真實(shí)的量子世界.doc

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1、真實(shí)的量子世界介紹《解讀量子力學(xué)》一文《解讀量子力學(xué)》一文分兩篇文章，上篇為《解讀量子力學(xué)》基礎(chǔ)部分下篇《解讀量子力學(xué)》測(cè)量部分一量子密碼要解讀量子力學(xué)必須弄清楚波所表達(dá)的物理圖象是什么，它的物理意義是什么，即波的本質(zhì)?！督庾x量子力學(xué)》就是在弄清楚了波的本質(zhì)之后，在博文《波的本質(zhì)》的基礎(chǔ)上完稿的。波動(dòng)圖象不是運(yùn)動(dòng)的軌跡，它是運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象。單擺運(yùn)動(dòng)不是波，而是擺錘的左右擺動(dòng)；但是它的運(yùn)動(dòng)可以轉(zhuǎn)化為擺錘的受重力或勢(shì)能的振動(dòng)圖象來(lái)描述，這樣擺錘運(yùn)動(dòng)就被人們賦予了波的性質(zhì)。量子力學(xué)是通過(guò)解讀量子密碼來(lái)獲取微觀信息的，量子密碼是波函數(shù)所傳達(dá)的微觀信息。波函數(shù)是微觀世界的傳感

2、器，通過(guò)解讀傳感器所傳來(lái)的量子密碼，量子力學(xué)來(lái)構(gòu)畫出微觀世界的圖象的。量子力學(xué)是將原子等微觀系統(tǒng)中粒子受力或勢(shì)能的周期性變化，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)諧的振動(dòng)圖象來(lái)加以描寫的。在探索微觀的世界的進(jìn)程中，由于原子中電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的周期是瞬間的，幾乎是不可捉摸的（見(jiàn)博文《新原子模型》）很難用運(yùn)動(dòng)軌跡和軌道方程來(lái)描寫，用經(jīng)典的軌道方程是很難進(jìn)入微觀世界的。德布羅意無(wú)意識(shí)的架起了一條微觀與宏觀勾通對(duì)話的通道，量子力學(xué)借用經(jīng)典電磁波的圖象和成熟的振動(dòng)與波的數(shù)學(xué)模型，用德布羅意波巧妙的將粒子賦予了波的行為。將粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)化為粒子在系統(tǒng)內(nèi)的周期振動(dòng)狀態(tài)來(lái)描述；也就是說(shuō)，將粒子在系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)

3、軌跡，轉(zhuǎn)化為粒子受力或勢(shì)能周期振動(dòng)的振動(dòng)函數(shù)，再用經(jīng)典的波動(dòng)理論來(lái)描述的。我在博文《波的本質(zhì)》中已經(jīng)說(shuō)明波是力周期振動(dòng)的圖象，這是問(wèn)題的關(guān)鍵。所以說(shuō)，量子力學(xué)是研究波函數(shù)的學(xué)問(wèn)，德布羅意假設(shè)是它的精髓。量子力學(xué)是處在數(shù)學(xué)和物理學(xué)中間的學(xué)問(wèn)，它不管微觀狀態(tài)如何，甚至也不管物理本質(zhì)和概念，它只管將粒子的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為振動(dòng)的狀態(tài)函數(shù)，用振動(dòng)波的形式對(duì)其描述的。既然粒子運(yùn)動(dòng)可以用波來(lái)描述，那么粒子的運(yùn)動(dòng)就化成了一條周期振動(dòng)波的曲線，粒子也就有波動(dòng)性了，這就是粒子“波粒二象性的真實(shí)物理內(nèi)容。既然粒子有波動(dòng)性”，結(jié)合德布羅意“通道”，就得出了“海森伯不確定關(guān)系”。局域在空間某一區(qū)域

4、內(nèi)的粒子，必然不能用一個(gè)具有確定頻率和波長(zhǎng)的德布羅意波來(lái)表示，而必須用一個(gè)波包來(lái)表示。波包的包絡(luò)線以群速度dω/dk運(yùn)動(dòng).設(shè)有一個(gè)局域粒子，它用德布羅意波群（波包）來(lái)表示.對(duì)于每一分波，能量和頻率的關(guān)系式為：E=hν;動(dòng)量與波數(shù)的關(guān)系為p=hk.因此，群速度Vg=dω/dk也可以用下列方法表示出來(lái):(公式略）群速度并不反映波的性質(zhì)，而是更多的反映波包所通過(guò)的介質(zhì)性質(zhì)，量子力學(xué)通過(guò)如下假設(shè)，將粒子與德布區(qū)意波一致，即：（dE/dp)波包=（dE/dp)粒子在粒子能量的表達(dá)式中，只有動(dòng)能依賴于動(dòng)量，因此dE/dp=dK/dp，對(duì)于非相對(duì)論粒子，dk/dp=p/m,這就是

5、量子力學(xué)重要結(jié)果和支持：粒子的速度等于對(duì)應(yīng)的波包群速度，又等于粒子的速度。波函數(shù)和光的電磁波具有相同的數(shù)學(xué)形式和結(jié)構(gòu)，都是位移X和時(shí)間T的周期函。這種周期函數(shù)是一種振動(dòng)圖象的波動(dòng)函數(shù)，是電子等粒子受電場(chǎng)力或勢(shì)能的振動(dòng)或波動(dòng)，更本質(zhì)的是受力的振動(dòng)或波動(dòng)。在原子中，電子不是繞原子核不停的旋轉(zhuǎn)，而是每一個(gè)周期繞原子核轉(zhuǎn)n圈（見(jiàn)博文（新原子模型和共價(jià)鍵》），這樣，電子每轉(zhuǎn)n圈為一個(gè)周期，可以用電子受電場(chǎng)力或勢(shì)能的周期振動(dòng)圖象來(lái)描述。微觀粒子完全都處在力或勢(shì)能的周期運(yùn)動(dòng)中，都可以將它的轉(zhuǎn)化為波動(dòng)的圖象來(lái)描述，這是量子力學(xué)能很好的描述微觀狀態(tài)的關(guān)鍵因素。將粒子的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為波函數(shù)

6、來(lái)描述，波函數(shù)模的平方就有了新的物理意義，它應(yīng)表示為粒子受電場(chǎng)力的概率分布。電子的兩縫實(shí)驗(yàn)和電子的干涉沒(méi)有任何關(guān)系。電子的波動(dòng)是一個(gè)電子或波包形成的振動(dòng)圖象，電子的雙縫實(shí)驗(yàn)是多達(dá)20000個(gè)以上電子形成的隨機(jī)概率分布圖象，兩個(gè)電子或波包相互干涉只能是勢(shì)能或電場(chǎng)力的疊加，不可能是電子出現(xiàn)的概率疊加。在物理學(xué)中，力是可以疊加的，有相應(yīng)的物理圖象；而電子出現(xiàn)的概率怎樣干涉，怎樣疊加，沒(méi)相應(yīng)的物理圖象，出現(xiàn)的次數(shù)可以干涉，很難想象。玻恩的波函數(shù)概率詮釋無(wú)相應(yīng)的物理圖象，波函數(shù)是勢(shì)能的振動(dòng)函數(shù)，勢(shì)能由電場(chǎng)力決定的，所以波函數(shù)也是力的振動(dòng)函數(shù)，波函數(shù)的模的平方就應(yīng)表示為電子受電

7、場(chǎng)力的概率分布。二勢(shì)能振動(dòng)波函數(shù)在經(jīng)典力學(xué)中，熱能是位置的函數(shù)，在一維情況下，勢(shì)能函數(shù)可以在平衡點(diǎn)，用泰勒數(shù)展開(kāi)，最后化成一個(gè)簡(jiǎn)運(yùn)動(dòng)圖象和函數(shù)來(lái)加以描述，通過(guò)德布羅意關(guān)系又將經(jīng)典的勢(shì)能波動(dòng)圖象轉(zhuǎn)化為粒子的振動(dòng)函數(shù)，并證明波函數(shù)就是粒子的振動(dòng)函數(shù)，由于以下全是數(shù)學(xué)推導(dǎo)，本文從略三對(duì)薛定之學(xué)方程的詮釋文章通過(guò)薛定諤方程的構(gòu)思過(guò)程：①能量守恒,②單值，③方程的解與德布羅意關(guān)系一致，④滿足因果律四個(gè)方面逐個(gè)分析其方程所表達(dá)的物理意義。并證明了薛定諤方程是粒子勢(shì)能的振動(dòng)方程；同時(shí)也證明了波函數(shù)對(duì)位移x的二階導(dǎo)數(shù)和對(duì)時(shí)間t的一階導(dǎo)數(shù)與粒子的勢(shì)能存在某種線性關(guān)系（證明過(guò)程略）