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自由电子不可能做严格意义上的“匀速直线运动”!
热度 1 lwg 2015-10-9 14:52
关于前一篇博文所述“第二种可能”的实现机理是: ① . 在撤除外力 F 之后,瞬间,运动的面电荷片在自感生电场力 E 的作用下,将会减速; ②.随着 ①所述的“ 运动面电荷片减速”,运动的面电荷片邻域自感生磁场强度 B 将会减弱(d B /dt0); ③.随着② 所述的“ 自感生磁场强度 B 减弱”,运动的面电荷片邻域自感生电场 E 方向发生反转( E =-d B /dt); ④.随着③ 所述的“ 运动的面电荷片邻域自感生电场 E 方向发生反转 ” ,坡印廷矢量方向随之反转,能流方向指向运动的面电荷片;自感生电场力 E 的方向和面电荷片运动方向一致;促使运动的面电荷片被加速; ⑤.随着④ 所述的“ 运动面电荷片被加速 ” ,面电荷片邻域自感生磁场强度 B 将会增强(d B /dt0); ⑥.随着⑤ 所述的“ 自感生磁场强度 B 增强 ” ,运动的面电荷片邻域自感生电场 E 方向再次发生反转( E =-d B /dt); ⑦.随着⑥ 所述的“ 运动的面电荷片邻域自感生电场 E 方向再次反转 ” ,重复开始 ①所述的过程;形成围绕平均速度 u 持续且稳定的速度波动 。   这个“①—⑦—①”的循环变化机理,套用在单个的电子自由运动上,就是说: 自由电子的真运动形式,不可能是严格意义上的“匀速直线运动”;自由电子的“准匀速直线运动”,是伴随着邻域电磁场波动(德布罗意波)的运动。 为方便博友完整阅读批评,附PDF全文: 基于费曼.pdf
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费曼行移场模型,是一只能下金蛋的母鸡吗?
lwg 2015-9-24 09:16
费曼行移场模型,是一只能下金蛋的母鸡吗? 前文《基于费曼行移场,再论电磁辐射的充要条件》,论证了 f · v≠0 ,才是电磁辐射的充要条件,除了得到罗教明教授的肯定鼓励之外,官科一片沉默,再无拿得出手、可以辩驳的理由。但是,这仅仅是费曼行移场模型,这只母鸡所产下的第一枚金蛋。 进一步的研究显示,这只母鸡,还有可能产下更多的金蛋—— 例如,在(如上文所述)费曼所讨论的3个步骤中,第2个步骤之后,撤除外力 f ,将会怎样呢? 第一种可能是——运动的面电荷片,在与其运动方向相反的自感生电场力 E 的作用下,减速到某个较低的速度值 u ,然后维持该速度不变,并停止向外部电磁波辐射场补充能量; 第二种可能是——运动的面电荷片,在与其运动方向相反的自感生电场力 E 的作用下,减速到某个较低的平均速度值 u ,并围绕上述平均速度 u ,产生持续且稳定的速度波动(能量在电荷机械能和电荷邻域很小范围的电磁场能之间转化、守恒)——这个和电荷运动平均速度 u 对应的波动,很有可能,就是德布罗意波的物理机制!
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从电磁波微分方程探电磁波的本质特征
热度 3 lwg 2015-7-25 19:27
从电磁波微分方程探电磁波的本质特征 ——兼论电荷匀速圆周运动不可能产生电磁波辐射 是由麦克斯韦尔方程组导出的、著名的电磁波微分方程。从方程可见,空间中某点电场强度 E 对时间t的二阶微商不为零,才可以引发电磁场的二阶涟漪——即通常概念所说的“电磁波”辐射。 对于电荷沿直线加速运动,可以引起空间中某点的电场强度 E (或磁场强度 B )对时间的二阶微商不为零,应该是没有异议的;由此可以产生通常概念上的电磁波辐射,也是早已被证明的事实。 对于电荷做匀速圆周运动,不可以引起空间中某点的电场强度 E (或磁场强度 B )对时间的二阶微商不为零,应该也是没有异议的;因此,坚持——在电荷做匀速圆周运动时,也要辐射“电磁波”——这个传统观点,在理论上是荒谬的。 为什么会产生上述错误认识呢? 根本原因在于,按照麦克斯韦尔方程组,应该还会产生电磁场对时间的一阶微商不为零的时空涟漪,该时空涟漪就是德布罗意所谓的“物质波”。它和电磁波的显著区别是:电磁波对应有能量流矢量,物质波并不对应有能量流矢量。 虽然,物质波并不对应有能量的时空转移,仅仅对应着能量存在形式在 B - E 之间的起伏变化,但是,其物理效应仍然是可以从电磁场对电荷运动施加的、洛伦兹力的变化得到检验的。 基于电动力学基本定律,考虑推迟势(准确应该称为“提前量”)的影响,氢原子的稳定性及能级现象,都可以得到合理的解释——氢原子中电子和质子的运动,是在自感和互感产生的电磁场一阶涟漪(物质波)环境下的运动。其稳态,对应仅有电磁场的一阶涟漪;其暂态(产生电磁波辐射),对应在能级间的跃迁。
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如果说宇宙大爆炸是“真理”,谁来证明这个“宇宙波模型”是假的
热度 5 coltec11 2014-3-21 09:35
在现代声光电技术可及的范围,因为星球间的距离增加,宇宙在膨胀, 有人认为这是因为宇宙诞生于一次“大爆炸”.... 可从来没有人能够在漫天的繁星中,把大爆炸后各个天体形成的放射线辨别出来, 也没有人能够定位这个“大爆炸”的炸心在哪里,即便大致定位也做不到, 可今天有人却确信自己找到了“宇宙大爆炸后形成的痕迹”。 “大爆炸”自从以一个“假设”的身份出现后, 几 后期 乎所有的发现,出现都是为了证明它的“正确性”, 一个个新的物理理论,数学公式,就像一片片后生的枝叶, 为这光秃秃的“假设”枝干,不断增添绿的颜色... 宗教般, 这 棵树成为了人们心里不可动摇的生命大树,让人充满敬畏 可“宇宙大爆炸”真的是解释“宇宙膨胀”的唯一模型吗?就真的拿不出另一个模型来解释这样的现象吗? 下面提出一个宇宙膨胀的新模型, “宇宙波模型 ” 请各位来证明它不是真的。 若物质的唯一形式就是“波”,宇宙为什么不可以是一个很大的波? 我们看到的宇宙,就是这波中很小的一部分 跟声波类似,宇宙波也是 疏密相间, 密度高的部分对应波峰,密度低的部分对应波谷。 可这样的宇宙波是运动的,如同下图,所有微粒都是在原地附近振动 疏松部分,表现为微粒间的距离扩大,立足在这个区域内观察,就是局部的膨胀 紧密部分,表现为微粒间的距离缩小,在这个区域内观察,就是局部的压缩。 如下图所示,我们看到的宇宙,可能就是这蓝色方框中的那部分 要验证此模型是否正确,就要进一步扩大观察范围, 立足于地球观测宇宙的各个方向, 若在某个角度,能够看到观察直线上,存在 有一部分星球之间的距离扩大,另一部分的距离缩小, 存在波峰波谷交替现象,就能够证明这个“宇宙波”模型是可以经历验证的。 在下图,请观察黑色方块部分的形状改变,会不会有一个阶段就对应宇宙膨胀? 宇宙波也可能是很多波源形成的干涉波,现在人类技术能观察到的范围正好在一个干涉波的某个凹点中。 这时在直线方向上观测到的天体运动会有干涉波结构特征。
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(已修改)
热度 2 coltec11 2014-3-21 08:34
从来没有人告诉过我们,宇宙大爆炸的圆心爆炸点在哪里。 现代技术所及的区域内,因天体之间的距离在增加, 于是有人就说,这是因为一个找不到炸点的大爆炸引起的宇宙膨胀。 http://blog.sciencenet.cn/blog-1092434-777908.html 可在现代技术可见区域内,天体之间的距离增大,真的只有一种情况吗? 若宇宙中存在的物质只有一种形式-----波, 那宇宙间的微粒应该是呈波的疏密相间状 疏密相间的物质波可以用弹簧表示 也可以用下面的模式表示 对应一个波谷的部分,颗粒之间的距离是相互增加的 对应一个波峰的部分,颗粒之间的距离是相互缩小的 那宇宙膨胀的模型为什么不可以是上图对应波谷的宇宙物质波部分?
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薛定谔方程与物质波概念存在水火不容的矛盾
热度 5 jmluo0922 2012-10-26 23:17
众所周知,普朗克量子、德布罗意物质波、测不准关系(或不确定关系),以及薛定谔方程等是量子力学和量子论的基本概念和公理。普朗克量子、德布罗意物质波的数学形式,在薛定谔方程中有明确的表达,可以说是方程的前提条件,按照常理它们之间不会存在任何矛盾。 事实上,从本人上一篇博文“ 量子力学与光速实验结果相矛盾 ”的论证不难发现,对于电子和质子组成的量子体系。按照物质的基本释义,两个粒子的运动是不可预测并具有不确定性,加上电场的传播具有有限速度c,电子处于质子前一时刻所产生的电场中。由于质子运动的不可预测性,质子前一时刻的位置不能由当前位置来推定,因此电子所处电场V(X)不可知,也无法表达,更不能用当前电子相对质子的位置确定的场V(R)来代替。这个两体粒子组成的简单量子体系的薛定谔方程中的电势场就不能确定。也就是说,如果我们 承认了微观粒子运动具有波粒二像性,物质波的特征,那么体系的薛定谔方程就不能确定 。同理,如果薛定谔方程是正确两体相互作用的方程,物质波的不可预测和不确定的运动就不能成立。 显然, 二者是不能同时成立的、水火不容的矛盾对立体 。薛定谔方程对于原子分子结构光谱的描述,已经有大量的实验证明是精确的数学工具,我相信 薛定谔方程是值得保留 的,德布罗意 物质波是多余的、应该抛弃的概念 。 “薛定谔方程与物质波概念存在水火不容的矛盾” 二者只能取其一,这就是我最近想要表明的,并希望通过科学网和SFN得到证实的观点。
个人分类: 杂谈|4722 次阅读|20 个评论
氢原子结构理论中的因果大战幽灵(1)背景
热度 5 jmluo0922 2012-6-19 17:25
近期科学网名博主黄秀清教授发表了关于超导和量子力学问题的两篇博文,引起了广泛的关注和激烈的争论。第一篇关于 BCS 理论的否定性质疑,科学网精选并置顶,追随者赞同,反对者一遍嘘声。总体来讲,我认为科学网开始讲科学了,对于个人学术观点、质疑主流的博文,表现出一种包容的态度,鼓励大家独立思考,发表自己的见解。这是一个进步,对此我代表对主流学术观点持质疑态度的广大博主和看客,向科学网和编辑表示敬意。 我认为氢原子结构及光谱辐射是科学皇冠上的明珠,从汤姆森模型、卢瑟福模型、玻尔模型到量子力学模型,事实上是没有得到完全解决的。 基于实验观察的经典理论对于原子结构的卢瑟福核外电子行星运动模型的解释,似乎遇到了不可克服的困难。根据经典电磁理论,电子和原子核的加速运动会不断地消耗能量向外辐射,因此电子相对于原子核就不会有稳定的轨道,会不断减小最终湮灭。按照这样的推论,经典理论不能用于原子结构的描述,这就是我们不得不进行“科学大革命”,接受量子、物质波等量子论概念的最直接和本质的原因。 经典理论作为 17 世纪以来人类科学认识精华,为人类进入工业时代、电器时代和信息时代提供了科学基础,也是当今工程技术的基础,渗透于各个学科和领域的每一个细节,即使当今最尖端的航天工程和国防工程技术也完全依赖于经典理论。“原子湮灭”的论断——这一票就能彻底否决经典理论描述的事物符合因果逻辑性的规律吗?就能葬送这个几个世纪以来得到不断验证和确认,创造人类物质文明的基础理论?不!电子决不会湮灭于原子核。因为“原子湮灭”出自于错误的加速带电粒子辐射模型的推断,并不可信。现有的电磁辐射理论认为,在非相对论性运动情况下,加速运动的电荷的电磁辐射只取决于加速度,因此辐射的反作用力(阻尼力)也只取决于加速度。由于电荷的运动可以是任意的,即电荷运动的速度和加速度可以成任意角度,辐射反作用力对电荷所做功的功率为辐射反作用力与运动速度矢量的点积,因此辐射功率可以是正值,也可以是负值,根据能量守恒原理反作用力做正功是不允许。很显然目前的电磁辐射理论存在严重问题,原子湮灭的论断必须重新考虑,也就是经典理论解释原子结构的大门必须重新开放。 根据电磁感应定律,感应电场由变化的磁场产生,即变化的磁场决定辐射,在氢原子电子和质子绕质心运动模型中,与变化的磁场相互作用力对应,考虑到涡旋磁场对感应电场(空间位移电流)的自约束效应,以及空间位移电流的相互磁场力作用,可以对氢原子的基态做出解释。即氢原子具有一个电磁性质稳定的基态轨道是目前电磁学定律可以解释的现象,这点在我前期研究论文和博文中进行了详细的推证,那么经典理论重回微观原子结构领域就有了足够充分的理由。 另一方面,以量子假设、物质波、测不准等原理形而上公理体系为基础的量子力学和量子论,在原子湮灭论断背景迷惑下,成为科学对原子结构进行解释,我们不得不接受的唯一选择。应用量子力学波表述,薛定谔方程进行求解和相关推论,我们可以对原子、分子和固体结构和光谱进行很好的解释,即使如此,量子论的基本思想—微观粒子运动的不可预测性,彻底颠覆了自然事物的逻辑性和因果性,强迫要求我们改变对真实世界的固有看法。因此自从物质波提出就质疑不断,并波及到哲学领域,至今仍未平息,令量子的缔造者和科学精英十分困惑。关于量子力学的解释目前已有二十多种,公认的数学表述有三种,呈现出一种“百花齐放”的繁荣景象。对于这种“混乱”局面,量子理论物理学家,只能通过投票的方式“统一思想和意志”。 2000 年的投票结果表明,目前教科书采用的哥本哈根波函数的纯几率解释,只有 5% 的支持率,这不能不说量子论正面临来自内部的巨大危机。 关于量子的论战最著名的当然要算爱因斯坦——玻尔的争论,老爱不断地提出问题,玻尔采用相关的补充和解释来应战,量子理论公理体系在这个论战过程也得到了完善。结果当然是爱因斯坦完败,但他到死也不冥目,坚决不承认量子力学。 我认为爱因斯坦发动那场论战的根本出发点是因为他承认世界的逻辑和因果性,相对论不能容忍超光速运动的现象存在。因为如果量子论中的物质波的不可预测性是真实的,则间接承认了微观粒子运动的超光速。我认为爱因斯坦并不像传说的那样是科学的天才、神明,对付物质波的不可预测性只需下面两个简单的问题就会令其原形毕露: 1、 根据物质波的基本释义,微观粒子运动对于观察者来讲是不可预测的,氢原子中的原子核和电子的运动一定是不可预测的,因此建立在粒子上的相对坐标系,或两体的质心坐标系相对于观察者的运动肯定是不可预测的,观察者观察的结果与粒子坐标系(相对坐标系或质心坐标)的关系是不可预测的,也就是不确定的。因此实验室观察测量的氢原子光谱数据与相对坐标系中描述的氢原子模型所推论出的结果具有内在的不确定性,显然就不具有可比性,目前的理论与实验就失去了联系。 2、 根据量子论的概念,微观粒子的微观运动由波函数描述。从数学的角度,宏观是微观的积分(累积),微观是宏观的微分(细分),一个自由电子可由平面波函数来描述,按照简单的逻辑,自由电子的宏观运动轨迹是一条直线,自由电子平面波函数对时间积分我们可以获得一条直线轨迹吗?,或者一条直线运动方程经过对时间微分我们可以获得电子的平面波函数吗? 3、 其它,包括黄秀清提出的势函数的问题。 基于上述原因,我认为目前对于氢原子中的带电粒子的电磁辐射和稳定有了新认识,因此对于原子结构的理论完全有必要进行一场大讨论,通过对氢原子结构中的哲学和物理学基础问题的讨论,从根本上认清物质世界是服从逻辑和因果,还是由“幽灵”来支配。 系列博文: 氢原子结构理论中的因果大战幽灵(5) 终结理论的基本要求 氢原子结构理论中的因果大战幽灵(4) 精确与精细的原因 氢原子结构理论中的因果大战幽灵(3) 物理世界真实不虚幻 氢原子结构理论中的因果大战幽灵(2) 电子会幽灵附体? 氢原子结构理论中的因果大战幽灵(1) 背景
个人分类: 物质结构|6069 次阅读|11 个评论
物质波-图片
quantumuniverse 2012-6-14 10:08
“德布罗意大胆地提出,并非所有的物质的特性都能用微粒说来解释。……不同实验的结果充分证实了德布罗意的理论。因此只有假定物质的本性就是波动性,才能说明物质的波动性的现象。至此,有关物质的这一崭新的、以前完全没有被发现的特性已经呈现在我们面前。因此,不是存在着两个世界(一个为光和波的世界,另一个为物质和粒子的世界),而是在仅有的一个宇宙里,物质的某些特性可以用波动说来解释,某些则要用微粒说来解释。 最后,我要指出:对物质适用的理论对我们人也同样适用。因为从某些观点看,我们就是物质的一部分。瑞典有一首著名的诗歌,开头一句就是‘我的生命就是波’。那位诗人也可以用这样一句话来表达他的思想:‘我是一个波’。如果他这样说了,他的诗句就将预言了人类当前对物质特性的深刻理解”。 ——奥西恩( 1929 年诺贝尔颁奖典礼上奥西恩对德布罗意获奖的颁奖词) (《诺贝尔奖讲演全集 . 物理学卷( I )》,福建人民出版社, 2003 , p701 )。 杨氏双缝干涉实验的激光衍射产生的相涉效应(马丁林下载自中国科普博览水煮物理,下同) 水波及自然现象的相涉效应 电磁波谱 杨氏双缝干涉实验的激光演示虚拟课件(百度图库)
个人分类: 量子力学|4165 次阅读|0 个评论
再次讨论什么是‘波’?
热度 1 chenfap 2011-2-28 10:39
再次讨论什么是‘波’?
再次讨论什么是‘波’? (物质波等概念 也要‘ 名正言顺’( 8 )) 为了要正确的理解‘物质波’概念,先要了解什么是‘波’?在博文《什么是‘波’? 什么是‘粒子’?(物质波等概念 也要‘ 名正言顺’( 2 ))》( 2011-02-08 )中,对‘ 什么是‘波’?’我仿照目前物理教科书的流行解释,是这样说的:“在物理学上,粗略地说,波(或波动)是振动传播的现象。 … 波发生在时空之中,它把某种场的波源在前些时刻振动的相位于后些时刻传至其它位置; … ”。必须指出,对波的这种认识是很不全面的,它只适用于既有波源又有传播现象的行波,而不适用于‘物质波’。因为,‘物质波’也可能是没有波源、和没有传播现象的驻波;若要在波的定义中把驻波概括在内,则要把波的定义修改为“波(或波动)是某种场的振动形态在该场中的运动过程”。这个定义最早是朗道给出的, 1964 年我写过一篇题为《有关波动的定义及波动方程的含义的若干问题》的文章,发表在该年出版的《物理通报》(现《物理》杂志前身)第 11 期上,并曾建议在物理教科书中讲解 非量子现象中之波动时, 采用 朗道的这个 波动定义。 具有波粒二象性的 ‘物质波’,还存在下述与我们在牛顿力学中所习惯了解的波动不相同的特性: 空间中,但状态函数 可取复数值或虚数值。 ”。若状态函数 只取实数值,则 希尔伯特空间退化为 普通空间,上述新定义则 退化为 非量子现象中之波动的定义。
个人分类: 未分类|3772 次阅读|2 个评论
有关物质波等概念‘正名顺言’的几点看法及建议
热度 2 chenfap 2011-2-23 07:16
有关 物质波等概念 ‘ 正名顺言’的几点看法 及建议 (物质波等概念 也要‘ 名正言顺’( 7 )) 物质波、几率波、德布罗意波、微观物质的波性这几个名词所要表达的都是同一物理概念,这就是‘微观物质所具有的波性’,但它们的内涵有所不同。物质波所强调的是,物质也能以‘波’的形式存在,似乎认为‘物质波’也是一种物质实体,并认为任何宏观物体也都可以‘算出’它的‘物质波’,而这所‘算出’的‘物质波’在实质上毫无物理意义(例如,可算出与地球联系的‘物质波’,这在实质上有何物理意义?)。几率波所强调的是,物质出现的几率可用‘波’性来表达,但它对物质的‘波粒二象性’却反映得不够。德布罗意波所强调的是每个物质粒子都联系着一个波,还以提出这个假设的物理学家德布罗意来命名,并有把这类波与光子所联系的光波相区分之意;而就物理特性来说,光子所联系的光波与电子所联系的电子波,在很多方面本质上是相似的。微观物质的波性所强调的是微观物质才具有的波性,这波性当然是指波粒二象性中的波性。比较起来,物质波、几率波、德布罗意波、微观物质的波性这四个名词之中,前三个各有所欠缺,第四个,即‘微观物质的波性’反映得还比较完全。 在量子理论中用‘物质波、几率波、德布罗意波、微观物质的波性’这四个名词来表达‘微观物质所具有的波性’这同一物理概念,是量子物理学在研究的历史过程中形成的。但由于这些概念既有重迭,又有差异,互相纠缠,往往使得对‘波粒二象性’的理解模糊不清;很有必要对 之‘ 正 名 顺言’。我建议可采用下述两种方法: 1、 以后主要采用‘微观物质的波性’来表达,避免或尽量少采用‘物质波、几率波、德布罗意波’ 来表达。 2、 为尊重历史,也可继续在不同的情况下分别用‘物质波、几率波、德布罗意波、微观物质的波性’ 来表达, 但要强调物质波 = 几率波 = 德布罗意波 = 微观物质的波性, 即它们所表达的是同一物理概念。
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无公式版:量子化又可把一个粒子的场变成多个粒子
热度 2 chenfap 2011-2-13 16:58
无公式版:量子化又可把一个粒子的场变成多个粒子 (物质波等概念 也要‘ 名正言顺’( 4 )) 博主按:应博友 sheep021 的要求,现将前一篇博文《 量子化又可把一个‘粒子’的场变成多个‘粒子’(物质波等概念 也要‘ 名正言顺’( 4 )) 》中的全部数学公式和符号删去。不知这样做,是否能对物理和数学知识较少的网友阅读本文更方便些?博主认为,通过数学公式可更深入地理解物理概念和物理规律。我写讨论物理基本理论的博文,通常都假定读者已具备大学工科《普通物理学》及相应的数学知识水平,为了正确和深入讲解,常要用到数学公式。考虑到一些网友的要求,以后我的博文可以出两种版本,即 1 、有 公式版, 2 、无公式或少公式版。先出 有 公式版,当网友需要时,再把 有 公式版改成无公式或少公式版。若有时难以改版,则请网友谅解。 在上次博文《量子化把‘粒子’变成‘波’(物质波等概念 也要‘ 名正言顺’( 3 ))》中,我们讲过,一个经典理论的物质粒子,在‘量子化’之后,可出现‘波性’,(实为‘场性’)。这是因为由经典关系可得出了量子关系;例如,由牛顿力学的能量、动量关系式可得出 薛定谔波动方程, 由狭义相对论力学的能量、动量关系式可得出克莱因 - 高登 波动方程。这两个方程中出现的波函数 可解释为,在‘量子’化之后,时空中出现了一种场,人们把它称为‘物质场’,它的场量就是波函数,这是因为‘物质场’的场量在时空中的变化可表现为行波或驻波。 在量子理论中存在两种观点,一种观点认为 波函数系与单个粒子相联系,即把 薛定谔波动方程看成是单个 粒子的场方程,把克莱因 - 高登 波动方程也看成是单个 粒子的场方程;另 一种观点认为 波函数系与粒子的系综(指 一大群相类似的体系的集合 --- 维基百科) 相联系,即把 薛定谔波动方程 和克莱因 - 高登 波动方程都看成是描述 粒子系综的场方程。从量子理论建立直到现在,这两种观点一直在争论。 场方程(包括 薛定谔波动方程和 克莱因 - 高登 波动方程 )也可以量子化,场的量子化是粒子量子化的推广。其步骤大致是: 首先将经典场纳入哈密顿力学正则形式,并得到其共轭场。量子化就是将经典场量及其共轭场量看作希尔伯特空间中的算符,并假设其满足一定的对易或者反对易关系式。没有学过量子场论的读者可暂时承认其结果,若有兴趣,以后再补习量子场论。场在量子化后,要出现粒子的产生和湮没现象,可引入 产生算符 和 湮没算符 来进行 处理。描述 场量的‘波函数’在量子化后变为 算符,场量子化后的状态常用 狄拉克符号 表示,这相当于 粒子量子化后的状态用 波函数表示。 由于 对场量子化后,要出现粒子的产生和湮没现象,常有 多个‘粒子’存在。若开始只有一个粒子,对这个粒子量子化,出现场,又对这个场量子化,便出现多个‘粒子’;总起来看,一个粒子变成多个同样的粒子。若把波函数与单个粒子相联系,‘一个粒子如何变成多个同样的粒子’就难以说通了;若把波函数与粒子的系综相联系,‘一个粒子如何变成多个同样的粒子’还可以说得通。但是,为什么‘量子化’可使物质粒子出现‘波性’(实为‘场性’)?为什么‘量子化’又 可使场出现‘粒子性’?以及为什么‘量子化’会使物理量变为‘算符’?这些问题仍然难以解决。在本系列第一篇博文中,我说过“ 与 物质波、波粒二象性有关的一些物理概念,能做到 ‘ 名正言顺’的则‘正名顺言’,还做不到的则存疑,等待新的研究。”。本人水平低,对上述问题也就只好存疑了。
个人分类: 未分类|3722 次阅读|4 个评论
什么是‘波’? 什么是‘粒子’?
热度 4 chenfap 2011-2-8 13:56
什么是‘波’? 什么是‘粒子’? ( 物质波等概念 也要‘ 名正言顺’(2)) 为了要讨论‘物质波’、‘波粒二象性’等概念,先要说明什么是‘波’? 什么是‘粒子’? 在物理学上,粗略地说,波(或波动)是振动传播的现象。波在‘介质’中传播,例如,传播经典力学波的介质是弹性介质,传播电磁波的‘介质’是电磁场。波发生在时空之中,它把波源前些时刻振动的相位于后些时刻传至介质它处;因之频率、周期、波长,相速等概念便常与波相联系。振动是有能量和能量变化的,因之波往往要传播能量。波所依附的‘介质’,波之振移、相位、频率、周期、波长,相速以及所传播的能量都涉及到波的基本特性,常可根据这些特性的有无来判断某种波是否真实存在。例如以后我们将说明,由于‘物质波’ 所依附的‘介质’,以及这种波之振移、相位等都说不清楚,便可以怀疑它‘是否真实存在?’。 ‘波’原指振动传播的现象,但人们往往把作为现象的‘波’与承载该‘波’的‘介质’(或场)混为一体,统称为波。这样便把‘波’当成为一个客观实体了。这种观点的习惯势力很强大,以致一些物理学者也接受了这种 观点;例如对‘光波’、‘声波’就常采用这种观点。要改变人们的习惯观点是很不容易的,但我们在讨论中必须分清楚现象和现象的承载物。 在物理学上,粗略地说,粒子是构成物质的单元,它的体积很小,常可忽略不计;粒子的一些物理量,如质量、动量、能量等等,往往具有定值。物理学的研究告诉我们, 我们能感知的周围宏观物体都是由分子、原子构成的,分子、原子又是由一些基本粒子构成的。现代物理学对基本粒子的研究已很深入,建立了一套 標準模型 理論 。这给人的印象似乎是物质是由粒子 构成的,物质似应以粒子性为主要特性。虽然在某些情况下,若分子平均自由程小到趋近于零时,某些物质(如流体)也可以看成是连续的,但这只是特殊情况。可是,基本粒子的理论基础是量子场论, 量子场论的出发点是连续的场,因之, 给人的印象又似乎是物质的基础是场 ,物质似应以‘波‘性为主要特性。 暗物质、暗能量的发现对物质的‘粒子性’和‘波’性提出了新问题。暗物质与我们周围由一些基本粒子构成的宏观物体不相同,估计它不是重子、轻子物质。还可估计暗能量是某种场,但它与我们周围同一些基本粒子相联系的场在特性上有差别。虽然如此,而无论如何,物质的‘粒子性’和‘波’性的相互关系仍然是我们须要深入研究的问题。
19337 次阅读|10 个评论
物质波等概念也要‘名正言顺’(1)
热度 2 chenfap 2011-2-6 08:02
物质波等概念 也要‘ 名正言顺’( 1 ) 在发表博文《尝试使‘物质、质量、能量’名正言顺》( 2011-1-31 于本博发表)之后,我想到了物质波等概念 ;我觉得,从‘ 名正言顺’的角度来考虑,比起物质、质量、能量来说,物质波等概念 的问题更大。 物质、质量、能量的问题主要是某些书籍、文章的作者和一些读者误解的问题,尚不是物理学研究本身的问题;只要这些作者和读者的物理学理论水平提高了,是很容易解决的。可是,物质波等概念 的问题不仅是 一些作者和读者误解的问题,有些方面还来源于物理学的研究本身。因此对‘物质波等概念 ’的‘名 正言顺’也就比较复杂困难。 物质波等概念包括物质波、几率波、德布罗意波、波性、粒子性、波粒二象性、 薛定谔波动方程、 希尔伯特空间 的波函数等等与 物质波、波粒二象性有关的一些物理概念。关于这些概念,众所周知,有些彼此重迭,有些互相纠缠,还有些物理本质尚模糊不清;这些 问题 来源于物理学的研究历史和研究本身,必然要增加对‘物质波等概念 ’之‘名 正言顺’的复杂和困难。 从这次博文开始,本博将发表《物质波等概念 也要‘ 名正言顺’》的系列博文,尝试梳理与物质波、几率波、德布罗意波、波性、粒子性、波粒二象性、 薛定谔波动方程、 希尔伯特空间 的波函数等等与 物质波、波粒二象性有关的一些物理概念;能做到 ‘ 名正言顺’的则‘正名顺言’,还做不到的则存疑,等待新的研究。写作这个系列博文只是‘抛砖引玉’,希望能引出一些优越的观点和看法。
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正确对待物理问题的是与非
热度 2 jmluo0922 2010-10-13 14:22
对于现代物理理论相对论和物质波的质疑,一直就没有停止过,包括物理界内部与外部的,最著名的就是爱波的论战,更令人不解的是普朗克作为量子的创始人最后也表示后悔提出了量子破坏了科学,20世纪初没有一个当时已成名的科学家参与这场科学大革命,这是科学发展史上非常异常的现象。 人们应用经典理论创造了工业革命、迎来电子时代和信息时代,当今工程技术领域依赖的科学基础理论基本找不到相对论和物质波的影子。经100年多年来的发展,新科学远远脱离了人们的日常生活,除了可能的时间机器、隐形传递和超光速通讯这样违背传统科学观念的设想能够让人们期待,还能为人类的文明进步带来什么呢? 普通人对于这样的理论的正确性表示个人的不理解、质疑甚至否定,是一件很正常的事,但一些所谓的正统物理学家不能正确的回应,反而对这些人无端指责,并给他们冠以不够聪明所以不能理解、民科、科学分裂症者等不雅称谓。甚至还声称和宣扬20世纪人类智慧的总和还不如爱因斯坦,我个人认为这不是正常的科学行为,完全是一种类似于宗教狂热的行为。以牛顿的自然哲学思想为基础的经典科学,为人类的文明进步作出了巨大贡献,直到今天还渗透到科学技术的每一个细节,也没有如此狂妄。 相对论重要问题在于空间洛伦兹收缩,源于迈克尔逊莫雷实验(MMX)。MMX就成为问题的关键,采用来自于实验观察的经典理论对于其中的光学干涉问题进行讨论,是一件无可厚非的事,指出其中的问题甚至错误不仅是物理学家,而且是每个科研人员的义务和责任。因为这不是一个小的学术问题,它关系到科学与谬误的重大的是非问题。 以上个人感概,请不要对号入座
个人分类: 观点和方法|4364 次阅读|15 个评论
科学理论不是“脑筋急转弯”
jmluo0922 2010-9-30 15:22
物质波及其纯几率解释是目前量子理论的核心思想之一,微观世界中的运动粒子具有波粒二像性,这种运动是由几率波来描述的。 由上述概念出发,对于氢原子由电子和质子组成的量子体系,电子和质子的运动应该是随几,因此得不到氢原子模型? 目前教科书中对氢原子模型的处理方法,是一种掩盖矛盾的做法。假定质子的运动与电子相比可以忽略,即质子是不动的,得到电子在质子产生的中心场运动的氢原子模型。 大家可以想一想, 随几运动有剧烈的概念吗?这种运动是可以被忽略的吗??质子的 运动和 位置 应该 是随几不确定 的,怎么能为电子提供一个稳定的中心场??? 科学思想和理论不是考大家的“脑筋急转弯”,不是吗???
个人分类: 杂谈|4343 次阅读|3 个评论
关于量子的解释(5)物质结构理论的新篇章
热度 3 jmluo0922 2010-9-8 14:32
量子和 量子力学是先有数学表述,后进行物理解释的理论 。目前有三种公认的表述:薜定谔方程、海森伯的矩阵力学和狄拉克的算符理论,并且在数学上是等价的。很显然,这三种表述应指向共同的物理现象,即 关于量子的终结解释应能为量子力学多种不同的数学表述(至少包括已公认的三种)给出统一物理解释。 1926年,薜定谔方程继海森伯的矩阵力学之后不久发表,标志着全新的量子力学的诞生。矩阵力学明确地表明是来自于振动的分析,由于数学形式复杂目前在应用方面受到限制。薜定谔方程是量子力学的波动版本,通过方程的求解和推论,精确地解释了原子光谱的规律,是目前应用最广泛、给出解释最多的理论。关于算符理论以及电子密度泛函了解不多,认识不够,在此不能给出个人的评价。 薜定谔方程的由来是一个迷。 薜定谔 本人在其关于该方程的第一篇论文中并 没有给出方程的详细推导过程 ,只是 说明通过该方程的求解可获得我们研究氢原子结构所需要的结果 ,可用于氢原子结构与光谱的解释,但没有明确说明该方程与物质波有什么样的联系。 后来围绕这个方程出现了关于量子力学解释的多个平行版本,其中关于波函数及其几率解释即“哥本哈根学说”成为了量子理论的核心之一 ,也是所谓关于物质微观结构和粒子运动“波粒二象性”革命性的新概念,导致了对自然科学和哲学的固有观念的“大革命”。 薜定谔方程决不可能是“周公托梦”的产物 ,薜定谔一定是在一个具体的物理模型下,进行相关的数学推导获得的。 薜定谔保持其方程神密性,同时又对几率波解释持不赞同态度,有其个人必然(难言)的原因 ,这实在是令人费解。关于薜定谔的这些秘密今后只能靠将来的“量子考古”新兴交叉学科的研究人员来研究了。 我个人猜测,薜定谔所用的模型很可能是轨道共振模型,数学推导很可能与本系列博文“关于量子的解释(4)薜定谔方程和普朗克假设”的过程是相同的,由于当时对于氢原子的电子轨道运动持否定态度,因此该模型就不具备前提条件,即论文要被接受和发表,首先应解决轨道的稳定性问题。在当时,由于对运动电荷电磁辐射认识上的问题,这一点是很难完成的。 海森伯的矩阵力学来源于对原子光谱振子模型的理解,由于“经典理论的困难”这一理论正在被物理学渐渐地淡化。 对于原子、分子和固体结构及其光谱的解释,薜定谔方程表现出了其无所不能和无比强大的威力。毫无疑问,这个方程给出了物质结构变化的规律与光谱现象的精确描述。为什么导致物质结构变化的因素不能理解为结构共振呢?而且是结构中的带电粒子轨道共振呢?很显然,这个观点要成立,首先应解决“经典理论的困难”这一难题。 我个人 对于氢原子中电子和质子轨道运动的电磁现象,包括运动电荷的辐射进行了细致研究,提出了 运动电荷电磁辐射新的观点和模型,对于氢原子电磁辐射和结构稳定性的结论是与现有观点是完全不同的。 我认为新的运动电荷电磁辐射模型成功地解释了以下问题: 1、氢原子的电磁稳定性,由于运动带电粒子的 电磁辐射和偶合 ,孤立的 氢原子的 只能处于一个稳定的轨道运动状态,即 基态 ,是电磁性质和力学定律决定的,同时说明了原子的 能量最低原理 也是由此因素决定的; 2、 感应电磁场的自约束, 随频率增加感应电场受自感磁场约束作用和电磁波传播的定域性明显加剧, 光子是 完全自约束的电磁波(或空间位移电流); 3、轨道 共振是导致 原子线光谱即 量子化的原因 , 通过求解驻波的数学方法 ,对氢原子轨道及共振进行数学处理, 获得了薜定谔方程、普朗克能量子、“物质波”等共振时一些物理量之间的数学关系 。 基于上述结果和分析,我认为 “物质波”学说违背了自然科学的基本原则并且自相矛盾 ,除已有的争议外,我个人认为由“物质波”及其几率解释观点出发,我们无法获得原子结构清晰的图像,是令人最难于理解和接受的。我相信科学发展的历史最终将翻过“物质波”学说在科学认识上最为沉重和艰难的一页, 我们会抛弃“物质波”这个自从其提出至今倍受争议,并强迫我们改变科学观念的学说,重新构建我们关于物质结构的理论。 我希望在我的论文(已被GED接受)和日志呈现出的观点能为大家提供参考,共同探索物质结构的真知。 ( 博文中的猜测部分是我不清楚的,请大家不要太认真,欢迎提供正确的信息 ) 系列博文: 关于量子的解释(1) 光子 关于量子的解释(2) 氢原子的电磁自辐射与稳定性 ; 关于量子的解释(3) 共振与量子化 ; 关于量子的解释(4) 薜定谔方程与普朗克常数 ; 关于量子的解释(5) 物质结构理论的新篇章 。 附件: 氢原子电磁辐射与稳定性
个人分类: 物质结构|7454 次阅读|3 个评论
两个物理公式与哲学
热度 3 jmluo0922 2010-7-1 16:05
最近武夷山网友发表了一篇非常好的博文哲学与物理学的先后(外一则)( http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=336806 ),对物理学与哲学的关系进行了讨论,我认为从事科学研究的人是否能取得大的成就,其哲学思想,认识自然的基本观点是具有决定作用的,因此我参预了讨论,对于其中的两个问题提出了不同的看法,并认为有必要作为日志发表。取名为 两个物理公式与哲学 我个人认为,哲学是研究自然、社会及思维在认识层面上具有共性的问题,涉及世界观问题。而量子理论和相对论只能算自然科学领域物理学中的两个观点,并且由两个数学表述引起的。 有人认为: 在量子理论方面,是先有科学成果,后有哲学解释,哲学成为科学的律师; 薛定谔方程波函数的几率波解释,打破了因果律。这只是物理学研究范围内对特定数学表述的解释,是不足以上升为哲学的。况且,量子力学有多种在数学上等同表述,并且我相信今后随数学的发展,还会出现更多的数学表述。从数学表述形式上直接作物理意义方面的理解可能会得出相互矛盾的结果。 有人又认为: 在相对论方面,则是先有哲学,后有科学理论,哲学成为科学的母体 相对论提出的目的在于新的时空观和质能观,关键在于真空中的光速不变原理是否成立。即使是成立的,那么在充满介质(如空气、水)世界、或根本就没有光的世界中会如何呢,结果一样吗?用视觉可以感知世界,但并不是唯一的! 我们不能将时间的定义与采用什么样的方法来测量可能会导致系统性的(或方法性的)偏差相混淆,因为时间是概念性的,而光速本身是一种现象中特定物理量的特性,是在时间和空间概念确定的条件下,对电磁波传播行为的描述。因此我个人认为,光速不可能用于时间的定义。相对论哲学是以光速不变作为先决条件,而后影响时间和空间的定义的。 对此我感到难于理解。
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两朵“疑云”,两道门
jmluo0922 2010-6-29 18:32
近代物理的开场篇无疑是从经典物理晴朗天空中的两朵疑云开始的,我之所以采用疑云而不是用乌云,完全是为了尊重物理学泰斗开尔文爵士用词的原意 two small, puzzling clouds remained on the horizon。我个人认为疑云的含意是待研究的问题,而乌云则为不可解的问题。 正是这两朵疑云开启了进入两个新世界的两道门。一个是爱因斯坦相对论给我们描绘的,通过大爆炸(big bang)产生的球形宇宙,我们可以坐上时光飞船可以通过时空虫洞穿梭于浩瀚的宇宙,回到过去,进入未来;另一个则是物质波给我们描绘的不确定多世界,你可千万要小心薜定谔猫的生与死完全取决于你的测量。这些在童话中才可能出现的境象,现代物理理论给了你肯定的答案。在相对论面前,大自然又能如何呢?只要时光机器研制成功,我就可以进入你的过去,决定你的现在。人类拥有了相对论还有什么是值得敬畏的呢? 难以相信两个实验两朵疑云两个数学表述,具有如此威力!!! 第一朵疑云,第一道门:迈克尔逊莫雷实验与以太漂移 杨氏会叹息,唉,迈克老弟,你很机灵但太粗心了,光学干涉不能这样理解吧,看你结果把大家搞成什么样子。 第二朵疑云,第二道门:能量均分与紫外灾难 麦克斯韦会大声提醒,位移电流、涡旋场这可是我的心血凝成的,可别任意丢弃,更不可曲解。 牛顿会说,共振可以摧毁桥梁,也可以改变电子的轨道。 普朗克说,是的,我坚信你们的信念,粒子本该是粒子,事物就应由因果关系决定。 今天,这两朵疑云已化为迷雾笼罩在物理的天空,相对论和物质波自从其提出以来,就处在不断的争论之中。从洛伦兹变换、薜定谔方程出发给出有关物理现象的解释及相关推论无疑推动了科学进步,但隐藏在这两个数学表述中的真正物理含义是什么呢?相对论和物质波是否就是这两个公式的唯一的解释呢? 以上属个人感叹。
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“上帝的另一只手”
热度 1 jmluo0922 2010-3-4 16:51
量子理论建立之初,以玻尔为代表的“哥本哈根学派”对于薜定谔方程中的波函给出了纯几率波的解释(目前的主流派观点),这一学说可以说是“颠覆”性的,因为要求我们改变对世界的真实性固有看法,抛弃科学的传统概念和因果关系。这一结果被有些物理学家调侃为“世界是由上帝掷骰子决定的”。 氢原子是由电子和质子组成的两体系统,如果接受“哥本哈根学说”,电子和质子的运动都应由几率波描述。结果必然是由于电子和质子出现的位置是随几的,因此氢原子就不会有一个稳定的中心,也就不可能获得电子在稳定中心场运动的原子模型。我认为这是一个非常严重的问题。 要解决这一难题,“哥本哈根学派”只能再次求助于上帝,请求“上帝用一只手掷骰子,同时用另一只手将原子核固定在坐标系的原点上”。只有这样,困难才能再次化解。 今年1月12日,我在科学网和SFN以博文的形式公开了我对氢原子电磁辐射及稳定性认识和学术观点。在科学网并没有产生多大反响,这也许由于是“非主流观点”的必然结果吧。但在SFN上就有关学术问题引起了激烈的辩论,感兴趣的朋友可以访问和参与。 科学网博文: http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=286210 科学网讨论: http://www.sciencenet.cn/q/showtopic.aspx?g=physicsid=193 SFN: http://www.scienceforums.net/forum/showthread.php?t=48176
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场与电荷之间的关系
liuying56 2010-1-24 21:58
实验发现:电荷周围存在电场,移走电荷,场也消失了。这个事实告诉我们,电荷是这个场的源,但没有告诉我们源和场之间的关系。电荷和其产生的场是什么关系呢?我们可以做两种假设: ( 1 )场是从属电荷的,或者说电荷和该电荷形成的电场,是不可分割的整体,质量几乎全部集中在电荷上,但电荷占据极小的几何空间。 这个假设是否合理,要看从这个假设出发,又会得到什么结果,以及结果是否有实验支持。 首先我们看到,当电荷运动时,这个电荷的场就要发生变化,我们就能观察到一个由电荷运动速度决定的变化的场,也许这个变化的场就是德布罗意说的那个物质波。电子衍射实验似乎证明了这个假设。 但是这个假设不被其他实验现象和现在的电子工程实践所支持。因为运动的电荷,使其电场变化,变化的电场会产生磁场,即会形成电磁波,而电磁波是可以辐射出去的。因此场是可以脱离电荷存在的。 ( 2 )运动的电荷会产生电磁辐射,这是个无可争议的事实。那么电荷和电场之间的关系应该是这样的:场不是从属电荷的,而是电荷激发出来的,是承载场的某种物质(我们称为场物质)与电荷相互作用的一种表现。当电荷运动时,场物质被扰动,电荷运动的能量转化为这种场物质的能量,这种能量在场物质中的传递就是电磁波。 这个假设存在的问题是,我们至今还不能直接确定这种场物质的存在,并且这种场物质性质不能在经典物理学框架内阐述。
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