薛定谔的猫
薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个理想实验，试图阐述宏观尺度是否遵从微观尺度的量子叠加原理的问题，巧妙地把微观放射源和宏观的猫联系起来，以此证明量子力学在宏观状态下的不完备性。随着物理学的发展，薛定谔的猫还牵引出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。
什么是薛定谔的猫？
“薛定谔的猫”是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫既是死的又是活[2]?的著名思想实验的名字，它描述了量子力学的真相[3]?：粒子的某些特性无法确定，直到测量外力迫使它们选择。整个实验是这样进行的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。在一小时内，大约有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，剩下50%的概率是放射性物质不会衰变而猫将活下来[3]?。
根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果[3]?。但在量子力学的怪异世界里，猫到底是死是活都必须在盒子打开后，外部观测者“测量”具体情形才能知晓[3]?。当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的状态，猫既是死的也是活的。这项实验旨在论证怪异的量子力学，当它从粒子扩大宏观物体，诸如猫，听起来非常荒谬[3]?。
薛定谔的猫本身是一个假设的概念，但随着技术的发展，人们在光子、原子、分子中实现了薛定谔猫态，甚至已经开始尝试用病毒来制备薛定谔猫态，就像刘慈欣《球状闪电》中变成量子态的人，人们已经越来越接近实现生命体的薛定谔猫[4]?。可是另外一方面，人们发现薛定谔猫态（量子叠加态）本身就在生命过程中存在着，且是生物生存不可缺少的[4]?。
理想实验
薛定谔的猫(Schr?dinger's Cat)是关于量子理论的一个理想实验。

尽管量子论的诞生已经过了一个世纪，其辉煌鼎盛与繁荣也过了半个世纪。但是量子理论曾经引起的困惑至今仍困惑着人们。正如玻尔的名言：“谁要是第一次听到量子理论时没有感到困惑，那他一定没听懂。”薛定谔的猫是诸多量子困惑中有代表性的一个。一只猫被封在一个密室里，密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，则放出阿尔法粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。原子核的衰变是随机事件，物理学家所能精确知道的只是半衰期——衰变一半所需要的时间。如果一种放射性元素的半衰期是一天，则过一天，该元素就少了一半，再过一天，就少了剩下的一半。但是，物理学家却无法知道，它在什么时候衰变，上午，还是下午。当然，物理学家知道它在上午或下午衰变的几率——也就是猫在上午或者下午死亡的几率。如果我们不揭开密室的盖子，根据我们在日常生活中的经验，可以认定，猫或者死，或者活。这是它的两种本征态。但是，如果我们用薛定谔方程来描述薛定谔猫，则只能说，它处于一种活与不活的叠加态。我们只有在揭开盖子的一瞬间，才能确切地知道猫是死是活。此时，猫的波函数由叠加态立即收缩到某一个本征态。量子理论认为：如果没有揭开盖子，进行观察，我们永远也不知道猫是死是活，它将永远处于半死不活的叠加态。
薛定谔挖苦说：按照量子力学的解释，箱中之猫处于“死－活叠加态”——既死了又活着！要等到打开箱子看猫一眼才决定其生死。（请注意！不是发现而是决定，仅仅看一眼就足以致命！）正像哈姆雷特王子所说：“生存还是死亡，这是一个问题。”只有当你打开盒子的时候，叠加态突然结束（在数学术语就是“波函数坍缩（collapse）”），哈姆雷特王子的犹豫才终于结束，我们知道了猫的确定态：死，或者活。哥本哈根的几率诠释的优点是：只出现一个结果，这与我们观测到的结果相符合。但是有一个大的问题：它要求波函数突然坍缩。但物理学中没有一个公式能够描述这种坍缩。尽管如此，长期以来物理学家们出于实用主义的考虑，还是接受了哥本哈根的诠释。付出的代价是：违反了薛定谔方程。这就难怪薛定谔一直耿耿于怀了。
哥本哈根诠释在很长的一段时间成了“正统的”、“标准的”诠释。但那只不死不活的猫却总是像恶梦一样让物理学家们不得安宁。格利宾在《寻找薛定谔的猫》中想告诉我们的是，哥本哈根诠释在哪儿失败？以及用什么诠释可以替代它？
干涉实验
1801年，托马斯·杨进行了一次光学实验，即著名的杨氏双孔干涉实验。在这个实验中，光显示出波粒二象性。后来又有人做了单电子双缝干涉实验，这是否证明了埃弗雷特的多世界理论呢？
在一张纸板上开两道狭缝，然后在纸板后架上光屏，用一个仪器发射出一个电子，使其通过狭缝。按照正常思维来看，电子可能通过这个狭缝，也可能通过另一个狭缝。而观测显示：这个电子在两道狭缝后都形成了图像。
有人说只射出一个电子，也会产生干涉条纹，这是德布罗意物质波的相干叠加所导致的必然结果。
摘自百度百科
http://baike.baidu.com/link?url=75Joq8ZBsAQW2BSnBJ0-IuraV0rvOZp9NbKFAUsyompDM2tFz_H3ueF8yY2ubZh-vVsOrW5p3LI_Kg9tJimlia

公众议论
薛定谔的实验把量子效应放大到了我们的日常世界，现在量子的奇特性质牵涉到我们的日常生活了，牵涉到我们心爱的宠物猫究竟是死还是活的问题。这个实验虽然简单，却比EPR要辛辣许多，这一次扎得哥本哈根派够疼的。他们不得不退一步以咽下这杯苦酒：是的，当我们没有观察的时候，那只猫的确是既不死也不活的。
量子派后来有一个被哄传得很广的论调说
“当我们不观察时，月亮是不存在的”。这稍稍偏离了本意，准确来说，因为月亮也是由不确定的粒子组成的，所以如果我们转过头不去看月亮，那一大堆粒子就开始按照波函数弥散开去。于是乎，月亮的边缘开始显得模糊而不确定，它逐渐“融化”，变成概率波扩散到周围的空间里去。当然这么大一个月亮完全融化成空间中的概率是需要很长很长时间的，不过问题的实质是：要是不观察月亮，它就从确定的状态变成无数不确定的叠加。不观察它时，一个确定的，客观的月亮是不存在的。但只要一回头，一轮明月便又高悬空中，似乎什么事也没发生过一样。但其实，量子力学定律将月亮这种巨大质量的物体的波函数限制在很小的区域中，所以即使月亮弥散开去，弥散的程度也不是人眼能看出来的。
不能不承认，这听起来很有强烈的主观唯心论的味道。虽然它其实和我们通常理解的那种哲学理论有一定区别，不过讲到这里，许多人大概都会自然而然地想起贝克莱(George Berkeley)主教的那句名言：“存在就是被感知”(拉丁文：Esse Est Percipi)。这句话要是稍微改一改讲成“存在就是被测量”，那就和哥本哈根派的意思差不离了。贝克莱在哲学史上的地位无疑是重要的，但人们通常乐于批判他，我们的哥本哈根派是否比他走得更远呢？好歹贝克莱还认为事物是连续客观地存在的，因为总有“上帝”在不停地看着一切。而量子论？“陛下，我不需要上帝这个假设”。
与贝克莱互相辉映的东方代表大概要算王阳明。他在《传习录·下》中也说过一句有名的话：“你未看此花时，此花与汝同归于寂；你来看此花时，则此花颜色一时明白起来……”如果王阳明懂量子论，他多半会说：“你未观测此花时，此花并未实在地存在，按波函数而归于寂；你来观测此花时，则此花波函数发生坍缩，它的颜色一时变成明白的实在……”测量即是理，测量外无理。
薛定谔的猫和量子自杀
究竟是必然还是偶然决定了宇宙的命运？或者说：上帝玩骰子吗？这个是量子力学和相对论最大的争议。量子力学主张：世界是由不确定的、随机的事件决定，这个不确定（后者叫波动）其实就是辩证法主张的矛盾运作；而相对论则认为：世界应该是由固定的、机械的规律统治，任何看似偶然的事件背后，其实都有必然在支撑。
关于薛定谔的猫，包括爱因斯坦在内的许多非主流科学家是持怀疑态度的，他们认为：这个原因是由“平行宇宙”（MWI）造成的，即： 当我们向盒子里看时，整个世界分裂成它自己的两个版本。这两个版本在其余的各个方面都是全同的。唯一的区别在于其中一个版本中，原子衰变了，猫死了；而在另一个版本中，原子没有衰变，猫还活着。在量子的多世界中，我们通过参与而选择出自己的道路。在我们生活的这个世界上，没有隐变量，上帝不会掷骰子，一切都是真实的。
这个观点还有更骇人听闻的假设：量子自杀。
量子自杀的提出
在 量子力学 里,量子自杀是想法实验，这令人毛骨悚然和啼笑皆非的实验在80年代末由Hans Moravec，Bruno Marchal等人提出，而又在1998年为宇宙学家Max Tegmark针对 哥本哈根 “波函数坍缩”中的“意识怪兽”，在那篇广为人知的宣传 MWI 的论文中所发展和重提。Max Tegmark认为宇宙有多个， 量子 的不确定性被分配到各个 宇宙 去，只要从主观视角来看，不但一个人永远无法完成 自杀 ，事实上他一旦开始存在，就永远不会消失！总存在着一些量子效应，使得一个人不会衰老，而按照MWI，这些非常低的概率总是对应于某个实际的世界！
量子自杀实验
在一套设备里，利用原子衰变来控制扣动一把枪的扳机，我们就可以观测当一个人被打死了（如果衰变-->开枪）或者没有(没有衰变)。他迟早被打死，因为随着原子衰变概率的增加，枪的扳机迟早会扣动。但对当事人本身的角度来说完全不是这样。因为对他唯一有意义的就是“那些他活着的世界”。永远都会有一个他活在某个世界！如果平行宇宙理论是正确的，那么对于某人来说，他无论如何试图去自杀都不会死！要是他拿刀抹脖子，那么因为组成刀的是一群符合 波动方程 的 粒子 ，所以总有一个非常非常小的可能性，以某种方式丝毫无损地穿透了该人的脖子，从而保持该人不死！当然这个概率极小极小，但按照MWI，一切可能发生的都实际发生了，所以这个现象总会发生在某个宇宙！其实不管换什么方式自杀都一样，跳楼也好，卧轨也好，上吊也好，总存在那么一些宇宙，让他还活着。从该人自身的视角来看，他怎么死都死不掉！当然在其他无穷个宇宙里，他的亲朋好友却要为他哀悼了。这实际上也是薛定谔猫的一个真人版。大家知道在猫实验里，如果原子衰变，猫就被毒死，反之则存活。对此，哥本哈根派的解释是：在我们没有观测它之前，猫是“又死又活”的，而观测后猫的波函数发生坍缩，猫要么死要么活。MWI则声称：每次实验必定同时产生一只活猫和一只死猫，只不过它们存在于两个平行的世界中。
宇宙分裂
这样一来，薛定谔的猫也不必再为死活问题困扰。只不过是宇宙分裂成了两个，一个有活猫，一个有死猫罢了。对于那个活猫的宇宙，猫是一直活着的，不存在死活叠加的问题。对于死猫的宇宙，猫在分裂的那一刻就实实在在地死了，不要等人们打开箱子才“坍缩”，从而盖棺定论。
从宇宙诞生以来，已经进行过无数次这样的分裂，它的数量以几何级数增长，很快趋于无穷。我们现在处于的这个宇宙只不过是其中的一个，在它之外，还有非常多的其他的宇宙。有些和我们很接近，那是在家谱树上最近刚刚分离出来的，而那些从遥远的古代就同我们分道扬镳的宇宙则可能非常不同。也许在某个宇宙中，小行星并未撞击地球，恐龙仍是世界主宰。在某个宇宙中，埃及艳后克娄帕特拉的鼻子稍短了一点，没有教恺撒和安东尼怦然心动。那些反对历史决定论的“鼻子派历史学家”一定会对后来的发展大感兴趣，看看是不是真的存在历史蝴蝶效应。在某个宇宙中，格鲁希没有在滑铁卢迟到，而希特勒没有在敦刻尔克前下达停止进攻的命令。而在更多的宇宙里，因为物理常数的不适合，根本就没有生命和行星的存在。
似乎这个结论是可以将整个量子力学和相对论联系起来，或者说，是用相对论取代了量子力学。但是，请注意：平行宇宙的保留了矛盾的对立性（同一个宇宙的猫不会有生死叠加）却肢解了矛盾的统一性（使得矛盾双方位于两个不同的宇宙），辩证法的根本规律似乎要被否定了？
且慢！仔细考虑一下：每一个电子的跳跃，每一个光子的衍射，我在键盘上敲打的每一个字符，都可以创造一个宇宙？那么，自大爆炸以来，究竟有多少个宇宙被创造出来了？宇宙的数量每秒钟都在以骇人听闻的速度增长？这个理论似乎是要为了解释一个小小的电子的衍射而兴师动众的创造一个庞大的宇宙呀！也没有任何证据能够证明这个理论，我们从来没有发现我们拥有能够创造宇宙的能力。
弦论
看来，唯物辩证法被推翻的的忧虑暂时是可以放下了，也许在不久的将来，随着以量子力学为基础的大一统理论确立（最可能的是弦论），辩证法也会被提高到一个史无前例的高峰。而建立在辩证法之上的理论，也就有了稳固的根基，而这正是我们研究哲学和物理的根本目的。
事实上，薛定谔的猫的意义不仅在于宏观量子态是否存在，而且对于量子态波函数的如何塌缩都是一个冲击。仅仅在极端条件下实现几个粒子的两种叠加状态，便说证实了薛定谔的猫有些为时过早，等到哪天真能观测到宏观物质的量子态再说不迟。
信息技术论（KaK3z原创，属于反驳薛定谔观点，薛定谔的猫的例子不够代表量子物理的典型事例）
薛定谔的人：假如说有个人在笼子里。他手里有中国电信手机一部。他快死的时候打个电话告诉你他死没死。你虽然没法透视笼子，但你手里碰巧有部手机。然后你就知道那个人死没死。
换做猫的话，假如猫有个心跳检测仪，你手里有个接收器。你看着心跳检测仪，它没有停就说明猫没死。

能量守恒定律
能量守恒定律（energy conservation law）即热力学第一定律是指在一个封闭（孤立）系统的总能量保持不变。其中总能量一般说来已不再只是动能与势能之和，而是静止能量（固有能量）、动能、势能三者的总量?。
能量守恒定律可以表述为：一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。
如果一个系统处于孤立环境，即不可能有能量或质量传入或传出系统。对于此情形，能量守恒定律表述为：
“孤立系统的总能量保持不变。”
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。

理论诠释
在爱因斯坦的狭义相对论中，能量是四维动量中的一个分量。在任意封闭系统，在任意惯性系观测时，这个向量的每一个分量（其中一个是能量，另外三个是动量）都会守恒，不随时间改变，此向量的长度也会守恒（闵可夫斯基模长），向量长度为单一质点的静止质量，也是由多质量粒子组成系统的不变质量（即不变能量）。
在量子力学中，量子系统的能量由一个称为哈密顿算符的自伴算符来描述，此算符作用在系统的希尔伯特空间（或是波函数空间）中。若哈密顿算符是非时变的算符，随着系统变化，其出现概率的测量不随时间而变化，因此能量的期望值也不会随时间而变化。量子场论下局域性的能量守恒可以用能量-动量张量运算子配合诺特定理求得。由于在在量子理论中没有全域性的时间算子，时间和能量之间的不确定关系只会在一些特定条件下成立，与位置和动量之间的不确定关系作为量子力学基础的本质有所不同（见不确定性原理）。在每个固定时间下的能量都可以准确的量测，不会受时间和能量之间的不确定关系影响，因此即使在量子力学中，能量守恒也是一个有清楚定义的概念。
能量守恒定律是许多物理定律的特征。以数学的观点来看，能量守恒是诺特定理的结果。如果物理系统在时间平移时满足连续对称，则其能量（时间的共轭物理量）守恒。相反的，若物理系统在时间平移时无对称性，则其能量不守恒，但若考虑此系统和另一个系统交换能量，而合成的较大系统不随时间改变，这个较大系统的能量就会守恒。由于任何时变系统都可以放在一个较大的非时变系统中，因此可以借由适当的重新定义能量来达到能量的守恒。对于平坦时空下的物理理论，由于量子力学允许短时间内的不守恒（例如正-反粒子对），所以在量子力学中并不遵守能量守恒。
能量守恒定律根据诺特定理，表达了连续对称性和守恒定律的对应。守恒定律是物质运动过程中所必须遵守的最基本的法则，它已成为物理学中一个最普遍而深刻的观念。例如，物理定律不随着时间而改变，这表示它们有关于时间的某种对称性。诺特定理和量子力学深刻相关，因为它仅用经典力学的原理就可以辨别和海森堡不确定性原理相关的物理量（譬如时间和能量）。对于时间平移的不变性给出了著名的能量守恒定律。
时空表现为均匀和各向同性的，坐标系原点的平移和坐标轴的转动都是对称变换，它们构成非齐次洛伦兹群，又称庞加莱群。在庞加莱群中，与平移生成元对应的物理量为能量-动量矢量。能量、动量守恒以及角动量守恒与时空均匀性和各向同性直接相关，它不依赖于物质的具体内容。不论是微观的还是宏观的，是粒子还是场，所有在均匀和各向同性的时空中运动的物质都遵守能量、动量和角动量的守恒律

摘自百度百科
http://baike.baidu.com/link?url=UXLZoB8NLxZG96ZdnpTD4N1jZ1M0MatNJvHqxt1CqwCquJduq-w8S-EZ1HYMsTU-4rgUoxrj-JemovdozumsnK

波粒二象性
波粒二象性（wave-particle duality）是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。在量子力学里，微观粒子有时会显示出波动性（这时粒子性较不显著），有时又会显示出粒子性（这时波动性较不显著），在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。这种量子行为称为波粒二象性，是微观粒子的基本属性之一。1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象，这被后来的电子衍射试验所证实。
实验验证
爱因斯坦的光电效应理论
1905年，爱因斯坦对光电效应提出了一个理论，解决了之前光的波动理论所无法解释的这个实验现象。他引入了光子，一个携带光能的量子的概念。
在光电效应中，人们观察到将一束光线照射在某些金属上会在电路中产生一定的电流。可以推断是光将金属中的电子打出，使得它们流动。然而，人们同时观察到，对于某些材料，即使一束微弱的蓝光也能产生电流，但是无论多么强的红光都无法在其中引出电流。根据波动理论，光强对应于它所携带的能量，因而强光一定能提供更强的能量将电子击出。然而事实与预期的恰巧相反。
爱因斯坦将其解释为量子化效应：金属被光子击出电子，每一个光子都带有一部分能量E，这份能量对应于光的频率ν：E=hν
这里h是普朗克常数（6.626 x 10-34?J s）。光束的颜色决定于光子的频率，而光强则决定于光子的数量。由于量子化效应，每个电子只能整份地接受光子的能量，因此，只有高频率的光子（蓝光，而非红光）才有能力将电子击出。
爱因斯坦因为他的光电效应理论获得了1921年诺贝尔物理学奖。

实物粒子的波粒二象性
爱因斯坦提出光的粒子性后，路易·维克多·德布罗意做了逆向思考，他在论文中写到：19世纪以来，只注重了光的波动性的研究，而忽略了粒子性的研究，在实物粒子的研究方面，是否犯了相反的错误呢？1924年，他又注意到原子中电子的稳定运动需要引入整数来描写，与物理学中其他涉及整数的现象如干涉和振动简正模式之间的类似性，由此构造了德布罗意假设，提出正如光具有波粒二象性一样，实物粒子也具有波粒二象性。他将这个波长λ和动量p联系为：λ=h/p=h/mv；m：质量，v：频率，h：普朗克常数。
这是对爱因斯坦等式的一般化，因为光子的动量为p = E / c（c为真空中的光速），而λ = c / ν。
德布罗意的方程三年后通过两个独立的电子散射实验被证实。在贝尔实验室Clinton Joseph Davisson和Lester Halbert Germer以低速电子束射向镍单晶获得电子经单晶衍射，测得电子的波长与德布罗意公式一致。在阿伯丁大学，G.P汤姆孙以高速电子穿过多晶金属箔获得类似X射线在多晶上产生的衍射花纹，确凿证实了电子的波动性；以后又有其他实验观测到氦原子、氢分子以及中子的衍射现象，微观粒子的波动性已被广泛地证实。根据微观粒子波动性发展起来的电子显微镜、电子衍射技术和中子衍射技术已成为探测物质微观结构和晶体结构分析的有力手段。
德布罗意于1929年因为这个假设获得了诺贝尔物理学奖。汤姆孙和戴维逊因为他们的实验工作共享了1937年诺贝尔物理学奖。
摘自百度百科
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物质（哲学概念）
物质 意识之外的存在。
释义
物质的定义：就内涵方面而言，物质或叫物，是永不均匀满布于时、空中的填充内容，其唯一属性是质量。（简）：物是时、空的填充内容，独具质量。就外延方面而言，物指所有的物件，包括“精神物件”与“现实物件”。“宇宙”三要素为时间、空间、物质。其中质量与空间是物件的基本属性，而质量与空间及时间都是事件的基本属性。
与意识的关系
人类社会是自然界发展到一定阶段的产物。人类生存的“第一历史活动”，就是进行物质生产，创造自己需要的物质生活，解决吃喝住穿以及其他问题。物质生活的生产方式制约着整个社会生活、政治生活和精神生活的过程。物质生活的生产方式构成了人类社会存在和发展基础，这集中体现着人类社会的物质性，人类社会发展离不开有意识、有目的的活动，人类社会发展不由人的意识决定的，而是由不以人的意识、意志为转移的历史规律决定的。意识是物质属性的产物。
意识是人大脑的机能和属性，依赖于人脑这种高度完善的物质器官。一切意识活动都是人脑神经活动的生理过程，如果人脑受到损害，意志活动将受到影响甚至失去意识能力。从起源上看，意识起源于一切物质都具有的反应特性，并经由低级生物的刺激感应性，高级动物的感觉和心理逐步形成。随着人类社会的产生，人的意识这朵地球上“最美的花朵”也就产生了。从本质上看，意识是物质世界在人脑中的主观映象。意识以主观的的形式表现出来，但意识的内容归根结底只能来自客观存在的事物。没有客观存在的事物，就不会有对客观事物的意识。
马克思主义
物质指不依赖于人的主观意识而又能为人的意识所反映的客观实在、相对于意识而言的。物质和意识的关系就好比具体与抽象的关系，物质就是一个具体的，可以看得见、摸得到的东西，而意识是建立于物质之上，抽象的，又与物质相对的东西。马克思主义哲学的物质概念是世界上一切现象（自然现象和社会现象）的根本特性的最高概括，因而不能把它同自然科学中关于物质结构的学说相混淆。世界统一于物质。物质的惟一特性是客观实在性。物质世界能为人的感觉和意识所反映，但不可穷尽。物质概念是唯物主义哲学的基础。20世纪以来自然科学对物质的属性、结构、形态等的新认识不断证实和丰富辩证唯物主义的物质范畴。
恩格斯在《自然辩证法》中说：“实物、物质无非是各种实物的总和，而这一概念就是从这一总和中抽象出来。”
列宁在《唯物主义和经验批判主义》一文中依据马克思、恩格斯对物质范畴的分析，给物质下了完整而准确的定义：“物质是标志客观实在的哲学范畴，这种客观实在是人通过感觉感知的，它不依赖于我们的感觉而存在，为我们的感觉所复写，摄影、反映。”
列宁的物质概念，具有以下三方面内容：
1．物质是不依赖人的意识的客观实在
2．物质是标志客观实在的哲学范畴，客观实在性是物质的唯一特性
3．物质能为人的意识所反映
（统计学家陈立功的评论：这个观点有误。“不依赖于人的主观意识而存在的”是对“客观实在”的修饰和限定。这是不恰当的，容易引起误解。例如，思维和意识活动从形式到内容，无论内容本身是否反映其客体的客观性，都是一种客观实在且可以被思维和意识活动的主体即认知主体自己所感知并认识，但它们的特性是“依赖”于人的主观意识而存在。因此，对物质的哲学定义应该是未加任何修饰和限定的“客观实在”。在这个最简单而又广义的定义下，思维和意识作为一种客观实在也就可以成为一个认知行为中的客体因而也就有了可知性，因为一切客观实在对于认知主体来说都具有可知性。这应该是认识论的哲学基础之一。参见陈立功《论智慧的递进结构与认知的逻辑流程》，医学与哲学，1999,Vol 20,（9）： 59 ~ 62.）
包括意识本身，也是客观存在。理解的难点在于：意识的客观存在性。意识的客观存在性，就在于意识首先是由于大脑本身的生理机制产生的。没有大脑的生理机制，不会有意识的存在。产生意识的另一个因素就是反映对象：简单的是可以用眼睛"看"到的对象，用耳朵可以"听"到的对象，用手可以"触摸"到的对象等等，复杂的包括历史、文化、心态等等只有用大脑去思考才能"反映"的对象。
所以可以简单定义为：意识=大脑生理机制+反映对象。
大脑的生理机制是物质的，所反映的对象是物质的，所以意识也是物质的。

摘自百度百科
http://baike.baidu.com/subview/35675/12170228.htm#viewPageContent

意识（辩证唯物主义）
意识就是思考和觉识，说的就是自主的意识。意识实际是：自我感觉+主动做出决定。（把知觉本身当成我，思考中的主动性）
科学研究
最早进行意识的科学实验的可能是Libet。他用脉冲电直接刺激大脑皮层体感区，使被试者产生感觉。其主要结果是，必须有一定的刺激强度和一定的持续刺激时间才能产生知觉。因此，他认为意识的产生要求脑的一些部位的神经元在足够时间(可达500毫秒)内有足够的兴奋。这一实验表明，意识是因脑内神经活动而产生。
详细释义
基本含义
意识是物质的一种高级有序组织形式，是指生物由其物理感知系统能够感知的特征总和以及相关的感知处理活动。关于意识的定义和概念，一定要将其与精神、理性、真理等概念区分清楚。
意识原意为精神活动。意，既是自我的意思。识，就是认知，认识。意识，代表个体的独立性，它是主观存在的独特坐标。意识，代表了人可以认识自己的存在，可以知道发生的事情。可以对立与不同于自己的存在进行对比。意识的定义非常简单，就是认识和知道事物的存在的那个。意识本来就是精神同一种用法。理性从意识而来，真理是观念等同，跟心理无关。
意识，是人类大脑的一切活动及结果，即作为具有自觉性的思维。意识的本质，是人脑与客观世界的矛盾，其规律即自觉性。自觉即能动地认识及指导人类的自我自由的实现。意识是随着人类诞生而诞生，是人类发现及创新活动的结果，人类实践合乎人类自由发展的方向即发展人的意识。意识是实践的结果，并随着生命遗传给后代。
新生儿继承前辈人类的实践结果，与生俱来的感知能力是意识形成的基础。任何生物都有感知能力，最重要的感知能力就是吸收营养的能力。比如吃就是与生俱来的一个能力，胎儿时期就已经有吸吮的能力。
意识是一种生命的能量，生命的能量必须流动，就像电脑硬盘必须在电流作用下转动，电脑才能工作。所以，意识就是意识流，就是生命流。
意识是生物进化得来的，从简单的有机生化进程到复杂的大脑生化过程，此过程随着生命进化最终从自发的自然行为，进化为自觉的人类行为。而思想，是在意识的基础上产生的，我们的感知能力帮助我们记忆，经过记忆和分析就产生思想，动物也有思想，但是它们的思想是自发的，只有人的思想是自觉的，丰富多彩的。意识在人的实践中分为各种形式，包括记忆、思想、情绪、念头、观念等。从表象的直观到一定现象的集合念头，最终逻辑地发展为观念，通过思考最终形成思想。
意识就是海水，思想就是海水中的漂浮物，观念就是海水中的冰块，情绪就是身体对思想的反应。观念决定反应的方向，积极反应或负面情绪。念头是思想的初期，就是潜在海水里的物体，浮出水面以后就是思想。
意识到目前为止还是一个不完整的、模糊的概念。一般认为意识是人对环境及自我的认知能力以及认知的清晰程度。研究者们还不能给予它一个确切的定义。约翰·希尔勒通俗地将意识解释为：“从无梦的睡眠醒来之后，除非再次入睡或进入无意识状态，否则在白天持续进行的，知觉、感觉或觉察的状态”[1]。现阶段，意识概念中最容易进行科学研究的是在觉察方面。例如，某人觉察到了什么、某人觉察到了自我。有时候，“觉察”已经成为了“意识”的同义词，它们甚至可以相互替换。现阶段在意识本质的问题上还存有诸多疑问与不解，当前意识本质研究的困境，一方面在于自然主义认识模式无法对大脑结构和社会语境做出完全等效的模拟，另一方面在于缺少相应的哲学命题和范畴。[3]?例如在自我意识方面。对意识这一概念的研究已经成为了多个学科的研究对象。意识问题涉及到的学科有认知科学、神经科学、心理学、计算机科学、社会学、哲学等，这些领域在不同的角度对意识进行的研究，对于澄清意识问题是非常有帮助的。
产生前提
意识是思维主体对信息进行处理后的产物。没有思维主体及思维活动就不可能产生意识。思维主体是可对信息进行能动操作（如采集、传递、存储、提取、删除、对比、筛选、判别、排列、分类、变相、转形、整合、表达等等作业）的物质。思维主体既有自然进化而形成的动物（比如人类），也（会）有逐渐发展完善的人工智能产品。
信息是能被思维主体识别的事物现象及表象，是思维活动的操作对象。思维活动所产生的意识以信息的形式储存、表现和传递输出，意识传播的实质是信息传播。意识往往又会成为思维主体进行下一步思维的基础。
意识的产生需要能量，意识的存在和传播需要介质（物质），总之，意识的存在是依附于物质的。意识所表达的涵义，与其物质载体本身的现象往往并不是一回事。撇去载体的因素，意识的内涵并不以占据空间的形式存在，而物质存在是占据空间的，这就是意识与物质的根本区别。
由于思维主体在获取及处理信息时，信息可能发生种种变异，因此意识的内容不一定真实的反映了客观事物，意识可能超越客观事物的反映，也可能是对客观事物的歪曲反映。


摘自百度百科
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意识与记忆
一般认为，意识是人脑对客观事物间接的和概括的主观反映。然而“反映”一词过于被动，无法显示意识主体的地位和主动性，更谈不到什么创造性了。更准确的说法应该是：意识是人脑对刺激的反应。
当锤子敲击到钢板时，钢板会变形。钢板变形而产生的力，一部分通过弹性的方式以反作用力的形式作用于锤子，剩余部分因挠性而使钢板本身产生永久性变形。这就是钢板对锤击的反应：有对外（锤子）的，也有对自身的。
意识也是人脑对刺激的反应。意识的结果一方面通过人体器官作用于外界，另一方面也通过改变人脑本身的结构而形成记忆。
同无机质的钢板相比，人脑的结构要复杂得多。人脑由140多亿个脑细胞构成，每个脑神经细胞都有许多神经树突，通过神经突触与其它脑神经相连。[4]?这些神经连接互相交织，形成一个庞大而繁杂的神经网络。人脑的这种结构决定了意识这种反应的对外形式和对内改变的复杂性。
神经细胞的结构与一般动物细胞结构没什么不同，到目前为止，人们还没有在脑细胞中找到思维和记忆组织。当感官接受刺激时，这些刺激转化为电或化学信号，通过神经纤维传导到大脑，在大脑中沿着相连的神经网络通道进行传导。直到对外界刺激形成有效反应时输入终止。传导的过程，即意识的过程。
在传导中，神经通道上受到信号刺激会处于活跃状态，使附着的血管扩张，接受更多的氧气的营养，促进通道上的神经细胞和神经树突生长，使通道中的神经树突更加粗壮。下次遇到相同或相类似的刺激时，信号通过这些通道会更迅速，使过去的意识再现：这就是记忆。
例一。设想有个简单的大脑，有A~Z26个脑细胞，A细胞有A1~A25共25
条神经连接，其它细胞的连接与此类似，那么这个大脑共有325条连接通道。当A受到刺激，z可以输出正确反应，那么在所有的通道中，A25直接连接Z细胞，反应时间最短，则此次反应中，在其它通道信号未完成之前，A25通道己优先完成，被刺激生长。下次再受到这种刺激时，信号通过这条通道将更加快捷。（当然这样的大脑是不存在的，任何生物的大脑都不可能有这么简单，这个假设只是为了说明记忆和意识形成的过程。事实上的记忆通道并不只通过一条神经通道，而是通过一整套相关的神经网络。）
所以说，记忆不是存在于脑神经细胞中，而是存在于神经网络中。记忆就是脑神经网络中生成的“短路”连接状态。体育锻炼可以使人反应敏捷，反复朗读有利于加强记忆，其实就是在促进这类短路通道的生长。
例二。仍以上面的简单大脑为例。当A到刺激，X可以输出正确反应，那么在所有的通道中，A23或许不是连接Y细胞反应时间最短的通道：因为A25通道已经被短接，A信号优先到达Z，Z再通过Z24通道连接到Y。如果A23的连接时间或强度没有A25-Z24快捷、强大，则信号优先从后者中通过，除Z24被加强外，A25被进一步强化。所以说，意识是信号在原记忆网络基础上重构短路的过程。记忆通道的存在是意识形成的基础。
记忆通道的生长并非只有通过强化通道才能得到生长，也可以通过强化通道中的神经细胞而得到。现有一条记忆经过C、H、P、K，有另外3条记忆分别通过H、P、K。这时回忆后三条记忆，在强化这些记忆本身的同时，也刺激了这三个神经细胞所有相关通道的生长，第一条记忆通道也被分段强化，使记忆得以加固。可以说，神经细胞是记忆通道中的交叉点。理解可以加强记忆，论据可以加强论点的说服力都是这个道理。读过议论文后，论据可能记不清楚，而论点和论证的记忆却在阅读中逐步深化，就是这个道理。
引发意识和记忆的并不一定非得有外界的刺激，只要大脑中有电或化学信号通过就可以。大脑中有一点细胞处于活跃状态，然后在意识过程中激活相关的记忆，信号就会被放大、加强，形成新的思维。人在没有外界刺激的时候也可以进行回忆、冥想等思维活动，也是这个原因。
大脑中的电或化学信号的大小并不是固定的。在平静的时候，大脑中的信号流也是平静的，自由联想、理性思考在这种情况下最有效。如果遇到紧急的或突发情况，接收的信号超出了原通道的输送力，则信号也会从其它通道溢出，使人感到六神无主。信号溢出并不一定是坏事，在例二中如果溢出信号从A24中到达X，就会形成新的意识通道，这也是人为什么会急中生智的原因。
记忆通道除了可生长，也可消退。脑神经细胞只有在不断地刺激中才能生长，如果已建立的记忆通道长时间未受到刺激，其组织的营养就会被输送转移到其它树突部位或其它细胞中，记忆通道就会消退到原始状态，这种过程的外在表现即遗忘过程。
人脑是自然界乃至整个宇宙中最复杂的系统。【此处应有“目前所知”做限定。】在人进化过程中，对自身最有利、对外界变化最有效的神经连接，通过了外界的优胜劣汰，在人类世代遗传中被基因固定了下来。婴儿在出生时脑神经网络已经完善，与成人的没什么区别，特别是与其父母的神经结构有相同之处，这也是某些天赋可以遗传的原因。但同成人比较，除了吮吸反射神经和控制心跳、呼吸等的植物神经通道是通畅的以外，婴儿的神经网络连接的粗细基本上是相同的。所以婴儿大脑中的神经信号传导一般是全方位的，也是无效的。例如，婴儿的眼睛与成人并没有不同，但由于神经网络中有关颜色、形状、运动的相关通道尚未形成，所以单独看东西时很难形成有效意识。经过教育的过程，才能在条件反射中强化相关神经连接，使其大脑生长。

意识与行为
人类的思想意识，主要有在清醒状态和休眠状态下两种联想意识结构。
人类大脑的神经系统处于日常清醒状态时，可通过自然界的各种信息对感官的不同刺激作用，形成对信息的传导、存储、运算和加工处理，然后实施对肢体不同的运作和语言表达方式。人类一生的各项活动信息，主要依赖于大脑的高容量存储功能，并对人类一生的活动轨迹进行信息的存储、刷新和逻辑运算，以实施大脑中枢神经对身体各项功能的反映和支配。大脑的神经存储单元也称作记忆细胞，占大脑神经细胞总量的20%左右。另外，大脑细胞的逻辑分析功能和对信息的处理作用与大脑所记忆的信息量有着至关重要的关联性。
人类的思维意识主要建立在对自然信息的存储上，逻辑运算和比较形式是对事物的联想延伸，而它每时每刻都要调用大脑存储单元的信息。不然的话，逻辑运算和思维联想都不会成为有机体的脑部功能。记忆是人类脑功能的主要成分，思维联想是大脑潜意识的特殊功能。人类大脑的开发量只占大脑总量的4%左右，而大脑分为两个半球，也称为左右半脑，对右脑的开发主要是提高人类脑智商。实施人类左右半脑的平衡性开发则导致人类脑智商水平的总体提高。
在大脑清醒状态下，人类的思想意识主要来源于大脑对自然界信息进行加工处理和存储记忆，在这一期间，人的身体运动始终处于休息状态下。也就是说，大脑的思维逻辑联想是在肢体和感觉器官处于静止和无感觉刺激的状态下进行的，这也是人们常说的“静思”“沉思”“思考”“入静联想”等等。
劳动与思维是一对相互对立的矛盾。在身体的运动状态下，大脑支配的却是简单的肢体操作，而思维则处于简单的信息处理状态下。当肢体的运动结束后，大脑进入思维的延伸过程。俗话说，“一心不可二用”，“坐下来思考思考”，“停一下，好好想一想”，“别干了，想想招”，“闭眼，好好想想”，“别忙，静下心来，好好想想”，“好好干，别胡思乱想的，”“把工作停下来，我们好好研究研究”等等，皆反映了二者的此消彼长。
在日常生活中，人的身体若始终处于活动阶段，大脑的思维延续很难建立，只有身体和感官处于休止状态下或半休止状态下，思维活动才能敏捷地无限延续下去。人类在夜间休眠期，肢体停止工作，部分感官休眠，由于脑部细胞没有完全被抑制，部分神经仍然在思维的活跃状态，对日常生活轨迹的信息进行加工处理，同时产生思维联想的深刻延续。
工作中如果走了神，一边工作，一边思考问题，这种工作状态为身体的半休眠状态，俗语叫作“发愣”“愣神儿”等。这种状态，工作没有干好，而思维也受到了一定的影响。肢体运动不到位，摆幅不大，而大脑却进入到了半深思状态。“愣神儿”代表肢体活动的间断性停止，思想进入到半深度的思考期。当然，这也是人类大脑总体日常功能的一部分。
自我意识
一般认为意识中最重要的是自我意识。自我意识就是个人对外界刺激总体性的、独特的反应。[5]?自我意识并不是生来就有的，而是人在成长过程中从具体的反应事件中综合出来的，用于调控自我内部和与外界关系。
人脑和电脑不同。电脑的硬件是固定的，改变的只是信号，而人脑的信号则要简单得多。人脑的“硬件”虽说也是固定的，但却具有生长性，在成长中可以相互作用，这是任何电脑都不可比拟的。
自我意识并不是与物质对立的概念，自我意识只是人脑对刺激的反应。自我意识不过是一种反应，它是大脑的运动而己。
与生命本质
生命的本质，在于它与非生物的区别。截至目前的科学研究，生命与非生物的区别是：生命体能够通过自身的物理感知系统感知自身的存在，并可以根据自身的感知做出对外界环境的种种反应和行为。也就是说生命体（生物）能够适应环境甚至改造环境以适应自身生存。
同时，生命的另一显著特征还在于“繁衍”，几乎没有生命体不能进行繁衍的。
因此，生命的本质，在于它的“意识”。这种生命意识，简单来说就是“自我”意识。拥有自我意识的生命体，才能与其它物质世界区分开来——不管是动物、植物还是真菌、病毒或者其它。
人的意识，因其物理感知系统的特殊性，使其有能力掌握语言和文字。这就意味人们的经验和科学可以通过语言和文字得到传承，并积累到社会意识中去。在这样的积累之下，人类的科学进步日益发达，从而使人的意识极大程度地领先于地球上的其它生命体。通常人类特有的意识被称之为：思想。
从反面来说，意识的运作机制，与电脑的程序基本类似，可电脑程序或者人工智能，却永不能达到人类思想的高度。唯一的原因，就是人工智能不具有生物的本质——自我意识，从而不可能真正替代人类的智慧。
摘自百度百科
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费米子
在一组由全同粒子组成的体系中，如果在体系的一个量子态（即由一套量子数所确定的微观状态）上只容许容纳一个粒子，这种粒子称为费米子。或者说自旋为半整数（1/2，3/2…）的粒子统称为费米子，服从费米-狄拉克统计。费米子满足泡利不相容原理，即不能两个以上的费米子出现在相同的量子态中。?轻子，核子和超子的自旋都是1/2，因而都是费米子。自旋为3/2，5/2，7/2等的共振粒子也是费米子。中子、质子都是由三种夸克组成，自旋为1/2。奇数个核子组成的原子核。因为中子、质子都是费米子，故奇数个核子组成的原子核自旋是半整数。

简介

费米子(fermion)：费米子是依随费米-狄拉克统计、角动量的自旋量子数为半奇数整数倍的粒子。
费米子得名于意大利物理学家费米，遵从泡利不相容原理[1]?。根据标准理论，费米子均是由一批基本费米子组成的，而基本费米子则不可能分解为更细小的粒子。

性质
基本费米子分为 2 类：夸克和轻子。而这 2 类基本费米子，又分为合共 24 种味道 (flavour)：12 种夸克：包括上夸克 (u)、下夸克 (d)、奇夸克 (s)、粲夸克?(c)、底夸克 (b)、顶夸克 (t)，及它们对应的 6 种反粒子。 12 种轻子：包括电子 (e)、渺子 (μ)、陶子 (τ)、、中微子νe、中微子νμ、中微子ντ，及对应的 6 种反粒子，包括 3 种反中微子。中子、质子：都是由三种夸克组成，自旋为1/2。夸克：上夸克 (u)、下夸克 (d)、奇夸克 (s)、粲(càn)夸克 (c)、底夸克 (b)、顶夸克 (t)，及它们对应的 6 种反粒子。
在一组由全同粒子组成的体系中，如果在体系的一个量子态(即由一套量子数所确定的微观状态)上只容许容纳一个粒子，这种粒子称为费米子。费米子所遵循的统计法称为费米统计法。费米统计法的分布函数为式中n(ε)为体系在温度T达热平衡时处于能态ε的粒子数；α为温度和粒子总数的函数。奇数个核子组成的原子核(因为中子、质子都是费米子，故奇数个核子组成的原子核自旋是半整数。)由全同费米子组成的孤立系统，处于热平衡时，分布在能级εi的粒子数为，Ni=gi/（e^(α+βεi）+1） 。α为拉格朗日乘子、β=1/（kT），有体系温度，粒子密度和粒子质量决定。εi为能级i的能量，gi为能级的简并度。
与玻色子的联系
根据自旋倍数的不同，科学家把基本粒子分为玻色子和费米子两大类。费米子是像电子一样的粒子，有半整数自旋(如1/2，3/2，5/2等)；而玻色子是像光子一样的粒子，有整数自旋(如0，1，2等)。这种自旋差异使费米子和玻色子有完全不同的特性。没有任何两个费米子能有同样的量子态：它们没有相同的特性，也不能在同一时间处于同一地点；而玻色子却能够具有相同的特性。
基本粒子中所有的物质粒子都是费米子，是构成物质的原材料(如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子)；而传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子)都是玻色子。
玻色子和费米子是物质世界的两种存在，玻色子和费米子正好和中国古代的阴阳太极思想一致，即阴物质是玻色子，是物质相互作用的基础，阳物质是费米子，是物质存在的形式，我们现实世界存在就是以阴物质存在的基础而表现出阳物质形式。

发展
第六种物质形态诞生
人类生存的世界，是一个物质的世界。过去，人们只知道物质有三态，即气态、液态和固态。20世纪中期，科学家确认物质有第四态，即等离子体态(plasma)。1995年，美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学的科学家组成的联合研究小组，首次创造出物质的第五态，即“玻色—爱因斯坦凝聚态”。为此，2001年度诺贝尔物理学奖授予了负责这项研究的三位科学家。
2004年1月29日，又是这个联合研究小组宣布，他们创造出物质的第六种形态———费米子凝聚态（fermioniccondensate）。消息传出，国际物理学界为之振奋。专家们认为，这一成果为人类认识物质世界打开了又一扇大门，具有重大的理论和实践意义，将成为年度重大科技成果之一。
研究小组负责人德博拉·金30岁，2003年获得美国麦克阿瑟基金会颁发的“大天才”奖。她表示，这项成果有助于下一代超导体的诞生。而下一代超导体技术可在电能输送、超导磁悬浮列车、超导计算机、地球物理勘探、生物磁学、高能物理研究等众多领域和学科中大显身手。
形态的区别
通常所见的物质是由分子、原子、离子构成的。处于气态的物质，其分子与分子之间距离很远。而构成液态物质的分子彼此靠得很近，其密度要比气态的大得多。固态物质的构成元素是以原子或离子状态存在的，原子或离子一个挨着一个，相互牵拉，这就是固体比液体硬的原因。
被激发的电离气体达到一定的电离度之后便处于导电状态。电离气体中每一带电粒子的运动都会影响到其周围带电粒子，同时也受到其他带电粒子的约束。由于电离气体内正负电荷数相等，这种气体状态被称为等离子体态。
所谓玻色—爱因斯坦凝聚，是科学巨匠爱因斯坦在70年前预言的一种新物态。这里的“凝聚”与日常生活中的凝聚不同，它表示原来不同状态的原子突然“凝聚”到同一状态。玻色—爱因斯坦凝聚态物质由成千上万个具有单一量子态的超冷粒子的集合，其行为像一个超级大原子，由玻色子构成。这一物质形态具有的奇特性质，在芯片技术、精密测量和纳米技术等领域都有美好的应用前景。
创造
由于没有任何两个费米子能拥有相同的量子态，费米子的凝聚一直被认为不可能实现。物理学家找到了一个克服以上障碍的方法，他们将费米子成对转变成玻色子。费米子对起到了玻色子的作用，所以可让气体突然冷凝至玻色—爱因斯坦凝聚态。这一研究为创造费米子凝聚态铺平了道路。
从事费米子凝聚态研究的科学家们秉承着“大胆假设、小心求证”的科学精神，慎重地向这块未知的科学领域推进。

相关资料

1937年，随着量子力学的兴起，意大利理论物理学家Ettore Majorana提出可能存在一种新型的奇特粒子，即名为Majorana费米子的粒子。经过75年的追寻，研究人员终于发现了Majorana费米子存在的一个可靠证据。而这一发现就如同找到了一把通往拓扑量子计算时代的 “钥匙”。
早在Majorana之前，奥地利物理学家Erwin?Schrodinger就提出了描写量子行动和互动的方程式。英国物理学家Paul Dirac点缀了该方程式，使其能够适用于费米子，并且将量子力学和爱因斯坦的相对论结合在了一起。同时Dirac的研究还指出了反物质的存在，并暗示某些粒子可以作为其本身的反粒子，如光子，但费米子却被认为并非此类粒子。后来，Majorana延伸了Dirac方程式，认为可能存在一种新的费米子能够作为其本身的反粒子，这种粒子就是Majorana费米子。然而，Majorana费米子始终披着神秘面纱，从20世纪到21世纪，全世界物理学家一直在努力寻找它。Majorana也曾提出，一种中微子——电中性粒子的些微聚集，可能刚好符合他提出的这种假设粒子的要求。
几十年过去了，理论物理学家发现调整大量电子的移动也许能够模仿Majorana费米子，而且，被称为“准粒子”的这些集体运动的表现与同类型的基本粒子非常像。日前，荷兰代尔夫特理工大学物理学家Leo Kouwenhoven和同事发现了这些准粒子的迹象，并将研究报告在线发表在《科学》上。
Kouwenhoven研究小组专门设计制造了实验使用的晶体管。早前的理论假设就提到，如果其中一个电极是超导体，并且电流在磁场中流过一个特殊的半导体纳米线，就可能促使电子在纳米线的另一端表现得像Majorana费米子一般。理论还进一步指出，如果研究者试图在磁场外从标准电极中输送电流到超导电极，电子可能在超导体中反弹，因此超导电极中检测不到电流。但是，如果磁场开启，将能触发Majorana费米子的存在，这样电子将会进入超导体，并在电流中出现跳跃。Kouwenhoven研究小组则发现了这一电流尖峰。而且，当研究人员改变诱发Majorana费米子的任何一个条件时，例如关闭磁场，用金属电极更换超导电极，第二个电极中的电流尖峰就会消失不见。
然而，这一结果并不能直接证实Majorana费米子的发现。美国加利福尼亚大学理论物理学家Jason Alicea认为，这个荷兰研究小组为消除其他可能的解释做出了非常引人瞩目的工作。但是，他也指出，该研究并不能完全证实Majorana费米子的存在。如果找到了这种“神奇粒子”，将使在固体中实现拓扑量子计算成为可能，人类也将进入拓扑量子计算时代。因为当相互移动两个Majorana费米子时，它们能够“记得”自己以前的位置，这一性质可以用来编码量子级别数据。
其他相关理论
四费米子作用
四费米子作用理论认为，弱相互作用是弱流与弱流的相互作用。每一个弱流由正反两个费米子构成，因此是四个费米子的相互作用。
1、将不同粒子参与的弱相互作用统一为普适的相互作用。理论只需要一个普适的相互作用常数。
2、弱流是带有手征的而不是手征变换不变的，解释了弱相互作用对空间反演对称性的破坏。
四费米子相互作用后来被弱相互作用的规范理论取代。
重费米子体系
重费米子体系主要包括一些含有稀土金属如铈、镱，锕族金属元素如铀的金属化合物。这类化合物在低温下表现为超导，反铁磁或铁磁，或者费米液体的行为，但是有很高的比热，通常认为准粒子有很高的质量，因此叫做重费米子材料。
费米气体模型
费米气体模型用来描述由大量费米子组成的系统。
系统中的粒子认为全同且不可分辨。费米子的角动量的自旋量子数为半奇数整数倍，其本征波函数反对称。导致在费米子的某一个量子态上，最多只能容纳一个粒子（假设可以容纳多个的话，因为粒子的不可分辨性，调换任意两个粒子的位置，波函数应该不变，即Ψ = - Ψ，得Ψ=0，显然矛盾了）。这就是费米子所遵守的泡利不相容原理。
在不相容原理的基础上，可进一步按热力学定律得出费米的分布规律：费米-狄拉克分布。（公式比较复杂，我就不打了）费米气体中的所有粒子服从该分布。金属自由电子气就是典型的费米气体。
费米子气体模型和理想气体模型也有一定联系，费米气遵守费米-狄拉克统计，而理想气体模型中的粒子遵守麦克斯韦-波尔兹曼统计，在高温和低密度条件下，能级数远多于粒子数，费米-狄拉克分布过渡到经典的麦克斯韦-玻耳兹曼分布。

玻色子
玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理，在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。玻色子包括：.胶子-强相互作用的媒介粒子，它们具有整数自旋（0，1，……），它们的能量状态只能取不连续的量子态，但允许多个玻色子占有同一种状态，有8种；光子-电磁相互作用的媒介粒子，这些基本粒子在宇宙中的“用途”是构成实物的粒子(轻子和重子)和传递作用力的粒子（光子、介子、胶子、w和z玻色子）。在这样的一个量子世界里，所有的成员都有标定各自基本特性的四种量子属性：质量、能量、磁矩和自旋。如光子、粒子、氢原子等，

简介
玻色子（英语：boson）是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。玻色子不遵守泡利不相容原理，在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。
分类
胶子-?强相互作用的媒介粒子，自旋为1，有8种
光子-?电磁相互作用的媒介粒子，自旋为1，只有1种
W 及Z 玻色子-?弱相互作用的媒介粒子，自旋为1，有3种
引力子-?引力相互作用的媒介粒子，自旋为2，只有1种，尚未被发现
希格斯玻色子- 据香港《文汇报》14日报道，欧洲核子研究中心(CERN）日前公布了来自大型强子对撞器（LHC）的重要数据，显示“可能看到”有“上帝粒子”之称的希格斯玻色子（Higgs boson）。该理论可解释粒子为何拥有质量，从而演化为万事万物。人类距离了解宇宙诞生之谜或许将要迈进一大步。
介子- 由两个费米子——夸克组成的强子。
由偶数个核子组成的原子核。因为质子和中子都是费米子，故含偶数个核子的原子核是自旋为整数的玻色子。
摘自百度百科
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命名
玻色子（bosons）：保罗·狄拉克为了纪念印度物理学者萨特延德拉·纳特·玻色的贡献，因此给出玻色子的命
玻色子，在相互作用中不守恒的基本粒子，其行为遵守1920年由萨蒂恩德拉-玻色（Satyendra bose，1894——1974）和阿尔伯特爱因斯坦发展的“玻色——爱因斯坦统计法”的统计规则。典范的玻色子是光子，即光的粒子，每次点亮一盏灯，就产生大量的光子。
利用玻色——爱因斯坦统计法，将电磁辐射作为光子“气体”来描述，无需再利用辐射的波动性，就能够预言黑体辐射的所有性质。这是量子世界波粒二象性之一例。波粒二象性认为，光子或电子等实体既能用波也能用粒子来描述。玻色子是量子理论中负责传递力的粒子。比如，电磁力可以描述为两个带电粒子：如一个电子和一个质子之间交换光子，好像两个足球运动员之间的传球。
按照量子物理学的说法，玻色子的关键特性是它的自旋。所有玻色子的自旋要么是零要么是整数1、2、3等等。这有点像小孩子的陀螺的旋转，但又不完全像陀螺的旋转，因为一个像电子这种带半整数自旋的粒子必须“旋转”两次才能回到它起始状态。
玻色子(boson) 是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。不遵守泡利不相容原理，在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。符合玻色－爱因斯坦统计：由全同玻色子组成的孤立系统，处于热平衡时，分布在能级εi的粒子数为，Ni=gi/（e^（α+βεi）-1）。α为拉格朗日乘子；β=1/（kT），由体系温度，粒子密度和粒子质量决定。εi为能级i的能量，gi为能级的简并度。
遵从玻色-爱因斯坦统计的微观粒子。玻色子的自旋为0或整数，例如光子、π介子等。由玻色子或偶数个费米子组成的复合粒子的自旋也是0或整数 ，因而它们也是玻色子。
欧洲核子研究中心（CERN）昨日（2011年12月13日）公布来自大型强子对撞器（LHC）的重要数据。该理论解释粒子为何拥有质量，从而演化为我们身边的万事万物，如果这一粒子被确认，那将是100年来人类最伟大的发现之一。
规范
量子场论表明，粒子之间的基本相互作用是通过交换某种粒子来传递的，即基本相互作用都是由媒介粒子传递的，这类媒介粒子统称为规范玻色子。传递引力相互作用的媒介子是引力子g，是引力场量子，它是自旋为2的零质量粒子。2012年7月2日，美国能源部下属的费米国家加速器实验室宣布，该实验室最新数据接近证明被称为"The God Particle"的希格斯玻色子的存在。
类型
胶子- 强相互作用的媒介粒子，自旋为1，有8种，胶子是传递夸克之间色相互作用的媒介粒子，是“色场”的量子。两个不同色状态的夸克通过胶子紧密地结合在一起，所以胶子必定是双色的。
光子- 电磁相互作用的媒介粒子，自旋为1，只有1种。g和中间玻色子（w+、w-及z0）分别是电磁相互作用和弱相互作用的媒介子，在电弱统一理论中，这四种粒子都是电弱作用的场量子，它们都是零质量的粒子。但是由于对称性的破缺，只有一种媒介子（g光子）保持了零质量，而其他三种获得了巨大的质量。致使对称性破缺的机制，称为希格斯(higgs）机制。所以理论上确信，必定还存在一种被称为希格斯粒子的粒子。这些基本粒子在宇宙中的“用途”可以这样表述：构成实物的粒子（轻子和重子）和传递作用力的粒子（光子、介子、胶子、W和Z玻色子)。在这样的一个量子世界里，所有的成员都有标定各自基本特性的四种量子属性：质量、能量、磁矩和自旋。
粒子自旋
这四种属性当中，自旋的属性是最重要的，它把不同种粒子王国分成截然不同的两类，就好像这个世界上因为性别将人类分成了男人和女人一样意义重大。粒子的自旋不像地球自转那样是连续的，而是一跳一跳地旋转着的。根据自旋倍数的不同，科学家把基本粒子分为玻色子和费米子两大类。费米子是像电子一样的粒子，有半整数自旋（如1/2，3/2，5/2等）；而玻色子是像光子一样的粒子，有整数自旋（如0，1，2等）。
这种自旋差异使费米子和玻色子有完全不同的特性。没有任何两个费米子能有同样的量子态：它们没有相同的特性，也不能在同一时间处于同一地点；而玻色子却能够具有相同的特性。
基本粒子中所有的物质粒子都是费米子，是构成物质的原材料（如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子）；而传递作用力的粒子（光子、介子、胶子、W和Z玻色子）都是玻色子。

希格斯
人们早已发现，自然界中物体之间千差万别的相互作用，可以简单划分为4种力：即引力、电磁力、维持原子核的强作用力和产生放射衰变的弱作用力。在爱因斯坦的相对论解决了重力问题后，人们开始尝试建立一个统一的模型，以期解释通过后3种力相互作用的所有粒子。
经过长期研究和探索，科学家们建立起被称为“标准模型”的粒子物理学理论，它把基本粒子（构成物质的亚原子结构）分成3大类：夸克、轻子与玻色子。“标准模型”的出现，使得各种粒子如万鸟归林般拥有了一个共同的“家园”。但是这一“家园”有个致命缺陷，那就是该模型无法解释物质质量的来源。为了修补缺陷，希格斯提出了希格斯场的存在，并进而预言了希格斯玻色子的存在。他假设希格斯玻色子是物质的质量之源，是电子和夸克等形成质量的基础。其它粒子在希格斯玻色子构成的海洋中游弋，受其作用而产生惯性，最终才有了质量。标准模型预言了62种粒子的存在，并基本上都已被实验多证实，希格斯玻色子是最后一种未被发现的基本粒子。由此可见，希格斯玻色子是大自然中本身就有的，并不是制造出来的。有了希格斯玻色子，统一理论就完全成立了，将有更多的世间万象因此而被认知，科学的世界也就毫无疑问的更加完美。有人因此将希格斯玻色子比做粒子物理学领域的“圣杯”。
中间矢量
传递弱相互作用的矢量粒子。早在 20世纪 40 年代曾提出弱作用通过中间玻色子W±传递的思想。60年代电弱统一理论提出除了带电的中间玻色子W±外，还可能存在中性的中间玻色子Z0。1973年实验上观测到中性弱流存在，是对电弱统一理论的重要支持。理论上预言中间玻色子质量为80吉电子伏特（GeV）左右，寿命短于10-17秒。1983年先后观测到W±粒子和Z0粒子，W±粒子质量为80.8GeV，Z0粒子的质量为92.9GeV。根据后来实验测得的数据，得到W±粒子和Z0 粒子的质量m和衰变宽度Γ 的实验值分别为mw= 80.3GeV，mz=91.163GeV；Γw=2.20GeV，Γz =2.537GeV。根据衰变宽度可算出它们的寿命为10-25秒量级。
摘自百度百科
http://baike.baidu.com/link?url=o96hBdMI9d29POKXEAiZ2d71pFxWgJRGrKzS1blDMFl1VwCL1uG7JjcjKFlUzumUFU8_Zc8uz10YYtIb4ZeMOK

互补原理
简介
关于量子力学基本原理的一种阐释。与海森伯提出不确定关系同时，丹麦诺贝尔奖获得者尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔（1885.10.07～1962.11.18) 于1927年提出互补原理。
波和粒子在同一时刻是互斥的，但它们在更高层次上统一。
1互补原理的提出
玻尔的互补原理首先来自对波粒二象性的看法。光和粒子都有波粒
互补原理的提出者玻尔
二象性，而波动性与粒子性又不会在同一次测量中出现，那么，二者在描述微观粒子时就是互斥的；另一方面，二者不同时出现就说明二者不会在实验中直接冲突。同时二者在描述微观现象，解释实验时又是缺一不可的。因此二者是“互补的”，或者“并协的”。
玻尔的原话是：“一些经典概念的应用不可避免的排除另一些经典概念的应用，而这‘另一些经典概念’在另一条件下又是描述现象不可或缺的；必须而且只需将所有这些既互斥又互补的概念汇集在一起，才能而且定能形成对现象的详尽无遗的描述”。
如果说海森伯的不确定关系从数学上表达了物质的波粒二象性。那么互补原理则从哲学高度概括了波粒二象性。互补原理与不确定关系是量子力学哥本哈根解释的两大支柱。

2 产生的科学背景
互补原理与辩证法
辩证法与“互补原理”都涉及矛盾，但两者所涉及的矛盾的类型与处理矛盾方式是完全不同的。自从1900年普朗克提出量子化假说以来，人们就开始探索这个与经典理论格格不入的新思想，然而在此过程中，却遇到了许多难以解释的事情。光波的粒子性：1905年爱因斯坦用量子的概念，把光看成一个一个的光子，成功解释了光电效应，在一定程度上复活了光的微粒学说；但是光在实验中表象出的衍射、干涉却表明光是一种波。光的本质是波还是粒子，让人一时难以捉摸。

微观粒子的波动性
1924年德布罗意提出物质波，认为一切实物粒子均具有波动性，并提出相应物质波波长与频率的计算公式。电子的波动性在1927～1928年被电子衍射实验所验证，后来质子,中子,原子的波动性都得到实验证实。物质究竟是波还是粒子，也成为一个问题。

理论的矛盾与统一
1925年海森堡从对应原理提出矩阵力学，1926年薛定谔从波动性导出波动力学，这两种理论虽然出发点大不相同，但在解释量子现象是却得出同样的结果，1926年狄拉克证明了这两种力学在数学上是等价的。这说明，不论从粒子性还是从波动性进行理论分析都会得到相同的结果。 以上事实都既表明了微观粒子的波动性，又表明了其具有粒子性，这两种互相排斥的属性同时存在于一切量子现象中，这让量子力学的本质变得扑朔迷离。于是，在1927年9月16日,在意大利科摩召开的“纪念伏打逝世一百周年”的大会上,玻尔在其题为《量子公设和原子理论的晚近发展》的演讲中,第一次提出互补原理，认为量子现象无法用一种统一的物理图景来展现，而必须应用互补的方式才能完整的描述。
互补原理的科学解释 互补原理起因于实验仪器与被观测物体的相互影响。 经典物理学中，仪器与物体的相互作用可以通过对实验条件的改进而减少，或者通过更细致的理论分析后被补偿掉，在理论上这种相互作用如此微小因而完全可以被忽略掉。因此，我们可以用同一个仪器去测量物体的不同性质，在此过程中不会对物体产生影响，我们把这些性质加起来就可以得到关于物体完整而统一的描述。 但是在微观领域里，仪器与物体的相互作用在原则上是不可避免、不可控制、也不可被忽略的。在理论上我们也无法区分出测量结果中仪器与物体相互作用的部分，我们在测量物体一个性质的时候，就会无法避免的对物体产生不可逆转的影响，因此不能用同一个实验去测量物体所有的性质，不同的实验也就可能得出互相矛盾的结果，这些结果无法放到一个统一的物理图景中，只有用互补原理这个更宽广的思维框架将这些互相矛盾的性质结合起来，才能去完整描述微观现象。

互补原理的推广
玻尔认为，互补原理是作为一个更加宽广的思维框架，是一个普遍适用的哲学原理，因此他试图用互补原理去解决生物学、心理学、数学、化学、人类学、语言学、民族文化等方面的问题,并试图揭示其他形式的互补关系。