下面表格描述十进制下的数量级。
数字
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科学记数法
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数量级
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|---|---|---|
0.001
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10^-3
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−3
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0.01
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10^-2
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−2
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0.1
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10^-1
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−1
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1
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10^0
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0
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10
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10^1
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1
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100
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10^2
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2
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1000
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10^3
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3
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10000
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10^4
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4
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2计算编辑
一个数的数量级即它含有的 10 的幂，准确的定义为，它的常用对数的整数部分。例如，4,000,000 的对数为 6.602，它的数量级即为 6。可以这样认为，一个数的数量级就是它在对数尺度上的大致位置。
一个未知量的数量级估计即估计离它最近的 10 的幂。例如，一个在 30 亿到 300 亿之间的一个未知量（比如地球上的人口数），它的数量级可以估计为 100亿。
两个量之间的数量级的差即它们相差的 10 的倍数。例如，土星的质量是地球质量的 95 倍，即土星质量比地球质量大一个数量级。
原子表面只有电子，而电子具有同性电荷，同性电荷相斥，电子的荷质比（比荷）高达11个数量级，每一个电子的排斥力（荷力）可以使百万个碳原子远离而不能靠近，
今日物理理论是由“不严谨”的基础理论“演绎”的，由于“基础理论”的不严谨，使“现代物理”理论偏离“真理”越来越远，越来越“神玄”，这才有了“神玄”的“量子力学”、“超弦”……。
真正的问题是出在“基础理论”上，物理理论的进步和突破只能是对基础理论的全面从新检验和严格论证
在南科大所设立的学科中，化学、微材料，生物、器件都与原子性质和结构（严格的说应该是结构决定性质）有关，这里再简单讨论一下现有原子模型存在的问题：
1、键：
现有理论在论述原子相互结合时，是以“键”使原子相互结合在一起的。“键”被解释成原子之间的结合力，也有的物理文献解释成电磁力，而按照现在的“标准”模型，原子表面只有电子，而电子具有同性电荷，同性电荷相斥，电子的荷质比（比荷）高达11个数量级，每一个电子的排斥力（荷力）可以使百万个碳原子远离而不能靠近，那么“键”是如何使电子改变同性相斥的特性，使原子之间相互结合的呢！现有理论没有给出任何合理解释。可见现有理论的原子“标准”模型与“电荷同性相斥”的理论相矛盾，理论不自洽。
2、电子云：
量子论的原子模型是以电子在原子表面成不确定的云状分布，也不承认有轨道。而化学中，为解释化学价和原子之间的结合角度，需要电子在原子表面有严格的轨道。量子论原子模型与化学中使用的原子模型相矛盾，理论不自洽。
3、结晶：
按照现有的原子模型，原子与原子的结合是通过电子实现的，现在的量子论电子云有核模型使电子在原子表面没有确定的位置，而物质的晶体都有严格的角度，这种严格的角度要求电子在原子表面有严格的准确位置，否则无法形成晶体的严格角度，电子云有核模型，使电子在原子表面没有确定的位置，这样，电子云量子论模型与晶体的严格角度相矛盾，理论不自洽
4、原子的压缩性和硬度：
现有原子模型是以电子云围绕原子核不确定运动的量子论原子有核模型，原子的大小是由电子围绕原子核运动的轨迹直径决定的，电子与原子核通过电磁力的作用，保持一定距离，电磁力是以距离平方成反比的作用力，（也就是电磁力的性质具有极大的“弹性”），在外力作用下，极易改变，而广泛存在于自然质的物质无论是液体，还是固体其压缩性都与电磁力距离平方反比的性质不符，固体的硬度也与电磁力距离平方反比的性质不符，这样，现有的原子模型与液体、固体的压缩相违背与固体的硬度相违背，理论不自洽。
5、“满壳层”理论：
根据现有原子模型理论，化合反应中原子与原子的结合形成满壳层结构，在这一过程中，没有游离电子产生，（电子的移动距离不超出原子尺度）而所有电池的（典型的燃料电池）放电（化合反应），都使电子游离于外电路，产生游离电子，并远距离运动，与满壳层理论相违背，满壳层理论与自然存在的真实现象相矛盾，理论不自洽。
球科普，此文已超出能力范围
朱清时校长：您好！
首先，对您为了中国的科学发展所表现的的开拓精神表示崇高的敬意，也对您在这一过程中遇到的困难和无奈表示深切的同情和理解，更对您坚韧不拔、永不气馁的做事态度表示由衷的敬佩！
一段时间以来南科大的动向成了网络的热门话题，引起了人们的广泛关注，在一片赞许声中，我们也发现了一些问题，我们认为及时提出这些问题才是对南科大真正的关心，才是对您最好的支持。
我们知道，您的专业是“物理化学”，您对当今“科学前沿”了如指掌。这必然为南科大把握了正确的办学方向。然而，按照我们目前所掌握的“资料”可以说，您的具体操作上还是存在一些认识上的问题：
您很清楚，在近代科学技术史上：通讯、航天、原子能、激光、计算机……这些使人类生活发生根本改变的主要领域，都是在“物理理论”的指导下产生的，而热机、航空、和所有技术领域的进步也是在物理理论的指导下实现的，物理理论做为人类研究自然界中物质存在的“基本形式”和“运动规律”的学科，是一切自然科学的理论基础，没有哪一自然科学学科可以脱离物理理论而独立存在（化学的定位应是原子，分子层次变化的物理）。“物理理论”的一个“小的”进步就可以催生大量的新的“技术”的产生，技术的提高和扩展仍然要依靠物理理论来指导。物理理论的某一方面的突破，就会产生大量相关的技术**。“理论”的重要性远远高于“技术”，理论的影响力远远高于技术的影响力，
您也很清楚：现代物理理论的基础是“量子力学”和“相对论”，而这两个理论从诞生之日起就存在持续的争论，爱因斯坦总结他对“量子力学”的研究讲道：“整整50年有意识的思考，还没有使我更接近“光量子”是什么的答案，然而当今有一些人说他们知道答案了，其实他们是在欺骗自己”。量子力学的主要创始人玻尔讲到：“如果谁不为量子论而困惑，那他一定没有理解量子论”。世界著名物理学家费恩曼讲到：“我可以放心的说没有谁理解量子力学”（《物理定律的本性》P133 [美] R·P·费曼 关洪 译 湖南科学技术出版社 2005）。曾谨言在《量子力学》第四版序言中讲到：“人们应记住Feynman的如下告诫：We should always keep in mind the possibility that quantum mechanics may fail , since it has certain difficulties with philosophical prejudices that we have about measurement and observation.”……，“对待量子力学基本概念和原理诠释，一直存在着持续的争论”。……，“在进一步的探索中，人们对自然界物质存在的形式和运动规律的认识或许还有更根本的变革”。从以上量子力学的创立者和专家的论述中可以看出：量子力学至今不但不是真理，而且，随时都有被“淘汰”的可能。
现在许多人将“超弦”作为最有希望的前沿理论，但是诺贝尔奖获得者温伯格却讲到：“所谓超弦（superstring）理论，最终提供了一个数学框架。它能用量子力学的术语描述引力，就像描述其他场一样，但是必须承认的是，所有这些辉煌的纯物理，还不能用精确的数字预言任何新的东西，更谈不上实验的验证，因而也不能让我们确信我们走在正确的路上”（见《亚原子粒子的发现》[美]斯蒂芬·温伯格 杨建邺 肖明 译 湖南科学技术出版社 2006 P209）。
对于”相对论“和”大统一“理论, 爱因斯坦在其70岁生日时给老友索洛文的信中写道：“你一定想象我在此时此刻一定是以满意的心情来回顾我一生的成就。但是仔细分析一下，却完全不是这么一回事。我感到在我的工作中没有任何一个概念会很牢靠地站得住的，我也不能肯定我所走的道路一般是正确的”。
可见在今日物理学中“前沿理论”是“前途”渺茫的。方向“或许”是完全错误的。
在今日物理学中，“前沿理论”是由“经典物理”理论演绎而来，我们再来看看“经典物理”：
世界著名物理学家费恩曼讲到：“重要的是要认识到，在今天的物理学中，我们不知道能量究竟是什么”。（见《费恩曼物理学讲义》[美] 理查德·费恩曼 著 第1卷 P34）。既然人们不知道“能量”究竟是什么，那么传递了“能量”的“热量”也就不知道是什么，由于不知道“热量”是什么，那么代表热的强度的“温度”当然也就不知道它是什么，而“热量”辐射的“电磁波”和光的本质就更不知道是什么，整个经典物理中的最主要理论就是“热量”、“温度”，“电磁波”和“光”的理论，而这些最主要基础理论的本质，时至今日物理学的一个也没有解决。可见，被今日物理学称为“经典物理”的理论实在“不经典”。这些所谓的“经典物理”理论“仍是”或者说“才是”物理学真正的“未解前沿”。
由于人类至今不知道“能量”、“热量”、“温度”、“电磁波”、“光”……这些最基础概念的本质，却用这些不知道本质的概念演绎了大量的“前沿理论”，这样的“前沿理论”能有几分可靠性呢？
爱因斯坦还讲到：“我坚定地相信，有人会找到一种比我的命运所能找到的一种更加符合实在论的方法，说得妥当点儿，是一种明确的基础。”
按照推理规律，今日物理理论的状态应该是最基础的理论出了问题。
爱因斯坦说：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。……从新的角度去看待一个老问题，需要有创造性的想象力，而且标志科学的真正进步”。
那么，我们就按照爱因斯坦的观点来简单讨论一下现有物理理论存在的一些问题，
1、热动说：
在今日大学热学中，公认的是“热动说”，同时又认为“热量”可以辐射，“热量”以电磁波和光的形式辐射“能量”（这里的电磁波包括各种不同频率的光，布朗克的热辐射包括紫外线，也是“紫外灾难”的由来），而相关理论同时还认为，电磁波具有“能量”，并且被认为是一种物质，光有动量、能量、动质量，是粒子，是物质，今日大学物理中：电磁波、光、“能量”都具有物质属性，都是“物质”，那么“热量”也应该是“物质”，这是逻辑推理的必然，这与“热动说”不符，表明“热动说”不自洽。
2、“偶极振子”理论：
现代物理认为物质都是由原子构成的，原子又是由质子、中子、电子构成的，质子携带正电，电子携带负电，物体的一切带电现象都是由质子和电子决定的。在金属中，质子是不可移动的，可以自由运动的只有电子，那么一切电场只能是电子的运动和数量的变化形成的，也就是正电场始终是存在的，是不变化的，“偶极振子‘往复’振荡”现象并不存在，这样电磁学中有关偶极振子振荡产生电磁波的理论就不能成立了。“偶极振子”振荡产生电磁波的理论与现代原子结构理论相矛盾，理论不自洽。
3、光的质量：
在今日大学物理理论中，光有“动质量”，“动质量”与“频率”成正比。根据现代相关理论：物体的质量是由“希格斯粒子”赋予的，“希格斯粒子”的产生需要极端条件，在普遍存在的电致发光的过程中，都不存在产生“希格斯粒子”所需要的极端条件，而生物发光，更不存在产生“希格斯粒子”所需要的极端条件，那光的“动质量”是那里来的？.根据“希格斯粒子”的相关理论，一个“希格斯粒子”的质量远大于光子的质量，那光子的“动质量”又是如何增加的呢？今日大学物理理论中“光学”理论与其它理论存在大量矛盾，表明“光学”理论严重不自洽。
4、麦克斯韦的电磁波理论：
在今日大学物理中光被认为是电磁波，光是电磁波的理论是由麦克斯韦提出的，麦克斯韦的电磁波是由互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式传播，其传播方向垂直于电场与磁场方向。但是自然界中光可以通过偏振片，其表现有线偏振、圆偏振、椭圆偏振。从来没有发现与“麦克斯韦的电磁波”相同的光（的表现），可见麦克斯韦的电磁波理论与光的表现不符，理论不自洽。
5、在今日大学物理中，光被认为是电磁场的扰动，并被认为是电子跃迁放出的能量，当光被认为是电磁场的扰动时，场是以距离平方成反比急剧衰减的，而地球表面空间存在强大的磁场，一切其它电磁场的扰动都将在地球表面空间存在的强大磁场中被破坏掉，是不能远距离传递的，而光在宇宙中可以传递几十亿光年并穿越无数电磁场，，光的表现与电磁场的性质严重不符，理论不自洽。
物理理论还存在许多问题，详细列举可以提出几十个，这里先简单提出这些问题
爱因斯坦说：“提出一个问题，””就是“标志科学的真正进步”。而我们已经提出了多个问题，这已经是科学的“极大进步”。并且，对以上问题我们已经都严谨、合理的“解决”了（见附件，这种论述不是对现有理论的全面否定，而是对现有理论中的错误部分进行修正，最大程度的保留正确部分，并使其更加严谨、合理，最终结论与现有一些“论点”已经有了很大不同）。在当今世界物理界，对物理理论质疑的人不少，但是能够明确指出这样多问题并解决这些问题的只有我们一份,因此,我们也有资格说：我们对当今物理理论“理解”的最“透彻”。
今日物理理论是由“不严谨”的基础理论“演绎”的，由于“基础理论”的不严谨，使“现代物理”理论偏离“真理”越来越远，越来越“神玄”，这才有了“神玄”的“量子力学”、“超弦”……。
真正的问题是出在“基础理论”上，物理理论的进步和突破只能是对基础理论的全面从新检验和严格论证
在南科大所设立的学科中，化学、微材料，生物、器件都与原子性质和结构（严格的说应该是结构决定性质）有关，这里再简单讨论一下现有原子模型存在的问题：
1、键：
现有理论在论述原子相互结合时，是以“键”使原子相互结合在一起的。“键”被解释成原子之间的结合力，也有的物理文献解释成电磁力，而按照现在的“标准”模型，原子表面只有电子，而电子具有同性电荷，同性电荷相斥，电子的荷质比（比荷）高达11个数量级，每一个电子的排斥力（荷力）可以使百万个碳原子远离而不能靠近，那么“键”是如何使电子改变同性相斥的特性，使原子之间相互结合的呢！现有理论没有给出任何合理解释。可见现有理论的原子“标准”模型与“电荷同性相斥”的理论相矛盾，理论不自洽。
2、电子云：
量子论的原子模型是以电子在原子表面成不确定的云状分布，也不承认有轨道。而化学中，为解释化学价和原子之间的结合角度，需要电子在原子表面有严格的轨道。量子论原子模型与化学中使用的原子模型相矛盾，理论不自洽。
3、结晶：
按照现有的原子模型，原子与原子的结合是通过电子实现的，现在的量子论电子云有核模型使电子在原子表面没有确定的位置，而物质的晶体都有严格的角度，这种严格的角度要求电子在原子表面有严格的准确位置，否则无法形成晶体的严格角度，电子云有核模型，使电子在原子表面没有确定的位置，这样，电子云量子论模型与晶体的严格角度相矛盾，理论不自洽
4、原子的压缩性和硬度：
现有原子模型是以电子云围绕原子核不确定运动的量子论原子有核模型，原子的大小是由电子围绕原子核运动的轨迹直径决定的，电子与原子核通过电磁力的作用，保持一定距离，电磁力是以距离平方成反比的作用力，（也就是电磁力的性质具有极大的“弹性”），在外力作用下，极易改变，而广泛存在于自然质的物质无论是液体，还是固体其压缩性都与电磁力距离平方反比的性质不符，固体的硬度也与电磁力距离平方反比的性质不符，这样，现有的原子模型与液体、固体的压缩相违背与固体的硬度相违背，理论不自洽。
5、“满壳层”理论：
根据现有原子模型理论，化合反应中原子与原子的结合形成满壳层结构，在这一过程中，没有游离电子产生，（电子的移动距离不超出原子尺度）而所有电池的（典型的燃料电池）放电（化合反应），都使电子游离于外电路，产生游离电子，并远距离运动，与满壳层理论相违背，满壳层理论与自然存在的真实现象相矛盾，理论不自洽。
6、强力：
现有理论认为质子与中子之间有强力作用，如果中子与质子之间直接有强力作用，那么原子序数越大的元素其稳定性越高，而不会发生裂变和衰变现象，而事实恰恰与此相反，原子序数越大越不稳定，现有原子模型的强力理论与原子的稳定性不符，理论不自洽。
现有原子模型不能解释的问题：
1、现有原子模型还不能解释，为什么正价最大为8，而负价最大为4。
2、现有理论不能解释为什么原子表面电子数为8时，元素最稳定。
3、现有模型不能解释为什么周期越大，元素越多。
4、现有模型不能解释为什么碳即可以结合成最硬的金刚石又可以结合成最软的石墨。
5、现有模型不能解释为什么金刚石的“键角”是109°，而石墨的“键角”是120°。
现有模型不能解释的现象还有许多，这里暂提出这些。
卢瑟福对“a粒子”散射实验分析中存在的理论不自洽：
1、根据现在所有物理文献的描述，卢瑟福的“a粒子”散射实验中的放射源并不是纯粹“a粒子”，自然界中也不存在单一“a粒子”的放射源，放射源在放射出“a粒子”的同时，还要放射β射线和γ射线，β射线和γ射线同样可以使荧光屏闪光，卢瑟福的分析却只考虑“a粒子”，这与实验的真实状态严重不符，任何其他粒子的存在都使卢瑟福的分析毫无意义，因此卢瑟福的分析与实验的真实状态严重不符。
2、现有的原子有核模型是卢瑟福根据“a粒子”的散射实验提出的。卢瑟福认为原子核带正电，因此“a粒子”与原子核发生了弹性碰撞，然而，质子也是卢瑟福发现的，质子是由用同样的“a粒子”辐射氮气时被确定的（那时加速器还没有发明）如果原子核带正电，氮原子核也要与“a粒子”相互排斥。由于氮原子核的质量小于金原子核，那么氮原子核比金原子核应该容易受到“a粒子”的电磁力排斥而改变原有的位置，按照电磁力的性质，电磁力的强度与距离平方成反比，带有同性电磁力的粒子，在相互接近时，随着距离的缩小而相互排斥力增大，当它们之间的距离接近无限小时，相互排斥的力将接近无限大，这样带有同性电磁力的粒子将永远不能相碰，从而“a粒子”不会直接与核相碰撞，根据相关理论，质子是由强力束缚在原子核中，强力是自然界作用强度最大的力，没有极其强烈的非弹性碰撞，质子是无法从原子核中被打出的，质子被“a粒子”从原子核中打出表明“a粒子”与 “氮原子核”之间不存在同性相斥的作用力，而是发生了极其强烈的非弹性碰撞，这样卢瑟福对“a粒子”散射实验的分析认为“a粒子”与原子核发生弹性碰撞，与发现质子的实验相矛盾。有人认为氮原子荷电量小，对粒子排斥力小，金原子核荷电量大，对“a粒子”排斥力大。而97、98号元素比金原子荷电量大的多，它们都是与“a粒子”相互碰撞形成的，因此卢瑟福认为粒子与金原子核发生弹性碰撞观点与97、98号元素的产生实验不符，不具合理性。
3、如果卢瑟福的有核原子结构成立，粒子首先要与原子表面的电子接触，电磁力异性相吸，“a粒子”必然要捕获电子而成为中性粒子，它就不可能再与原子核相互排斥发生弹性碰撞，而是直接碰撞，直接碰撞的结果，可以打出原子中的部分粒子。这与“a粒子”，可以打出中子、质子的实验相一致。因此，卢瑟福对实验的解释与电磁力的异性相吸理论相违背。
4、“a粒子”从氮原子中打出质子，表明氮“原子核”不带正电，或者“a粒子”在与氮原子核发生碰撞时已成为电中性，“a粒子”辐射可以产生97、98号元素表明：“a粒子”与原子核没有发生弹性碰撞，而是非弹性（直接）碰撞，卢瑟福认为“a粒子”与原子核发生弹性碰撞的论述与发现质子的实验不符，与产生97、98号元素的实验不符，因此卢瑟福对“a粒子”辐射实验的分析不成立。
5、卢瑟福认为实验使荧光屏的闪光都是由“a粒子”碰撞产生的，这种观点与其他实验中电子和其他粒子都可以使被碰撞的荧光屏产生闪光的现象相违背。大角度反射可以是被“a粒子”碰撞飞的质子、电子。因此，卢瑟福的分析认为，荧光屏闪光都是由“a粒子”形成的存在根本性错误。
以上论述已充分表明卢瑟福对实验的分析不存在任何合理性，可以指出卢瑟福分析中的错误还有一些，这里不再赘述。
原子有核模型的提出，只有“a粒子”散射一个实验，而卢瑟福对“a粒子”散射实验的分析，既与真实实验状态严重不符，又与相关理论相矛盾，又与其它实验不符，任何卢瑟福没有考虑的现象的存在，都使卢瑟福的分析毫无意义，即使他数学运算再精确，那也是一种数学游戏而已。因此，卢瑟福的解释是完全不应该成立的。而现有原子有核模型既与相关理论相矛盾，又与广泛存在的大量自然的真实现象不符，
一个合理的原子结构，必须与其它实验相一致，必须与广泛存在的自然现象相一致。必须与相关理论不矛盾，必须合理解释与原子结构相关的所有问题，一切解释要严格符合逻辑。
与原子结构密切相关的即包括原子的物理性质又包括原子的化学性质。
今日物理理论许多都与原子模型有关，与原子模型相关的理论都是需要从新论证的。
现在的原子模型被称为标准模型，这个标准模型存在的问题实在是太多了，将这种模型称为标准模型，表明了今日大学物理理论的极不严谨。也表明了今日大学物理理论不自洽的严重性。现有模型存在大量问题和太多不能解释的问题，难道现有原子模型还应成立吗？
新的原子模型已经建立，以上所提到的矛盾已全部消除，（相关工作於近日刚刚完成）。
新的原子模型的建立将为新材料的产生和利用提供了可靠的依据。，为相关多学科的大发展提供了理论指导和可靠的依据。
现有物理“理论”存在问题很多，错误的理论不可能演绎出正确的理论，没有对错误的质疑，就没有创新，任何一个不对现有理论质疑的老师，都不是一个够格的老师，任何一个不对现有物理理论质疑的学生，也不可能成为对科学有真正贡献的人。
在今日物理理论存在大量问题的情况下，那些没有认识到问题，却被认为是“权威”的人，应该是那些阻碍科学发展的人，那些学习成绩好的学生，也是缺乏悟性，缺乏创新能力的学生。
发展与创新
从物理理论现状可以看出，中国以往之路是发展不了科学的，仅仅是技术上的追赶，外国之路同样也不会使物理理论走出困境，因为几百年来物理学中最重要的、最基础的理论（能量的本质、热量的本质、电磁波和光的本质）一个也没有解决。
“追赶”是难以追上的，也都是没有出路的，只有独辟蹊径，创立新的“模式”——既不同于中国以往的“模式”，也不同于外国已有的“模式”，才能使物理理论获得突破和发展，
任何发展，都是一种创新。对“旧”的“东西”的“质疑”，是重大创新的“前提”，今日“物理理论”的“现状”可以使我们清晰看到：人类现在所掌握的知识仅是一些对现象认识的堆积，都尚未上升到理性认识阶段，今日世界既没有一个真正的物理理论学术中心，也没有一个真正的物理理论“权威”，只有具有创新精神的人，才有可能使物理理论从现有状态中实现突破。由物理理论的进步带动相关技术和其它学科的极大发展，使“南科大”，不仅是世界一流大学，而是成为世界的科学理论研究和学术中心。
我们也注意到您的“不能被现有知识束敷”的观点，以及许多很好的相应措施，我们可以达成共识。
根据我们以上的简单讲述，我们有资格说：我们既“可以”也有“能力”为南科大开办“理论物理”课程。
送上我们的刚刚完善的研究成果，仅以此做为我们对您的开拓精神的实际支持！
再一次向您表示由衷的敬意！
董树功
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