物理学论文【精选4篇】

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物理学论文【第一篇】

此乃特殊重要文稿,几乎涉及物理世界全部问题。文中全部用8位数字有效精度并与实验完全相符的计算结果表明下述原理成立:

〖测得准原理〗:世间万物,无例外,都是测得准的(准确程度最终都将取决于普朗克常数h=2π?的准确度),绝非测不准的;世间只存在测不准的学者,并不存在测不准原理——《量子力学》的基本原理。

文中用大量无可否认的事实,全面、系统、严格地证明了量子力学——世界权威理论,纯系伪科学。其基本原理——测不准原理系反科学的理论,由此量子力学已把科学引入歧途,并使之陷于恶性循环不解之中!

由于量子力学已修成了诡辩内禀属性,任何单方面对其论说全然无效,必须给量子力学以全面充分曝光,所以篇幅显得较长。实乃:

有道僧是愚氓忧可训,

奈何量子愚氓胜和尚!

原作

修改

作者:可雪

第一章.世界是测得准的,并非测不准的

乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。

大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架——《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。

但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实:

关于“量子化”根源问题。

微观世界“量子化”已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是“量子化”根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄!

就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈“量子”的“科学”。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状!

可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:“量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的”。

虽然,这量子力学家利用了“微小量子”数学“极限”概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程!

不可否认的事实是:阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。理论与实践关系问题

既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠――“符合”试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实:

世界著名理论物理第六册——《量子力学》(文献[1])中著:“量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统”。

这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。“科学学”研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:“量子力学是建立在实验基础上的科学”。这不是弥天大谎么?!

文献[1]在建立对易关系:

pq-qp=(?/i)E―――――――――(1)

时说:“这是一基本假定”。并告诫人们:“不可懂”!就是说(1)式不能用任何数学——物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,(1)式就是昭著世界的“波动方程”的基础,也就是量子力学的理论基础。

所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识!

研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意“物质波”理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说“建立在实验基础上”呢?!

研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出“物质波”概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出“波函数”(Ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即(1)式上,便铸成了著名的“波动方程”——量子力学的理论基础:

(h2/2m)2Ψ+(E-V)Ψ=0―――――(2)

由于量子力学凭空引进“波函数Ψ”,实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。

量子力学诡辩伦理

关于理论基础诡辩

以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:“量子力学是建立在实验基础上地科学”。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。关于物质波的狡辩

对于“物质波”概念,量子力学[1]应用了三个基本假定:其一假定“对易关系”即(1)式,由此构成量子力学骨架;其二假定“测不准原理”,由此编造了电子“几率云”图像;其三假定“波粒互补原理”,这种原理本身就是一种诡辩,因为“波粒二象性”问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出“波函数Ψ”并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质——量子力学家们的主观意识。

然而“波函数”的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论!

如果需要,量子力学(文献[1])首先拿出:

2πa=n――――――――――――――(3)

很明显式中2πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言(3)式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现:

关于“经典”与“近代”狡辩

量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。

然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数Ψ的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实——量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!量子力学方法论狡辩

确切说,量子力学不能给波函数Ψ做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用:①波函数Ψ表示粒子中心轨迹波动;②波函数Ψ表示粒子出现几率;③波函数Ψ表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都“迎刃而解”了。

然而,量子力学同时又“有权”轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要——否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。

似这样,在哲学面前,用“建立在实验基础上”量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心“量子化”根源,又由“领地”限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威!

关于“符合”试验问题

以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰“符合”试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实:

基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。然而却出现本质性原则错误,请看:

量子力学推广(一)

由于氢原子的试验电离能与玻尔理论真实能级相近,于是量子力学推广为:

试验电离能=原子真实能级――――――――――(4)

将该式推广到多电子原子中显然很省力气,但这是严重错误。请看氦原子事实:

试验(文献[1])测得氦原子两个电离能,这里分别用E1,E2表示为:

E1=(Rhc)=(ev)――――――――(5)

E2=(Rhc)=(ev)――――――――(6)

量子力学[1]认为这就是氦原子的两个真实能级。

若用E玻表示类氢氦离子基态能玻尔理论值,则

E玻=(ev)―――――――――――――(7)

显然下式成立:

E2=E1+E玻――――――――――――――(8)

该式明确表明E2不是氦原子的真实能级,因为其中包含有E1,即第一电离能。

那么,实验值E2即(8)式表示什么物理内容呢?

研究表明:要使氦原子第二电子电离,仪器必先付出能量E1=(ev)先使第一电子电离,这好比代价,氦原子于是变成类氢氦离子,其基态能为E玻=(ev)。要使它电离,仪器必须再付出与E玻相等的能量,才能使第2电子电离。那么仪器付出总能量必为E2=E1+E玻,这就是氦原子电离实验真实过程,由此不难结论:

据电离实验本文结论

电离实验结论一:氢原子及类氢氦离子玻尔理论值正确。

电离实验结论二:目前电离能实验值≠原子真实能级。

电离实验结论三:所有元素最低能级皆为其类氢离子能级,不存在比这更低的能级。然而量子力学(文献[1]、[3])却竞相用“微扰法”、“变分法”乃至用修正核电荷方法逼近计算这氦原子的“能级”E2:

E2=(Rhc)=(ev)――――――(9)

显然,量子力学这种下意识“符合”实验,拙劣以极,形同瞎子摸象!

这是由于量子力学对原子结构缺乏了解,又没有搞清电离实验真实物理过程所致。

对此,进一步证明如下,参见表(一):

表(一)几个元素的类氢离子能级

原子序

元素

E1(ev)

E玻(ev)

E1+E玻

E实(ev)

13

Al

2304

14

Si

2673

15

P

3070

16

S

3494

17

Cl

3946

18

Ar

4426

表中E1为元素第一电离能实验值,E玻为类氢离子基态能玻尔理论值,E实表示类氢离子电离能实验值,可见下式成立:

E实=E1+E玻―――――――――――――(10)

该式明确表明类氢离子电离能实验值E实不能直接代表其真实能级,因为E实中包含有E1(第一电离能)。有说这是巧合。然而表中六个元素都完全巧合必有规律,这种规律就是以上三条结论。实际上(9)、(10)二式等价,但(10)式只对表中几个元素成立。对于其它元素或其它情况问题变得更为复杂,不可一日而语。

这进一步证明了上述三条结论,再做如下推论:

据电离试验本文推论

电离实验推论一:任何电离实验过程都是电子几经碰撞交换能量综合结果。注意氢原子的电离能与真实能级相近但并不相等的事实,因此

电离实验推论二:任何元素任何电离能目前实验值均不能直接代表原子的真实能级。

电离实验推论三:随着理论与技术进步将来完全可以试验直接测得原子的真实能级。

以上证明(4)式完全错误,然而量子力学对此未经证明却实际应用。可见,量子力学逻辑上粗糙、理论荒诞!

量子力学推广(二)

根据玻尔理论的成功,量子力学(文献[4])又作一项重要推广:认为多电子原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n=1,2,3,4…

显然,这种推广也很省力,然而也是严重错误!

参见图(1)氢原子的能级,这代表玻尔理论的成功。可是量子力学毫不思索原封不动将图(1)推广到多电子原子中。量子力学很善于做这种貌似合理实则谬之千里的推广。从中可见量子力学理论思维完全不具物理学素质。

稍经分析不难发现,图(1)所示物理意义可用图(2)类比。谁都知道图(2)表示的内容是三个人在同一时刻的官位(级),或者表示一个人在三个不同时期的官位。但决不表示一个人在同一时刻具有三种官位(级)。

那么图(1)也如此:或者表示在同一时刻三个氢原子的能级(画在一起),或者表示一个氢原子在三个不同时刻的能级。但图(1)决不表示在同一时刻氢原子有三个能级(注意氢原子只有唯一电子)。

要知道,这种认识上的差异将产生完全不同乃至相反的结论。同样,量子力学这种推广也未经证明而普遍应用。

研究表明,原子结构这种性质是由量子化根源决定的。量子力学对此一无所知,严彦却夸夸其谈什么“量子”、什么“力学”,实在误人不浅!

经量子力学如此推广,其结果必然使得原子结构——物质世界变得一塌糊涂。因之,物质结构必然由测得准变为测不准的了。这就是量子力学的测不准原理。稍经分析也不难发现测不准原理的哲学错误。

所以如上述,量子力学所谓符合实验,实际上是对实验进行貌似合理(但谬之千里)的猜测并作勇敢推广而已。

关于测不准原理问题

如果人们要问,量子力学就会说:测不准原理是根据实验的总结。

根据什么实验?

还是根据“物质波”。

但须知,与其说世界公认量子力学是理论物理权威,毋宁说世界公认“波粒二象”性问题仍是世界性遗难问题。在此问题尚未彻底解决之前怎么可以总结呢?!

所以,在问题循环不解情况下,由于量子力学诡辩性及其狡辩能力,方才成为世界理论权威!以致人们对量子力学测不准原理的哲学错误丧失分辨能力。又由于这种错误原理隐藏在高深难懂的量子力学之中,常人不可涉才得以免遭非难。现在有必要给这错误原理充分揭露!

大量研究可以结论,目前为止的实验已经给出大部物理世界准确信息,这就是普朗克常数h

=2π?给出的信息。根据这种信息,本文已经给出目前大部物理学问题以准确具体描述,其中包括目前困难问题,也包括“波粒二象”性问题。并且这种描述全部具有8位数字有效精度与并实验完全相符的结果,以下将做这种描述。这表明〖测得准原理〗成立(参见提要)。这就在事实上完全打了破了量子力学测不准原理的神话——鬼话!

然而量子力学由于缺乏了解又理论贫乏,却完全错误地应用了大自然给出的准确信息:

Δp·Δx≥(1/2)?―――――――――――(11)

这就是量子力学测不准原理的数学表达式。显然竟将大自然给出的准确信息——普朗克常数?作为测不准的量度,是乃天大谬误。

第二章普朗克常数给出物质世界准确信息

本文大量研究,现总结普朗克常数:

h=2π?――――――――――――――――――(12)

给出的物质世界准确信息:

?已经给出所有元素原子结构的准确信息

据此可以准确具体描述任何原子的真实结构,并都将与实验符合很好。文献[5]、[6]、[7]已经做了这种描述,这在事实上已经打破了量子力学测不准原理的神话——鬼话。?已经给出任何微观粒子(质子、中子、电子、光子以及场粒子等)自身结构准确信息

例如,可以算得质子自身结构理论半径,以rP表示,准确为:

rP=×10-13(cm)―――――(13)

并可从能量、电荷、自旋、磁矩、元素周期率五方面算得完全相同的这一结果,已无可否认地证明这结果唯一正确。这是目前任何理论都办不到的!

又例如,可以算得电子自身结构理论半径,以re表示,准确为:

re=×10-14(cm)----------(14)

同样可证明此结果唯一正确(繁琐,略),量子力学对此望尘莫及。

?已经给出普适常数Φ的准确信息

普适常数定义:任何光子的波长λ与发射该光子的电子在原子中的轨道半径r之比为常数,以Φ表示之,那么有:

Φ=λ/r=常量=1/(ε。·α)

=4π×=(15)

(说明:当电子跃迁为r∞时,轨道半径直接用r;当电子跃迁为rArB时,式中要用当量轨道半径,略。)

研究表明这是一个斩新的物理常数,虽无量纲,但具有丰富重要物理意义。由(15)式已经看出,普适常数Φ严格规定着光子和电子;以下还将看到,普适常数还严格规定着质子和中子以及粒子的磁矩及其“反常”。相形之下,量子力学竟将光速C称作“普适常数”,不知多么无聊!

此外,根据普适方程(见下)和普适常数Φ还可算得任何光子的形成机制、光子的尺寸、质量、能量、性质以及光子的自身内部结构。此类问题,由于量子力学测不准原理的限制,人们连想都不敢想。可见量子力学荒谬已极!并且,这种计算完全表明光子的粒子实在性,而所谓波动性只不过是粒子实在性的客观反映。

?已经给出分子结构、晶体结构、固体性质、液体性质、气体性质等物质结构准确信息

本文如下普适方程可以变为:V=n2?2/mr2――――――――――――(16)

式中V为引力势能,它将准确决定晶体晶格能;而r则决定晶体晶格常数(略)。

?已经给出量子数n=0,1,2,3…真实物理意义的准确信息

但在量子力学中,量子数n=0,1,2,3…只表示自然数,除此之外无任何物理意义。大量研究可以结论:宏观温度T就是量子数n在统计意义上的单值函数,即:

T=f(n)――――――――――――――(17)

研究还表明,对单个粒子(原子、分子)该式也严格成立,只不过对单个粒子(原子、分子)则无需统计。这已表明,微观粒子的温度也是“量子化”的,不能连续取值。此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:“对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的”。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省“上帝一次推动”说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=×1049(克2/cm·秒2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。测不准原理正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=(h,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量“量子化”。

?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=为普适常数即(15)式。

?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰“符合”试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

?表*山草香 *征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的“反常磁矩”,附录中具体讨论。

物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量子力学一无所知,严彦却夸夸其谈,自欺欺人又听不得不同意见。认真地研究表明,量子力学并未解决任何实质性物理学问题。量自力学的贡献主要在于在人类文明史上建立一个永久性纪念碑——测不准原理——科学史上奇耻大辱!历史将证明这是对量子力学恰如其分的评价。

上述可见,普朗克常数h=2π?已经揭示并将揭示大自然内在本质规律…

第四章大自然(物质世界)内在本质规律一

大量研究,现总结普朗克常数已经揭示的大自然内在本质规律。对这些规律,量子力学完全科盲!

大自然内在本质规律之一——辐射能场客观存在

注意教材书(文献[9])已有“辐射场”及“能量场”的物理学概念。但囿于理论局限,使得教材书对这种场的描述是静止的(机械的)、孤立的(与物质世界无必然联系的)、无源的(原因不清),因而也是抽象的(没有物理意义的)。

上已证明,原子中能量量子化的根源是原子核,量子化是原子核自身性质。值得物理学注意的是,原子核这种性质并不孤立存在,它同时还严格地规定着所有外部世界。因而使得电子、原子、分子、物体、天体、宇宙都只能有唯一稳态位置和结构。这就是大自然最基本的内在本质规律。也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

那末,具体规律是什么呢?请看:

辐射能场(存在)定理

研究表明,辐射能场准确存在可用定理表述。

〖辐射能场定理〗:任何粒子(含场粒子及天体,无例外,下同)在其周围都形成(存在)一种辐射能场,这种辐射能场可用普朗克常数?和量子数n=0,1,2,3…准确具体描述。在微观辐射能场表现为量子化,在宏观则表现为大量粒子的简并统计结果。

辐射能场实质

辐射能场实质系以粒子为中心,向周围空间抛射场粒子流(这里主旨中性场粒子流,对于电磁场当有别论),这种场粒子流经电子集约化就成了光子。研究也表明,任何光子包括X射线都准确如此。参见(15)式,据此不难描述任何光子的自身结构。并且可以证明任何光子的静止(如可能)质量均不为零。认为光子静止质量为零,还是量子力学根据“相对论”瞎子摸象猜测结果。

这已表明光子的真实粒子性。并可准确具体证明,所谓波动性实际上是普朗克常数与量子数相互作用的一种客观表象,任何光子都不存在任何物理意义上的波动属性。

辐射能场形象

研究表明,辐射能场形象与点光源的光通量完全一致。对于原子核,其辐射能场可用图(3)准确表示:

图中箭头方向表示辐射能流方向,其线密度表示能流密度,n为量子数。

辐射能场性质

研究表明,辐射能场实质系以光速抛射场粒子流(粒子上限为中微子),故,辐射能场具有排它性。原子核的辐射能场首先排斥核外所有电子,任何电子也因此未能落到核上,这是事实。所以,电子未能落到核上量子力学的任何解释都只能是自欺欺人的胡言乱语!也所以,玻尔对电子的担心完全多余。

需要指出,辐射能场这种排斥作用,通常主要表现为能量形式。相形之下排斥力效应很小,一般可忽略。这与太阳光辐射的能量效应十分明显,而太阳光的压力效应十分微小,完全相似。不过在研究宇宙膨胀时,完全不可忽略天体辐射的斥力效应。就是说,“宇宙斥力”存在。然,囿于历史和理论局限,爱因斯坦在提出宇宙斥力概念后,又不得不自我否定。

原子核辐射能场数学表达式

大量研究表明,原子核(质子)的辐射能场数学表达式准确为:

E=n2·h2/2mP·r2――――――――(21)

式中h为普朗克常数,n为量子数,mP为质子质量,距离为r=0∞,需指出,辐射能场场强E具有能量量纲(这是因为使用因子h结果),其数值则为r处单位面积上的能量。

注意:该式与(64)式有必然联系,但物理意义微妙不同,且具有丰富物理内容(略)。

研究还表明,由此电子所得到的原子核辐射能场能量准确地为:E=n2·?2/2me·r2―――――――(22)

注意:这也就是玻尔量子化条件。

式中me为电子质量,不难看出普朗克常数h=2π?紧密地联系着质子和电子。

已很明显,量子力学与玻尔相比,玻尔正确,量子力学谬误!

并且由(21)、(22)式不难看出,当量子数n=0时,E=0。需指出,这是物质结构非常状态。参见图(3),在n=0时,原子核没有了辐射能场,原子核不再有排斥电子的能力。于是,电子必然落到核上。研究表明,这就是宇宙到达最低温度——宇宙奇点的情况。于是,原子中发生比核反应还强烈的变化,结果原子爆炸——物质爆炸——宇宙爆炸!这就是宇宙爆炸原因,由此也不难了解宇宙过去。

可悲的是,量子力学竟将量子数n=0也定义为原子的一种稳定状态。可歌呼?可泣乎?灾难,罪过!阿们——

辐射能场的实验验证

太阳的辐射本领已足够大

目前世界公认太阳发射本领(文献[2])为×1033(尔格/秒),这相当于太阳每秒抛射出质量为m=×109(千克)物质。但如上可知,太阳实际发射本领远大于此。因为太阳光仅是辐射能流的一部分,这种能流粒子上限为中微子。

宇宙正在膨胀

宇宙正在膨胀,表明“宇宙斥力”存在,这是宇宙中心辐射能场性质。宇宙正在膨胀恰系宇宙中心辐射能场的客观真实写照(或曰照片)。“太阳风”的存在

文献[10]介绍的“太阳风”正是本文定义的太阳辐射能场,太阳风就是太阳辐射能场的客观真实写照。该文献给出了对太阳风考察的卫星实际探测结果(文献图示略)。这可谓太阳辐射能场的真实实验验证。

第四个验证是,任何原子中任何电子均未能落到核上,这是事实

不仅如此,人为方法:高能阴极射线、X射线或高能加速器也很难将电子打到原子核上。这绝非因碰撞截面太小,总会有几率。实际上正是由于原子核具有排它性的辐射能场排斥效应所致。由(22)式可见,电子得到的原子核排斥能与距离平方成反比例。在核半径处排斥能十分巨大,以致可忽略静电引力能。简单计算表明,电子必须具有200倍C(光速)才可能到达核半径处。也因此,玻尔对电子的担心完全多余!

需要指出,对此类问题,量子力学仍会故伎重演——狡辩。但经如上及以下分析论证,量子力学纯系主观臆造,对物理学实质问题全然无知,已经使得量子力学的狡辩不再有任何效力。

第五个验证是人们熟悉的,然而又不熟悉的,这就是气体压力

量子力学会立即反驳说:“气体压力来自分子热运动和碰撞”(文献[8])。需指出,这种解释充其量只能算作表面化非本质解释,作为哲学或市民语言尚可,但不能作为物理学家语言。在严格物理意义上说这种解释是自欺欺人的。这种解释实际上并不清楚分子热运动的实质和根源,更不知温度对单个分子的意义是什么。量子力学(文献[8])以公开宣称:“对单个分子温度没有任何意义”。

这是因为量子力学有一剂灵丹妙药——波函数Ψ——量子力学家主观意识,就可以包治百病。温度与这灵丹妙药无任何联系,在灵丹妙药中没任何位置,所以温度没有用处。也所以量子力学结论:对于单个分子,温度没有意义。

但是,只要神经不错乱,人人都懂得,既然宏观温度是大量分子集体贡献,怎么能说单个分子没有贡献?单个分子又怎能摆脱温度环境?这与人对社会贡献完全一致,能说个人对社会的贡献没有意义吗?!

大量研究已经表明,温度概念同样也有极为丰富的物理内容。温度问题同样也贯穿全部物理世界全部内容。并对此可做如下结论:

普朗克常数h=2π?与量子数n=0,1,2,3…好比一对孪生兄弟,他们共同贯穿全部物理世界全部内容,并且,宏观温度T就是量子数n=0,1,2,3…的照片。

注意,此结论在确切物理意义上正确。

研究还表明:分子热运动及分子间斥力的实际根源正在于原子(核)间排斥能场相互作用的结果。并可得以下具体结果:PV=∑Ei――――――――――――――――(23)

式中PV为气体压力势能,Ei为单个气体分子的辐射能场能量(推导略)。这种严格关系唯一证明分子(原子)辐射能场客观存在。此时并唯有此时辐射能场的排斥力效应也十分明显,这就是气体压力。

第五章大自然内在本质规律二

大自然内在本质规律之二——潜动能客观存在

研究还表明,这种规律正确存在也可用定理表述:

潜动能定理

〖潜动能定理〗:任何质量为m的物体(含场粒子及天体)当以速度V运动时,必有潜动能存在。若以符号T2表示则为:

T2=(1/2)mV2―――――――――――(24)

可见,潜动能在数值上与物体经典动能(机械动能)相等。现将经典动能定义为显动能,并以符号T1表示之:

T1=T2=(1/2)mV2――――――――(25)

那么,可以定义物体运动全动能,以符号Tm表示则为:

Tm=T1+T2=mV2―――――――――(26)

如果,质量m以光速C运动,其全动能必为:

Tm=mC2=E―――――――――――(27)

看!这就是遐迩闻名的爱因斯坦质能关系。这已表明,爱因斯坦质能关系只不过是物体(粒子)运动全动能之特例!然而,不仅爱因斯坦本人,而且后人至今都不清楚质能关系的物理意义。可(27)式中E=mC2的物理意义是再清楚不过了!

潜动能的物理意义

研究表明,潜动能普遍客观存在,实际上它是物体(粒子)运动时的伴随能量。由于潜在性,低速时或直观上人们难以发觉。只有在高速时才明显表现出来,所以人们至今尚不知晓。

研究表明,潜动能实质也是一种辐射能场,这种场粒子上限亦为中微子,对中微子目前尚不能检测,这也是人们尚未发现潜动能的直接原因。

需指出,温度为T的物体当以速度V运动时,同时存在辐射能场及潜动能能场,两种能场分别可测并须分别描述。但是,以下将完全证明原子核的辐射能场实际上就是原子核自旋潜动能。由此也证明潜动能普遍客观存在。

也所以潜动能的能量效应较其压力(即动量)效应明显,尤其当速度V<<C时,人们无法观测到这种动量效应。然而当物体速度接近光速(VC)时,潜动能的能量效应与动量效应均不可忽略。这时潜动能的能量效应形成爱因斯坦的质能关系事实;而其动量效应则形成“物质波”的事实。这就是“物质波”的本来面目和真实内容。

潜动能的实验验证

回旋加速器的验证

文献[10]介绍:“电子在回旋加速器中,任何瞬间,轨道平均磁场的增量必须是轨道上磁场增量的2倍”。即:

dBave=2dB―――――――――――――-(28)

这无疑表明本文如上全动能成立,亦即表明潜动能客观存在。

电子在加速器中同步辐射光

电子在加速器中同步辐射光能正是电子运动的潜动能,并且,电子同步辐射光的波长λ为:

λ=h·c/E――――――――――――――(29)

注意:式中能量E是电子同步辐射光能量,也就是电子的潜动能。

地球的潜动能

地球有潜动能?从没听说过!有人说。

不错,但经本文由普适方程已经计算出地球确有潜动能:月球的存在给出完全的证明。因为本文对月球的计算表明,普适方程不仅适用于太阳系,而且适于地(球)——月(球)结构。并且,对月球的计算,得出两个重要结果:①由普适方程计算月球绕地(球)轨道半径与天文观测(文献[2])的误差小于1%;②由普适方程计算得出——月球是颗裸星。这已是个奇迹,目前为止任何理论都办不到!

这种结果无疑表明:

第一,地球所得到的太阳辐射能刚好等于地球轨道动能,也刚好等于地球的潜动能。于是,地球能量处于一种动平衡中。这表明,月球绕地(球)轨道受地球潜动能严格支配,亦即受地球轨道动能严格支配,亦即受太阳能量严格支配。不仅如此,太阳以此严格支配着系内所有天体(无例外)的运行(位置、动能、尺寸、质量以及轨道曲线性质)。

第二,地球运动潜动能客观存在,在数值上准确等于地球轨道运行动能。故〖潜动能定理〗成立!

第三,“物质波”就是本文所定义的“潜动能”。

第四,普适方程无条件成立!

射线韧致辐射

周知,X射线韧致辐射最短波长λmin为:

λmin=h·c/E-―――――――――――(30)

式中E为外加能量,在数值上等于电子显动能,也等于潜动能。需要指出的是,电子只能放出潜动能形成所谓的“波长”:λ。而电子的显动能与宏观物体的机械动能一样:只能直接作机械功,不能直接成为辐射能。量子力学对此问题“心不在肝”!

所以,(30)式的真实物理内容是:电子放出潜动能形成所谓波长:λ,这证明潜动能客观存在。可是,量子力学,还有德布罗意,把这称为“物质波”!

还要注意:由(30)式可见,韧致辐射最短波长λmin连续可变,这已完全表明电子能量连续可变。再一次证明“量子化”并非电子自身固有属性。

第六章物质波及其实质

究竟物质波是什么

谈物质波问题,恰进入量子力学权威领地。作为权威,理应对此做出科学合理解释。遗憾的是虽经近百年发展量子力学仍满足于对物理现象作似是而非的猜测,量子力学的“波函数”概念正是对“物质波”现象的猜测,并强加给电子。

下面考察物质波。

德布罗意“物质波波长”表达式为:

λ=h/p――――――――――――――――(31)

该式表示什么物理意义呢?

认真研究表明:虽然λ具有长度量纲,但并不表征任何长度物理量,只能表征粒子动量p的反比量度。之所以具有长度量纲,是因为动量p反比量度的单位取h的结果。除此之外(31)式不再有其他物理意义,或将其变化如下:

λ=h/p=hv/pv=hv/mv2=hv/Em―――(32)

式中Em=Tm为前文定义的粒子运动“全动能”,这表明λ亦可表征粒子运动全动能的反比量度,或者说是对潜动能的一种量度。所以可结论:

物质波实质

第一,“物质波”波长只能表征粒子运动时的动量效应或者潜动能,实质是潜动能的反比量度。除此之外(32)、(31)式不再有其它意义。

第二,“物质波波长”绝不表示粒子有任何物理意义上的“波动”性质!

第三,那又为何将λ定义为“波长”呢?研究表明,这还是在于量子力学的特长——富于猜想的结果:看到粒子(光子或电子)的干涉和衍射现象,联想宏观波动(水面波动)的干涉,于是猜想微观粒子(光子和电子)有一种说不清的波动性质。由此便将λ定义为“波长”。殊不知,宏观波动(水面波动)的干涉与微观粒子的干涉是完全不同的两回事。

研究表明,水面波动确系水面物质波动。而粒子(光子和电子)的干涉和衍射却完全是由普朗克常数?与量子数n(一对孪生兄弟)共同(技术)表演的结果。并可严格准确具体证明:粒子(光子或电子)的干涉条件中的自然数n=0,1,2,3…恰为量子数n=0,1,2,3…(略)。这是因为粒子的干涉和衍射现象是粒子与(量子化了的)物质场(辐射能场)相互作用的必然结果。

并且在本文已到达的深度——准确描述场粒子自身结构深度上说,仍未发现任何粒子有任何内禀波动属性。这说明根本不存在“物质波”。而德布罗意“物质波”概念恰在于粒子运动“潜动能”的事实。所以,与其说德布罗意发现了“物质波”,毋宁说他发现了粒子运动的潜动能。

之所以人们认为粒子具有波动性,客观原因在于人们对微观粒子,例如光子,几乎完全缺乏了解。也因之,目前为止,光子的“波粒二象性”问题仍属世界公认遗难问题之一!

第七章普适方程物理意义

普适方程物理意义

普适方程物理意义可用图(4)

描述如下:

图中曲线①就是普适方程①

式,这代表大自然一种普遍基本规

律——相互吸引规律。式中T为

粒子(含天体)轨道动能,V为引

力势能。动能等与势能之半,这本是

经典物理内容。

曲线③就是普适方程③式,

这代表大自然另一种普遍基本规律

——相互排斥规律。式中E为粒子

(含天体)所得到的由辐射中心来的

辐射(排斥)能。

显然,曲线①是线性的,即引

力能V随距离r呈直线变化;而

排斥能E(曲线③)是双曲线。故,

两条曲线必相交,交点为②,即普适方程②式(T=E)。这代表大自然第三种基本规律——普遍客观存在规律——两种相反作用永恒绝对平衡规律:既可以是稳态平衡,例如原子和太阳系;又可以是动态平衡,例如银河系及宇宙的膨胀(含宇宙爆炸)。并且牛顿力学在大自然中完全好用!量子力学对牛顿力学的非议纯属癔语糊勒!

普适方程注释

第一,普适方程物理意义虽很宽广,但却真实具体,并不抽象。

第二,普适方程可以直接用来计算原子结构,计算天文结构须要变换(略)。

第三,已不难看出大自然(宇宙万物)没有任何东西能够(可以)逃脱普适方程规律的支配!所以这里用了“永恒绝对普遍”规律说法,不仅物理意义,而且哲学意义准确可靠。亦不难看出人类目前为止的哲学理论错误(略)!

第四,因此不难理解:普朗克常数及量子数好比一对孪生兄弟,他们共同贯穿全部物理世界全部内容!

研究表明,这已构成物理学最基本的定律——物理学奠基定律。以致物理学不得不另辟一章:

第八章物理学奠基定律

物理学奠基定律

〖物理学奠基定律〗:普朗克常数h=2π?与量子数n=0,1,2,3…好比一对孪生兄弟,它们同时共同贯穿全部物理世界全部内容,无例外。

奠基注释

大量研究表明,这不是简单推广。该定律普遍永恒绝对全天候成立!世界上找不到脱离这种定律的东西,人类的灵魂也不例外。因此,也没有能脱离〖物理学奠基定律〗的物理学。所以这叫〖物理学奠基定律〗,名副其实也!

第九章量子力学的猜测

上述可见,量子力学对一些基本物理学问题要么似是而非,要么一无所知,俨然却夸夸其谈。甚者竟反科学之道建立了测不准原理,于是使得科学陷于恶性循环不解之中。这就是目前科学活生生的现实!

现总结量子力学对科学的种种似是而非的猜测:

量子力学猜测一:(目前)试验电离能=原子真实能级

量子力学猜测二:原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n=0,1,2,3…

量子力学猜测三:粒子(物质)具有(一种朦胧的)波动属性

量子力学猜测四:“物质波”①是轨迹波;②是几率波;③是弥撒物质波包

量子力学猜测五:费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?

量子力学猜测六:电子具有反常磁矩属性(闭着眼睛摸大象)(以下准确计算证明)

量子力学猜测七:物质世界是测不准的,且不可能测准的,并由此建立一种反科学的理论──测不准原理等等,仅举与本文有关七例。

以上及以下讨论充分证明《量子力学》完全错误,一无是处!并可对物理学做如下结论。

第十章物理学正论

世界是粒子的(含场粒子及天体)。但任何粒子都不存在任何物理意义上的内禀波动属性。

粒子能量是量子化的(包括天体)。但实际上根本不存在什么“量子”,即使将“量子”理解为“能量子”也不科学。(量子力学纯属虚构!)

普朗克常数?及量子数n已给出并将给出全部物理世界准确信息,它们共同贯穿全部物理世界全部内容。

任何粒子(含天体,电子,无例外)均不具反常磁矩内禀属性(以下给出具体计算严格证明)。

物质世界是可测的,并完全可测准的,其准确程度完全取决于普朗克常数h=2π?的准确度。

电子、质子、中子都是经典粒子。附录中严格证明(这种证明本身就是物理学一种奇迹,量子力学望尘莫及)。

目前为止,世界是经典的。所以,量子力学所谓超脱经典实际就是超脱科学!

以下附录是对全文的严格、具体证明。

第十一章附录:粒子及其磁矩问题

粒子物理问题,由于缺少直观经验,这给人们正确认识造成极大困难。然而量子力学的出现并没有帮助人们解决困难,反而给人们本来有限的认识能力又设置了人为的更难以逾越的障碍,这就是测不准原理。并把人们的认识能力禁锢在量子力学谬误之中。

目前为止的实验,已经验证粒子具有磁矩。但对粒子磁矩问题,量子力学由于缺乏了解,又为了“符合”试验,经常自觉不自觉混淆,有时偷换,普朗克常数的物理概念。这已使得量子力学对粒子磁矩问题的描述严重有诈!

以下用CGS和高斯单位制具体讨论:

粒子磁矩问题的实验表达式

文献[10]中,粒子磁矩表达通式如下:

g=(h/μ0H=ω?/μ0H―――――――(33)

研究表明,该式可谓经验公式,因由试验而来,应当是正确表达式。

然而问题在于,量子力学对实验表达式的真实物理意义及实验的真实物理过程并不清楚。对表达式的理解也有错误,因而得出完全错误的结果和结论。

对于电子,(33)式可变为:

ge=ωe?/μBH――――――――――――(34)

式中ge=被量子力学定义为电子的“反常磁矩”值,ωe为电子自旋磁矩在磁场中进动角频。并有:

μB=γe?=(e/2meC)?―――――――(35)

其中γe=e/2meC――――――――――――(36)

那么有ge=(ωe?/?H)÷γe――――――――(37)

可简为ge=ωe/γeH―――――――――――(38)

这就是量子力学基本思路,并由此得出电子自旋磁矩错误结果。又将这种错误勇敢地推广到其它粒子和其他情况,这就错上加错。

需要指出,根据教科书概念,(36)式为电子轨道回旋比。量子力学又认为电子自旋回旋比为轨道回旋比的2倍,这是由于认为(实际是猜测)电子自旋量为(1/2)?的必然结果。也得出电子的朗德因子为2的结果,这是完全错误的(见下)。

以下讨论给出完全的证明:电子纯系经典粒子,并且其荷质比绝对均匀。

那么,对于这样的经典粒子——电子来说,不管其角动量如何变化其轨道回旋比与自旋回旋比永远相等(只要建立均匀荷质比的经典粒子模型,立即可证,略)。

考虑到量子力学错误因素在内,不影响以上及以下讨论。研究表明(38)式对电子仍然准确成立。

但量子力学错误主要表现在:

量子力学所犯经典错误

量子力学所犯经典错误一:将g定义为磁矩“反常”因子。这表明量子力学缺乏了解又理论贫乏,犯指导方向错误。以下将给出g因子的真实物理意义和内容。

量子力学所犯经典错误二:认为费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?,这是狄拉克根据量子力学计算的错误结果:实际上是与作为能量单位的?简单呼应导出结果,没有物理意义。因而是完全错误的。

量子力学所犯经典错误三:量子力学自觉不自觉混淆并滥用普朗克常数?的物理概念并偷换之,这叫偷换概念。注意,(37)式中分线上下都有?项。由(33)式可知:

(hω?=E――――――――――――――(39)

这里?分明表示能量E的单位,这就是(37)式分线上面之?。而(37)式分线下面之?却是角动量的单位。两种完全不同的物理概念不容混淆,虽然它们的数值和量纲完全一致。

称职的物理学家在未有把握之前不会轻易消去?项。然而量子力学却毫不顾忌这么做了,那末所得结果必有诈!

量子力学所犯经典错误四:以下将证明量子力学完全不了解粒子磁矩实验的真实物理过程以及(33)、(38)式的真实物理意义。

那么,电子磁矩实验真实物理内容是什么呢?现将(34)式变化如下:

ωe=(ge·H/?)μB――――――――――(40)注意,式中μB为玻尔磁子,系作为磁矩的单位出现,为常数;而?则作为能量的单位出现,亦为常数;因子ge也是常数。

那么,(40)式明确表明:ωe与H成正比,而与电子真实角动量无关(注意式中无有角动量物理量)。也就是说,无论电子真实角动量是多少,(40)式中的ωe都保持不变。

或者由(38)式得:

ωe=ge·H·γe―――――――――――(41)

式中ge及γe均为常数,该式仍然表明ωe只与H成正比,与电子真实角动量无关。并请注意,这种认识上的差异将产生完全不同的结论。

由此可结论:由于粒子磁矩进动实验结果与粒子真实角动量这种无关性(注意:与实验无关,并非理论无关),因而这种试验就不能直接测得任何粒子真实磁矩。因为完全相反,粒子真实磁矩直接与角动量紧密(理论)相关(只要建立经典粒子模型立即可证)。并且研究表明,这一结论对任何粒子都成立。

然而,量子力学却由此直接得出“电子自旋磁矩”μe:

μe=ge·μB―――――――――――――(42)

注意:这种结果,①偷换了常数?概念;②假定电子自旋量为(1/2)?;③并不了解ge因子的真实物理意义,因而是完全错误的结果。

然而,(41)式是有功劳的,它已经揭示出粒子磁矩问题的本质规律(量子力学全然不知)。并且,这种规律的正确性可用下述Ⅳ条磁矩定理表述。

粒子磁矩定理Ⅰ

〖粒子磁矩定理Ⅰ〗:任何粒子(含场粒子及天体,下同)的磁矩问题都是经典问题,不存在任何非经典问题。

显然,此定理的证明,不可能立竿以毕。但是,本文如下仍将给出完全的证明!

这定理的证明本身就已是物理学奇迹之一。这已表明量子力学完全无聊!

粒子磁矩定理Ⅱ

〖粒子磁矩定理Ⅱ〗:任何磁矩进动试验都不能直接测得任何粒子的真实磁矩。但玻尔磁子除外。

其实,上述讨论已经给出定理Ⅱ的证明。这是由于实验磁矩进动角频(ω)与粒子真实角动量(L)无关,而粒子真实磁矩(μ)却与粒子真实角动量(L)紧密直接相关(不可开胶)!

然而,量子力学竟然由实验直接得出粒子的磁矩结果。那么,这种结果必不真实,严重有诈!这表明,量子力学先天不足,后天空虚,已养成寄生性和猜测性。所谓寄生旨在寄生于经典物理,经典物理已清的,量子力学也清楚,并夸其谈而娓动听;经典物理未清的,量子力学也一无所知,不得不依赖对实验进行猜测——并美其名曰“符合”试验。

粒子磁矩问题理论表达式

研究表明,为了要得到粒子真实磁矩,就必须建立磁矩问题的理论表达式。量子力学对此完全无能。本文大量研究,现给出粒子磁矩问题的准确理论表达式如下:

Kφ=ω·L/μ·H――――――――――(43)

或为讨论方便变为:

ω=Kφ·μ·H/L――――――――――(44)

注意,这种理论表达式的正确性,可用粒子磁矩定理Ⅲ表述如下:

粒子磁矩定理Ⅲ

〖粒子磁矩定理Ⅲ〗:任何粒子(同上)不管公转还是自旋(旋转轴须平行),其磁矩在磁场中进动角频ω与粒子磁矩μ成正比,与外加磁场强度H成正比,与粒子角动量L成反比。其比例为常数。

若用符号Kφ表示这个常数,那么有:

Kφ=――――――――――――(45)

研究表明,Kφ为物质与物质场相互作用常数,并且这是所有粒子(含天体)的共性问题,绝非任何粒子(例如电子)所特有。任何粒子,无例外,都不具反常磁矩内禀属性,以下给出完全的证明。

研究还表明,理论表达式即(43)、(44)式具有普遍意义,对所有粒子(含天体)任何情况(公转和自转)都准确适用。并都将得到与实验完全相符的结果。

这一事实完全表明:

第一,粒子磁矩问题是共性问题。

第二,粒子磁矩问题确系经典问题。这表明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗成立(以下还将证明)。

电子及其磁矩

作为物理学者,在将(34)式变为(38)式时不应忘记两件事:

物理学者不应忘记第一件事

第一件事:由于混淆并(偷)更换常数?物理概念的结果,使得(38)式具有了完全特殊的意义。在于,(38)式却反映且唯能反映电子基态轨道磁矩真实情况。这是由于唯基态电子轨道运动角动量为?,也方可与作为能量单位的?相消。这么做的结果,使得磁矩实验只能直接测得电子基态轨道运动真实磁矩,且在数值上等于玻尔磁子μB:

μB=ωe·?/ge·H――――――――――(46)

需指出,这是所有磁矩进动试验所能测得的唯一真实磁矩。除此之外任何粒子任何情况(公转和自转)的真实磁矩都不可能由磁矩进动实验直接得出(只要建立经典模型立即可证)!

(46)式也可由(34)式直接导出,但物理意义完全不同:在(34)式中,μB系作为磁矩的单位出现,为常数,?则作为能量的单位出现;而(46)式中μB则是电子基态轨道真实磁矩,而?为电子基态轨道运动真实角动量。

电子快报

电子快报:

研究表明,(46)式又有引伸的重要物理意义(可谓物理学今古奇观):在于由电子自旋的实验竟然得出电子轨道运动的真实磁矩μB;反而无论如何也不能直接测得电子的自旋真实磁矩。就是说,将电子自旋试验参数(自旋进动角频ωe、自旋试验场强H、自旋因子ge)代入(46)式,居然得出电子基态轨道运动真实磁矩μB!并且计算也表明,对其它轨道磁矩(38)式也适用。这便是值得物理学家注意的“电子快报”!于是有:

电子磁矩问题的表达通式

因此,可以构造电子磁矩问题的表达通式:

μe=ωe·Le/ge·H――――――――(47)

式中μe既表示电子的自旋磁矩,也表示轨道磁矩,Le则为对应的角动量。

电子磁矩问题表达通式的应用

例一:用电子磁矩表达通式即(47)式求解电子轨道角动量为L2=2?时的轨道磁矩μ2

解:将L2=2?代入(47)式有:

μ2=ωeLe/geH=ωeL2/geH=ωe·2?/geH=2(ωe?/geH)

=2μB(正确)

研究表明,对电子自旋(47)式当然成立,因为(34)~(38)式是系由自旋试验而来。只要将电子自旋真实角动量代入(47)式便得电子自旋真实磁矩(以下给出结果)。庄严事实

庄严事实:

由电子自旋试验得到的结果即(38)式,却完全适用于电子任何情况(包括自旋各种状态,也包括轨道公转各种情况)。这已充分证明〖粒子磁矩定理Ⅲ〗成立,同时证明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗也成立。如果电子不是经典粒子,(47)式绝不会成立。

一条真理

一条真理:

上述庄严事实展示一条真理,即下式成立:

ω自/ω公=ωe/ωB1――――――(48)

式中用ω自表示电子自旋磁矩进动角频,亦即ωe;而ω公表示电子轨道磁矩进动角频,亦即ωB。研究表明这是〖粒子磁矩定理Ⅲ〗及〖粒子磁矩定理Ⅰ〗的必然结果!以下还将对(48)式进一步证明。

这种结果,唯一表明电子纯系经典粒子,因为只有经典的荷电粒子模型(并且荷质比均匀)才有(48)式结果(只要建立经典模型立即可证,略)。

量子力学错误结果

然而,量子力学却得出与(48)式相悖的错误结果:

ωe/ωB=μe/μB=ge=―――(49)

显然,量子力学完全不知常数ge的真实物理意义。更不知:〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已无余地地指出,任何磁矩进动试验都不可能直接测得任何粒子的真实磁矩!然而,量子力学却直接得出(42)、(49)式结果。所以这种结果必不真实,严重有诈!

也显然,这种结果纯系根据实验比值瞎子摸象。又美其名曰“符合”试验,多荒唐!

物理学者不应忘记第二件事——荷质比均匀问题

第二件事:电子(作为粒子)自身内部结构各点微荷质比是否均匀?如果微荷质比均匀,则(34)~(38)式均成立,反之都不成立。

这问题,只要建立经典模型立即可证(略)。同样可证明,如果粒子内部微荷质比不均匀对轨道公转磁矩影响甚微,可忽略;但对自旋磁矩影响显著,不可忽视(研究表明质子和中子正是这种情况)。然而,量子力学一律忽视!

以下对荷质比作定量讨论,需要定义。

微荷质比的定义:将粒子内部结构各点的真实荷质比定义为微荷质比,用符号q/m表之。

那么,如果粒子自身内部结构各点微荷质比点点相同,即:

q/m=常数―――――――――――(50)

则被定义为:粒子自身内部结构荷质比均匀。

否则谓荷质比不均匀。

显然,此类问题量子力学显得力所不及。但值得庆幸的是,对电子来说大量研究表明(50)式准确成立。也正因如此,才允许(否则不允许)进行(35)~(38)式变换,才有(48)式结果。否则(48)式不会成立,也不会有(47)是正确结果。

此外,本文应用普适方程已准确推出电子自身内部结构(繁琐,略),这种结构也准确表明电子内部结构各点微荷质比点点相同。且有:

q/m=常数=e/me―――――――(51)

那么,以下〖粒子磁矩定理Ⅳ〗给(48)式以严格证明。

粒子磁矩定理Ⅳ

〖粒子磁矩定理Ⅳ〗:任何粒子(同上)只要是经典的,如果(50)式成立,不管公转还是自旋下式总成立:

ω1/ω2=q1/m1÷q2/m2-―――――(52)

式中q1/m1、q2/m2分别表示两种情况下的粒子平均荷质比;ω1、ω2分别表示两种情况下磁矩进动角频;下表“1”、“2”表示两种情况:其中包括两种粒子情况m1、m2,或者两种电荷q1、q2情况,或者表示同一粒子两种试验条件,或者表示自转与公转两种情况。

这表明(52)式的广泛适应性。它也表明粒子磁矩问题的共性,同时也表明离子磁矩问题的经典性。

只要建立经典模型,〖粒子磁矩定理Ⅳ〗立即可证(略)。需指出,〖粒子磁矩定理Ⅳ〗既可由理论表达式推导证明(略),也可由实验表达式推导(略)。

那么,将(52)式应用于电子的自旋与公转两种情况,则有:

ω1/ω2=ω自/ω公=ωe/ωB

=q1/m1÷q2/m2――――――(53)

式中下标“1”表示电子自旋情况,下标“2”表示电子公转情况。于是:

q1/m1q2/m2e/me

那么有:ω自/ω公ωe/ωB1―――――――(54)

这表明(48)式成立,亦即表明电子自身内部荷质比均匀。

这再一次证明了电子问题的经典性质。如果电子不是经典粒子(54)式绝不成立。

至此,上述四条磁矩定理严格证毕。

那么,这就在事实上彻底打破了《量子力学》关于电子理论问题的神话——鬼话。

并且至此,已完全、充分、确切地证明了量子力学纯系伪科学(非任何偏见)。在哲学及物理学意义上说,此结论都严格准确。

粒子磁矩理论表达式的应用

用理论表达式计算电子轨道磁矩

例二,应用粒子磁矩理论表达式即(43)式求解电子基态轨道运动角动量为L1=?时的轨道磁矩μB

解:由(43)及(54)式得

Kφ=ωBL1/μBH=ωe?/μBH――――(55)

那么μB=ωe?/KφH―――――――――――(56)

式中Kφ=ge(数值相等但物理意义不同)。显然,该式与(46)式等价。所以(56)式结果正确。这表明本文磁矩理论表达式正确成立。

也显然,对于其它轨道磁矩理论表达式都成立(略)。

那么,(55)式是一个很有用的式子,他好比粒子磁矩问题杠杆,由它可导出所有粒子所有情况(公转和自传)的真实磁矩。

用理论表达式计算电子自旋真实磁矩

例三,用粒子磁矩理论表达式求解电子自旋真实磁矩:μe

解:将磁矩理论表达式用于电子自旋则有

Kφ=ωeLe/μeH―――――――――――(57)

联立(55)、(57)二式则有

μe=(ωeLe/ωB?)μB――――――(58)

由〖粒子磁矩定理Ⅳ〗及(48)式知:ωe=ωB,故有:

μe=(Le/?)μB―――――――――――(59)

只要将电子真实自旋角动量:Le

Le=(1/)?―――――――――(60)

(这是本文大量研究结果,推导繁琐,略)代入(59)式便得电子自旋真实磁矩:μe

μe=(1/)μB――――――――(61)

可有人不敢相信这(61)式结果。但是,(59)式必正确!

那么,为何量子力学猜测电子自旋量为(1/2)?,又能与实验“相符”呢?这是由于磁矩实验表达式即(34)~(38)式与电子真实角动量无关,不管电子真实角动量是多少,(34)与(38)二式总自洽成立。因此,量子力学诡称符合实验,实属欺诈!

下面考察质子。

质子及其真实磁矩

考察质子磁矩立刻出现困难:却乏质子有关数据。

质子结构数据

不过不要紧,本文大量研究已经给出质子自身结构准确描述,并在几方面都与实验完全相符。这种描述给出如下两个重要结果:

第一,质子自旋真实角动量以LP表示,则为:

LP=h=2π?=×10-27(尔格妙)―――(62)

第二,质子自旋理论半径以rP表示,则为:

rP=×10-13(cm)――――――(63)

这两项结果推导繁琐,但以下仍将给出出其不意令人叹为观止的证明。

仿照电子,对质子做如下计算:

EP=n2LP2/2mPrP2=n2h2/2mPrP2―――(64)

式中mP为质子质量,n为量子数。将(63)、(62)式代入得:

EP=n2××10-4(尔格)――――(65)

注意:式中数字恰为质子自旋动能,现以符号TP1表示:

TP1=(1/2)mP·C2

=×10-4(尔格)――――――(66)

那么,据潜动能定理,质子必有潜动能,以TP2表示:

TP2=TP1=(1/2)mP·C2

=×10-4(尔格)―――(67)

那么,质子必有全动能以EPm表示:

EPm=TP1+TP2=mP·C2

=×10-3(尔格)―――――(68)

这就是闻名遐迩的爱因斯坦“质能关系”式:E=mC2――――――――――――――――(69)

这表明质子自旋速度恰为光速C,那么质子自旋角动量若以符号LP表示必为:

LP=mP·C·rP=×10-27(尔格妙)

=h=2π?―――――――――――――(70)

如上计算表明,(63)、(62)二式必需同时成立。如果LP、rP中一项不成立,则上述计算都不成立。这可谓对质子结构数据初步证明,以下还将证明。

质子世界

注意,(64)式有着极为丰富的物理内容。现将其变化如下

E=n2h2/2mPr2――――――――――――(71)

这就是质子辐射能场准确数学表达式,式中r=rP∞为距离,E的量纲为能量,但其数值为在r处单位面积上的能量,即能场强度。当距离从∞收缩至rP时,能量E恰为EP即(65)式,且此时质能关系式E=mC2成立。这说明质子活动(自旋)范围为rP(自旋半径),亦即(63)式成立。

上述可见,质子世界的(作用)范围为r=0∞。其中0rP为质子内部结构世界,而rP∞为质子(或原子核)的外部作用世界。

量子化的根源

注意,(64)式及(71)式能量都是量子化的,并且,这就是世界量子化的真实根源!这是质子(原子核)的内禀属性。也并且,原子核(质子)以此严格规定并支配着所有外部世界:核外所有电子、原子、分子、晶体、固体、液体、气体、天体、宇宙的结构和性质,以及宇宙的历程。这些也都是大自然内在本质规律。

质子与普适常数

根据经典物理,现将质子电荷库仑自举能用Epe表示,则:

Epe=e2/2rP=×10-7(尔格)―――(72)

那么有:

EPm/Epe==Φ―――――――(73)

这也就是正文中的普适常数Φ之值,参见(15)式。式中EPm为质子全动能,即(68)式。可见,普适常数Φ还严格规定着质子。

注意:(15)式与(73)式是完全不同的计算,然而竟得出完全相同的结果,即普适常数Φ之值。这种令人叹为观止的结果,已完全表明本文对质子的计算无误。以上质子数据都成立。

质子与反常磁矩

作如下计算:

(TP1+TP2)/TP1=――――――(74)

这就是试验测得的“反常磁矩值”。注意文献[10]介绍:“试验测得电子反常磁矩值为(±)”。

再做如下计算:1+1÷(Φ/2)=1+2/Φ=―――(75)

这就是普适常数Φ与反常磁矩的关系。

上述计算已经表明:

第一,谓反常磁矩值并非为电子所特有,而是物质间相互作用常数,为任何粒子(包括天体)所共有。

第二,本文关于质子结构数据的计算准确无误。

质子的真实磁矩

有了上述准备,现在继续考察质子磁矩。但又出现困难:质子内部结构微荷质比是否均匀?不过不要紧:可以先假定其荷质比均匀,然后在研究处理。

那么,如果质子荷质比均匀,亦即假定(50)式对质子成立,就可将〖粒子磁矩定理Ⅳ〗应用于质子和电子两种粒子。必有:

ω1/ω2=ωe/ωP=q1/m1÷q2/m2=e/me÷e/mP

=mP/me―――――――――――(76)

式中用下标“1”表示电子,下标“2”表示质子,所以有:

ωe/ωP=mP/me―――――――――――(77)

该式右端为质子与电子的质量之比,为:

mP/me=―――――――――――(78)

而(77)式左端,实验(文献[12])已经测得:

ωe/ωP=―――――――――(79)

然而,量子力学(文献[12])错误地推荐此值为:

ωe/ωP=μe/μP=―――――(80)

显然,这是错误结果:第一因为,上述〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已无余地地指出,任何磁矩进动实验都不可能直接测得任何粒子的真实磁矩;第二因为,试验实际测得的数据是ω而不μ,

这表明(79)式正确无误,而(80)式错误。

回头再看,(77)式并不成立!究其原因恰在于:假设不合理。原来质子自身结构荷质比并不均匀!然而,不均匀程度如何?需作如下计算:

mP/me÷ωe/ωP=/

=――――(81)

注意:这就是质子内部结构荷质比不均匀程度。因为如果荷质比均匀,(77)式必成立(据磁矩定理Ⅳ)!而事实不成立,恰在于质子的荷质比不均匀(唯一原因)。故,(81)式准确表征质子荷质比不均匀程度。

若以符号gP表示质子荷质比不均匀因子(即不均程度),则有:

gP=mP/me÷ωe/ωP=――――(82)

大量研究表明,此种关系对任何粒子都准确成立。

于是粒子荷质比不均因子(以符号g表示)的表达通式为:g=m/me÷ωe/ω―――――――――――(83)

显然,这里的荷质不均因子与教科书中(文献[4])朗德因子数值相近,但物理意义完全不同。若以符号g’表示朗德因子,则有:

Kφ=g’/g=――――――――(84)

研究表明,(84)式对所有粒子都准确成立。那么,对质子则有:

Kφ=gP’/gP=/

=――――――(85)

看!质子也有了“反常磁矩值”:。这种计算,再次打破了量子力学关于电子的神话——鬼话。

所以研究表明,Kφ=为物质与物质场相互作用常数(参见〖粒子磁矩定理Ⅲ〗),为任何粒子(包括天体)所共有。并不为电子所特有,因而不能表征磁矩“反常”。

那么,将磁矩理论表达式,即(43)式用于质子:

Kφ=ωP·LP/μP·H―――――――――(86)

联立(55)、(86)二式有:

μP=(ωP·LP/ωe·?)μB―――――――(87)

将(70)、(79)二式代入得;

μP=(2π/)μB

=×10-23(尔格/高斯)―――(88)

这就是质子自旋真实磁矩!这是质子磁矩的第一种算法。用这种算法可以算得任何粒子的真实磁矩,下面介绍另种算法。

粒子磁矩另一种算法

大量研究,下面给出粒子磁矩另种算法表达通式:

μ=g·γ·L――――――――――――――(89)

研究表明,该式对所有粒子的磁矩都准确适用。虽然教科书中也有一模一样的公式,但物理意义大相径庭!

这里,L为粒子真实角动量;γ为所谓的回旋比,但对荷质比不均匀的粒子,γ已不再能表征真实回旋比,而只能表征平均荷质比概念;g则为荷质比不均因子,它表征粒子内部荷质比不均匀程度,为无量纲常数,可由实验测定,也可理论推导。并且有:

gg’/Kφ―――――――――――――――(90)

式中g’为教科书中的“朗德因子”。研究表明(89)、(90)二式对任何粒子(含天体),不管公转还是自转都严格成立。

电子磁矩另一种算法

对于电子,(90)式变为:

ge=ge’/Kφ=/―――(91)

这里,电子的ge1,表征电子内部结构各点荷质比绝对均匀。并再次证明电子确系经典粒子。那么,以上所有计算均有效!

用另种算法计算电子轨道磁矩

例四,用(89)式求解电子轨道角动量为L3=3?时的轨道磁矩μ3

解:对于电子,ge1,γe=e/(2meC),并将L3=3?代入(89)式有

μ3=(e/2meC)×3?=3μB(正确)

用另种算法计算电子自旋磁矩

例五,用(89)式求解电子自旋磁矩:μe

解:对于电子,ge1,γe=e/(2meC),代入(89)式得

μe=(e/2meC)Le=(Le/?)μB―――(92)

此结果与(59)式全同,正确。

质子和中子磁矩的另种算法略……

结语

综上述可见:

第一,Ⅳ条〖磁矩定理〗完全是经典的。

第二,电子、质子、中子完全遵从Ⅳ条〖磁矩定理〗,这已无可辩驳地证明:电子、质子、中子完全是经典粒子。《量子力学》纯属主观臆造!

第三,本文《物理学正论》成立。

参考文献

[1]理论物理《量子力学》-----------吴大猷著(台湾)

[2]《物理量和天体物理量》-----------艾伦著(英)

[3]《关于氦原子的计算》-----------黄崇圣著(成都科技大学学报)

[4]《原子物理学》----------------诸圣麟著

[5]《氦原子光谱,兼谈原子结构》-----朱正拥著(铁岭师专学报)

[6]《18个元素的原子结构计算》------张奎元著(铁岭卫校校刊)

[7]《36个元素的原子结构计算》------陶宝元著(铁岭教育学院院刊)

[8]《物理学》(教材)---------------复旦大学编

[9]《电动力学》------------------郭硕鸿著

[10]《物理大辞典》-----------------台湾版

[11]《基本物理常数国际标准推荐值》----沈乃薇著

物理学论文【第二篇】

认识人类自身、认识人类所面对的宇宙,是科学的根本任务,并由此而衍生出人类知识的两大系统——自然科学与社会科学。二者之间最深刻的关联在于:人对自身认识有多深,对外部宇宙的认识就有多深,它们是同步进行的。作为自然科学重要分支的物理学是建立在分析与实证基础上的。在科学飞速发展的今天,物理学的研究无论在宏观还是在微观上早已超越了感官经验的范围之外。这不可避免地带来一个困惑:我们以现有的感官经验去描述、解释远在我们经验之外的对象是可能的吗?要解决这一困惑,就必须转换逻辑思维的方式。对此,古老的禅宗哲学给了我们重大的启示。

一、禅宗与禅宗逻辑

“禅”或“禅那”是梵文Dhyana的音译,原意是沉思、静虑。佛教禅宗的起源,按传统说法,谓佛法有“教外别传,以心传心,不立文字”的教义,从释迦牟尼直接传下来,传到菩提达摩。达摩于梁武帝时(约520~526年)来到中国将心传传给二祖慧可(486~593年)。如此辗转相传,终于出现了以六祖慧能(638~713年)创始的南宗顿教,以后日益丰富发展,成为具有鲜明特色的中国佛学禅宗。禅宗是佛教的一个宗派,是“中国的佛学”,它是中国道家哲学与佛教空宗(亦称中道宗)相互作用的产物,对于中国哲学、文学、艺术有着极其深远的影响。禅宗所依据的主要典籍为《金刚经》和《六祖坛经》。

其实早在达摩来华以前,空宗的代表人物僧肇与道生等就在吸收与融汇中国道家思想的基础上,为禅宗的出现提供了必要的理论准备。如在道生的理论中,就有了“顿悟成佛”、“一切众生,莫不是佛”(《法华经疏》)等禅宗的基本思想。而在被僧肇所具体化了的关于三个层次的“二谛义”理论中(《肇论·般若无知论》),空宗所谓的第三层真谛即为禅宗之“第一义”。禅宗的一切修行以及最后的顿悟,都是为了成就作为其终极目标的“第一义”。这个第一义就是宇宙的本体、佛的本体,就是最后解脱的境界。

三个层次的“二谛义”理论认为:(1)第一个层次:普通人以为万物实“有”,而不知“无”。佛教认为万物实际上都是“空”、“无”。在这个层次上,认为万物是“有”,这是“俗谛”;认为万物是“无”是“真谛”。(2)第二个层次:认为万物是“有”与认为万物是“无”,都是片面的。因为“无”并不只是没有了“有”的结果。事实上“有”同时就是“无”。万物无时无刻不在变化之中,一物此时此刻的存在状态与其在另一时刻的存在状态是不同的,在这种意义上,此时此刻的“有”在另一时刻就是“无”了。故在这个层次上,说万物是“有”与说万物是“无”,都同样是“俗谛”。只有不片面的中道,认识到万物非有非无才是“真谛”。(3)第三个层次:说“中道”在于不片面(非有非无),这意味着进行区别,而一切区别本身就是片面的。故在这一层次上,说万物非有非无就是俗谛了。真谛是:万物非有非无,而又非非有非非无(《大藏经》卷四十五)。禅宗的第一义,指的就是这种“非有非无,而又非非有非非无”的境界。《金刚经》云:“……如来所说法皆不可取,不可说,非法,非非法”。这种“非非”的境界是经验之外的,是普通的逻辑思维达不到的,是不可言说的。所以“说似一物即不中”(《六祖坛经·机缘品第七》),“我向尔道是第二义”(《五灯会元卷第十·清凉文益禅师》),“道,可道,非常道”(《老子·第一章》)。

为了证悟禅宗的第一义,“只有打破和超越任何区分和限定(不管是人为的概念、抽象的思辨,或者是道德的善恶、心理的爱憎、本体的空有……),才能真正体会和领悟到那个所谓真实的绝对本性。它在任何语言、思维之前、之上、之外,所以是不可称道、不可言说、不可思议的。束缚在言语、概念、逻辑、思辨和理论里,如同束缚于有限的现实事物中一样,便根本不可能‘悟道’”[1]。而这也正是六祖慧能临终传授宗旨的“秘诀”:“先须学三科法门,动用三十六对,出没即菩提场,说一切法,莫离自性。忽有人问汝法,出语尽双,皆取对法,来去相因。究竟二法尽除,更无去处。……若有人问汝义,问有将无对,问无将有对,问凡以圣对,问圣以凡对。二道相因,生中道义”(《六祖坛经·付嘱品第十》)。应用六祖的这种“对法”,从“有”、“无”始,便可达到非有非无,进而证悟非非有非非无的第一义境界。

仔细分析禅宗的“第一义”以及六祖慧能的“对法”,不难发现,它实际上是给出了一种全新的逻辑,在此将其称为“禅宗逻辑”。

众所周知,作为逻辑演算的对象可以是事物、事物的类、事物之间的关系,也可以是命题之间的关系。禅宗逻辑同布尔逻辑[2][3]相似,也具有明显的类代数的特点。令全类为"1",空类为"0"。以A和B分别代表两个类,也称之为选取符号。A代表在论域中选取所有A的结果,B代表选取所有B的结果,则

A=B表示两类之间有完全相同的分子;

AB表示两类相交,即逻辑相乘,代表既属于A类又属于B类的类;

A+B表示两类相并,即逻辑相加,代表或属于A所标记的事物的类,或属于B所标记的事物的类;

附图表示A的补类,即由论域中除去类A的事物的类。

按照上述的基本约定,在传统的布尔逻辑中,如果A表示类“有”,B表示类“无”,则明显有A+B=1,即类A和类B互为补类,即这意味着同时属于两个互补的类的类是可能存在的,即传统逻辑中的“不矛盾律”在禅宗逻辑中不一定成立。其次,由禅宗逻辑的基本求和公式可以清楚地看到,对于不可言说的本体的“认识”过程在逻辑上只能是一个无限逼近的渐进过程,这正从逻辑上显示了它的不可言说性的根源所在。逻辑原子主义的代表人物维特根斯坦曾指出:“我的语言的界限意味着我的世界的界限。……逻辑充满着世界;世界的界限也是逻辑的界限。”[4]原来不可言说的禅宗“第一义”是在传统的语言和逻辑之外的存在,现在随着逻辑的扩展,在禅宗逻辑框架内,它便不再是逻辑之外的存在了。逻辑扩展了,世界也随之扩展了。

根据禅宗逻辑的基本求和公式,在零级近似下(对应于在求和公式中只取n=0一项),逻辑求和公式变成:

A+B=1.

附图而这正是布尔逻辑,即布尔逻辑是禅宗逻辑的零级近似。可见禅宗逻辑比传统的只研究矛盾对立双方间的关系的二值逻辑具有更大的包容性。首先,它在逻辑对象上,除了包含互补的、矛盾的两个基本的逻辑类之外,它还同时容纳了与之相关联的其余所有可能的独立的类,这就为在逻辑上去研究“非非”之类(传统逻辑之外的、不可言说的)的对象奠定了基础。其次,就逻辑自身而言,禅宗逻辑包容了那些不矛盾律不再成立的逻辑,为逻辑自身的扩展提供了极大的可能性。

二、物理学中的“波粒二象性”与禅宗逻辑

物理学按照其研究对象的不同,可分为经典物理学和量子物理学(现代物理学)两大类。经典物理学所研究的是人们感官经验之内的物质客体,适用于牛顿力学。站在经典物理学的立场上,一个具体的物质客体只能以粒子的方式或波动的方式存在,不存在其它的可能存在方式,即一个物理客体要么以粒子的方式存在,要么以波动的方式存在。以粒子的方式存在的客体在某一时刻具有确定的空间位置;以波动的方式存在的客体在某一具体时刻在全空间存在而不具有确定的空间位置,例如水波和声波等。无论是经典的粒子还是经典的波,它们都存在于人们的经验范围之内,是看得见摸得着的。借助于牛顿力学理论,人们可以运用日常经验中的语言、概念来描述、理解它们,而不会产生任何逻辑上的困难。

物理学研究一旦深入到微观的领域,它的客观对象(如原子)就不再是人的感官所能直接体验的了。微观客体的微观运动本身已不再是感官所能直接观测和认识的对象。为了“认识”微观客体及其运动,只有借助于复杂的科学仪器,通过人工安排的科学实验,观测由其引起的在仪器中发生的某种不可逆放大过程所导致的宏观可观察效应。这种通过仪器的读数所“认识”到的对象已不再是微观客体本身,而这又是对微观客体的唯一的一个认识途径,即只能这样来认识微观客体,对微观客体的认识就是这种意义上的一种“认识”。

在通过各种科学实验对微观客体的研究中,人们发现微观客体(原子、电子等)在某些条件下表现出粒子性的一面,而在另一些条件下又表现出波动性的一面,这就是所谓的“波粒二象性”问题。微观粒子在某种意义上既是粒子又是波,既不是粒子又不是波,也不是粒子和波的简单综合。这种“波粒二象性”在经典物理学框架内是完全不可理解的。“物理学家们在原子物理学初期面临的自相矛盾的境遇与之(指禅宗)惊人地相似,与禅宗的情况一样,真谛隐藏在佯谬之中,这些佯谬不能用逻辑推理来解决,而只能靠一种新的认识来理解。”[5]尽管物理学家们无法在逻辑上解决“波粒二象性”佯谬,但是经过许多人的努力,最终在数学上建立起了一套完备的理论体系——量子力学来描述微观客体的运动。在量子力学体系中,微观客体一般就表现为一个数学上虚的态函数,它可以通过薛定谔方程来确定。但是,无论如何量子力学的数学形式理论本身并不能给出关于微观客体波粒二象性的物理解释,因为数学上的虚数无论如何是无法同外在的客观存在相对照的。1927年,物理学家玻尔提出了所谓的“互补原理”来解释微观客体的“波粒二象性”问题。“玻尔把两种图象——粒子图象和波动图象——看作是同一个实在的两个互补的描述。这两个描述中的任何一个都只能是部分正确的,使用粒子概念以及波动概念都必须有所限制,否则就不能避免矛盾。”[6]不难发现玻尔的互补性解释只是一种哲学上的尝试,并没有从根本上解决由“波粒二象性”所导致的逻辑困难。

通过上述分析可知,传统逻辑是无法解释微观客体的“波粒二象性”疑难的,唯一的出路是求助于比传统逻辑包容性更大的新的逻辑。本文所给出的禅宗逻辑正好可以用来解释“波粒二象性”问题。首先,波和粒子作为两个类在传统逻辑(经典物理学框架内)上是完全互补的两个类,因此可令:A表示粒子,B表示波,翻译成逻辑的语言就是:在逻辑上存在这样的类,它同时既是粒子又是波。物理学上的微观粒子就正好是这样的一种客观存在的类。这又从另一个方面证明了微观客体所遵循的逻辑是禅宗逻辑的一级近似的结论的正确性。

三、总结

禅宗哲学(包括禅宗逻辑)同现代物理学之间的平行性,早已引起过人们的关注。玻尔在1937年访华时就曾被中国的对立两极的概念所震惊。而美国著名物理学家F.卡普拉则更是为这种平行性所吸引,写出了轰动一时的《物理学之“道”——近代物理学与东方神秘主义》一书。尽管有许多人都意识到了现代物理学与古老的中国哲学思想之间具有某种相通性,但没有人能明确指出其背后的根由。通过本文的研究,不难发现这种平行性、相通性的根源在于二者所研究和指向的对象都遵循相同的逻辑——禅宗逻辑。禅宗逻辑的对象是感官经验之外的,是日常的语言、逻辑所不能言说的,物理学所研究的微观客体同禅宗所要证悟的最终本体恰恰都是这种对象。人的思维离不开形象、直观,离不开日常经验中的语言、概念和逻辑,而禅宗所要证悟的本体和物理学所研究的微观客体却又都是直接经验之外的存在,是无法从形象和直观上把握的。正如玻尔所指出的:“物理学面临的困难来源于我们被迫使用日常生活的词汇和概念,即使我们是在从事于精炼的观察也如此。我们除用粒子或波就不知道其他描写运动的方式。”[7]因此要想“认识”和“把握”这类对象,就只有超越传统逻辑的束缚,应用全新的包容性更大的逻辑进行思维,才能将其重新纳入到逻辑的框架之内加以“言说”、“认识”。

收稿日期:2002-08-30

参考文献

[1]李泽厚。中国古代思想史论[M].合肥:安徽文艺出版社,

[2]朱水林。形式化:现代逻辑的发展[M].北京:人民出版社,

[3]马玉珂。西方逻辑史[M].北京:中国人民大学出版社,

[4][奥]维特根斯坦。逻辑哲学论[M].郭英译。北京:商务印书馆,

[5][美]卡普拉F.物理学之“道”——近代物理学与东方神秘主义[M].朱润生译。北京:北京出版社,

[6][德]海森伯。物理学和哲学——现代科学中的革命[M].范岱年译。北京:商务印书馆,

物理学论文【第三篇】

模型化指的是在研究和探索事物的过程中为了便于发现其中本质和规律而建立的一种抽象的,理想的事物形态是对某些事物中所包含的本质及规律采用逐步逼近的描述方法。例如,在电学中研究电荷间的相互作用时,其作用力的大小受带电体的形状、大小、所带电荷量的多少、电荷的分布、电荷之间的相对位置及介质等诸多因素的影响,若不分主次的考虑各种因素,会感到无从下手,也就无法得到最终的结果。在人类历史发展过程中,通过大量实验表明:随着电荷间距离的增大,带电体的形状、大小、电荷的分布等因素的影响逐渐减小,距离增加到一定程度时,起决定作用的就是电荷的电量和介质的介电常数,其形状大小、电荷的分布可忽略不计.从而建立起“点电荷的理想模型这样.突出了对所研究问题起主要的因素忽略次要的因素,建立“理想模型”,有效的解决了对复杂问题的研究。库仑定律描述的就是两个点电荷之间的相互作用规律在研究气体的性质和描述气体的物理量间的关系中,麦克思韦建立了气体模型:气体是由很小的、完全弹性的、只在接触时才发生相互作用的固体小球组成的系统从而奠定了气体分子运动论。在此基础上进一步对气体进行模型化:当分子间的距离接近十倍或大于十倍分子直径时,就可以忽略分子之间的相互作用力,从而建立了理想气体模型。这样就比较容易得出描述气体的物理量间的关系一一气体状态方程。显然,如果没有“点电荷”这个理想模型的建立,就没有库仑定律。没有气体模型和理想气体模型的建立,就没有气体状态方程。同样,如果没有质点的建立,便不会有牛顿定律和万有引力定律。物理学中的物理模型非常多,如铁磁性物质磁化模型、稳恒电流模型、原予核式结构模型等等。可以说,物理的全部定理、定律和公式都是对物理模型的刻画。物理模型化是物理学研究普遍采用的方法,是建立和发展物理理论的重要手段离开物理模型,物理学的研究就寸步难行。

2物理过程的理想化

自然界中各种运动过程非常复杂,为了研究问题的方便我们可以忽略次要因素,突出物体运动的主蔡特征和规律,把运动过程想象为一种简单化的、实际上不存在但又经得起实践验证的运动过程。

在研究物体的碰撞问题时,认为该系统只在碰撞物体间内力的相互作用下发生的,其他力与内力相比,均可以忽略不计。在此条件下,这一系统遵循动量守恒定律。而完全弹性碰撞规律又是建立在理想碰撞的这一理论过程的基础之上,只要相互的物体所受合外力为零,而且物体间相互作用的内力存属弹力,这样的形变就能完全恢复。显然整个碰撞过程只存在动能和弹性势能之间的相互转化,因此碰撞前后系统动量守恒。力学中研究物体在光滑平面或无摩擦轨道上的运动过程,热学中研究珲想气体等质纂过程中能量的转换等都采用的是理想化过程。所谓等容、等压、等温及绝热过程也是理想化过程。

同样在研究地球表面上物体的下落运动时,往往被视为自由落体运动,那是因为在落体运动过程中忽略了空气阻力、重力随高度变化等因素,认识物体只在恒定的重力作用下的下落过程。显然,满足自由落体运动条件的物体在自然界中无法实现,但在许多情况下,物体的下落很接近自由落体,完全可以用自由落体运动规律来处理,所以自由落体理想过程的建立有着重要的现实意义。

物理学中的过程处处可见,如所有运用机械能守恒定律处理的运动过程、匀速直线运动过程、原予核的衰变过程等等。理想过程是对实际过程的一种科学的近似,也是对实际过程进一步研究的基础。对理想过程的研究,很容易发现实际过程中所包含的规律,能更准确更深刻的抓住问题的实质。这种方法也普遍运用于其他领域。

3物理实验的理想化

物理学是一门建立在实验基础上的学科,物理概念的建立以及物理定理、定律的发现,往往是以实验事实作为依据的,已经建立起来的物理定理或理论,也必须经得起非常严格的科学实验的检验,同时,它又指导实验,并在新的实验的基础上逐步完善理论。

理想实验是一种假想的实验,是人们在思想意识中塑造的一种理想过程,但它是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。它不是脱离实际的主观意想,因为理想实验是以实践为基础,是在真实的科学实验的基础上,抓住主要因素,排除次要因素,对实际过程作出更深层次的抽象分析,指出客观现象的过程之间的内在联系及其规律,并由此得出重要结论。

爱因斯坦就十分重视理想实验的研究,他通过设想的闪电理想实验,提出了同时性的相对性概念。他设想当两道闪电同时下击一条东西方向的铁路轨道时,对站在两道闪电中的观察者来说,这两道闪电是同时发生的,但是对于乘坐一列由东向西高速行驶的火车上的观察者来说,这两道闪电不是同时下击的,同时性的相对性概念是建立狭义相对论的一个关键。伽利略的“平斜槽”理想实验,一方面使人们对力和运动的关系的认识有了划时代的转变,阐明物体的运动并不需要外力来维持,既奠定了牛顿第一定律的建立,另一方面又论证了自由落体运动是匀加速直线运动。而惯性定律是无法用实验验证的,很多的自由落体运动也不便通过实验验证,而采用理想实验来论证,人们可以深信不疑。人类历史的长河中的大量实践已证实了理想化方法的合理性,并在科学研究中已成为一种独特的、无法替代的理论思维方法。

论文关键词:模型化理想化理解过程

论文摘要:理想化方法是人们在认识事物、探索事物内在本质及规律的过程中形成的一种理论思维方法。物理学中的很多概念、定理和定律的形成,都是在通过对研究对象进行抽象概括,对研究过程进行简化的条件下得来的。本文以物理学中所涉及的部分概念、定理和定律为例,并结合多年来教学中对他们的认识和理解,针对物理概念如何模型化、物理过程以及物理实验如何理想化进行阐述,这样有助于对物理概念、定理和定律的进一步理解,也是研究和探索其他事物的一种很好的手段。

在研究物理过程中,往往由于过程的影响因素比较多,要发现过程中的本质及规律不容易的,或者是不可能的.因此我们需要对整个过程或过程中的某一部分进行假设而建立过程简单化的理想模型,目的是抓住问题的主要的、本质的因素.舍弃其次要的、非本质的因素,变复杂条件的实际过程为简单的理想化过程。这样。我们就可以透过事物的表面现象,比较容易地发现事物的本质及变化规律。物理学中的许多物理概念和物理定理、定律就是通过这样的方法建立起来的。所以,理想化方法是物理研究中广泛采用的理论思维方法之一。

物理学论文【第四篇】

二十世纪即将结,二十一世纪即将来临,二十世纪是光辉灿烂的一个世纪,是个类社会发展最迅速的一个世纪,是科学技术发展最迅速的一个世纪,也是物理学发展最迅速的一个世纪。在这一百年中发生了物理学革命,建立了相对信纸和量子力学,完成了从经典物理学到现代物理学的转变。在二十世纪二、三十年代以后,现代物理学在深度和广度上有了进一步的蓬勃发展,产生了一系列的新学科的交叉学科、边缘学科,人类对物质世界的规律有了更深刻的认识,物理学理论达到了一个新高度,现代物理学达到了成熟的阶段。

在此世纪之交的时候,人们自然想展望一下二十一世纪物理学的发展前景,探索今后物理学发展的方向。我想谈一谈我对这个问题的一些看法和观点。首先,我们来回顾一下上一个世纪之交物理学发展的情况,把当前的情况与一百年前的情况作比较对于探索二十一世纪物理学发展的方向是很有帮助的。

一、历史的回顾

十九世纪末二十世纪初,经典物物学的各个分支学科均发展到了完善、成熟的阶段,随着热力学和统计力学的建立以及麦克斯韦电磁场理论的建立,经典物理学达到了它的顶峰,当时人们以系统的形式描绘出一幅物理世界的清晰、完整的图画,几乎能完美地解释所有已经观察到的物理现象。由于经典物理学的巨大成就,当时不少物理学家产生了这样一种思想:认为物理学的大厦已经建成,物理学的发展基本上已经完成,人们对物理世界的解释已经达到了终点。物理学的一些基本的、原则的问题都已经解决,剩下来的只是进一步精确化的问题,即在一些细节上作一些补充和修正,使已知公式中的各个常数测得更精确一些。

然而,在十九世纪末二十世纪初,正当物理学家在庆贺物理学大厦落成之际,科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现:电子、X射线和放射性现象的发现。其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”:“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。[1]这些实验结果与经典物理学的基本概念及基本理论有尖锐的矛盾,经典物理学的传统观念受到巨大的冲击,经典物理发生了“严重的危机”。由此引起了物理学的一场伟大的革命。爱因斯坦创立了相对论;海林堡、薛定谔等一群科学家创立了量子力学。现代物理学诞生了!

把物理学发展的现状与上一个世纪之交的情况作比较,可以看到两者之间有相似之外,也有不同之处。

在相对论和量子力学建立起来以后,现代物理学经过七十多年的发展,已经达到了成熟的阶段。人类对物质世界规律的认识达到了空前的高度,用现有的理论几乎能够很好地解释现在已知的一切物理现象。可以说,现代物理学的大厦已经建成。在这一点上,目前有情况与上一个世纪之交的情况很相似。因此,有少数物理学家认为今后物理学不会有革命性的进展了,物理学的根本性的问题、原则问题都已经解决了,今后能做到的只是在现有理论的基础上在深度和广度两方面发展现代物理学,对现有的理论作一些补充和修正。然而,由于有了一百年前的历史经验,多数物理学家并不赞成这种观点,他们相信物理学迟早会有突破性的发展。另一方面,虽然在微观世界和宇宙学领域中有一些物理现象是现代物理学的理论不能很好地解释的,但是这些矛盾并不是严重到了非要彻底改造现有理认纱可的程度。在这方面,目前的情况与上一个世纪之交的情况不同。在上一个世纪之交,经典物理学发生了“严重的危机”;而在本世纪之交,现代物理学并无“危机”。因此,我认为目前发生现代物理学革命的条件似乎尚不成熟。

虽然在微观世界和宇宙学领域中有一些物理现象是现代物理学的理论不能很好地解释的,但是这些矛盾并不是严重到了非要彻底改造现有理认纱可的程度。在这方面,目前的情况与上一个世纪之交的情况不同。在上一个世纪之交,经典物理学发生了“严重的危机”;而在本世纪之交,现代物理学并无“危机”。因此,我认为目前发生现代物理学革命的条件似乎尚不成熟。客观物质世界是分层次的。一般说来,每个层次中的体系都由大量的小体系(属于下一个层次)构成。从一定意义上说,宏观与微观是相对的,宏观体系由大量的微观系统构成。物质世界从微观到宏观分成很多层次。物理学研究的目的包括:探索各层次的运动规律和探索各层次间的联系。

回顾二十世纪物理学的发展,是在三个方向上前进的。在二十一世纪,物理学也将在这三个方向上继续向前发展。

1)在微观方向上深入下去。在这个方向上,我们已经了解了原子核的结构,发现了大量的基本粒子及其运规律,建立了核物理学和粒子物理学,认识到强子是由夸克构成的。今后可能会有新的进展。但如果要探索更深层次的现象,必须有更强大得多的加速器,而这是非常艰巨的任务,所以我认为近期内在这个方向上难以有突破性的进展。

2)在宏观方向上拓展开去。1948年美国的伽莫夫提出“大爆炸”理论,当时并未引起重视。1965年美国的彭齐亚斯和威尔逊观测到宇宙背景辐射,再加上其他的观测结果,为“大爆炸”理论提供了有力的证据,从此“大爆炸”理论得到广泛的支持,1981年日本的佐藤胜彦和美国的古斯同时提出暴胀理论。八十年代以后,英国的霍金[2,3]等人开始论述宇宙的创生,认为宇宙从“无”诞生,今后在这个方向上将会继续有所发展。从根本上来说,现代宇宙学的继续发展有赖于向广漠的宇宙更遥远处观测的新结果,这需要人类制造出比哈勃望远镜性能更优越得多的、各个波段的太空天文望远镜,这是很艰巨的任务。

我个人对于近年来提出的宇宙创生学说是不太信的,并且认为“大爆炸”理论只是对宇宙的一个近似的描述。因为现在的宇宙学研究的只是我们能观测到的范围以内的“宇宙”,而我相信宇宙是无限的,在我们这个“宇宙”以外还有无数个“宇宙”,这些宇宙不是互不相干、各自孤立的,而是互相有影响、有作用的。现代宇宙学只研究我们这个“宇宙”,当然只能得到近似的结果,把他们的延伸到“宇宙”创生了初及遥远的未来,则失误更大。

3)深入探索各层次间的联系。

这正是统计物理学研究的主要内容。二十世纪在这方面取得了巨大的成就,先是非平衡态统计物理学有了得大的发展,然后建立了“耗散结构”理论、协同论和突变论,接着混沌论和分形论相继发展起来了。近年来把这些分支学科都纳入非线性科学的范畴。相信在二十一世纪非线性科学的发展有广阔的前景。

上述的物理学的发展依然现代物理学现有的基本理论的框架内。在下个世纪,物理学的基本理论应该怎样发展呢?有一些物理学家在追求“超统一理论”。在这方面,起初是爱因斯坦、海森堡等天才科学家努力探索“统一场论”;直到1967、1968年,美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆提出统一电磁力和弱力的“电弱理论”;目前有一些物理学家正在探索加上强力的“大统一理论”以及再加上引力把四种力都统一起来的“超统一理论”,他们的探索能否成功尚未定论。

爱因斯坦当初探索“统一场论”是基于他的“物理世界统一性”的思想[4],但是他努力探索了三十年,最终没有成功。我对此有不同的观点,根据辩证唯物主义的基本原理,我认为“物质世界是既统一,又多样化的”。且莫论追求“超统一理论”能否成功,即便此理论完成了,它也不是物理学发展的终点。因为“在绝对的总的宇宙发展过程中,各个具体过程的发展都是相对的,因而在绝对真理的长河中,人们对于在各个一定发展阶段上的具体过程的认识只具有相对的真理性。无数相对的真理之总和,就是绝对的真理。”“人们在实践中对于真理的认识也就永远没有完结。”[5]

现代物理学的革命将怎样发生呢?我认为可能有两个方面值得考试:

1)客观世界可能不是只有四种力。第五、第六……种力究竟何在呢?现在我们不知道。我的直觉是:将来最早发现的第五种力可能存在于生命现象中。物质构成了生命体之后,其运动和变化实在太奥妙了,我们没有认识的问题实在太多了,我们今天对于生命科学的认识犹如亚里斯多德时代的人们对于物理学的认识,因此在这方面取得突破性的进展是很可能的。我认为,物理学业与生命科学的交叉点是二十一世纪物理学发展的方向之一,与此有关的最关于复杂性研究的非线性科学的发展。

2)现代物理学理论也只是相对真理,而不是绝对真理。应该通过审思现代物理学理论基础的不完善性来探寻现代物理学革命的突破口,在下一节中将介绍我的观点。

三、现代物理学的理论基础是完美的吗?

相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱,这两大支柱的理论基础是否十全十美的

呢?我们来审思一下这个问题。

1)对相对论的审思

当年爱因斯坦就是从关于光速和关于时间要领的思考开始,创立了狭义相对论[1]。我们今天探寻现代物理学革命的突破口,也应该从重新审思时空的概念入手。爱因劳动保护坦创立狭义相对论是从讲座惯性系中不同地点的两个“事件”的同时性开始的[4],他规定用光信号校正不同地点的两个时钟来定义“同时”,这样就很自然地导出了洛仑兹变换,进一步导致一个四维时空(x,y,z,ict)(c是光速)。为什么爱因劳动保护担提出用光信号来校正时钟,而不用别的信号呢?在他的论文中没有说明这个问题,其实这是有深刻含意的。

时间、空间是物质运动的表现形式,不能脱离物理质运动谈论时间、空间,在定义时空时应该说明是关于什么运动的时空。现代物理学认为超距作用是不存在的,A处发生的“事件”影响B处的“事件”必须通过一定的场传递过去,传递需要一定的时间,时间、空间的定义与这个传递速度是密切相关的。如果这种场是电磁场,则电磁相互作用传递的速度就是光速。因此,爱因斯坦定义的时空实际上是关于由电磁相互作用引起的物质运动的时空,适用于描述这种运动。

爱因斯坦把他定义的时间应用于所有的物质运动,实际上就暗含了这样的假设:引力相互作用的传递速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速传递的呢?令引力相互作用的传递速度为c'。至今为止,并无实验事实证明c'等于c。爱因斯坦因他的“物质世界统一性”的世界观而在实际上假定了c=c'。我持有“物质世界既统一,又多样化的”以观点,再加之电磁力和引力的强度在数量级上相差太多,因此我相相信c'可能不等于c。工样,关于由电磁力引起的物质运动的四维时空(x,y,z,ict)和关于由引力引起的运动的时空(x',y',z',ic't')是不同的。如果研究的问题只涉及一种相互作用,则按照现在的理论建立起来的运动方程的形式不变。例如,爱因斯坦引力场方程的形式不变,只需把常数c改为c'。如果研究的问题涉及两种相互作用,则需要建立新的理论。不过,首要的事情是由实验事实来判断c'和c是否相等;如果不相等,需要导出c'的数值。

我在二十多年前开始形成上述观点,当时测量引力波是众所瞩目的一个热点,我曾对那些实验寄予厚望,希望能从实验结果推算出c'是否等于c。令人遗憾的是,经过长斯的努力引引力波实验没有获得肯定的结果,随后这项工作冷下去了。根据爱国斯坦理论预言的引力波是微弱的,如果在现代实验技术能够达到的测量灵敏度和准确度之下,这样弱的引力波应该能够探测到的话,长期的实验得不到肯定的结果似乎暗示了害因斯坦理论的缺点。应该从c'可能不等于c这个角度来考虑问题,如果c'和c有较大的差异,则可能导出引力波的强度比根据爱因劳动保护坦理论预言的强度弱得多的结果。

弱力、强力与引力、电磁力有本质的不同,前两者是短程力,后两者是长程力。不同的相互作用是通过传递不同的媒介粒子而实现的。引力相互作用的传递者是引力子;电磁相互作用的传递者是光子;弱相互作用的传递者是规范粒子(光子除外);强相互作用的传递者是介子。引力子和光子的静质量为零,按照爱因斯坦的理论,引力相互作用和电磁相互作用的传递速度都是光速。并且与传递粒子的静质量和能量有关,因而其传递速度是多种多样的。

在研究由弱或强相互作用引起的物质运动时,定义惯性系中不同的地点的两个“事件”的“同时”,是否应该用弱力或强力信号取代光信号呢?我对核物理学和粒子物理学是外行,不想贸然回答这个问题。如果应该用弱力或强力信号取代光信号,那么关于由弱力或强力引起的物质运动的时空和关于由电磁力引起的运动的时空(x,y,z,ict)及关于由引力引起的运动的时空(x',y',z',ic't')

有很大的不同。设弱或强相互作用的传递速度为c'',c''不是常数,而是可变的,则关于由弱或强力引起的运动的时空为(x'',y'',z'',Ic''t''),时间t''和空间(x'',y'',z'')将是c'的函数。然而,很可能应该这样来考虑问题:关于由弱力引起的运动的时空,在定义中应该以规范粒子的静质量取作零时的速度c1取代光速c。由于“电弱理论”把弱力和电磁力统一起来了,因此有可能c1=c,则关于由弱力引起的运动的时空和关于由电磁力引起的运动的时空是相同的,同为(x,y,z,ict)。关于由强力引起的运动的时空,在定义中应该以介子的静质量取作零(在理论上取作零,在实际上没有静质量为零的介子)时的速度c''取代光速c,c''可能不等于c。则关于由强力引起的运动的时空(x'',y'',z'',Ic''t'')不同于(x,y,z,ict)或(x',y',z',ic't')。无论上述两种考虑中哪一种是对的,整个物质世界的时空将是高于四维的多维时空。对于由短程力(或只是强力)引起的物质运动,如果时空有了新的一义,就需要建立新的理论,也就是说需要建立新的量子场论、新的核物理学和新的粒子物理学等。如果研究的问题既清及长程力,又涉及短程力(尤其是强力),则更需要建立新的理论。

1)对量子力学的审思

从量子力学发展到量子场论的时候,遇到了“发散困难”[6]。1946——1949年间,日本的朝永振一郎、美国的费曼和施温格提出“重整化”方法,克服了“发散困难”。但是“重整化”理论仍然存在着逻辑上的缺陷,并没有彻底克服这一困难。“发散困难”的一个基本原因是粒子的“固有”能量(静止能量)与运动能量、相互作用能量合在一起计算[6],这与德布罗意波在υ=0时的异性。

现在我陷入一个两难的处境:如果采用传统的德布罗意关系,就只得接受不合理的德布罗意波奇异性;如果采纳修正的德布罗意关系,就必须面对使新的理论满足相对论协变性的难题。是否有解决问题的其他途径呢?我认为这个问题或许还与时间、空间的定义有关。现在的量子力学理论中时宽人的定义实质上依然是决定论的定义,而不确定原理是微观世界的一条基本规律,所以时间、空间都不是严格确定的,决定论的时空要领不再适用。在时间或空间的间隔非常小的时候,描写事情顺序的“前”、“后”概念将失去意义。此外,在重新定义时空时还应考虑相关的物质运动的类别。模糊数学已经发展得相当成熟了,把这个数学工具用到微观世界时空的定义中去可能是很值得一试的。

1)在二十一世纪物理学将在三个方向上继续向前发展(1)在微观方向上深入下去;(2)在宏观方向上拓展开去;(3)深入探索各层次间的联系,进一步发展非线性科学。

2)可能应该从两方面去控寻现代物理学革命的突破口。(1)发现客观世界中已知的四种力以外的其他力;(2)通过审思相对论和量子力学的理论基础,重新定义时间、空间,建立新的理论

3)由于现代物理学尚未发生“危机”,因此目前发生现代物理学革命的条件也许还不成熟,物理学的发展和物理学革命都有赖于在物理实验和对客观物质世界的观测中获得新的结果,实验和观测是发展物理学的量重要手段,这是我们要关注的首要问题。然而,科学的发展和物理学的发展有本身的逻辑,符合客观规律的、有真知灼见的思维也是一个关键。

我的观点与众不同,可能不算什么真知灼见,也可能被有些人认为是不合常规、有悖常理的。然而我期望这些观点能起到抛砖引玉的作用,引出大量有真知灼见的“玉”。当不合目前的“常规”和“常理”的思想在物理学花园中百花盛开的时候,我们将迎来物理学更光辉灿烂的明天!

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