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量子力學詮釋

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量子力學和相對論是近代物理學的兩大支柱。量子力學理論體系的自洽性及其與實驗事實的符合,已經得到學術界的公認,但是對它的基本概念的理解與解釋,也就是量子力學的詮釋問題,還一直存在著爭論。這些爭論主要集中在如何理解波粒二象性和測不準關係,以及以玻爾為首的哥本哈根學派由此發展出來的互補原理上。當前大多數物理學家比較傾向於接受哥本哈根學派的解釋,而稱其為量子力學的正統解釋。

1已有的量子力學詮釋

多是的不完備
哥本哈根詮釋「撞大運」解釋
是古典最被認可的「撞大運」概率詮釋。留有許多疑問,不能自圓其說。
古典機械波的分解與本質
經典機械波的波動方程(1或1'式)可以分解為兩部分:振動與平動。
y=Acosω(t-x/u) 1
y=Acos(2π/λ)(x-ut) 1'
即波動方程是由Y軸上的振動方程(或y=Acosω(t-t'))
y=Acosωt 2
與X軸上的平動方程(或t'=x/u)複合而成的.
x=ut' 3
由此不難看出"振動與平動的矢量和"是波動的起因和本質.
介質波與載體波
1.介質波
古典機械波是連續介質的擾動,換句話說,沒有媒介經典波也就不存在, 媒介是經典波的精髓和關鍵.因此,鑒於這一特點,經典波可以有一個新稱呼:"媒介波或介質波". 以便與新概念"載體波"相區別.
經典機械波的構成有兩個主要元素,一個是物質,即連續介質;另一個是屬性, 即平動+振動的擾動.介質是本體,是物質.波動是"平動+振動"的一種運動形式,是屬性,不是物質. 如果將這元素做些調換(替換),介質換成粒子,把屬性"平動+振動"賦予其上,則粒子就成了"平動+振動=波動"的波動粒子,或粒子波.此時的粒子就不在是波的媒介了,而成為"波的載體",此粒子波不妨可稱為"載體波".
2.載體波
以物質(粒子)為載體的平動粒子的擾動,所產生的粒子波叫"載體波".載體波與介質波的區別在於波的執行者,攜帶體的不同.
介質波與載體波都有一個共同點(共有的特性),都具有"平動+振動"的波動的特性或屬性,其運動的形式都相同.但是,兩者傳輸波的媒體或物質確不同.介質波是靠連續媒介來傳遞的,該介質是被動的客體,不是主體,是隨波逐流的;而載體波的粒子是載運波動的載體,是主動的主體,波動只是它的屬性.
媒介波只是波的一種,量子波與其不同,因此在介質波範圍內很難找出類似物質波的經典解釋. 只有在經典的波粒兩分的傳統中,探索和揭示出波性與粒子性的兩性合一,即波粒統一性,才容易對量子論給出更廣義的詮釋.
3.以太的去留
以太留給人們的印象應是媒介.而深受古典波粒概念影響,且暗受束縛的德布羅意波似乎也在尋找類似古典波介質樣的參比或參照物:"物質波的媒介物"----以太,但常常是難以如願.粒子波是載體波,不是媒介波,因此有沒有媒介對它已不重要.物質波可以不需媒介,自身就能產生波動運動或載波.沒有以太做媒介德布羅意物質波也將存在.所以,找不找以太已不重要,更何況以太一直也沒有找到.

粒子波與量子波的統一:純物質的物質波

1.經典波動方程中隱含著量子關係
經典波動方程1,1'式或4--6式中的u,隱含著不連續的量子關係E=hυ和德布羅意關係λ=h/p,由於u=υλ,故可在u=υλ的右邊乘以含普朗克常數h的因子(h/h),就得到
u=(υh)(λ/h)
=E/p
使經典物理與量子物理,連續與不連續(定域)之間產生了聯繫,得到統一.
2.粒子的波動與德布羅意物質波的統一
德布羅意關係λ=h/p,和量子關係E=hυ(及薛定諤方程)這兩個關係式實際表示的是波性與粒子性的統一關係, 而不是粒性與波性的兩分.德布羅意物質波是粒波一體的真物質粒子,光子,電子等的波動.
討論
量子論中物質波的舊詮釋:波粒二象性,非物質的物質波,以及,即有粒子性, 又有波動性的模糊詮釋.但是,此兩性又是分離,不統一的,並非粒波一體同時存在的,一會是波,一會又是粒子, 怪異的鬼波樣的解釋.都是由於傳統的經典物理中還沒有粒子波的可做比較的參比物,因此,詮釋方面再難以有更大的突破,或有出奇得勝的想象.只好用互補的波粒二象性解說,替代.
由經典物理可知,物質粒子的基本運動形式有三種,即平動,振動和轉動.在粒子的實際運行過程中,其運動形式往往也是多元的,而不象理想條件下所描述的只存在單一的運動形式,如只平動,或只振動. 即實際粒子的運動軌跡常常是由三種基本運動形式:平動+振動(+轉動)合成的. 只有當其中某種運動形式的強度(幅度)與其它運動形式的強度(幅度)或粒子的尺度相比極小時,那種小強度的運動方式可以被忽略,強度大的運動方式被保留,並被指定(理想化,假定)成為單一的運動形式(或h→0[ ])時,粒子的運動形式才被設定為是一元的.如當粒子振動運動的振幅A很小,而平動運動的強度S很大時,即A/S足夠小(或A/S→0)時,振動可以被忽略,只考慮平動,即經典的平動運動學所研究的現象;而當平動強度S很小,振動幅度A較大時,即S/A極小,顯出的只是振動運動,平動可以被略去.以上兩種情況是經典物理中的主要研究對象.
但是,當振動幅度A與反映該粒子尺度大小的直徑D,或平動程度S相比較,即A/D,或A/S→a不大不小正相當時,該粒子的運動就不再是單一的平動或振動了,而變成為平動與振動的複合運動了,其合成的結果就變成了"粒子的波動運動----粒子波",即"平動粒子與振動的矢量和"或"平動粒子的擾動".
自然界中的"粒子(質點)",大到宏觀宇宙的行星,中到肉眼所見的石子,小到微觀的量子世界,都還是能夠找到"平動+振動的粒子波動運動"的蛛絲馬跡的.只是還沒有受到人們的重視,象經典物理中就極少涉及"平動+振動的粒子的複合波動運動".振動+平動的連續介質的擾動:波,也只是注意到了連續的媒介或媒介波,而沒有涉及不連續,定域的粒子載體波, 致使出現了量子鬼波的怪異詮釋,增加了神秘化,消弱了科學化.
綜合量子物理的實驗結果,可以看出波性與粒子性的合併和統一性.在以單個粒子, 如光子,電子做衍射實驗時,很顯然它們具有粒子性,這是理所當然的. 但是,此粒子性又不同於經典粒子物理的直線運動性能. 過小孔落在屏幕上的粒子不是打在某一固定的點上,而是(隨機地)落在某一區域內. 發生這種變化的原因,就是因為該粒子不在是以經典的,標準的,絕對直線運動的軌跡運行的, 他是以波動的方式,或者是受擾動的平動粒子的波狀軌跡運行的.也就是說單個粒子具有波性,其粒子性與波性是統一的,粒子與波是一體的.
當有多個粒子時,量子顯波性,這是傳統量子論的權威說法.但是,在它的波性背後, 還隱含著波的粒子性.因為整體的衍射或干涉花紋,是由許許多多的單個粒子的點組合而成的, 也就是說波性花紋是(波動的)粒子生成的,波性中包含有粒子性.波與粒子是合為一體的. 波粒也是統一的.
實際上,拋開波的施動對象(如連續媒介或載體),去看波, 波性的本質就是平動與振動的矢量和,或是一種擾動,一種複合的運動.就是運動學(平動與振動)的"簡單"相加,與運動學沒有什麼本質差別.
機械波,粒子波,物質波,或者媒介波與載體波的形式體系是統一的,與經典波是一致的.都是"平動與振動的矢量和",又是量子論新詮釋的雛形. 粒子具有波動性,載體波又具有粒子性,是產生波粒統一,粒波一體的德布羅意波的關鍵.德布羅意物質波就是(純,真)物質粒子的波動.
結論
機械波的波動方程可以分解為振動與平動兩部分,平動與振動的矢量和是波的本質,經典波與物質波都是這樣.波是屬性,不是物質.古典機械波實際就是"媒介波",靠連續介質傳遞波動.在介質波之外,還有"載體波".他是以粒子為載體的粒子的波動,即平動粒子與振動的矢量和,他可以用經典物理來描述,是粒子與波的統一體.粒子的定域性與波性是互容的.粒子波的波動方程與經典機械波的方程一樣, 兩者的數學形式體系是統一的.經典波動方程中,隱含著量子關係u=E/p,有粒子波,他是德布羅意物質波的可比擬的參照物,使物質粒子與波合二為一,統一成一體,物質波是純物質的波動.使鬼波得以清除,詮釋變得清晰.
參考文獻
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2決定論樣的量子論詮釋

以愛因斯坦為代表的少數派,但他是趨向真諦,返樸歸真,揭示原本的直覺本真。

3愛因斯坦的「上帝不擲股子」

愛因斯坦始終認為「量子力學(詮釋)不完整」,但苦於沒有好的解說樣板,也就有了著名的「上帝不擲股子」的否定式吶喊!其實,愛因斯坦的直覺是對的,決定論的量子詮釋才是「量子論詮釋」的本真、根源。
振動的粒子」是愛因斯坦「上帝不擲骰子」現代版詮釋。回到原點、返璞歸真。
量子的波動=微粒子的平動+振動

4量子力學新詮釋:霍金膜上的四維量子論

類似10維或11維的「弦論」=振動的弦、震蕩中的象弦一樣的微小物體。
霍金膜上四維世界的量子理論的近代詮釋(鄧宇等,80年代):
振動的量子(波動的量子=量子鬼波)=平動微粒子的振動;振動的微粒子;震蕩中的象量子(粒子)一樣的微小物體。
波動量子=量子的波動=微粒子的平動+振動
=平動+振動
=矢量和
量子鬼波的DENG'S詮釋:微粒子(量子)平動與振動的矢量和
粒子波、量子波=粒子的震蕩(平動粒子的震動

5「波」和「粒子」統一的數學關係

振動粒子的量子論詮釋
物質的粒子性由能量 E 和動量 p 刻劃,波的特徵則由電磁波頻率 ν 和其波長 λ 表達,這兩組物理量的比例因子由普朗克常數 h(h=6.626*10^-34J·s) 所聯繫。
E=hv , E=mc^2 聯立兩式,得:m=hv/c^2(這是光子的相對論質量,由於光子無法靜止,因此光子無靜質量)而p=mc
則p=hv/c(p 為動量)
粒子波的一維平面波的偏微分波動方程,其一般形式為
∂ξ/∂x=(1/u)(∂ξ/∂t) 5
三維空間中傳播的平面粒子波的經典波動方程為
∂ξ/∂x+∂ξ/∂y+∂ξ/∂z=(1/u)(∂ξ/∂t) 6
波動方程實際是經典粒子物理和波動物理的統一體,是運動學與波動學的統一.波動學是運動學的一部分,是運動學的延伸,即平動與振動的矢量和.對象不同,一個是連續介質,一個是定域的粒子,都可以具有波動性.(鄧宇等,80年代)
經典波動方程1,1'式或4--6式中的u,隱含著不連續的量子關係E=hυ和德布羅意關係λ=h/p,由於u=υλ,故可在u=υλ的右邊乘以含普朗克常數h的因子(h/h),就得到
u=(υh)(λ/h)
=E/p
鄧宇關係u=E/p,使經典物理與量子物理,連續與不連續(定域)之間產生了聯繫,得到統一.
2.粒子的波動與德布羅意物質波的統一
德布羅意關係λ=h/p,和量子關係E=hυ(及薛定諤方程)這兩個關係式實際表示的是波性與粒子性的統一關係, 而不是粒性與波性的兩分.德布羅意物質波是粒波一體的真物質粒子,光子,電子等的波動.

6原子模型:三維振動的矢量和、李薩如圖形

原子模型:三維振動的矢量和、李薩如圖形下的
振動+振動+振動=形軌道、電子云
振動+振動+平動=波動量子

7量子波與氫原子:與李薩如圖形

圍繞原子運動的微粒子(量子),他們的軌道、軌跡,即多元動力學的運動,可以方便的用李薩如圖形表述,非常簡單,明白。他們的力學屬性也可以用李薩如圖形詮釋(鄧宇等)。
電子的圓周或圓球李薩如運動軌跡 ——
就是原子引力與其外圍微粒子在二維或三維空間上X,Y,Z三方向力的合成。Fx+Fy+Fz=圓球,如果Fx=Fy=Fz=F.或Ex=Ey=Ez.
振動x+振動y+振動z=圓球、圓周
XYZ三個方向的振動合成了圓。
圓周運動微粒子的軌跡是X,Y,Z三方向作用力的矢量和。
振動x+振動y+振動z=矢量和
Fx+Fy+Fz=F+F+F=3F=圓球
圓球=3F

8電子云的啞鈴型軌道等李薩如解

——Fx≠Fy≠Fz。三方向作用力數值相等,粒子軌跡是圓球。三維力不相等時,非圓的軌道。三方向力呈一定比例時就會形成,啞鈴型等多變化的軌道雲。
Fx+Fy+Fz
=F+bF+cF (矢量和)
=啞鈴型
=振動x+b振動x+c振動x=啞鈴
其中,b,c是比例因子。激發躍遷溢出「平動+振動」=量子波
平動x+振動y+振動z=量子鬼波
=波動的粒子
包括旋、自旋

9 量子論新詮釋: I.波粒統一的粒子載體波

純物質的物質波----粒子載體波(1988年)
New Interpretation of Quantum Theory
鄧宇 等
摘要: 古典機械波是振動與平動的矢量和,是媒介波.平動的粒子+振動也可以產生波動,它是波粒統一,粒波一體的載體波.德布羅意物質波是平動光子,電子等載體粒子的擾動,是純物質的物質波動,無需以太做媒介.波動方程是廣義的,介質波,載體波都適合,其中,隱含著量子關係u=E/p.揭開了量子鬼波的神秘面紗.
傳統量子鬼波的詮釋認為:物質波不是什麼東西的波動,即不是波粒一體的物質粒子的波動,而是與粒子相伴隨的波. 此種觀點是受舊的經典粒子物理的粒子有平動,少波動及波動物理的連續,非定域等概念的限制,而受到拘束,才有了波性與粒子性兩分的,非統一的, 互補的波粒二象性的神化的解釋.
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