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创建多项科学新理论 推动相关科学发展——电子科技大学庞小峰教授
2018-09-20
电子科技大学生命科学与技术学院和物理电子学院庞小峰教授长期致力于生物物理方面的研究，在多年的研究中，他独创性地提出了非线性量子力学、生物能量传递、癌症诊断检查以及水分子结构等新理论，获得的相关研究成果大大促进了物理学、生命科学和非线性科学的发展，为我国科学研究事业作出了重要贡献。
一、创造性提出非线性量子力学理论，推动量子和物理、化学与生物物理科学发展
众所周知，量子力学是现代科学基础，但用其去研究微观粒子的特点时，仅能得出微观粒子的波动特征，而无法得出颗粒特征，无法完整地表征微观粒子的波粒二象性。庞小峰教授经过30多年的艰苦奋斗，创造性地提出了非线性量子力学理论，他在原有理论的基础上，补充了微观粒子具有和存在的真实非线性相互作用，并用非线性薛定谔方程替代线性薛定谔方程来描写微观粒子的特性，最终破解了这一难题，得出了微观粒子的波粒二象性的结果，也进一步验证了非线性量子力学理论。其相关研究建立起了非线性量子力学的基本原理，构建了完整的非线性量子力学的理论，建立了完整的非线性量子力学学科，将量子力学从线性发展到非线性，使微观粒子的波动性和颗粒性作了完整和准确地描述和表达，消除了量子力学存在的众多困难和矛盾，促进了量子科学的发展。
庞小峰教授将该理论推广应用到所有物理系统和生物组织中，研究了这些系统和组织的众多特性和其中微观粒子的特征，得出了不同系统中有不同的非线性相相互作用的结论。相关的理论研究成果撰写了多本中英文专著并在多国出版，如Nonlinear Quantum Me-chanics（德国）、Quantum Mechanics in Nonlinear Systems（新加坡）、Nonlinear Quantum and Its Applications（纽约）、E-book ：Nonlinear Quantum Mechanics and Its Correctness（伦敦）、《非线性量子力学理论》（重庆出版社）和《非线性量子力学》（电子工业出版社）等。其中在2018年英国ISCT出版社出版的Nonlinear Quantum Mechanics and Its Correctness一书中使用大量实验事实证明了庞小峰教授的非线性量子力学的观点。该书在各大洲广泛发行，并被英国大英图书馆长期保存。
二、创立生物能量传递的新理论，阐明了生物体中的神经脉冲的以太赫兹波传递和电子传递的特性及红外光和电磁场的生物效应机理和特性
在生物体中，能量是中心，信息是关键，物质是基础，三者的有机结合和相互协调才构成了生命体的整个生命活动。因此，阐明生物能量的产生及其在生命体中传递的机理、特性和规律具有重大科学意义。庞小峰教授通过深入研究生命体中蛋白质分子中的微观粒子在ATP分子水解反应释放的生物能量的作用下产生的集体激发和蛋白质分子相互作用的特点和特性后，提出了生物能量传递的新理论，又被称为庞氏生物能量传递理论（Davydov-Pang's模型）。他用标准和准相干态分别表示激子和由氨基酸残基的振动产生的声子的的集体激发状态，并全面考虑了在这种情下二者之间的各种相互作用。通过全面分析、数值模拟、实验检验等方法对这一理论进行了验证。该理论肯定了神经纤维中传递的神经脉冲是以太赫兹波运动的理论；证实了红外光因可直接影响生物能量传递并具有一个明显生物医学效应；证实和阐明了电磁场能作用于蛋白质分子的氨基酸残基上，影响生物能量的传递，产生一定生物效应，影响人和动物的生物特性；揭示并阐明了在生物体中电子传递的机理和特性；突破了Davydov机理的局限性，建立起了一个完整的新生物能量传递理论。相关成果编写入专著Biological Energetics中，大大促进了物理学、电磁生物学、生命科学和非线性科学的发展，在生物中有重要作用和重大科学意义。
三、建立起了癌症早期诊断的新技术方法和相应理论，推动癌症科学和医疗技术发展
庞小峰教授深入地研究了生命体中用于传输营养物质、氧气、废物和二氧化碳的血液在癌变后的变化特性，基于癌症细胞的奇变和脱落与多数癌症病人处于贫血的实验事实及血红蛋白质分子变形等特性，分析了病人血液的荧光光谱特点和变化特性以及原因，经过8年多的实践研究，发现了可用病人血液的特征和偏振荧光光谱的特征所表征出的5个特征值来诊断和检测病人癌症或早期癌症存在，从而提出和建立起了诊断和检测癌症及早期癌症存在的理论和技术方法，为诊断和检测癌症及早期癌症存在开辟了一条新道路，推动了癌症科学和医疗技术的发展。该技术方法就是依据系统或血液的荧光光谱和偏振荧光光谱表征出的病人血液中蛋白质分子的结构特性和变化特征来进行诊断的。这是国际国内检测诊断癌症或早期癌症存在的首项技术和方法,相关研究成果已获得国家发明专利“一种特殊锐化的癌症早期诊断和治疗效果检查的装置”（专利号：ZL201310275312.9）。
四、建立了水分子结构新理论，揭示了水导电和水的磁化的机理和特性,也阐明了磁化水的广泛应用
在1 000～4 000cm-1频段得出的红外光谱中，发现其始终存在4个峰值，再根据每个水分子是极化分子，均有1.84德拜的电偶极距以及数值模拟的结果等等实验事实，庞小峰教授提出并建立了水分子结构新理论，与传统的理论相比，新理论认为水是由连状、环状及湍簇状机构和自由的单个水分子等组成的不均匀集合体，各个集合体之间的比例分配随着水温变化而改变的，即在这一新的水分子结构中可能存在纳米级的分子基团。为了进一步论证水分子结构新理论的正确性，庞小峰教授进行了大量的研究，撰写了30多篇文章，并出版了专著Water,Molecular Structure and Properties。
庞小峰教授利用这一水分子结构新理论和质子在氢键高分子和生物分子系统中传递的新理论，揭示并阐明了水的磁化机理和特性，通过对比分析磁化水和纳米四氧化三铁（Fe3O4）相互作用液体的X-射线谱图与纯净水的谱图，发现两者的谱图有明显差别，进而有力地证明了磁化水的磁性，并且用磁化水浇灌作物、蔬菜以及萍姑等，可使它们增产。该理论大大提高了人们对水科学知识的认识水平，同时也解释了没有水就没有生命存在的科学道理的理论依据。
专家简介
庞小峰，教授，博士生导师，2010年被评为全国优秀科技工作者，享受政府特殊津贴。1982年研究生毕业于中国科学院研究生院，1999年作为特殊人才引进到电子科技大学。1994—1995年在德国慕尼黑大学、德国癌症研究中心和国际生物物理研究所做访问教授，1996年在斯洛伐克科学院物理所和捷克帕拉茨基大学从事研究工作，1998年在德国凯撒斯劳滕工业大学和意大利国际理论物理研究中心工作，2002年、2003年和2008年在新加坡国立大学物理系从事科学研究，2010年2月在香港大学做学术访问。现任电子科技大学生物物理学科带头人，电磁生物学和生物电子技术省重点实验室主任、曾为中国高等科学技术中心成员、中国科学院国际材料物理中心的客座成员、中国生物电磁学专业委员会委员，现任四川省纳米协会理事、国家科技重大科技项目评审专家组成员、重庆市科技项目评审专家、瞭望智库专家，担任《物理评论和物理评论通讯》（Physical Review and Physi-cal Review Letters）等多家国际国内杂志的评审成员。在国际国内期刊发表文章400多篇，其中包括5本国际评论期刊的5篇综述，出版8本英文专著和6本中文专著。
