟将这一新发现的手性马约拉那费米子命名为“天使粒子”，这个名字来源于丹·布朗的小说及其电影《天使与魔鬼》。“这部作品描述了正反粒子湮灭爆炸的场景。过去我们认为有粒子必有其反粒子，正如有天使必有魔鬼。但今天，我们找到了一个没有反粒子的粒子，一个只有天使，没有魔鬼的完美世界。”张首晟说。电影《天使与魔鬼》海报。“今天的成果，是建立在发现量子反常霍尔效应的基础上”困扰了物理学界80年的难题是怎样被破解的？张首晟认为，任何科研工作都是建立在已有成果的基础上。天使粒子的发现，得益于先前对量子反常霍尔效应的探索，也是理论和实验结合的成果。最初，张首晟按常理做了一项推断：既然马约拉那费米子只有粒子、没有反粒子，那么它就相当于传统粒子的一半。他很快意识到，“一半”的概念就是解决问题的关键。早在2008年，张首晟理论就预言了量子反常霍尔效应，这一预言在2013年被清华大学教授薛其坤领衔的清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的实验团队证实。在实验中，随着调节外磁场，反常量子霍尔效应薄膜呈现出量子平台，对应着1、0、-1倍基本电阻单位e2/ h。也就是说，量子世界里的电阻是量子化的，它只能整数倍地跳台阶。这给了张首晟一个灵感：马约拉那费米子是通常粒子的一半，既然通常的粒子按整数跳，马约拉那费米子或许就是按半整数跳——它一定会呈现出一个奇特的、“1/2的台阶”。由此，他预言手性马约拉那费米子存在于一种由量子反常霍尔效应薄膜和普通超导体薄膜组成的混合器件中。当把普通超导体置于反常量子霍尔效应薄膜之上时，临近效应使之能够实现手性马约拉那费米子，相应的实验中会多出全新的量子平台，对应1/2倍基本电阻单位e2/ h。张首晟团队提出的搜寻马约拉那费米子的实验平台：由量子反常霍尔效应薄膜和普通超导体薄膜组成的混合器件。在后续的实验验证中，激动人心的成果出现了：王康隆等实验团队确实看到了“1/2的台阶”。这半个基本电阻来源于马约拉那费米子作为半个传统粒子的特殊性质，因此，多出来的半整数量子平台为手性马约拉那费米子的存在提供了有力的印证。王康隆实验团队等在与张首晟理论团队合作下所测量到的与理论预测符合的半量子电导平台，这为马约拉那费米子的发现提供了直接而有力的实验证据。“天使粒子带来的量子计算时代，让我充满兴奋和期待”找到天使粒子有什么现实意义？张首晟指出，从基本科学发现到技术应用往往需要多年时间，但天使粒子的发现意味着量子计算已成为可能。他解释说，量子世界本质上是平行的，一个量子粒子能够同时穿过两个狭缝。因此，量子计算机能够进行高度并行的计算，远比经典计算机有效。以算术问题为例，如果给出一个很大的数字，问这个数字能否拆成两个数字的乘积，那么经典计算机只能用穷举法逐一尝试整除计算，而量子计算机可以在一瞬间同时完成所有可能项的测算。一个量子粒子能够同时穿过两个狭缝。然而，一个量子比特的信息非常难以存储，微弱的环境噪声就能毁灭其量子特性。因此，量子计算机往往被视为可望不可即的空想。“通常情况下，量子比特只能放在一个传统粒子内储存，容易被干扰。但如今，天使粒子的发现提供了一种绝妙的可能性：一个量子比特能够被拆成两半，存储在两个距离十分遥远的马约拉那费米子上。”张首晟说，如此一来，传统的噪声很难同时以同样的方式影响这两个马约拉那费米子、进而毁灭所存储的量子信息。“相较于传统的存储方式，基于天使粒子的存储方式极其稳固。”“我们提出的器件同时还是二维体系，从而允许马约拉那费米子的纠缠和编辫，使得有效的量子计算成为可能，从而解决人类面对的一些艰难问题。”张首晟说，“我对天使粒子巡游的量子天堂充满兴奋与期待。”祝贺华人科学家出成果！
世界本原物质性是正确的吗
当然正确
物质性
唯物主义的基本原则之一。这一原则承认物质是世界上纷繁多样的现象中存在着的统一的普遍的本原。
史前时期，人类思维能力低下，只能形成对某些具体事物的直观认识，未提出世界统一性问题。古代哲学家开始寻求世界万物共同的本原，认为哲学的任务就在于从多种多样的事物中发现其统一的共同基础。中国哲学史上，春秋时代的《管子·水地》中说：“水者，何也？万物之本原也。”以“水”为万物的本原，认为万物统一于“水”。老子在《道德经》中说,“道生一,一生二，二生三，三生万物”，认为多样性的世界是由统一的东西演化来的。古代希腊哲学，也是以提出世界统一性问题为开端的。赫拉克利特提出“一切是一”的命题。亚里士多德在谈到早期哲学家的思想时说：这些哲学家断言，“有一个东西，万物由它构成，万物最初从它产生，最后又复归于它,它作为实体,永远同一，仅在自己的规定中变化，这就是万物的元素和本原”（《形而上学》第1卷第3章）。
关于世界统一性的问题包括两个方面：①世界上多种多样的事物有没有统一性。对这一方面有一元论和二元论、多元论的不同回答。主张一元论的哲学家都承认世界存在着统一的普遍的本原，它是世界各种事物和现象的全部多样性的基础。主张二元论或多元论的哲学家，否定世界存在着统一性。但这种观点不可能坚持到底，最终必然倒向物质一元论或精神一元论。②如果世界万物存在着统一性，它们统一于什么？对这一方面有唯心主义和唯物主义的不同回答。彻底的唯心主义以精神为世界统一的基础。唯物主义则坚持以物质为世界统一的基础。辩证唯物主义的世界统一观是唯一科学的。
唯心主义的世界统一观 主观唯心主义质统一性认为外部世界的一切事物和现象都统一于人的主观意识，例如，G.巴克莱、J.G.费希特、E.马赫等人，他们宣称整个世界都是由人的感觉产生的，提出“存在就是被感知”、“自我建立非我”等命题，认为世界统一于自我的精神。这个观点必然导致极端荒谬的唯我论。
客观唯心主义认为整个世界统一于“观念”、“绝对精神”一类的精神实体。例如，柏拉图、G.W.F.黑格尔等人，他们宣称精神实体是自身独立的存在，是世界的本原，物质世界则不过是“精神的异在”。宗教神学家断言世界统一于神、上帝，神创世界，世界最终又复归于神。神学观点和客观唯心主义观点的实质是一致的。
唯物主义的世界统一观 全部科学和人类的实践证明，主观唯心主义和客观唯心主义的世界统一观都是根本错误的，唯物主义哲学家和这种观点进行了长期的斗争。古代朴素唯物主义把自然现象的无限多样的统一看作是不言而喻的，认为世界统一于物质的某一种或几种具体形态。中国古代的唯物主义者提出过“气”一元论的学说，古代希腊和印度的唯物主义哲学家认为世界统一于气、火或原子。这种朴素的世界统一性观点，反映了人类对客观物质世界的认识尚处在初级的阶段。
近代唯物主义在反对唯心主义时，依据当时自然科学关于各种物质都由原子构成的观点，提出世界统一于质量不变的、不可分的原子的理论。机械唯物主义者把事物的质的差别归结为量的差别，把自然界理解为服从于力学定律的统一整体。这种观点把特定历史条件下关于物质及其结构、运动的自然科学学说和哲学上的世界物质统一性问题混同起来，具有形而上学的局限性。
辩证唯物主义总结了哲学史上唯物主义和唯心主义斗争的成果，以各门科学提供的材料为基础，进行了哲学的概括和论证，对世界统一性问题作出了既是唯物的又是辩证的科学回答。①辩证唯物主义哲学明确地提出世界物质统一性的命题，并与这个问题上的错误观点或含混不清的提法划清了界限。恩格斯在《反杜林论》中，批判了E.杜林的世界统一于存在的提法，指出这一提法含混不清,因为“存在”这个概念缺乏明确的规定性,既可赋予物质存在的含义，也可赋予精神或神的存在的含义。只有辩证唯物主义关于“世界的真正的统一性是在于它的物质性”的提法，才是确切的和科学的。②辩证唯物主义对世界的物质统一性的论证，既不象古代唯物主义那样靠对世界的直观和猜测，也不象机械唯物主义那样仅靠某种科学材料去作结论，而是将世界的统一性问题从科学证明深入到理论思维的领域，从局部看到整体，从特殊得出一般，从有限推出无限。运用理论思维的科学抽象论证世界的物质统一性，才使这个问题具有最高和最广泛的意义，得出真正的哲学的结论。它不是将世界的物质统一性理解为机械的、死板的同一，而是理解为无限多样的事物和现象的统一；多样性的事物和现象统一的基础也不是特殊的“原初”物质或不变的粒子，而是统一于一切具体物质形态所共同具有的客观实在性即物质性。③辩证唯物主义认为世界的物质统一性是一个持续的过程。统一的物质世界是无限发展的，人类对物质世界的认识是不断深化的，因此对世界的物质统一性的科学证明和哲学论证也是不断提高和发展的。人类对物质世界的认识每前进一步，科学的发展每出现一次重大的突破，都将使人们对世界物质统一性的哲学论证提高到一个新的水平。随着人类认识的进步，世界物质统一性的哲学论证也必将具有新的内容和形式。
科学和实践的发展对世界的物质统一性的证明 世界的物质统一性为科学和实践的长期发展所证明。天体力学、天体化学、天体物理学等，不仅证明了太阳系中的太阳、行星和地球具有同样的物质基础，而且揭示了其他天体的物理运动和地球的物理运动具有同样的规律。当代科学还证明，来自遥远天体的宇宙射线中的粒子和高能加速器中产生的粒子是同样的。能量转化定律揭示了物质世界各种运动形式的联系和统一。化学家从无机物中创造出有机物，证明了无机物和有机物之间的联系；而生物学家发现了生命的本质，又将无机物与有机物的联系扩展到了与生命物质的联系。生物科学证明生物界与非生物界也是统一物质世界发展的不同阶段，生命现象是自然界自身长期发展的结果，生物体不过是组成成分和组成结构十分复杂的一种物质形态,DNA双螺旋结构和遗传密码的发现，揭示了生物界的统一。现代物理学的相对论和统一场论说明了物质运动同时间、空间的统一,量子力学关于微观粒子的波－粒二象性(见微粒说和波动说)揭示了连续性与间断性统一的物质基础。“原子模型”的建立及高能物理的发展，说明物质结构的无限可分性及统一性。系统论、控制论、信息论的崛起，揭示了世界的系统性、整体性、层次性、有序性、动态性及系统之间的相互联系、相互作用，从新的角度证明和丰富了世界的统一性原理。自然科学和社会科学还证明，人的意识是人脑这种高级物质形态的产物，是人脑的机能和属性，是对客观实在的反映。人类社会是自然界长期发展的产物，是物质世界发展的高级阶段。人类社会的存在和发展,离不开它的物质生活条件,而人们的物质生活条件和在此基础上形成的各种社会关系，归根结柢都是由物质力量即生产力和物质关系即生产关系所派生的，人类社会发展的历史就是物质生产发展的历史。
科学不仅证明了世界上千差万别、无限多样的事物和现象，包括一切精神、意识现象，都统一于客观实在的物质，而且证明了一切事物和现象都存在着和贯穿着物质所固有的共同的基本属性和基本规律，世界上所存在的运动、时间、空间等都是物质的基本属性或存在形式。唯物辩证法所揭示的规律则是物质运动发展的基本规律。
世界物质统一性原理，是辩证唯物主义的基石。辩证唯物主义以这一原理为基础，并将其贯彻到底，形成完整的、科学的物质一元论。这一原理对自然科学和社会科学的研究有着重要的指导意义，也是从事一切实际工作的立足点。它告诉人们，宇宙间的一切归根结柢都统一于物质，物质世界是人们思考着、改造着的唯一的现实世界，而物质的根本特性又在于客观实在性。因此，人们无论在任何时候、任何地方和任何条件下，也无论是从事任何工作，都必须毫无例外地、坚定不移地从客观物质世界及其运动发展的客观规律出发，必须坚持一切从实际出发、实事求是、理论联系实际的思想路线。
参考书目
恩格斯：《反杜林论》第1编第4节，见《马克思恩格斯选集》第3卷，人民出版社，北京，1972。
本原
参考以下资料，希望对你有用
这个是哲学研究生探讨的问题,而在研究生考试中，实际上“本质”和“本原”是混用的，都正确，如果非要说哪个更准确，那应该是“本原”。
“本质”和“本原”在哲学中是不同的概念，“本原”是指客观存在的物质世界的来源和存在的根据。希腊文为αρχη，原义为开始。亚里士多德认为：客观存在的物质世界的一切存在物都由本原构成，一切存在物最初都从本原中产生，最后又复归为本原。
本原一词从此以后为西方的哲学家所沿用至今，并和传统哲学中哲学的基本问题相联系。也就是关于唯心主义和唯物主义、一元论和二元论的确定。
本原论的核心就是对客观存在的物质世界在时间上有先后之分，先存在的就是这个客观存在的物质世界的来源和存在的根据，而后存在的则是从属于这个来源和根据的。也就是说，客观存在的物质世界必须得有一个先于它存在的原因而后才能存在的；其实质就是，客观存在的物质世界必须存在于一定是时间关系之中，时间是超事物和超客观存在的物质世界的，并且是事物和客观存在的物质世界本质的最基本衡量标准之一。
而“本质”这个概念指的是事物（或客观存在的物质世界本身）的根本性质，是事物自身组成要素之间相对稳定的内在联系，是由事物本身所具有的特殊矛盾构成的。和必然性、规律是具有同等程度的概念，是组成事物的要素以及要素之间的关系结构是事物本质存在的客观基础，一事物与他事物的本质区别是由事物的各个特殊的组成要素及其关系结构决定的，而非其在时间上的先后。
从“本质”和“本原”的关系看，“本原”是先在的，然后才有“本质”。
量子力学对哲学的影响
宏观物理世界的确定性是由微观世界的不确定性以概率的形式支持的。似乎有一种不被意识所知的整体的能力将微观量子连接为一个整体的存在，这隐藏的能力使量子向我们显现某些幽灵式的同谋和协作。只是在量子的位置和动量的关联上，向我们显现一些可把握的规律。在阿斯派克特实验中，量子的这种同谋超越了光速的限制，也可以说是超越了时空的限制。或许，量子在本质上有不为人知的更整体的存在状态，而向我们显现的只是这整体存在浮出水面的一些小岛。
所有这一切意味着什么呢？按照波尔的观点：询问一个电子“实际”是什么的问题，是没有意义的。或者至少，当您提出这个问题时，物理学家不可能给予回答。他宣称：物理学不告诉我们世界是什么，而是告诉我们关于世界我们能够谈论什么。这意味着关于世界的本质我们不能在当前的物理学中找到答案。
根据波尔的思想：关于宏观和微观、整体和部分之间关系的传统观念，被根本地改变了。他宣称：在你弄懂一个电子正在干什么之前，你必须指明全部实验条件。比方说你要测量什么？你的仪器是怎样组装的？所以，微观世界的量子实在无法摆脱地根宏观世界的组织缠绕在一起。换句话说，离开了同整体的关系，部分是没有意义的。
不确定性和模糊性是量子所固有的，而不仅是我们对于它不完全感知的结果。这一点是与传统观念相违背的，我们知道许多不可预言的系统：如气候变化、股票市场等。但根据传统的观点，这些事物的不可预知性是因为我们不具有足够的信息以计算出它们的行为。
即使在量子理论诞生100年以后的今天，大多数人对我们周围世界的理解仍然停留在传统物理学的层次上，就像量子力学问世以前大多数科学家所认为的那样：我们周围的世界是独立存在的。就是说。它是由物体（如桌子、椅子、行星、原子）组成的。这些物体就在那里存在着，不管我们观察它们与否。按照这种哲学，宇宙是这些独立存在的物体的集合，它们合在一起就构成了事物的整体。原则上，只要我们把观察事物的过程中对事物的扰动缩减到足够小的程度，那么在我们对事物的观察之前和之后，物体实际应该具有同一的或连续的动力学属性( 如位置、动量和能量)。于是原子和电子只不过是一些“小东西”，它们与“大东西“的差别仅在于尺度的不同，在别的方面，其实在性的地位没有本质上的不同。
这个关于世界的图像比较符合我们通常对自然常识的理解，所以容易被人接受。爱因斯坦称它为“客观实在“，也就是说：外部事物的实在性地位并不依赖于一个有意识的个体的观察。然而恰恰是这个看似无可厚非的常识观念，波尔运用量子的哥本哈根解释的哲学向它提出了挑战。
波尔认为：在对某个量子物体实行依此测量之前，就把一组完全的属性委归于它，那是没有意义的。比如，我们要选择测量某个量子物体的位置或是动量，则不可能在测量之前该粒子就具有这些量的特定值。如果我们决定测量位置，其结局是粒子在某处。反之，如果我们测量动量，就可以得到一个运动着的粒子。在第一种情况中，测量完成之后，粒子就不具有可知的动量属性；在后一种情况中，粒子则无定域。
从量子波的存在状态即不确定状态中，可以测得无数的位置和动量的属性。只是测量的结果都不会超出普朗克常数的限定。因此，我们可以把量子波的状态理解为无数可确定状态的叠加。我们知道，用于测量的设备本质上也是由量子组成的量子系统，因此，在我们的测量过程中，被测量的量子波会与测量设备的量子系统进行耦合，然后缩编成具体实在的状态。一个量子波会缩编到何种具体实在的状态，则取决于测量它的测量系统。
因此，只有在做了一次特定的测量或观察之后，我们才能有意义地谈论单个量子的物理属性。但从量子的层面，我们很难给测量系统划清一个明确的界限。因为宏观上的每一个测量设备，在量子的层面上都与其周围的物体不可分割地纠缠在一起。实际上，我们完全可以把被测量的量子物体与测量它的设备看成是一个量子系统。如此一来，观察在量子物理中所起的关键作用就会显现出来。从某种意义上说，正是我们的观察才导致量子的波态骤然塌缩和改变。这听起来就像是“精神支配物质“的思想。似乎是当实验人员观察到测量的结果时，改变了的心理状态以某种方式反馈给实验设备，从而反馈给量子系统，使其改变它的态。简言之，物理态作用改变心理状态，而心理状态又反作用于物理态。
如果我们只是测量一组简单的动力学属性，就可以把一个单一的设备当作测量系统；但如果要准确解释某个量子的行为在天气变化中的具体作用，就必须先建立关于天气的宏观的解释。因此，虽然通过局部的行为可以预测宏观的变化，但局部必须通过整体来获得解释和意义。而整体的意义则只能以生命个体的感性为基础，由生命个体的意识来建立和把握。更进一步地推论，我们可以得出下面的结论：我们不可能通过微观粒子来理解世界的存在。对于宏观世界，我们只能通过向内探索感受和意识的本质，才能获得根本上的理解。
整体和宏观的意义是我们意识分别和认知的结果。如果离开意识的分别，世界上也就没有同异、部分和整体的差别。因此，所谓宏观世界就是我们意识的分别和感受所形成的世界，部分依据宏观世界才能获得解释的意思就是说：象电子、光子这样的微观量子只能在我们的意识中得到解释，量子世界所隐含的整体性规律与我们的精神认知相对应。换句话说：不存在一个与我们的精神世界并行的客观独立的物质世界，我们所描述的物质世界是依赖于我们的精神世界而存在的，量子之间显现的超距同谋是个体生命意识活动的综合反映。世界的实在性扎根与个体生命的感受和理解中。
我们在这里并不想对量子力学的哲学解释做过多的纠缠，毕竟科学界在量子力学的解释上还存在着很多分歧。但鉴于量子力学所取得的重大成就，我们完全有理由把它当作一种客观的现象。在对这些现象的观察中和思索中，我们会得到一些新的启示：比如物质世界的不确定性和非实在性；世界的整体性和不可分割性；以及意识的能动性。这些启示在我们从新建立世界观、人生观以及对真理的认识和信仰的过程中，会起到重大的作用。
2020年5大物理学科突破
5.测量时刻 德国的物理学家创造了记录时间最短的记录。具体来说，他们测量了光子穿过氢分子所花费的时间，最终测量值为247万亿分之一秒的十亿分之一。 4.太阳中微子 物理学家首次发现了中微子，该中微子可追溯到太阳内部的碳-氮-氧融合（也称为CNO循环），这项具有里程碑意义的发现被誉为新千年物理学中最伟大的发现之一。 3.希格斯衰变 瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）的科学家观察到希格斯玻色子衰减成两个称为μ子的基本粒子的超罕见现象。希格斯粒子探测技术于2012年在大型强子对撞机中首次被广泛使用，被称为“上帝粒子”。这一发现填补了粒子物理标准模型中的空白。 2. 量子传输 科学家成功地通过保真度大于90％的纠缠光子传输了数据，传输距离达44公里。量子传输使用纠缠的光子将量子从一个位置瞬间传输到另一个位置，科学家们正在尝试建立超快速量子互联网，这样的网络将迎来计算和通信的新时代。 1.X（6900）夸克 欧洲核子研究组织在2020年发现一种新的奇异粒子，称为“四夸克”。四夸克实际上并不是什么新鲜事物，但是，最新的四夸克被称为X（6900）完全由所谓的重夸克组成。X（6900）特别有趣，因为它由四个相同种类的夸克组成。原子核上的质子和中子通常由三个夸克组成，而不是四个，这一发现将大大促进对原子物理学的理解。
