“词不达意”的科学名词术语
“词不达意”的科学名词术语
都世民
摘要：本文主要讨论三个科学名词术语：黑洞、引力、量子。首先讨论这个问题是怎么提出来的？然后说明为什么这这三个词汇是“词不达意”？最后说明这三个科学名词与笔者探索的问题是什么关联。
关键词：黑洞，引力，量子，量子天线。
问题的提出
笔者在网络上和书籍上，看到有些科学名词，令人费解。
〔1〕2021.03.31，参考消息网刊文：“美媒：黑洞不是黑的，也不是洞？”。在我的印象里和见到的各种图片，黑洞就是黑的，可以吸进任何物质。
〔2〕2021-01-29，央广网刊文： “它不是具体粒子 却“构筑”起我们身处的世界”，原创 科技日报 作者是科技日报记者 吴长锋。文中指出，量子不是子。
（https://baijiahao.baidu.com/s?id=1690201005237176582&wfr=spider&for=pc）
〔3〕引力不是力，这是我在一本书上看到的，书名是“量子空间”，作者，［英］吉姆·巴戈特，中信出版集团出版，2019年11月。
〔4〕电脑不是脑，在计算机的书籍中，大多数书籍都认为电脑就是人脑，有的认为是有机脑，有人认为是无机脑，也有书籍认为是超级脑。
〔5〕2021-4-6 ，在科学网看见一篇文章，“关于术语：你说我像云捉摸不定”。文中讨论了心理学科的名词术语不再像云那样，让人捉摸不定。例如，晶体智力、场独立性。
〔6〕央视曾经播放人眼相机的节目，人眼不是相机，为什么叫人眼相机？
这里列举的一些名词术语：黑洞、量子、引力、电脑、城市脑、人机脑嫁接、晶体智力、场独立性、人眼相机等，给笔者的感觉是词不达意，名不属实，黑洞不黑又不是洞，为什么叫黑洞？引力不是力，为什么叫引力？量子不是粒子，为什么叫量子？电脑、城市脑根本就不是人脑。人脑和机器人不可能嫁接，借用的植物概念不能成立。
为什么词不达意？
〔1〕为什么黑洞不黑又不是洞？
2019-04-10，百度网刊文：“第一张黑洞照片是如何拍出来的？你想知道的都在这里了！”（https://baijiahao.baidu.com/s?id=1630436290792344057&wfr=spider&for=pc）
文中指出，黑洞的照片是利用虚拟望远镜，就是将分布在世界各地的射电望远镜“连接”起来，让各地独立望远镜同时观察同一个目标，借助算法把这些数据综合起来，形成一个等效口径，此等效口径相当于地球直径。这虚拟望远镜的分辨率提高到足以观察黑洞事件视界尺度结构的程度。这被称作事件视界望远镜（Event Horizon Telescope, EHT）。2017年4月，对银河系中心人马座A*和M87星系中心进行了为期10天的全球连线观测。形成了一个直径超过12000公里的巨大虚拟望远镜。
由于数据庞大，无法通过网络传输，观测完成后，所有数据都通过硬盘空运到美国马萨诸塞州麻省理工学院的海斯塔克天文台，以及德国波恩的马克斯普朗克电波天文研究所进行处理。此前想象的、拍摄到的第一张黑洞照片M87，是一个巨大的黑洞，其质量达到了67亿倍太阳质量，距离我们约5350万光年。
黑洞的所有质量都集中在中心，它的密度趋近于无限的奇点。由于黑洞引力奇大，周围一定范围内的任何物质都无法逃脱，只有被吸进奇点，没有任何办法可以再重返这个宇宙。黑洞实际不是一个洞，而是完全黑色的球体——由于光线无法逃离视界，我们能看到的黑洞就是一个以视界为半径的纯黑球体。黑洞质量越大，视界半径也越大。黑洞虽然看不见，但它拥有强大的引力，可以和周围的物质相互作用，我们可以通过观察宇宙中物质的异常状态来发现黑洞。这第1张照片，中心明显是黑的，而这个照片又不是实际拍摄的，是人为取名为“黑洞”。
真实的黑洞照片（M87星系中心）
新近报道的文章则认为，黑洞是爱因斯坦广义相对论在极端情况下的实例。当宇宙中密度极大的物质将空间和时间扭曲到了一个极端的程度，形成无限深的引力井时，连光都无法逃脱——因此得名“黑洞”。如果黑洞——宇宙中吞噬一切的庞然大物——根本不是黑的，或者甚至也不是洞呢？新的理论认为，黑洞可能是内核密度极高的奇异物质的暗星。这可能有助于解释宇宙的最大谜团之一：暗物质的起源和性质。这段话我理解为，研究人员为了证明爱因斯坦的相对论，把宇宙中的某些观测通过某种数学模型计算出的黑洞，实际上，没有物理实验证明它的存在？是否可以理解为，原来的黑洞现在改名为暗星，是不是暗星？还是有待证明。这说明原来黑洞这个词，在汉语看来词不达意。
〔2〕为什么量子不是粒子？
过去笔者一直以为量子和原子、分子一样，是一种粒子。最近《科技日报》发表的一篇文章，明确指出了量子不是粒子！其实这种说法早就已经在网上流传。笔者的印象中，量子力学很玄奥，让人捉摸不定，主要是量子纠缠和量子叠加。
2019-06-16，网上有一文：“施一公教授的演讲”。文中指出：科学实验发现，二个没有任何关系的量子，会在不同位置出现完全相关的相同表现。如相隔很远（不是量子级的远，是公里、光年甚至更远）的二个量子，它们之间并没有任何常规联系，一个出现状态变化，另一个几乎在相同的时间出现相同的状态变化，而且不是巧合。 量子纠缠是经理论提出，实验验证了的。科学家已经实现了6-8个离子的纠缠态。我国科学家实现了13公里级的量子纠缠态的拆分、发送。很明显施一公教授的这类说法，就是把量子当成粒子！
其实百度的百科词条，解释量子纠缠：在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子缠结或量子纠缠（quantum entanglement）。（https://baike.baidu.com/item/量子纠缠/1714985?fr=aladdin）按照这种解释，量子仍然是粒子，它不是什么物理单位，否则这个词条解释也有问题。
量子是现代物理的重要概念。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。研究表明，不但能量表现出这种不连续的分离化性质，其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。量子化现象主要表现在微观物理世界。描写微观物理世界的物理理论是量子力学。
这是由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。
现在量子被看成一个物理学概念，不是实物。一个事物如果存在最小的、不可分割的基本单位，我们就说它是可量子化的，并把其可分割的最小单位称为量子。所以说，量子并不是具体的实在粒子。在汉语看来，量子这个词也是词不达意。再者量子与光量子、光子，这些名词的解释，很容易看成为粒子。
〔3〕引力为什么不是力？
在“量子空间”一书中，专门有一节，“引力不是力”，作者吉姆·巴戈特用通俗的语言讲述了这其中的道理。文中指出，“广义相对论表明，引力这种东西并不存在，质能产生引力场，但引力场并不与磁场类似，它不是存在于时空中的每一点的某种东西，引力场本身就是时空”。惠勒总结爱因斯坦的相对论：时空告诉物质如何运动，物质告诉时空如何弯曲。要搞懂这话的意思，必须了解时空弯曲的含义，为解释这一个名词，作者花费了很多的笔墨，解释这个名词是怎么回事？爱因斯坦不认为牛顿的引力观点是错误的，但是是有条件的。掉落的苹果，不是必须看作为某种神秘的超距作用力，从地底下凭空而起将其拽落，也可以看做是苹果沿着地球质量，形成的弯曲时空经过的最短路径，并加速落地。爱因斯坦为了证明四维时空的概念，花了很大的精力，在经典物理学中，空间是三维的，外加一个时间坐标，两者相互独立的。但在闵可夫斯基时空中，因为时间和光速的乘积，其量纲为米，这与三维空间坐标的量纲是一致的，这种时空是平直的时空，那么在地球上，这种时空等于把地球看成是平直的，实际上的地球是弯曲的球面。如果把时空看成是弯曲的，那两点的距离就不是直线，而是弧线，爱因斯坦认为时空不是固定不变的，而是可塑的，时空可以根据质能的存在，形成了弯曲路径。
1946年12月，乔治·伽莫夫为他的著作“从一到无穷大”写了第1版序言，1960年11月，他为再版又写了前言。伽莫夫讨论广义相对论的四维空间的时候，提出三维空间是以尺寸为量纲，而四维空间，是以时间为量纲，绘了一幅投影图，笔者无法理解这四维空间?因为这两个量纲不是一回事，怎么能相提并论呢？对天文学和考古学，同样存在这个问题。用长度量纲来表示时间的长度，以此作为时空变换的根据。现在“量子空间”这本书让我明白了四维空间和时空弯曲的概念。
总之，理解弯曲的时空是由质能产生的，而这种时空，与磁力线的形式有些类似，因此将质能看成为引力场，引力场本身就是时空，就是说引力不是力，引力波也不是力产生的。从汉语的角度看，引力这个名词，同样是词不达意，不能从这个名词直接判断它的含义。可是要理解这几个名词术语，引力、量子、黑洞，是不能够直接理解，需要费点周折才能够理解其含义。
为什么讨论“词不达意”的关键词？
上面只讨论了三个科学名词，它们之间相互关联。
从20世纪40年代至今，每10年(共计8个10年)摄取5个最常见的关键词，结果发现:"细胞"出现8次；"蛋白质"出现7次；DNA出现6次；"受体"出现4次；"基因"出现3次；"量子"出现2次。
从19世纪70年代至今,则"水"出现7次;"射线"出现6次;"酸"出现4次;"太阳"出现3次.这10个词出现的频次不仅反映了科学家的研究热点和方向，也能体现从19世纪下半叶至21世纪近20年来科学发展的历程。
（https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=1s4c00a0yy6j0tb05e580mg0ta778416&site=xueshu_se）
2019-11-08，环球网刊文：《自然》发布本世纪前十年5个“科学关键词”。文中指出：从本世纪前10年，最常见的关键词是“细胞”、“量子”、“DNA”、“蛋白质”和“受体”。19世纪70年代，最常见的5个词分别为“极光”、“太阳”、“流星”、“水”和“地球”；2018年，科学家搜索的关键词，癌症、大数据、区块链。
（https://baijiahao.baidu.com/s?id=1649592946964932649&wfr=spider&for=pc）
笔者讨论“量子”关键词，是因为长期关注人的视觉系统中，视网膜的光感受器与量子概念有关，郭光灿院士写的一篇科普文章，“光究竟是什么？”文中提到了量子概念，引起我的关注。在《环球科学》上也多次看到生物学家也用量子概念讨论。
从电子学的角度，量子通讯、量子雷达、量子计算机，都已经见诸报端，是与我一辈子从事的专业相关。而量子概念是现代科技的前沿，可是学习起来却感到迷茫。量子与引力关联，引力与黑洞关联。量子与生物学关联，与电子学也有关联。这究竟是怎么回事儿？既然有量子通讯、量子雷达，应该不应该有量子天线呢？
2021-02-28 ，前瞻网刊文：“《自然》子刊：新型光学天线可消除数据传输限制”。
（https://www.sohu.com/a/453148486_100034932）文中提到的这项研究中的天线是同心环天线、也是拓扑天线。此天线构成：研究人员使用电子束光刻技术在半导体材料磷化铟镓上蚀刻出网格图案，然后将该结构结合到钇铁石榴石制成的表面上。研究人员设计了网格，以三个同心圆的模式形成量子阱，最大直径约为50微米，以捕获光子。于是这个天线变成了光学天线，也是量子天线。这到底是怎么回事？也就是说本文讨论的问题，与笔者思考的“量子天线”有关，量子天线涉及诸多概念，成为笔者下一个探索的目标：现代视觉与量子天线。