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第1篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

關(guān)鍵詞: 《量子力學(xué)》 物理圖像 創(chuàng)新思維 培養(yǎng)

《量子力學(xué)》是物理學(xué)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,其教學(xué)質(zhì)量的高低不僅影響到其他后續(xù)課程的學(xué)習(xí),而且直接影響到物理學(xué)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。衡量物理教學(xué)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該有三個(gè)維度,一是知識(shí)與技能維度,二是物理思想和方法論維度,三是物理品格維度。過(guò)去的教學(xué),我們往往過(guò)多地重視第一維度,而忽視第二、第三個(gè)維度。在量子力學(xué)教學(xué)中,我們結(jié)合量子力學(xué)及其發(fā)展歷史所涵含的豐富的物理思想與方法,開(kāi)展了學(xué)生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐研究。

一、創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求

考慮到培養(yǎng)21世紀(jì)需要的應(yīng)用型人才目標(biāo)的要求,而且結(jié)合新建本科院校的課程設(shè)置的特點(diǎn),《量子力學(xué)》課程的教學(xué)方法和教學(xué)體系建設(shè)應(yīng)從以下兩方面著手:一方面,著重量子力學(xué)概念、規(guī)律和物理思想的展現(xiàn),使學(xué)生在知識(shí)層面上夠用并且能用,并注意科學(xué)人文精神的闡發(fā),為進(jìn)行物理素質(zhì)教育與物理教學(xué)研究提供量子力學(xué)方面的科學(xué)素養(yǎng),如勇于創(chuàng)新、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。另一方?培養(yǎng)學(xué)生建立正確的量子力學(xué)概念和物理圖像,掌握基本規(guī)律,廣泛了解量子力學(xué)在推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步方面的作用,開(kāi)拓思路,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理規(guī)律解決應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題的能力。

二、《量子力學(xué)》教學(xué)中創(chuàng)新意識(shí)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo),我們一直致力于探索一套合適的物理學(xué)專(zhuān)業(yè)量子力學(xué)課程教學(xué)的共享數(shù)字化教學(xué)體系,創(chuàng)建完整的教學(xué)資源,力求使學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課程的同時(shí)受到實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。相應(yīng)措施主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

(一)創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)情景,以實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐為基礎(chǔ)深化量子力學(xué)的原理。

由于量子力學(xué)主要研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,理論太抽象,許多量子現(xiàn)象和日常的生活經(jīng)驗(yàn)不符合甚至相違背,因此在教學(xué)中教師必須強(qiáng)調(diào)量子力學(xué)首先是一門(mén)試驗(yàn)性的科學(xué),應(yīng)從實(shí)驗(yàn)事實(shí)去推理分析,不直接與主觀經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系,并時(shí)時(shí)將新的概念和結(jié)論與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)果作比較,使學(xué)生能正確理解量子力學(xué)的基本概念,從而學(xué)會(huì)處理具體問(wèn)題的方法,掌握量子力學(xué)的精髓。在講述量子力學(xué)基本內(nèi)容的時(shí)候,尋找合適的接口與量子力學(xué)原理在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用相聯(lián)系。通過(guò)這兩方面的著重討論,學(xué)生能感受到量子力學(xué)的抽象原理是實(shí)實(shí)在在的、來(lái)源于實(shí)踐又回到實(shí)踐中得到檢驗(yàn)的、正確的理論。

量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)從可操作的層面上可大致分為三類(lèi),一類(lèi)是僅存在于人們想象中或目前還不能實(shí)現(xiàn)的理想實(shí)驗(yàn),一類(lèi)是在高水平的實(shí)驗(yàn)室中可以實(shí)現(xiàn)的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn),一類(lèi)是我們讓學(xué)生自己動(dòng)手做的有關(guān)教學(xué)的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。但無(wú)論何種實(shí)驗(yàn),我們都可以利用多媒體技術(shù)在課堂上將其生動(dòng)形象的展現(xiàn)出來(lái),讓學(xué)生不僅深刻認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)在量子力學(xué)發(fā)展中的重要作用,而且培養(yǎng)用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和驗(yàn)證假說(shuō)的能力。例如在講解物質(zhì)粒子的波粒二象性時(shí),我們用多媒體課件演示單電子衍射實(shí)驗(yàn)。單電子發(fā)射時(shí),在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn),說(shuō)明電子的粒子性;再發(fā)射大量電子,屏幕上出衍射條紋,說(shuō)明了電子的波動(dòng)性。這樣,難以講解清楚的知識(shí)變得生動(dòng)活潑,使學(xué)生能更快地理解所學(xué)的知識(shí),且加深了學(xué)生的認(rèn)知印象,大大提高了學(xué)習(xí)效率。

(二)充分利用現(xiàn)代媒體的作用,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造興趣。

以電腦和互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)已演變?yōu)槔^傳統(tǒng)媒體后的“現(xiàn)代媒體”?，F(xiàn)代媒體將為教學(xué)過(guò)程提供新的教學(xué)手段,并為培養(yǎng)創(chuàng)新人才奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),學(xué)生可以突破傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制,不但可以享受本校教學(xué)資源,而且可以享受到全國(guó)高水平的教學(xué)資源,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享,也為各學(xué)校的師生討論交流提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。

對(duì)于《量子力學(xué)》這樣一門(mén)抽象的理論課,多媒體技術(shù)將圖、文、聲、像等各種教學(xué)信息有機(jī)的組合在一起,直觀、形象、生動(dòng),即使對(duì)那些比較抽象,難以理解的理論和日?？床坏交蚺臄z不到的情景,也可以通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)虛擬實(shí)現(xiàn)。多媒體豐富的表現(xiàn)力不僅能打破人類(lèi)視覺(jué)上的樊籬,使得學(xué)生從科學(xué)與藝術(shù)相融的視覺(jué)信息中感知抽象、復(fù)雜的理論,而且能引發(fā)學(xué)生無(wú)限的遐想,極大地激發(fā)了他們的想象力。學(xué)生的思維高度活躍從而激發(fā)創(chuàng)新火花。

(三)密切結(jié)合當(dāng)前的科技前沿和高新技術(shù),將量子力學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。

量子力學(xué)在各學(xué)科中已經(jīng)有很多成功的應(yīng)用并催生了許多交叉學(xué)科及現(xiàn)代高新技術(shù)的產(chǎn)生。在教學(xué)中,教師應(yīng)盡可能進(jìn)行知識(shí)的滲透和遷移,及時(shí)將當(dāng)前與量子力學(xué)相關(guān)的科技前沿和高新技術(shù)引入到教學(xué)中,一些知識(shí)可以作為簡(jiǎn)單的介紹,也可以就某個(gè)方面詳細(xì)分析,闡明其量子力學(xué)原理。例如量子力學(xué)與非線性科學(xué)的關(guān)系,量子理論在耗散系統(tǒng)、納米技術(shù)、分子生物學(xué)中的應(yīng)用,量子力學(xué)與正在研究的量子計(jì)算機(jī)、量子保密通信的關(guān)系,等等。在教學(xué)中教師適當(dāng)?shù)卮┎暹@些知識(shí),既不會(huì)花費(fèi)太多的時(shí)間,又能使教學(xué)更生動(dòng)、易于理解,而且可使學(xué)生開(kāi)拓視野,活躍思維,激發(fā)興趣。這樣學(xué)生不僅可以學(xué)到運(yùn)用基礎(chǔ)理論指導(dǎo)科學(xué)研究的方法,而且可以克服原有的“量子力學(xué)就是一種純理論的學(xué)科”的片面認(rèn)識(shí)。如我們?cè)谥v解一維無(wú)限深勢(shì)阱時(shí),將其與半導(dǎo)體量子阱和超晶格這一現(xiàn)代科學(xué)的前沿相聯(lián)系;在講解隧道效應(yīng)時(shí),將其與掃描隧道顯微鏡相聯(lián)系,進(jìn)而可以介紹掃描探針操縱單個(gè)原子的實(shí)驗(yàn)。我們通過(guò)這種方式使學(xué)生對(duì)這一部分的知識(shí)有了直觀的認(rèn)識(shí),從而不再感到量子力學(xué)的學(xué)習(xí)枯燥無(wú)味。

參考文獻(xiàn):

[1]曾謹(jǐn)言.量子力學(xué)教學(xué)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)[J].物理,2000,(7).

[2]錢(qián)伯初.我的教學(xué)生涯[C].2003.

[3]謝希德.創(chuàng)造學(xué)習(xí)的新思路[N].人民日?qǐng)?bào),1998-12-25,(10).

第2篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

注意教材書(shū)（文獻(xiàn)［9］）已有"輻射場(chǎng)"及"能量場(chǎng)"的物理學(xué)概念。但囿于理論局限，使得教材書(shū)對(duì)這種場(chǎng)的描述是靜止的（機(jī)械的）、孤立的（與物質(zhì)世界無(wú)必然聯(lián)系的）、無(wú)源的（原因不清），因而也是抽象的（沒(méi)有物理意義的）。

上已證明，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質(zhì)。值得物理學(xué)注意的是，原子核這種性質(zhì)并不孤立存在，它同時(shí)還嚴(yán)格地規(guī)定著所有外部世界。因而使得電子、原子、分子、物體、天體、宇宙都只能有唯一穩(wěn)態(tài)位置和結(jié)構(gòu)。這就是大自然最基本的內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律。也就是普適方程即（20）式所揭示的規(guī)律。

那末，具體規(guī)律是什么呢？請(qǐng)看：

2輻射能場(chǎng)（存在）定理

研究表明，輻射能場(chǎng)準(zhǔn)確存在可用定理表述。

〖輻射能場(chǎng)定理〗:任何粒子（含場(chǎng)粒子及天體，無(wú)例外，下同）在其周?chē)夹纬桑ù嬖冢┮环N輻射能場(chǎng)，這種輻射能場(chǎng)可用普朗克常數(shù)?和量子數(shù)n＝0,1,2,3…準(zhǔn)確具體描述。在微觀輻射能場(chǎng)表現(xiàn)為量子化，在宏觀則表現(xiàn)為大量粒子的簡(jiǎn)并統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

3輻射能場(chǎng)實(shí)質(zhì)

輻射能場(chǎng)實(shí)質(zhì)系以粒子為中心，向周?chē)臻g拋射場(chǎng)粒子流（這里主旨中性場(chǎng)粒子流，對(duì)于電磁場(chǎng)當(dāng)有別論），這種場(chǎng)粒子流經(jīng)電子集約化就成了光子。研究也表明，任何光子包括X射線都準(zhǔn)確如此。參見(jiàn)（15）式，據(jù)此不難描述任何光子的自身結(jié)構(gòu)。并且可以證明任何光子的靜止（如可能）質(zhì)量均不為零。認(rèn)為光子靜止質(zhì)量為零，還是量子力學(xué)根據(jù)"相對(duì)論"瞎子摸象猜測(cè)結(jié)果。

這已表明光子的真實(shí)粒子性。并可準(zhǔn)確具體證明，所謂波動(dòng)性實(shí)際上是普朗克常數(shù)與量子數(shù)相互作用的一種客觀表象，任何光子都不存在任何物理意義上的波動(dòng)屬性。

4輻射能場(chǎng)形象

研究表明，輻射能場(chǎng)形象與點(diǎn)光源的光通量完全一致。對(duì)于原子核，其輻射能場(chǎng)可用圖（3）準(zhǔn)確表示：

圖中箭頭方向表示輻射能流方向，其線密度表示能流密度，n為量子數(shù)。

5輻射能場(chǎng)性質(zhì)

研究表明，輻射能場(chǎng)實(shí)質(zhì)系以光速拋射場(chǎng)粒子流（粒子上限為中微子），故，輻射能場(chǎng)具有排它性。原子核的輻射能場(chǎng)首先排斥核外所有電子，任何電子也因此未能落到核上，這是事實(shí)。所以，電子未能落到核上量子力學(xué)的任何解釋都只能是自欺欺人的胡言亂語(yǔ)！也所以，玻爾對(duì)電子的擔(dān)心完全多余。

需要指出，輻射能場(chǎng)這種排斥作用，通常主要表現(xiàn)為能量形式。相形之下排斥力效應(yīng)很小，一般可忽略。這與太陽(yáng)光輻射的能量效應(yīng)十分明顯，而太陽(yáng)光的壓力效應(yīng)十分微小，完全相似。不過(guò)在研究宇宙膨脹時(shí)，完全不可忽略天體輻射的斥力效應(yīng)。就是說(shuō)，"宇宙斥力"存在。然，囿于歷史和理論局限，愛(ài)因斯坦在提出宇宙斥力概念后，又不得不自我否定。

6原子核輻射能場(chǎng)數(shù)學(xué)表達(dá)式

大量研究表明，原子核（質(zhì)子）的輻射能場(chǎng)數(shù)學(xué)表達(dá)式準(zhǔn)確為：

E＝n2·h2／2mP·r2――――――――(21)

式中h為普朗克常數(shù)，n為量子數(shù)，mP為質(zhì)子質(zhì)量，距離為r＝0∞，需指出，輻射能場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E具有能量量綱（這是因?yàn)槭褂靡蜃觝結(jié)果），其數(shù)值則為r處單位面積上的能量。

注意：該式與（64）式有必然聯(lián)系，但物理意義微妙不同，且具有豐富物理內(nèi)容（略）。

研究還表明，由此電子所得到的原子核輻射能場(chǎng)能量準(zhǔn)確地為：

E＝n2·?2／2me·r2―――――――(22)

注意：這也就是玻爾量子化條件。

式中me為電子質(zhì)量，不難看出普朗克常數(shù)h＝2π?緊密地聯(lián)系著質(zhì)子和電子。

已很明顯，量子力學(xué)與玻爾相比，玻爾正確，量子力學(xué)謬誤！

并且由（21）、（22）式不難看出，當(dāng)量子數(shù)n＝0時(shí)，E＝0。需指出，這是物質(zhì)結(jié)構(gòu)非常狀態(tài)。參見(jiàn)圖（3），在n＝0時(shí)，原子核沒(méi)有了輻射能場(chǎng)，原子核不再有排斥電子的能力。于是，電子必然落到核上。研究表明，這就是宇宙到達(dá)最低溫度--宇宙奇點(diǎn)的情況。于是，原子中發(fā)生比核反應(yīng)還強(qiáng)烈的變化，結(jié)果原子爆炸--物質(zhì)爆炸--宇宙爆炸！這就是宇宙爆炸原因，由此也不難了解宇宙過(guò)去。

可悲的是，量子力學(xué)竟將量子數(shù)n＝0也定義為原子的一種穩(wěn)定狀態(tài)。可歌呼？可泣乎？災(zāi)難，罪過(guò)！阿們--

7輻射能場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

7.1太陽(yáng)的輻射本領(lǐng)已足夠大

目前世界公認(rèn)太陽(yáng)發(fā)射本領(lǐng)（文獻(xiàn)[2]）為3.8×1033（爾格/秒），這相當(dāng)于太陽(yáng)每秒拋射出質(zhì)量為m＝2×109(千克)物質(zhì)。但如上可知，太陽(yáng)實(shí)際發(fā)射本領(lǐng)遠(yuǎn)大于此。因?yàn)樘?yáng)光僅是輻射能流的一部分，這種能流粒子上限為中微子。

7.2宇宙正在膨脹

宇宙正在膨脹，表明"宇宙斥力"存在，這是宇宙中心輻射能場(chǎng)性質(zhì)。宇宙正在膨脹恰系宇宙中心輻射能場(chǎng)的客觀真實(shí)寫(xiě)照（或曰照片）。

7.3"太陽(yáng)風(fēng)"的存在

文獻(xiàn)［10］介紹的"太陽(yáng)風(fēng)"正是本文定義的太陽(yáng)輻射能場(chǎng)，太陽(yáng)風(fēng)就是太陽(yáng)輻射能場(chǎng)的客觀真實(shí)寫(xiě)照。該文獻(xiàn)給出了對(duì)太陽(yáng)風(fēng)考察的衛(wèi)星實(shí)際探測(cè)結(jié)果（文獻(xiàn)圖示略）。這可謂太陽(yáng)輻射能場(chǎng)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

7.4第四個(gè)驗(yàn)證是，任何原子中任何電子均未能落到核上，這是事實(shí)

不僅如此，人為方法：高能陰極射線、X射線或高能加速器也很難將電子打到原子核上。這絕非因碰撞截面太小，總會(huì)有幾率。實(shí)際上正是由于原子核具有排它性的輻射能場(chǎng)排斥效應(yīng)所致。由（22）式可見(jiàn)，電子得到的原子核排斥能與距離平方成反比例。在核半徑處排斥能十分巨大，以致可忽略靜電引力能。簡(jiǎn)單計(jì)算表明，電子必須具有200倍C(光速)才可能到達(dá)核半徑處。也因此，玻爾對(duì)電子的擔(dān)心完全多余！

需要指出，對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，量子力學(xué)仍會(huì)故伎重演--狡辯。但經(jīng)如上及以下分析論證，量子力學(xué)純系主觀臆造，對(duì)物理學(xué)實(shí)質(zhì)問(wèn)題全然無(wú)知，已經(jīng)使得量子力學(xué)的狡辯不再有任何效力。

7.5第五個(gè)驗(yàn)證是人們熟悉的，然而又不熟悉的，這就是氣體壓力

量子力學(xué)會(huì)立即反駁說(shuō)："氣體壓力來(lái)自分子熱運(yùn)動(dòng)和碰撞"（文獻(xiàn)[8]）。需指出，這種解釋充其量只能算作表面化非本質(zhì)解釋?zhuān)鳛檎軐W(xué)或市民語(yǔ)言尚可，但不能作為物理學(xué)家語(yǔ)言。在嚴(yán)格物理意義上說(shuō)這種解釋是自欺欺人的。這種解釋實(shí)際上并不清楚分子熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)和根源，更不知溫度對(duì)單個(gè)分子的意義是什么。量子力學(xué)（文獻(xiàn)[8]）以公開(kāi)宣稱(chēng)："對(duì)單個(gè)分子溫度沒(méi)有任何意義"。

這是因?yàn)榱孔恿W(xué)有一劑靈丹妙藥--波函數(shù)Ψ--量子力學(xué)家主觀意識(shí)，就可以包治百病。溫度與這靈丹妙藥無(wú)任何聯(lián)系，在靈丹妙藥中沒(méi)任何位置，所以溫度沒(méi)有用處。也所以量子力學(xué)結(jié)論：對(duì)于單個(gè)分子，溫度沒(méi)有意義。

但是，只要神經(jīng)不錯(cuò)亂，人人都懂得，既然宏觀溫度是大量分子集體貢獻(xiàn)，怎么能說(shuō)單個(gè)分子沒(méi)有貢獻(xiàn)？單個(gè)分子又怎能擺脫溫度環(huán)境？這與人對(duì)社會(huì)貢獻(xiàn)完全一致，能說(shuō)個(gè)人對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)沒(méi)有意義嗎？！

大量研究已經(jīng)表明，溫度概念同樣也有極為豐富的物理內(nèi)容。溫度問(wèn)題同樣也貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容。并對(duì)此可做如下結(jié)論：

普朗克常數(shù)h＝2π?與量子數(shù)n＝0,1,2,3…好比一對(duì)孿生兄弟，他們共同貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容，并且，宏觀溫度T就是量子數(shù)n＝0,1,2,3…的照片。

注意，此結(jié)論在確切物理意義上正確。

研究還表明：分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間斥力的實(shí)際根源正在于原子（核）間排斥能場(chǎng)相互作用的結(jié)果。并可得以下具體結(jié)果：

PV＝∑Ei――――――――――――――――(23)

式中PV為氣體壓力勢(shì)能，Ei為單個(gè)氣體分子的輻射能場(chǎng)能量（推導(dǎo)略）。這種嚴(yán)格關(guān)系唯一證明分子（原子）輻射能場(chǎng)客觀存在。此時(shí)并唯有此時(shí)輻射能場(chǎng)的排斥力效應(yīng)也十分明顯，這就是氣體壓力。

第五章大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律二

5.1大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律之二--潛動(dòng)能客觀存在

研究還表明，這種規(guī)律正確存在也可用定理表述：

5.2潛動(dòng)能定理

〖潛動(dòng)能定理〗：任何質(zhì)量為m的物體（含場(chǎng)粒子及天體）當(dāng)以速度V運(yùn)動(dòng)時(shí)，必有潛動(dòng)能存在。若以符號(hào)T2表示則為：

T2＝（1/2）mV2―――――――――――（24）

可見(jiàn)，潛動(dòng)能在數(shù)值上與物體經(jīng)典動(dòng)能（機(jī)械動(dòng)能）相等?，F(xiàn)將經(jīng)典動(dòng)能定義為顯動(dòng)能，并以符號(hào)T1表示之：

T1＝T2＝（1/2）mV2――――――――（25）

那么，可以定義物體運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能，以符號(hào)Tm表示則為：

Tm＝T1＋T2＝mV2―――――――――（26）

如果，質(zhì)量m以光速C運(yùn)動(dòng)，其全動(dòng)能必為：

Tm＝mC2＝E―――――――――――（27）

看！這就是遐邇聞名的愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系。這已表明，愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系只不過(guò)是物體（粒子）運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能之特例！然而，不僅愛(ài)因斯坦本人，而且后人至今都不清楚質(zhì)能關(guān)系的物理意義。可（27）式中E＝mC2的物理意義是再清楚不過(guò)了！

5.3潛動(dòng)能的物理意義

研究表明，潛動(dòng)能普遍客觀存在，實(shí)際上它是物體（粒子）運(yùn)動(dòng)時(shí)的伴隨能量。由于潛在性，低速時(shí)或直觀上人們難以發(fā)覺(jué)。只有在高速時(shí)才明顯表現(xiàn)出來(lái)，所以人們至今尚不知曉。

研究表明，潛動(dòng)能實(shí)質(zhì)也是一種輻射能場(chǎng)，這種場(chǎng)粒子上限亦為中微子，對(duì)中微子目前尚不能檢測(cè)，這也是人們尚未發(fā)現(xiàn)潛動(dòng)能的直接原因。

需指出，溫度為T(mén)的物體當(dāng)以速度V運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)存在輻射能場(chǎng)及潛動(dòng)能能場(chǎng)，兩種能場(chǎng)分別可測(cè)并須分別描述。但是，以下將完全證明原子核的輻射能場(chǎng)實(shí)際上就是原子核自旋潛動(dòng)能。由此也證明潛動(dòng)能普遍客觀存在。

也所以潛動(dòng)能的能量效應(yīng)較其壓力（即動(dòng)量）效應(yīng)明顯，尤其當(dāng)速度V＜＜C時(shí)，人們無(wú)法觀測(cè)到這種動(dòng)量效應(yīng)。然而當(dāng)物體速度接近光速（VC）時(shí)，潛動(dòng)能的能量效應(yīng)與動(dòng)量效應(yīng)均不可忽略。這時(shí)潛動(dòng)能的能量效應(yīng)形成愛(ài)因斯坦的質(zhì)能關(guān)系事實(shí)；而其動(dòng)量效應(yīng)則形成"物質(zhì)波"的事實(shí)。這就是"物質(zhì)波"的本來(lái)面目和真實(shí)內(nèi)容。

5.4潛動(dòng)能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

5.1回旋加速器的驗(yàn)證

文獻(xiàn)[10]介紹："電子在回旋加速器中，任何瞬間，軌道平均磁場(chǎng)的增量必須是軌道上磁場(chǎng)增量的2倍"。即：

dBave＝2dB―――――――――――――-（28）

這無(wú)疑表明本文如上全動(dòng)能成立，亦即表明潛動(dòng)能客觀存在。

5.2電子在加速器中同步輻射光

電子在加速器中同步輻射光能正是電子運(yùn)動(dòng)的潛動(dòng)能，并且，電子同步輻射光的波長(zhǎng)λ為：

λ＝h·c／E――――――――――――――（29）

注意：式中能量E是電子同步輻射光能量，也就是電子的潛動(dòng)能。

5.3地球的潛動(dòng)能

地球有潛動(dòng)能？從沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)！有人說(shuō)。

不錯(cuò)，但經(jīng)本文由普適方程已經(jīng)計(jì)算出地球確有潛動(dòng)能：月球的存在給出完全的證明。因?yàn)楸疚膶?duì)月球的計(jì)算表明，普適方程不僅適用于太陽(yáng)系，而且適于地（球）--月（球）結(jié)構(gòu)。并且，對(duì)月球的計(jì)算，得出兩個(gè)重要結(jié)果：①由普適方程計(jì)算月球繞地（球）軌道半徑與天文觀測(cè)（文獻(xiàn)［2］）的誤差小于1％；②由普適方程計(jì)算得出--月球是顆裸星。這已是個(gè)奇跡，目前為止任何理論都辦不到！

這種結(jié)果無(wú)疑表明：

第一，地球所得到的太陽(yáng)輻射能剛好等于地球軌道動(dòng)能，也剛好等于地球的潛動(dòng)能。于是，地球能量處于一種動(dòng)平衡中。這表明，月球繞地（球）軌道受地球潛動(dòng)能?chē)?yán)格支配，亦即受地球軌道動(dòng)能?chē)?yán)格支配，亦即受太陽(yáng)能量嚴(yán)格支配。不僅如此，太陽(yáng)以此嚴(yán)格支配著系內(nèi)所有天體（無(wú)例外）的運(yùn)行（位置、動(dòng)能、尺寸、質(zhì)量以及軌道曲線性質(zhì)）。

第二，地球運(yùn)動(dòng)潛動(dòng)能客觀存在，在數(shù)值上準(zhǔn)確等于地球軌道運(yùn)行動(dòng)能。故〖潛動(dòng)能定理〗成立！

第三，"物質(zhì)波"就是本文所定義的"潛動(dòng)能"。

第四，普適方程無(wú)條件成立！

5.4X射線韌致輻射

周知，X射線韌致輻射最短波長(zhǎng)λmin為：

λmin＝h·c／E－―――――――――――（30）

式中E為外加能量，在數(shù)值上等于電子顯動(dòng)能，也等于潛動(dòng)能。需要指出的是，電子只能放出潛動(dòng)能形成所謂的"波長(zhǎng)"：λ。而電子的顯動(dòng)能與宏觀物體的機(jī)械動(dòng)能一樣：只能直接作機(jī)械功，不能直接成為輻射能。量子力學(xué)對(duì)此問(wèn)題"心不在肝"！

所以，（30）式的真實(shí)物理內(nèi)容是：電子放出潛動(dòng)能形成所謂波長(zhǎng)：λ，這證明潛動(dòng)能客觀存在?？墒牵孔恿W(xué)，還有德布羅意，把這稱(chēng)為"物質(zhì)波"！

還要注意：由（30）式可見(jiàn)，韌致輻射最短波長(zhǎng)λmin連續(xù)可變，這已完全表明電子能量連續(xù)可變。再一次證明"量子化"并非電子自身固有屬性。

第六章物質(zhì)波及其實(shí)質(zhì)

6.1究竟物質(zhì)波是什么

談物質(zhì)波問(wèn)題，恰進(jìn)入量子力學(xué)權(quán)威領(lǐng)地。作為權(quán)威，理應(yīng)對(duì)此做出科學(xué)合理解釋。遺憾的是雖經(jīng)近百年發(fā)展量子力學(xué)仍滿(mǎn)足于對(duì)物理現(xiàn)象作似是而非的猜測(cè)，量子力學(xué)的"波函數(shù)"概念正是對(duì)"物質(zhì)波"現(xiàn)象的猜測(cè)，并強(qiáng)加給電子。

下面考察物質(zhì)波。

德布羅意"物質(zhì)波波長(zhǎng)"表達(dá)式為：

λ＝h／p――――――――――――――――（31）

該式表示什么物理意義呢？

認(rèn)真研究表明：雖然λ具有長(zhǎng)度量綱，但并不表征任何長(zhǎng)度物理量，只能表征粒子動(dòng)量p的反比量度。之所以具有長(zhǎng)度量綱，是因?yàn)閯?dòng)量p反比量度的單位取h的結(jié)果。除此之外（31）式不再有其他物理意義，或?qū)⑵渥兓缦拢?/p>

λ＝h／p＝hv／pv＝hv／mv2＝hv／Em―――（32）

式中Em＝Tm為前文定義的粒子運(yùn)動(dòng)"全動(dòng)能"，這表明λ亦可表征粒子運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能的反比量度，或者說(shuō)是對(duì)潛動(dòng)能的一種量度。所以可結(jié)論：

6.2物質(zhì)波實(shí)質(zhì)

第一，"物質(zhì)波"波長(zhǎng)只能表征粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量效應(yīng)或者潛動(dòng)能，實(shí)質(zhì)是潛動(dòng)能的反比量度。除此之外（32）、（31）式不再有其它意義。

第二，"物質(zhì)波波長(zhǎng)"絕不表示粒子有任何物理意義上的"波動(dòng)"性質(zhì)！

第三，那又為何將λ定義為"波長(zhǎng)"呢？研究表明，這還是在于量子力學(xué)的特長(zhǎng)--富于猜想的結(jié)果：看到粒子（光子或電子）的干涉和衍射現(xiàn)象，聯(lián)想宏觀波動(dòng)（水面波動(dòng)）的干涉，于是猜想微觀粒子（光子和電子）有一種說(shuō)不清的波動(dòng)性質(zhì)。由此便將λ定義為"波長(zhǎng)"。殊不知，宏觀波動(dòng)（水面波動(dòng)）的干涉與微觀粒子的干涉是完全不同的兩回事。研究表明，水面波動(dòng)確系水面物質(zhì)波動(dòng)。而粒子（光子和電子）的干涉和衍射卻完全是由普朗克常數(shù)?與量子數(shù)n(一對(duì)孿生兄弟)共同（技術(shù)）表演的結(jié)果。并可嚴(yán)格準(zhǔn)確具體證明:粒子（光子或電子）的干涉條件中的自然數(shù)n＝0,1,2,3…恰為量子數(shù)n＝0,1,2,3…（略）。這是因?yàn)榱Ｗ拥母缮婧脱苌洮F(xiàn)象是粒子與（量子化了的）物質(zhì)場(chǎng)（輻射能場(chǎng)）相互作用的必然結(jié)果。

并且在本文已到達(dá)的深度--準(zhǔn)確描述場(chǎng)粒子自身結(jié)構(gòu)深度上說(shuō)，仍未發(fā)現(xiàn)任何粒子有任何內(nèi)稟波動(dòng)屬性。這說(shuō)明根本不存在"物質(zhì)波"。而德布羅意"物質(zhì)波"概念恰在于粒子運(yùn)動(dòng)"潛動(dòng)能"的事實(shí)。所以，與其說(shuō)德布羅意發(fā)現(xiàn)了"物質(zhì)波"，毋寧說(shuō)他發(fā)現(xiàn)了粒子運(yùn)動(dòng)的潛動(dòng)能。

之所以人們認(rèn)為粒子具有波動(dòng)性，客觀原因在于人們對(duì)微觀粒子，例如光子，幾乎完全缺乏了解。也因之，目前為止，光子的"波粒二象性"問(wèn)題仍屬世界公認(rèn)遺難問(wèn)題之一！

第七章普適方程物理意義

7.1普適方程物理意義

普適方程物理意義可用圖（4）

描述如下：

圖中曲線①就是普適方程①

式，這代表大自然一種普遍基本規(guī)

律--相互吸引規(guī)律。式中T為

粒子（含天體）軌道動(dòng)能，V為引

力勢(shì)能。動(dòng)能等與勢(shì)能之半，這本是

經(jīng)典物理內(nèi)容。

曲線③就是普適方程③式，

這代表大自然另一種普遍基本規(guī)律

--相互排斥規(guī)律。式中E為粒子

（含天體）所得到的由輻射中心來(lái)的

輻射（排斥）能。

顯然，曲線①是線性的，即引

力能V隨距離r呈直線變化；而

排斥能E（曲線③）是雙曲線。故，

兩條曲線必相交，交點(diǎn)為②，即普適方程②式（T＝E）。這代表大自然第三種基本規(guī)律--普遍客觀存在規(guī)律--兩種相反作用永恒絕對(duì)平衡規(guī)律：既可以是穩(wěn)態(tài)平衡，例如原子和太陽(yáng)系；又可以是動(dòng)態(tài)平衡，例如銀河系及宇宙的膨脹（含宇宙爆炸）。并且牛頓力學(xué)在大自然中完全好用！量子力學(xué)對(duì)牛頓力學(xué)的非議純屬癔語(yǔ)糊勒！

7.2普適方程注釋

第一，普適方程物理意義雖很寬廣，但卻真實(shí)具體，并不抽象。

第二，普適方程可以直接用來(lái)計(jì)算原子結(jié)構(gòu)，計(jì)算天文結(jié)構(gòu)須要變換（略）。

第三，已不難看出大自然（宇宙萬(wàn)物）沒(méi)有任何東西能夠（可以）逃脫普適方程規(guī)律的支配！所以這里用了"永恒絕對(duì)普遍"規(guī)律說(shuō)法，不僅物理意義，而且哲學(xué)意義準(zhǔn)確可靠。亦不難看出人類(lèi)目前為止的哲學(xué)理論錯(cuò)誤（略）！

第四，因此不難理解：普朗克常數(shù)及量子數(shù)好比一對(duì)孿生兄弟，他們共同貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容！

研究表明，這已構(gòu)成物理學(xué)最基本的定律--物理學(xué)奠基定律。以致物理學(xué)不得不另辟一章：

第八章物理學(xué)奠基定律

8.1物理學(xué)奠基定律

〖物理學(xué)奠基定律〗：普朗克常數(shù)h＝2π?與量子數(shù)n＝0,1,2,3…好比一對(duì)孿生兄弟，它們同時(shí)共同貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容，無(wú)例外。

8.2奠基注釋

大量研究表明，這不是簡(jiǎn)單推廣。該定律普遍永恒絕對(duì)全天候成立！世界上找不到脫離這種定律的東西，人類(lèi)的靈魂也不例外。因此，也沒(méi)有能脫離〖物理學(xué)奠基定律〗的物理學(xué)。所以這叫〖物理學(xué)奠基定律〗，名副其實(shí)也！

第九章量子力學(xué)的猜測(cè)

上述可見(jiàn)，量子力學(xué)對(duì)一些基本物理學(xué)問(wèn)題要么似是而非，要么一無(wú)所知，儼然卻夸夸其談。甚者竟反科學(xué)之道建立了【測(cè)不準(zhǔn)原理】，于是使得科學(xué)陷于惡性循環(huán)不解之中。這就是目前科學(xué)活生生的現(xiàn)實(shí)！

現(xiàn)總結(jié)量子力學(xué)對(duì)科學(xué)的種種似是而非的猜測(cè)：

量子力學(xué)猜測(cè)一：（目前）試驗(yàn)電離能＝原子真實(shí)能級(jí)

量子力學(xué)猜測(cè)二：原子結(jié)構(gòu)不同殼層K,L,M,N…中電子的量子數(shù)分別為n＝0,1,2,3…

量子力學(xué)猜測(cè)三：粒子（物質(zhì)）具有（一種朦朧的）波動(dòng)屬性

量子力學(xué)猜測(cè)四："物質(zhì)波"①是軌跡波；②是幾率波；③是彌撒物質(zhì)波包

量子力學(xué)猜測(cè)五：費(fèi)米子（電子、質(zhì)子）的自旋量皆為（1/2）?

量子力學(xué)猜測(cè)六：電子具有反常磁矩屬性（閉著眼睛摸大象）（以下準(zhǔn)確計(jì)算證明）

量子力學(xué)猜測(cè)七：物質(zhì)世界是測(cè)不準(zhǔn)的，且不可能測(cè)準(zhǔn)的，并由此建立一種反科學(xué)的理論──【測(cè)不準(zhǔn)原理】

等等，僅舉與本文有關(guān)七例。

以上及以下討論充分證明《量子力學(xué)》完全錯(cuò)誤，一無(wú)是處！并可對(duì)物理學(xué)做如下結(jié)論。

第十章物理學(xué)正論

10.1世界是粒子的（含場(chǎng)粒子及天體）。但任何粒子都不存在任何物理意義上的內(nèi)稟波動(dòng)屬性。

10.2粒子能量是量子化的（包括天體）。但實(shí)際上根本不存在什么"量子"，即使將"量子"理解為"能量子"也不科學(xué)。（量子力學(xué)純屬虛構(gòu)！）

10.3普朗克常數(shù)?及量子數(shù)n已給出并將給出全部物理世界準(zhǔn)確信息，它們共同貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容。

10.4任何粒子（含天體，電子，無(wú)例外）均不具反常磁矩內(nèi)稟屬性（以下給出具體計(jì)算嚴(yán)格證明）。

10.5物質(zhì)世界是可測(cè)的，并完全可測(cè)準(zhǔn)的，其準(zhǔn)確程度完全取決于普朗克常數(shù)h＝2π?的準(zhǔn)確度。

10.6電子、質(zhì)子、中子都是經(jīng)典粒子。附錄中嚴(yán)格證明（這種證明本身就是物理學(xué)一種奇跡，量子力學(xué)望塵莫及）。

10.7目前為止，世界是經(jīng)典的。所以，量子力學(xué)所謂超脫經(jīng)典實(shí)際就是超脫科學(xué)！

以下附錄是對(duì)全文的嚴(yán)格、具體證明。

第十一章附錄：粒子及其磁矩問(wèn)題

粒子物理問(wèn)題，由于缺少直觀經(jīng)驗(yàn)，這給人們正確認(rèn)識(shí)造成極大困難。然而量子力學(xué)的出現(xiàn)并沒(méi)有幫助人們解決困難，反而給人們本來(lái)有限的認(rèn)識(shí)能力又設(shè)置了人為的更難以逾越的障礙，這就是【測(cè)不準(zhǔn)原理】。并把人們的認(rèn)識(shí)能力禁錮在量子力學(xué)謬誤之中。

目前為止的實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)驗(yàn)證粒子具有磁矩。但對(duì)粒子磁矩問(wèn)題，量子力學(xué)由于缺乏了解，又為了"符合"試驗(yàn)，經(jīng)常自覺(jué)不自覺(jué)混淆，有時(shí)偷換，普朗克常數(shù)的物理概念。這已使得量子力學(xué)對(duì)粒子磁矩問(wèn)題的描述嚴(yán)重有詐！

以下用CGS和高斯單位制具體討論：

11.1粒子磁矩問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)表達(dá)式

文獻(xiàn)[10]中，粒子磁矩表達(dá)通式如下：

g＝nh／μ0H＝ω?／μ0H―――――――（33）

研究表明，該式可謂經(jīng)驗(yàn)公式，因由試驗(yàn)而來(lái)，應(yīng)當(dāng)是正確表達(dá)式。

然而問(wèn)題在于，量子力學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)表達(dá)式的真實(shí)物理意義及實(shí)驗(yàn)的真實(shí)物理過(guò)程并不清楚。對(duì)表達(dá)式的理解也有錯(cuò)誤，因而得出完全錯(cuò)誤的結(jié)果和結(jié)論。

對(duì)于電子，（33）式可變?yōu)椋?/p>

ge＝ωe?/μBH――――――――――――（34）

式中g(shù)e＝1.0011596被量子力學(xué)定義為電子的"反常磁矩"值，ωe為電子自旋磁矩在磁場(chǎng)中進(jìn)動(dòng)角頻。并有：

μB＝γe?＝（e／2meC）?―――――――（35）

其中γe＝e／2meC――――――――――――(36)

那么有g(shù)e＝（ωe?/?H）÷γe――――――――(37)

可簡(jiǎn)為ge＝ωe/γeH―――――――――――（38）

這就是量子力學(xué)基本思路，并由此得出電子自旋磁矩錯(cuò)誤結(jié)果。又將這種錯(cuò)誤勇敢地推廣到其它粒子和其他情況，這就錯(cuò)上加錯(cuò)。

需要指出，根據(jù)教科書(shū)概念，（36）式為電子軌道回旋比。量子力學(xué)又認(rèn)為電子自旋回旋比為軌道回旋比的2倍，這是由于認(rèn)為（實(shí)際是猜測(cè)）電子自旋量為（1/2）?的必然結(jié)果。也得出電子的朗德因子為2的結(jié)果，這是完全錯(cuò)誤的（見(jiàn)下）。

以下討論給出完全的證明：電子純系經(jīng)典粒子，并且其荷質(zhì)比絕對(duì)均勻。

那么，對(duì)于這樣的經(jīng)典粒子--電子來(lái)說(shuō)，不管其角動(dòng)量如何變化其軌道回旋比與自旋回旋比永遠(yuǎn)相等（只要建立均勻荷質(zhì)比的經(jīng)典粒子模型，立即可證，略）。

考慮到量子力學(xué)錯(cuò)誤因素在內(nèi)，不影響以上及以下討論。研究表明（38）式對(duì)電子仍然準(zhǔn)確成立。

但量子力學(xué)錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在：

11.2量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤

量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤一：將g定義為磁矩"反常"因子。這表明量子力學(xué)缺乏了解又理論貧乏，犯指導(dǎo)方向錯(cuò)誤。以下將給出g因子的真實(shí)物理意義和內(nèi)容。

量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤二：認(rèn)為費(fèi)米子（電子、質(zhì)子）的自旋量皆為（1/2）?，這是狄拉克根據(jù)量子力學(xué)計(jì)算的錯(cuò)誤結(jié)果：實(shí)際上是與作為能量單位的?簡(jiǎn)單呼應(yīng)導(dǎo)出結(jié)果，沒(méi)有物理意義。因而是完全錯(cuò)誤的。

量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤三：量子力學(xué)自覺(jué)不自覺(jué)混淆并濫用普朗克常數(shù)?的物理概念并偷換之，這叫偷換概念。注意，（37）式中分線上下都有?項(xiàng)。由（33）式可知：

nhω?＝E――――――――――――――（39）

這里?分明表示能量E的單位，這就是（37）式分線上面之?。而（37）式分線下面之?卻是角動(dòng)量的單位。兩種完全不同的物理概念不容混淆，雖然它們的數(shù)值和量綱完全一致。

稱(chēng)職的物理學(xué)家在未有把握之前不會(huì)輕易消去?項(xiàng)。然而量子力學(xué)卻毫不顧忌這么做了，那末所得結(jié)果必有詐！

量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤四：以下將證明量子力學(xué)完全不了解粒子磁矩實(shí)驗(yàn)的真實(shí)物理過(guò)程以及（33）、（38）式的真實(shí)物理意義。

那么，電子磁矩實(shí)驗(yàn)真實(shí)物理內(nèi)容是什么呢？現(xiàn)將（34）式變化如下：

ωe＝（ge·H／?）μB――――――――――（40）

注意，式中μB為玻爾磁子，系作為磁矩的單位出現(xiàn)，為常數(shù)；而?則作為能量的單位出現(xiàn)，亦為常數(shù)；因子ge也是常數(shù)。

那么，（40）式明確表明：ωe與H成正比，而與電子真實(shí)角動(dòng)量無(wú)關(guān)（注意式中無(wú)有角動(dòng)量物理量）。也就是說(shuō)，無(wú)論電子真實(shí)角動(dòng)量是多少，（40）式中的ωe都保持不變。

或者由（38）式得：

ωe＝ge·H·γe―――――――――――（41）

式中g(shù)e及γe均為常數(shù)，該式仍然表明ωe只與H成正比，與電子真實(shí)角動(dòng)量無(wú)關(guān)。并請(qǐng)注意，這種認(rèn)識(shí)上的差異將產(chǎn)生完全不同的結(jié)論。

由此可結(jié)論：由于粒子磁矩進(jìn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與粒子真實(shí)角動(dòng)量這種無(wú)關(guān)性（注意：與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)，并非理論無(wú)關(guān)），因而這種試驗(yàn)就不能直接測(cè)得任何粒子真實(shí)磁矩。因?yàn)橥耆喾?，粒子真?shí)磁矩直接與角動(dòng)量緊密（理論）相關(guān)（只要建立經(jīng)典粒子模型立即可證）。并且研究表明，這一結(jié)論對(duì)任何粒子都成立。

然而，量子力學(xué)卻由此直接得出"電子自旋磁矩"μe：

μe＝ge·μB―――――――――――――（42）

注意：這種結(jié)果，①偷換了常數(shù)?概念；②假定電子自旋量為（1/2）?；③并不了解ge因子的真實(shí)物理意義，因而是完全錯(cuò)誤的結(jié)果。

然而，（41）式是有功勞的，它已經(jīng)揭示出粒子磁矩問(wèn)題的本質(zhì)規(guī)律（量子力學(xué)全然不知）。并且，這種規(guī)律的正確性可用下述Ⅳ條磁矩定理表述。

11.3粒子磁矩定理Ⅰ

〖粒子磁矩定理Ⅰ〗:任何粒子（含場(chǎng)粒子及天體，下同）的磁矩問(wèn)題都是經(jīng)典問(wèn)題，不存在任何非經(jīng)典問(wèn)題。

顯然，此定理的證明，不可能立竿以畢。但是，本文如下仍將給出完全的證明！

這定理的證明本身就已是物理學(xué)奇跡之一。這已表明量子力學(xué)完全無(wú)聊！

11.4粒子磁矩定理Ⅱ

〖粒子磁矩定理Ⅱ〗：任何磁矩進(jìn)動(dòng)試驗(yàn)都不能直接測(cè)得任何粒子的真實(shí)磁矩。但玻爾磁子除外。

其實(shí)，上述討論已經(jīng)給出定理Ⅱ的證明。這是由于實(shí)驗(yàn)磁矩進(jìn)動(dòng)角頻(ω)與粒子真實(shí)角動(dòng)量(L)無(wú)關(guān)，而粒子真實(shí)磁矩(μ)卻與粒子真實(shí)角動(dòng)量(L)緊密直接相關(guān)（不可開(kāi)膠）！

然而，量子力學(xué)竟然由實(shí)驗(yàn)直接得出粒子的磁矩結(jié)果。那么，這種結(jié)果必不真實(shí)，嚴(yán)重有詐！這表明，量子力學(xué)先天不足，后天空虛，已養(yǎng)成寄生性和猜測(cè)性。所謂寄生旨在寄生于經(jīng)典物理，經(jīng)典物理已清的，量子力學(xué)也清楚，并夸其談而娓動(dòng)聽(tīng)；經(jīng)典物理未清的，量子力學(xué)也一無(wú)所知，不得不依賴(lài)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行猜測(cè)--并美其名曰"符合"試驗(yàn)。

11.5粒子磁矩問(wèn)題理論表達(dá)式

研究表明，為了要得到粒子真實(shí)磁矩，就必須建立磁矩問(wèn)題的理論表達(dá)式。量子力學(xué)對(duì)此完全無(wú)能。本文大量研究，現(xiàn)給出粒子磁矩問(wèn)題的準(zhǔn)確理論表達(dá)式如下：

Kφ＝ω·L／μ·H――――――――――（43）

或?yàn)橛懻摲奖阕優(yōu)椋?/p>

ω＝Kφ·μ·H／L――――――――――（44）

注意，這種理論表達(dá)式的正確性，可用粒子磁矩定理Ⅲ表述如下：

11.6粒子磁矩定理Ⅲ

〖粒子磁矩定理Ⅲ〗：任何粒子（同上）不管公轉(zhuǎn)還是自旋（旋轉(zhuǎn)軸須平行），其磁矩在磁場(chǎng)中進(jìn)動(dòng)角頻ω與粒子磁矩μ成正比，與外加磁場(chǎng)強(qiáng)度H成正比，與粒子角動(dòng)量L成反比。其比例為常數(shù)。

若用符號(hào)Kφ表示這個(gè)常數(shù)，那么有：

Kφ＝1.0011596――――――――――――(45)

研究表明，Kφ為物質(zhì)與物質(zhì)場(chǎng)相互作用常數(shù)，并且這是所有粒子（含天體）的共性問(wèn)題，絕非任何粒子（例如電子）所特有。任何粒子，無(wú)例外，都不具反常磁矩內(nèi)稟屬性，以下給出完全的證明。

研究還表明，理論表達(dá)式即（43）、（44）式具有普遍意義，對(duì)所有粒子（含天體）任何情況（公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)）都準(zhǔn)確適用。并都將得到與實(shí)驗(yàn)完全相符的結(jié)果。

這一事實(shí)完全表明：

第一，粒子磁矩問(wèn)題是共性問(wèn)題。

第二，粒子磁矩問(wèn)題確系經(jīng)典問(wèn)題。這表明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗成立（以下還將證明）。

11.7電子及其磁矩

作為物理學(xué)者，在將（34）式變?yōu)椋?8）式時(shí)不應(yīng)忘記兩件事：

11.7.1物理學(xué)者不應(yīng)忘記第一件事

第一件事：由于混淆并（偷）更換常數(shù)?物理概念的結(jié)果，使得（38）式具有了完全特殊的意義。在于，（38）式卻反映且唯能反映電子基態(tài)軌道磁矩真實(shí)情況。這是由于唯基態(tài)電子軌道運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量為?，也方可與作為能量單位的?相消。這么做的結(jié)果，使得磁矩實(shí)驗(yàn)只能直接測(cè)得電子基態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)真實(shí)磁矩，且在數(shù)值上等于玻爾磁子μB：

μB＝ωe·?/ge·H――――――――――（46）

需指出，這是所有磁矩進(jìn)動(dòng)試驗(yàn)所能測(cè)得的唯一真實(shí)磁矩。除此之外任何粒子任何情況（公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)）的真實(shí)磁矩都不可能由磁矩進(jìn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)直接得出（只要建立經(jīng)典模型立即可證）！

（46）式也可由（34）式直接導(dǎo)出，但物理意義完全不同：在（34）式中，μB系作為磁矩的單位出現(xiàn)，為常數(shù)，?則作為能量的單位出現(xiàn)；而（46）式中μB則是電子基態(tài)軌道真實(shí)磁矩，而?為電子基態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)真實(shí)角動(dòng)量。

11.7.2電子快報(bào)

電子快報(bào)：

研究表明，（46）式又有引伸的重要物理意義（可謂物理學(xué)今古奇觀）：在于由電子自旋的實(shí)驗(yàn)竟然得出電子軌道運(yùn)動(dòng)的真實(shí)磁矩μB；反而無(wú)論如何也不能直接測(cè)得電子的自旋真實(shí)磁矩。就是說(shuō)，將電子自旋試驗(yàn)參數(shù)（自旋進(jìn)動(dòng)角頻ωe、自旋試驗(yàn)場(chǎng)強(qiáng)H、自旋因子ge）代入（46）式，居然得出電子基態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)真實(shí)磁矩μB！并且計(jì)算也表明，對(duì)其它軌道磁矩（38）式也適用。這便是值得物理學(xué)家注意的"電子快報(bào)"！于是有：

11.7.3電子磁矩問(wèn)題的表達(dá)通式

因此，可以構(gòu)造電子磁矩問(wèn)題的表達(dá)通式：

μe＝ωe·Le／ge·H――――――――（47）

式中μe既表示電子的自旋磁矩，也表示軌道磁矩，Le則為對(duì)應(yīng)的角動(dòng)量。

11.7.4電子磁矩問(wèn)題表達(dá)通式的應(yīng)用

例一：用電子磁矩表達(dá)通式即（47）式求解電子軌道角動(dòng)量為L(zhǎng)2＝2?時(shí)的軌道磁矩μ2

解：將L2＝2?代入（47）式有：

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

＝2μB（正確）

研究表明，對(duì)電子自旋（47）式當(dāng)然成立，因?yàn)椋?4）～（38）式是系由自旋試驗(yàn)而來(lái)。只要將電子自旋真實(shí)角動(dòng)量代入（47）式便得電子自旋真實(shí)磁矩（以下給出結(jié)果）。

11.7.5莊嚴(yán)事實(shí)

莊嚴(yán)事實(shí)：

由電子自旋試驗(yàn)得到的結(jié)果即（38）式，卻完全適用于電子任何情況（包括自旋各種狀態(tài)，也包括軌道公轉(zhuǎn)各種情況）。這已充分證明〖粒子磁矩定理Ⅲ〗成立，同時(shí)證明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗也成立。如果電子不是經(jīng)典粒子，（47）式絕不會(huì)成立。

11.7.6一條真理

一條真理：

上述莊嚴(yán)事實(shí)展示一條真理，即下式成立：

ω自／ω公＝ωe／ωB1――――――（48）

式中用ω自表示電子自旋磁矩進(jìn)動(dòng)角頻，亦即ωe；而ω公表示電子軌道磁矩進(jìn)動(dòng)角頻，亦即ωB。研究表明這是〖粒子磁矩定理Ⅲ〗及〖粒子磁矩定理Ⅰ〗的必然結(jié)果！以下還將對(duì)(48)式進(jìn)一步證明。

這種結(jié)果，唯一表明電子純系經(jīng)典粒子，因?yàn)橹挥薪?jīng)典的荷電粒子模型（并且荷質(zhì)比均勻）才有（48）式結(jié)果（只要建立經(jīng)典模型立即可證，略）。

11.7.7量子力學(xué)錯(cuò)誤結(jié)果

然而，量子力學(xué)卻得出與（48）式相悖的錯(cuò)誤結(jié)果：

ωe／ωB＝μe／μB＝ge＝1.0011596―――（49）

顯然，量子力學(xué)完全不知常數(shù)ge的真實(shí)物理意義。更不知：〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已無(wú)余地地指出，任何磁矩進(jìn)動(dòng)試驗(yàn)都不可能直接測(cè)得任何粒子的真實(shí)磁矩！然而，量子力學(xué)卻直接得出（42）、（49）式結(jié)果。所以這種結(jié)果必不真實(shí)，嚴(yán)重有詐！也顯然，這種結(jié)果純系根據(jù)實(shí)驗(yàn)比值瞎子摸象。又美其名曰"符合"試驗(yàn)，多荒唐！

11.7.8物理學(xué)者不應(yīng)忘記第二件事--荷質(zhì)比均勻問(wèn)題

第二件事：電子（作為粒子）自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)微荷質(zhì)比是否均勻？如果微荷質(zhì)比均勻，則（34）～（38）式均成立，反之都不成立。

這問(wèn)題，只要建立經(jīng)典模型立即可證（略）。同樣可證明，如果粒子內(nèi)部微荷質(zhì)比不均勻?qū)壍拦D(zhuǎn)磁矩影響甚微，可忽略；但對(duì)自旋磁矩影響顯著，不可忽視（研究表明質(zhì)子和中子正是這種情況）。然而，量子力學(xué)一律忽視！

以下對(duì)荷質(zhì)比作定量討論，需要定義。

微荷質(zhì)比的定義：將粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)的真實(shí)荷質(zhì)比定義為微荷質(zhì)比，用符號(hào)q／m表之。

那么，如果粒子自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)微荷質(zhì)比點(diǎn)點(diǎn)相同，即：

q／m＝常數(shù)―――――――――――（50）

則被定義為：粒子自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)荷質(zhì)比均勻。

否則謂荷質(zhì)比不均勻。

顯然，此類(lèi)問(wèn)題量子力學(xué)顯得力所不及。但值得慶幸的是，對(duì)電子來(lái)說(shuō)大量研究表明（50）式準(zhǔn)確成立。也正因如此，才允許（否則不允許）進(jìn)行（35）～（38）式變換，才有（48）式結(jié)果。否則（48）式不會(huì)成立，也不會(huì)有（47）是正確結(jié)果。

此外，本文應(yīng)用普適方程已準(zhǔn)確推出電子自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)（繁瑣，略），這種結(jié)構(gòu)也準(zhǔn)確表明電子內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)微荷質(zhì)比點(diǎn)點(diǎn)相同。且有：

q／m＝常數(shù)＝e／me―――――――（51）

那么，以下〖粒子磁矩定理Ⅳ〗給（48）式以嚴(yán)格證明。

11.8粒子磁矩定理Ⅳ

〖粒子磁矩定理Ⅳ〗：任何粒子（同上）只要是經(jīng)典的，如果（50）式成立，不管公轉(zhuǎn)還是自旋下式總成立：

ω1/ω2＝q1／m1÷q2／m2－―――――（52）

式中q1／m1、q2／m2分別表示兩種情況下的粒子平均荷質(zhì)比；ω1、ω2分別表示兩種情況下磁矩進(jìn)動(dòng)角頻；下表"1"、"2"表示兩種情況：其中包括兩種粒子情況m1、m2，或者兩種電荷q1、q2情況，或者表示同一粒子兩種試驗(yàn)條件，或者表示自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)兩種情況。

這表明（52）式的廣泛適應(yīng)性。它也表明粒子磁矩問(wèn)題的共性，同時(shí)也表明離子磁矩問(wèn)題的經(jīng)典性。

只要建立經(jīng)典模型，〖粒子磁矩定理Ⅳ〗立即可證（略）。需指出，〖粒子磁矩定理Ⅳ〗既可由理論表達(dá)式推導(dǎo)證明（略），也可由實(shí)驗(yàn)表達(dá)式推導(dǎo)（略）。

那么，將（52）式應(yīng)用于電子的自旋與公轉(zhuǎn)兩種情況，則有：

ω1／ω2＝ω自／ω公＝ωe／ωB

＝q1／m1÷q2／m2――――――（53）

式中下標(biāo)"1"表示電子自旋情況，下標(biāo)"2"表示電子公轉(zhuǎn)情況。于是：

q1／m1q2／m2e／me

那么有：ω自／ω公ωe／ωB1―――――――（54）

這表明（48）式成立，亦即表明電子自身內(nèi)部荷質(zhì)比均勻。

這再一次證明了電子問(wèn)題的經(jīng)典性質(zhì)。如果電子不是經(jīng)典粒子（54）式絕不成立。

至此，上述四條磁矩定理嚴(yán)格證畢。

那么，這就在事實(shí)上徹底打破了《量子力學(xué)》關(guān)于電子理論問(wèn)題的神話--鬼話。

并且至此，已完全、充分、確切地證明了量子力學(xué)純系偽科學(xué)（非任何偏見(jiàn)）。在哲學(xué)及物理學(xué)意義上說(shuō)，此結(jié)論都嚴(yán)格準(zhǔn)確。

11.9粒子磁矩理論表達(dá)式的應(yīng)用

11.9.1用理論表達(dá)式計(jì)算電子軌道磁矩

例二，應(yīng)用粒子磁矩理論表達(dá)式即（43）式求解電子基態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量為L(zhǎng)1＝?時(shí)的軌道磁矩μB

解：由（43）及（54）式得

Kφ＝ωBL1／μBH＝ωe?/μBH――――（55）

那么μB＝ωe?/KφH―――――――――――（56）

式中Kφ＝ge（數(shù)值相等但物理意義不同）。顯然，該式與（46）式等價(jià)。所以（56）式結(jié)果正確。這表明本文磁矩理論表達(dá)式正確成立。

也顯然，對(duì)于其它軌道磁矩理論表達(dá)式都成立（略）。

那么，（55）式是一個(gè)很有用的式子，他好比粒子磁矩問(wèn)題杠桿，由它可導(dǎo)出所有粒子所有情況（公轉(zhuǎn)和自傳）的真實(shí)磁矩。

11.9.2用理論表達(dá)式計(jì)算電子自旋真實(shí)磁矩

例三，用粒子磁矩理論表達(dá)式求解電子自旋真實(shí)磁矩:μe

解：將磁矩理論表達(dá)式用于電子自旋則有

Kφ＝ωeLe/μeH―――――――――――（57）

聯(lián)立（55）、（57）二式則有

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）

只要將電子真實(shí)自旋角動(dòng)量：Le

Le＝(1/401.16764)?―――――――――（60）

（這是本文大量研究結(jié)果，推導(dǎo)繁瑣，略）代入（59）式便得電子自旋真實(shí)磁矩：μe

μe＝(1/401.16764)μB――――――――（61）

可有人不敢相信這(61)式結(jié)果。但是，（59）式必正確！

那么，為何量子力學(xué)猜測(cè)電子自旋量為（1/2）?，又能與實(shí)驗(yàn)"相符"呢？這是由于磁矩實(shí)驗(yàn)表達(dá)式即（34）～（38）式與電子真實(shí)角動(dòng)量無(wú)關(guān)，不管電子真實(shí)角動(dòng)量是多少，（34）與（38）二式總自洽成立。因此，量子力學(xué)詭稱(chēng)符合實(shí)驗(yàn)，實(shí)屬欺詐！

下面考察質(zhì)子。

11.10質(zhì)子及其真實(shí)磁矩

考察質(zhì)子磁矩立刻出現(xiàn)困難：卻乏質(zhì)子有關(guān)數(shù)據(jù)。

11.10.1質(zhì)子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

不過(guò)不要緊，本文大量研究已經(jīng)給出質(zhì)子自身結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確描述，并在幾方面都與實(shí)驗(yàn)完全相符。這種描述給出如下兩個(gè)重要結(jié)果：

第一，質(zhì)子自旋真實(shí)角動(dòng)量以LP表示,則為：

LP＝h＝2π?＝6.6260755×10－27(爾格妙)―――（62）

第二，質(zhì)子自旋理論半徑以rP表示，則為：

rP＝1.324100×10－13（cm）――――――（63）

這兩項(xiàng)結(jié)果推導(dǎo)繁瑣，但以下仍將給出出其不意令人嘆為觀止的證明。

仿照電子，對(duì)質(zhì)子做如下計(jì)算：

EP＝n2LP2/2mPrP2＝n2h2/2mPrP2―――（64）

式中mP為質(zhì)子質(zhì)量，n為量子數(shù)。將（63）、（62）式代入得：

EP＝n2×7.5163935×10－4（爾格）――――（65）

注意：式中數(shù)字恰為質(zhì)子自旋動(dòng)能，現(xiàn)以符號(hào)TP1表示：

TP1＝（1/2）mP·C2

＝7.5163935×10－4（爾格）――――――（66）

那么，據(jù)潛動(dòng)能定理，質(zhì)子必有潛動(dòng)能，以TP2表示：

TP2＝TP1＝（1/2）mP·C2

＝7.5163935×10－4(爾格)―――（67）

那么，質(zhì)子必有全動(dòng)能以EPm表示：

EPm＝TP1＋TP2＝mP·C2

＝1.5032787×10－3（爾格）―――――（68）

這就是聞名遐邇的愛(ài)因斯坦"質(zhì)能關(guān)系"式：

E＝mC2――――――――――――――――（69）

這表明質(zhì)子自旋速度恰為光速C，那么質(zhì)子自旋角動(dòng)量若以符號(hào)LP表示必為：

LP＝mP·C·rP＝6.6260755×10－27(爾格妙)

＝h＝2π?―――――――――――――（70）

如上計(jì)算表明，（63）、（62）二式必需同時(shí)成立。如果LP、rP中一項(xiàng)不成立，則上述計(jì)算都不成立。這可謂對(duì)質(zhì)子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)初步證明，以下還將證明。

11.10.2質(zhì)子世界

注意，（64）式有著極為豐富的物理內(nèi)容?，F(xiàn)將其變化如下

E＝n2h2/2mPr2――――――――――――（71）

這就是質(zhì)子輻射能場(chǎng)準(zhǔn)確數(shù)學(xué)表達(dá)式，式中r＝rP∞為距離，E的量綱為能量，但其數(shù)值為在r處單位面積上的能量，即能場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)距離從∞收縮至rP時(shí)，能量E恰為EP即（65）式，且此時(shí)質(zhì)能關(guān)系式E＝mC2成立。這說(shuō)明質(zhì)子活動(dòng)（自旋）范圍為rP（自旋半徑），亦即（63）式成立。

上述可見(jiàn)，質(zhì)子世界的（作用）范圍為r＝0∞。其中0rP為質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)世界，而rP∞為質(zhì)子（或原子核）的外部作用世界。

11.10.3量子化的根源

注意，（64）式及（71）式能量都是量子化的，并且，這就是世界量子化的真實(shí)根源！這是質(zhì)子（原子核）的內(nèi)稟屬性。也并且，原子核（質(zhì)子）以此嚴(yán)格規(guī)定并支配著所有外部世界：核外所有電子、原子、分子、晶體、固體、液體、氣體、天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，以及宇宙的歷程。這些也都是大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律。

11.10.4質(zhì)子與普適常數(shù)

根據(jù)經(jīng)典物理，現(xiàn)將質(zhì)子電荷庫(kù)侖自舉能用Epe表示，則：

Epe＝e2/2rP＝8.7296129×10－7（爾格）―――（72）

那么有：

EPm／Epe＝1722.0451＝Φ―――――――（73）

這也就是正文中的普適常數(shù)Φ之值，參見(jiàn)（15）式。式中EPm為質(zhì)子全動(dòng)能，即（68）式?？梢?jiàn)，普適常數(shù)Φ還嚴(yán)格規(guī)定著質(zhì)子。

注意：（15）式與（73）式是完全不同的計(jì)算，然而竟得出完全相同的結(jié)果，即普適常數(shù)Φ之值。這種令人嘆為觀止的結(jié)果，已完全表明本文對(duì)質(zhì)子的計(jì)算無(wú)誤。以上質(zhì)子數(shù)據(jù)都成立。

11.10.5質(zhì)子與反常磁矩

作如下計(jì)算：

（TP1＋TP2）／TP1＝1.0011614――――――（74）

這就是試驗(yàn)測(cè)得的"反常磁矩值"。注意文獻(xiàn)［10］介紹："試驗(yàn)測(cè)得電子反常磁矩值為1.0011609(±0.0000024)"。

再做如下計(jì)算：

1＋1÷（Φ/2）＝1＋2/Φ＝1.0011614―――（75）

這就是普適常數(shù)Φ與反常磁矩的關(guān)系。

上述計(jì)算已經(jīng)表明：

第一，謂反常磁矩值并非為電子所特有，而是物質(zhì)間相互作用常數(shù)，為任何粒子（包括天體）所共有。

第二，本文關(guān)于質(zhì)子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的計(jì)算準(zhǔn)確無(wú)誤。

11.10.6質(zhì)子的真實(shí)磁矩

有了上述準(zhǔn)備，現(xiàn)在繼續(xù)考察質(zhì)子磁矩。但又出現(xiàn)困難：質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)微荷質(zhì)比是否均勻？不過(guò)不要緊：可以先假定其荷質(zhì)比均勻，然后在研究處理。

那么，如果質(zhì)子荷質(zhì)比均勻，亦即假定（50）式對(duì)質(zhì)子成立，就可將〖粒子磁矩定理Ⅳ〗應(yīng)用于質(zhì)子和電子兩種粒子。必有：

ω1／ω2＝ωe／ωP＝q1／m1÷q2／m2＝e／me÷e／mP

＝mP／me―――――――――――（76）

式中用下標(biāo)"1"表示電子，下標(biāo)"2"表示質(zhì)子，所以有：

ωe／ωP＝mP／me―――――――――――（77）

該式右端為質(zhì)子與電子的質(zhì)量之比，為：

mP／me＝1836.1528―――――――――――（78）

而（77）式左端，實(shí)驗(yàn)（文獻(xiàn)[12]）已經(jīng)測(cè)得：

ωe/ωP＝658.210688―――――――――（79）

然而，量子力學(xué)（文獻(xiàn)［12］）錯(cuò)誤地推薦此值為：

ωe／ωP＝μe／μP＝658.210688―――――（80）

顯然，這是錯(cuò)誤結(jié)果：第一因?yàn)?，上述〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已無(wú)余地地指出，任何磁矩進(jìn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)都不可能直接測(cè)得任何粒子的真實(shí)磁矩；第二因?yàn)?，試?yàn)實(shí)際測(cè)得的數(shù)據(jù)是ω而不μ，

這表明（79）式正確無(wú)誤，而（80）式錯(cuò)誤。

回頭再看，（77）式并不成立！究其原因恰在于：假設(shè)不合理。原來(lái)質(zhì)子自身結(jié)構(gòu)荷質(zhì)比并不均勻！然而，不均勻程度如何？需作如下計(jì)算：

mP／me÷ωe/ωP＝1836.1528/658.201688

＝2.7896125――――（81）

注意：這就是質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)荷質(zhì)比不均勻程度。因?yàn)槿绻少|(zhì)比均勻，（77）式必成立（據(jù)磁矩定理Ⅳ）！而事實(shí)不成立，恰在于質(zhì)子的荷質(zhì)比不均勻（唯一原因）。故，（81）式準(zhǔn)確表征質(zhì)子荷質(zhì)比不均勻程度。

若以符號(hào)gP表示質(zhì)子荷質(zhì)比不均勻因子（即不均程度），則有：

gP＝mP／me÷ωe/ωP＝2.7896125――――（82）

大量研究表明，此種關(guān)系對(duì)任何粒子都準(zhǔn)確成立。

于是粒子荷質(zhì)比不均因子（以符號(hào)g表示）的表達(dá)通式為：

g＝m／me÷ωe/ω―――――――――――（83）

顯然，這里的荷質(zhì)不均因子與教科書(shū)中（文獻(xiàn)［4］）朗德因子數(shù)值相近，但物理意義完全不同。若以符號(hào)g''''表示朗德因子，則有：

Kφ＝g''''／g＝1.0011596――――――――（84）

研究表明，（84）式對(duì)所有粒子都準(zhǔn)確成立。那么，對(duì)質(zhì)子則有：

Kφ＝gP''''/gP＝2.79284386/2.7896125

＝1.0011596――――――（85）

看！質(zhì)子也有了"反常磁矩值"：1.0011596。這種計(jì)算，再次打破了量子力學(xué)關(guān)于電子的神話--鬼話。

所以研究表明，Kφ＝1.0011596為物質(zhì)與物質(zhì)場(chǎng)相互作用常數(shù)（參見(jiàn)〖粒子磁矩定理Ⅲ〗），為任何粒子（包括天體）所共有。并不為電子所特有，因而不能表征磁矩"反常"。

那么，將磁矩理論表達(dá)式，即（43）式用于質(zhì)子：

Kφ＝ωP·LP/μP·H―――――――――（86）

聯(lián)立（55）、（86）二式有：

μP＝（ωP·LP／ωe·?）μB―――――――（87）

將（70）、（79）二式代入得；

μP＝(2π／658.210688)μB

＝8.8528430×10－23（爾格／高斯）―――（88）

這就是質(zhì)子自旋真實(shí)磁矩！這是質(zhì)子磁矩的第一種算法。用這種算法可以算得任何粒子的真實(shí)磁矩，下面介紹另種算法。

11.11粒子磁矩另一種算法

大量研究，下面給出粒子磁矩另種算法表達(dá)通式：

μ＝g·γ·L――――――――――――――（89）

研究表明，該式對(duì)所有粒子的磁矩都準(zhǔn)確適用。雖然教科書(shū)中也有一模一樣的公式，但物理意義大相徑庭！

這里，L為粒子真實(shí)角動(dòng)量；γ為所謂的回旋比，但對(duì)荷質(zhì)比不均勻的粒子，γ已不再能表征真實(shí)回旋比，而只能表征平均荷質(zhì)比概念；g則為荷質(zhì)比不均因子，它表征粒子內(nèi)部荷質(zhì)比不均勻程度，為無(wú)量綱常數(shù)，可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，也可理論推導(dǎo)。并且有：

gg''''/Kφ―――――――――――――――（90）

式中g(shù)''''為教科書(shū)中的"朗德因子"。研究表明（89）、（90）二式對(duì)任何粒子（含天體），不管公轉(zhuǎn)還是自轉(zhuǎn)都嚴(yán)格成立。

11.11.1電子磁矩另一種算法

對(duì)于電子，（90）式變?yōu)椋?/p>

ge＝ge''''/Kφ＝1.0011596/1.00115961―――（91）

這里，電子的ge1，表征電子內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)荷質(zhì)比絕對(duì)均勻。并再次證明電子確系經(jīng)典粒子。那么，以上所有計(jì)算均有效！

11.11.2用另種算法計(jì)算電子軌道磁矩

例四，用（89）式求解電子軌道角動(dòng)量為L(zhǎng)3＝3?時(shí)的軌道磁矩μ3

解：對(duì)于電子，ge1，γe＝e／（2meC），并將L3＝3?代入（89）式有

μ3＝（e／2meC）×3?＝3μB(正確)

11.11.3用另種算法計(jì)算電子自旋磁矩

例五，用（89）式求解電子自旋磁矩:μe

解:對(duì)于電子,ge1，γe＝e／（2meC），代入（89）式得

μe＝（e／2meC）Le＝（Le／?）μB―――（92）

此結(jié)果與（59）式全同，正確。

11.11.4質(zhì)子和中子磁矩的另種算法略……

11.12結(jié)語(yǔ)

綜上述可見(jiàn)：

第一，Ⅳ條〖磁矩定理〗完全是經(jīng)典的。

第二，電子、質(zhì)子、中子完全遵從Ⅳ條〖磁矩定理〗，這已無(wú)可辯駁地證明：電子、質(zhì)子、中子完全是經(jīng)典粒子?！读孔恿W(xué)》純屬主觀臆造！

第三，本文《物理學(xué)正論》成立。

參考文獻(xiàn)

[1]理論物理《量子力學(xué)》-----------吳大猷著（臺(tái)灣）

[2]《物理量和天體物理量》-----------艾倫著（英）

[3]《關(guān)于氦原子的計(jì)算》-----------黃崇圣著（成都科技大學(xué)學(xué)報(bào)1980.6）

[4]《原子物理學(xué)》----------------諸圣麟著

[5]《氦原子光譜，兼談原子結(jié)構(gòu)》-----朱正擁著（鐵嶺師專(zhuān)學(xué)報(bào)1986.4）

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[7]《36個(gè)元素的原子結(jié)構(gòu)計(jì)算》------陶寶元著（鐵嶺教育學(xué)院院刊1989.1-2）

[8]《物理學(xué)》(教材)---------------復(fù)旦大學(xué)編

[9]《電動(dòng)力學(xué)》------------------郭碩鴻著

[10]《物理大辭典》-----------------臺(tái)灣版

第3篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

關(guān)鍵詞：物理本體；物理實(shí)體；量子現(xiàn)象；主觀；客觀

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“量子概率的哲學(xué)研究”（16BZX022）

中圖分類(lèi)號(hào)：N03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-854X（2017）06-0054-06

一、引言

時(shí)間和空間是人類(lèi)所有經(jīng)驗(yàn)的背景。除去存在的事物，時(shí)間、空間什么也不是，不存在只有一件事物的時(shí)間、空間，時(shí)空是事物之間相互關(guān)系的一個(gè)方面。

人類(lèi)通過(guò)感性經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知的時(shí)空，稱(chēng)作經(jīng)驗(yàn)時(shí)空；以科學(xué)原理和科學(xué)方法指導(dǎo)認(rèn)知的時(shí)空是科學(xué)時(shí)空；牛頓時(shí)空、狹義相對(duì)論時(shí)空、廣義相對(duì)論時(shí)空、量子力學(xué)時(shí)空，是經(jīng)驗(yàn)時(shí)空的科學(xué)提升和科學(xué)發(fā)展，稱(chēng)作物理時(shí)空①。物理時(shí)空是科學(xué)時(shí)空。描述現(xiàn)象實(shí)體的時(shí)空是現(xiàn)象時(shí)空，經(jīng)驗(yàn)時(shí)空、物理時(shí)空、科學(xué)時(shí)空均是現(xiàn)象時(shí)空。而未經(jīng)觀察的“自在實(shí)體（物理本體）”所在時(shí)空，稱(chēng)為“本體時(shí)空”?！氨倔w時(shí)空”是復(fù)數(shù)的②，因此，人類(lèi)實(shí)質(zhì)生活在復(fù)數(shù)時(shí)空中 。作為自然人，觀察者存在于“本體時(shí)空”，實(shí)時(shí)空是人類(lèi)對(duì)時(shí)空認(rèn)識(shí)的簡(jiǎn)化③。

主體、客體、觀察信號(hào)是人類(lèi)認(rèn)知自然的三大基本要素④。一般“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”有其客觀原因，體現(xiàn)觀察信號(hào)的自然屬性對(duì)觀察者在認(rèn)知中的影響。當(dāng)把現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性轉(zhuǎn)化為時(shí)空的屬性后，就可以達(dá)到客觀描述物質(zhì)世界⑤。所謂客觀描述就是理論計(jì)算與經(jīng)驗(yàn)及科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。

考慮觀察信號(hào)的客觀作用并納入時(shí)空理論的科學(xué)建構(gòu)之中，客觀描述物理現(xiàn)象，是物理學(xué)家的重要工作。一般，哲學(xué)認(rèn)知中沒(méi)有明晰“觀察信號(hào)中介作用”的客觀地位，不管“機(jī)械反映論”，還是“能動(dòng)反映論”，都自動(dòng)將其融入“反映論”理論體系，尤其是前者，往往容易導(dǎo)致主觀唯心主義的滋生。

狹義相對(duì)論用光對(duì)時(shí)，考慮了光對(duì)建立時(shí)空的貢獻(xiàn)；牛頓時(shí)空是對(duì)時(shí)信號(hào)速度c趨于無(wú)窮大的極限情態(tài)；考慮引力場(chǎng)對(duì)建立時(shí)空的影響，引力時(shí)空是彎曲的，狹義相對(duì)論的平直時(shí)空是它的局域特例。從牛頓力學(xué)到狹義相對(duì)論再到廣義相對(duì)論，時(shí)空發(fā)生了變化，但主體與描述對(duì)象的關(guān)系沒(méi)有變，主體對(duì)客體的描述是客觀的。那么是否主體對(duì)認(rèn)知對(duì)象完全沒(méi)有主觀影響？如果有，它如何產(chǎn)生，又如何消解，實(shí)現(xiàn)客觀描述物質(zhì)世界？經(jīng)典力學(xué)中，人類(lèi)的處理方法是通過(guò)揭示“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”及其產(chǎn)生機(jī)理，在不同認(rèn)知領(lǐng)域區(qū)分描述中可以忽略的和不可忽略的，能忽略的舍棄，不能忽略的轉(zhuǎn)化成時(shí)空的屬性，實(shí)現(xiàn)客觀描述；而從牛頓力學(xué)（或相對(duì)論力學(xué)）到量子力學(xué)，時(shí)空沒(méi)有變化，描述對(duì)象具有波粒二象性，“量子現(xiàn)象的主觀依賴(lài)性”更為突出。如何消解“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”，實(shí)現(xiàn)量子現(xiàn)象的客觀描述，一直是量子力學(xué)基礎(chǔ)討論的熱點(diǎn)。量子力學(xué)必須有自己的客觀描述量子現(xiàn)象的時(shí)空⑥。

量子力學(xué)時(shí)空是閔氏時(shí)空的復(fù)數(shù)拓展和推廣⑦，由此可以實(shí)現(xiàn)客觀描述量子世界。它與相對(duì)論時(shí)空有交集，也有異域。有因必有果，反之亦然，時(shí)間與因果關(guān)系等價(jià)⑧。量子力學(xué)中的非定域性，與能量、動(dòng)量量子化及量子態(tài)的突變性相關(guān)聯(lián)。突變無(wú)須時(shí)間，導(dǎo)致因果鏈斷裂，與因果關(guān)聯(lián)的相互作用也被刪除，由此引進(jìn)了類(lèi)空間隔。平行并存量子態(tài)的出現(xiàn)，是不遵從因果律的量子力學(xué)新表現(xiàn)；當(dāng)能量、動(dòng)量和相互作用變得連續(xù)，宏觀時(shí)序得到恢復(fù)時(shí)，回到相對(duì)論時(shí)空，量子測(cè)量中“量子態(tài)和時(shí)空的坍縮”⑨ 是不同物理時(shí)空的轉(zhuǎn)換，希爾伯特空間只是它們的共同數(shù)學(xué)應(yīng)用空間⑩。

時(shí)空不是絕對(duì)的，相對(duì)時(shí)空有更廣闊的含義，人類(lèi)需要擴(kuò)大對(duì)時(shí)空概念的認(rèn)知，不同的認(rèn)知層次有不同的時(shí)空對(duì)應(yīng)，復(fù)數(shù)時(shí)空更為本質(zhì)。人們不應(yīng)該將所有領(lǐng)域的物理實(shí)體歸于某一時(shí)空描述，或者用一種時(shí)空的性質(zhì)去否定另一種時(shí)空的存在。還是愛(ài)因斯坦說(shuō)得好：是理論告訴我們能夠觀察到什么。當(dāng)然，新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)又將告訴人們，理論及其對(duì)應(yīng)的時(shí)空應(yīng)該如何修改和發(fā)展。理論不同時(shí)空不同，時(shí)空具有建構(gòu)特征。

二、時(shí)空的哲學(xué)認(rèn)知與物理學(xué)描述

時(shí)空是哲學(xué)的基本概念，也是物理學(xué)的基本概念。哲學(xué)認(rèn)為，時(shí)間和空間是物質(zhì)的存在形式，既不存在沒(méi)有時(shí)空的物質(zhì)，也不存在沒(méi)有物質(zhì)的時(shí)空。笛卡爾指出，空間是事物的廣延性，時(shí)間是事物的持續(xù)性；康德認(rèn)為，時(shí)空是感性材料的先天直觀形式；牛頓提出時(shí)間和空間是彼此分離，絕對(duì)不變的，強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的時(shí)間自我均勻流逝；萊布尼茨說(shuō)，空間是現(xiàn)象的共存序列，時(shí)間與運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系；黑格爾認(rèn)為，事物運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是空間和時(shí)間的直接統(tǒng)一。休謨認(rèn)為，時(shí)、空上的接近和先后關(guān)系與因果性直接相關(guān)。中國(guó)的“宇”和“宙”就是空間和時(shí)間概念，它是把三維空間和一維時(shí)間概念同宇宙密切聯(lián)系在一起的最早應(yīng)用{11}。

哲學(xué)具有啟示作用，但時(shí)空概念如果不與人的社會(huì)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)理論及其數(shù)學(xué)物理方法相聯(lián)系，就只能停留在形而上，無(wú)法上升為科學(xué)理論概念。

物理學(xué)中，空間從測(cè)量和描述物體及其運(yùn)動(dòng)的位置、形狀、方向中抽象出來(lái)；時(shí)間則從描述物體運(yùn)動(dòng)的持續(xù)性、周期性，以及事件發(fā)生的順序、因果性中抽象出來(lái)；空間和時(shí)間的性質(zhì)，主要從物體運(yùn)動(dòng)及其相互作用的各種關(guān)系和度量中表現(xiàn)出來(lái)。描述物體的運(yùn)動(dòng)，先選定參照物，并在參照物上建立一個(gè)坐標(biāo)系，一般參照物被抽象成點(diǎn)，它就是坐標(biāo)系的原點(diǎn)；假定被描述物體的形體結(jié)構(gòu)對(duì)討論的問(wèn)題（或?qū)⒄瘴锏臅r(shí)空）沒(méi)有影響，將物體抽象成質(zhì)點(diǎn)，討論質(zhì)點(diǎn)在坐標(biāo)系中的運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)規(guī)律，這就是物理學(xué)。由此，“時(shí)空是物質(zhì)的存在形式”的哲學(xué)認(rèn)知也就轉(zhuǎn)化為人類(lèi)可操作的具體物理理論描述。

可見(jiàn)，時(shí)空的認(rèn)知與人類(lèi)的社會(huì)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)進(jìn)步直接相關(guān)，離不開(kāi)物理和數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用。笛卡爾平直空間、閔可夫斯基空間、黎曼空間都已作為物理學(xué)所依托的幾何學(xué)，在牛頓力學(xué)、狹義相對(duì)論、廣義相對(duì)論中得到了充分應(yīng)用。由此，幾何學(xué)被賦予了物理意義。從牛頓力學(xué)到狹義相對(duì)論再到廣義相對(duì)論，時(shí)空發(fā)生了變化，但描述對(duì)象與觀察者之間的關(guān)系沒(méi)有變，描述是客觀的，并且描述對(duì)象都可抽象成經(jīng)典的粒子，采用質(zhì)點(diǎn)模型。量子力學(xué)不同，從牛頓力學(xué)（相對(duì)論力學(xué)）到量子力學(xué)，描述量子現(xiàn)象的時(shí)空沒(méi)有變化{12}，物理模型沒(méi)有變，但量子現(xiàn)象對(duì)觀察者有明顯的主觀依賴(lài)性，難以客觀描述微觀量子現(xiàn)象。深入分析，解決的辦法有兩種，一是更換物理模型的同時(shí)也改變物理時(shí)空，消除“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”，實(shí)現(xiàn)客觀描述微觀量子客體；二是改變時(shí)空的同時(shí)，保留“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”，將本體、認(rèn)識(shí)、時(shí)空融為一體，主觀納入客觀，模糊主客關(guān)系。雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)采用了第一種方法。通過(guò)場(chǎng)物質(zhì)球模型，把點(diǎn)模型隱藏的空間自由度釋放出來(lái)；在改變物理模型的同時(shí)，也改變了描述時(shí)空；將不是點(diǎn)的微觀客體自身的空間分布特性，轉(zhuǎn)化為描述空間的屬性，客觀描述量子客體。我們認(rèn)為，第二種方法將主觀認(rèn)識(shí)不加區(qū)分地“融入時(shí)空”，有損客觀性、科W性，量子力學(xué)時(shí)空必須是描述客觀世界的時(shí)空。物理時(shí)空需要建構(gòu)。

三、牛頓絕對(duì)時(shí)空中“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”及其“消解”

眾所周知，物理學(xué)對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述，理應(yīng)包含參照物和被描述物體自身的時(shí)空特征，而參照物和物體自身的時(shí)空特征，必須通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)。觀察需要觀測(cè)信號(hào)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其時(shí)空特征必然帶有觀測(cè)信號(hào)的烙印{13}。

“物理本體”不可直接觀察，我們觀察到的是“物理實(shí)體”{14}。參照物與研究對(duì)象都有自己對(duì)應(yīng)的物理時(shí)空，牛頓力學(xué)時(shí)空應(yīng)該是兩者的綜合，而不應(yīng)該只是參照物的時(shí)空。但是，牛頓力學(xué)中光速無(wú)窮大，在討論物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，又假設(shè)研究對(duì)象的時(shí)空結(jié)構(gòu)對(duì)討論的問(wèn)題沒(méi)有影響，忽略不計(jì)，于是，研究對(duì)象抽象成了質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)理論體系就只有與參照物聯(lián)系的時(shí)空了。

任何具體物體都不會(huì)是質(zhì)點(diǎn)。當(dāng)用信號(hào)去觀察它時(shí)，物體自身的時(shí)空特征與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與觀察信號(hào)的性質(zhì)、強(qiáng)弱和傳播速度相關(guān)。質(zhì)點(diǎn)模型忽略物體自身的幾何形象及其變化，忽略運(yùn)動(dòng)及觀察信號(hào)對(duì)物體自身時(shí)空特征的影響，參照物也不例外。在從參照物到坐標(biāo)系的抽象中，抽掉運(yùn)動(dòng)及觀察信號(hào)對(duì)參照物時(shí)空特性的影響，就是抽掉物體運(yùn)動(dòng)及觀察信號(hào)對(duì)坐標(biāo)系時(shí)空特性的影響，就是抽掉人的參與對(duì)時(shí)空認(rèn)知的影響{15}。牛頓力學(xué)時(shí)空與物體運(yùn)動(dòng)及觀察者無(wú)關(guān)，絕對(duì)不變，基于絕對(duì)不動(dòng)的以太之上。所以，牛頓可以把時(shí)間和空間從物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中分離出來(lái)，時(shí)間和空間也彼此分割，空間絕對(duì)不變，數(shù)學(xué)的、永遠(yuǎn)流逝的時(shí)間絕對(duì)不變{16}。哲學(xué)的時(shí)空演變成了可操作的物理時(shí)空。這是宏觀低速運(yùn)動(dòng)對(duì)時(shí)空的簡(jiǎn)化與抽象，理論與宏觀經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算相符。

相互作用實(shí)在論認(rèn)為，現(xiàn)實(shí)世界是人參與的世界，對(duì)一個(gè)研究對(duì)象的觀察，離不開(kāi)主體、客體、觀察信號(hào)三個(gè)基本要素。參照物和觀察對(duì)象的運(yùn)動(dòng)和變化及其時(shí)空屬性，與觀察信號(hào)的性質(zhì)相關(guān)。牛頓力學(xué)中，不是沒(méi)有現(xiàn)象對(duì)觀察主體的依賴(lài)性，而是在理論的建立中認(rèn)為影響很小，可以忽略不計(jì)。牛頓力學(xué)是“物理本體=物理實(shí)體”的力學(xué){17}。這與宏觀經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)相符，在宏觀低速運(yùn)動(dòng)層次實(shí)現(xiàn)了主客二分，理論被看作是對(duì)客觀實(shí)在的描述。牛頓力學(xué)中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何搭建描述背景，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在背景中運(yùn)動(dòng)。二者構(gòu)成背景相關(guān)。

牛頓時(shí)空是均勻平直時(shí)空，相對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系間的變換是伽利略變換。物理定律在伽利略換下具有協(xié)變性，相對(duì)性原理成立。

四、狹義相對(duì)論中“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”及其“消解”

狹義相對(duì)論建立之前，洛倫茲就認(rèn)為高速運(yùn)動(dòng)中物體長(zhǎng)度在運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生收縮{18}。這是他站在牛頓時(shí)空立場(chǎng)，承認(rèn)以太及絕對(duì)坐標(biāo)系的存在對(duì)洛倫茲變換所作的解釋。描述時(shí)空沒(méi)有變，“現(xiàn)象對(duì)觀察者出現(xiàn)了主觀依賴(lài)性”。自然現(xiàn)象失去了客觀性，這是一次認(rèn)識(shí)危機(jī)，屬19世紀(jì)末20世紀(jì)初兩朵烏云之一。

狹義相對(duì)論不同，它考慮宏觀高速運(yùn)動(dòng)中觀察信號(hào)對(duì)物體時(shí)空特征的影響。愛(ài)因斯坦在“火車(chē)對(duì)時(shí)”實(shí)驗(yàn)中，他用“光”作為觀察、記錄、認(rèn)知物體時(shí)空特征的信號(hào){19}；通過(guò)參照物到坐標(biāo)系的抽象，論證靜、動(dòng)坐標(biāo)系K與K′“同時(shí)性”不同，靜、動(dòng)坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)方向時(shí)空測(cè)量單位發(fā)生了變化；將洛倫茲所稱(chēng)“運(yùn)動(dòng)物體自身運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度收縮”演變成坐標(biāo)系時(shí)空框架的屬性，還原質(zhì)點(diǎn)模型，建立相對(duì)論力學(xué)。實(shí)現(xiàn)了觀察者對(duì)觀察對(duì)象的客觀描述。

狹義相對(duì)論中質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量、能量、位置和時(shí)間都有確定值，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)具有確定的軌跡，這一點(diǎn)與牛頓力學(xué)相同。

狹義相對(duì)論時(shí)空的另一重要物理意義是揭示了“物理本體”的客觀實(shí)在性。

牛頓力學(xué)缺少相對(duì)論不可直接觀察的靜能（m0c2，m0c）對(duì)應(yīng)物，物理本體=物理實(shí)體，哲學(xué)上的抽象時(shí)空直接過(guò)渡到牛頓物理時(shí)空。

狹義相對(duì)論不一樣，每一個(gè)物體都有一個(gè)不可直接觀察的靜能（m0c2，m0c）對(duì)應(yīng)物，它在任何靜止參考系中都是不變量，是物理實(shí)體背后的物理本體，物理本體不變，變的是mc2、mc對(duì)應(yīng)的物理實(shí)體?！拔锢肀倔w”既不是形而上的（物自體），也不是形而下的（物體），是形而中的（靜能對(duì)應(yīng)物）。它可以認(rèn)知、可以理論建構(gòu)，但又不可直接觀察。相對(duì)于牛頓，愛(ài)因斯坦相對(duì)論揭示了“物理本體”的真實(shí)存在性?！翱陀^物質(zhì)世界”不是思維的產(chǎn)物。

狹義相對(duì)論中，物質(zhì)告訴時(shí)空在運(yùn)動(dòng)方向如何修正測(cè)量單位，時(shí)空告訴物質(zhì)如何長(zhǎng)度收縮、時(shí)間減緩。時(shí)空具有相對(duì)性。

狹義相對(duì)論時(shí)空雖然也是均勻平直時(shí)空，但由于有上述“相對(duì)時(shí)空”的出現(xiàn)，時(shí)空度規(guī)與歐氏時(shí)空度規(guī)有明顯區(qū)別，所以稱(chēng)為贗歐氏時(shí)空。

但狹義相對(duì)論仍然是只考慮光及光速的有限性對(duì)建立時(shí)空的影響，沒(méi)有考慮引力作用對(duì)建立時(shí)空的影響。如果考慮引力對(duì)時(shí)空的影響又如何呢？

五、廣義相對(duì)論中“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”及其“消解”

廣義相對(duì)論中有水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)問(wèn)題和光走曲線的討論。站在牛頓平直時(shí)空的立場(chǎng)，觀察結(jié)果與理論計(jì)算不符。這不是儀器的精度不夠，也不是操作失誤，而是理論本身的問(wèn)題。因?yàn)?，牛頓力學(xué)也好，狹義相對(duì)論也好，討論引力問(wèn)題，引力場(chǎng)對(duì)參照物和研究對(duì)象時(shí)空屬性的影響都沒(méi)有計(jì)入其中，而留在觀察者對(duì)“現(xiàn)象”的觀察、判斷之中，出現(xiàn)宇觀大尺度“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”。如果考慮引力場(chǎng)使時(shí)空發(fā)生彎曲，利用彎曲時(shí)空計(jì)算水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)和光走曲線現(xiàn)象，“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”就變成時(shí)空的屬性。“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”就得到了“消解”，觀察現(xiàn)象與理論結(jié)果就取得了一致。這里，物質(zhì)使時(shí)空彎曲，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在彎曲時(shí)空中運(yùn)動(dòng)。廣義相對(duì)論實(shí)現(xiàn)了觀察者對(duì)觀察對(duì)象的客觀描述。

廣義相對(duì)論時(shí)空是彎曲的，時(shí)空度規(guī)是變化的。

六、量子力學(xué)中“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”及其“消解”

微觀客體具有波粒二象性，同一個(gè)電子，通過(guò)雙縫表現(xiàn)為波，而打在屏幕上又表現(xiàn)為粒子，電子集波和粒子于一身，“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”更為突出。經(jīng)典力學(xué)中波動(dòng)性和粒子性不能集物體于一身，量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)表現(xiàn)出深刻的矛盾。矛盾的產(chǎn)生，可能是描述微觀現(xiàn)象的時(shí)空出了問(wèn)題。量子力學(xué)的研究領(lǐng)域是微觀世界，研究對(duì)象是微觀客體，不是經(jīng)典的粒子，用以觀察的信號(hào)也不是連續(xù)的光，而是量子化了的光，通過(guò)光信號(hào)建立的時(shí)空應(yīng)該與牛頓、相對(duì)論時(shí)空有所區(qū)別。而量子力學(xué)使用的還是牛頓時(shí)空、狹義相對(duì)論時(shí)空，時(shí)空沒(méi)有變，物理模型沒(méi)有變，而研究領(lǐng)域、觀察信號(hào)和研究“對(duì)象”變了。量子力學(xué)必須有自己對(duì)應(yīng)的時(shí)空，將“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”，轉(zhuǎn)化為描述時(shí)空的屬性，實(shí)現(xiàn)客觀描述量子現(xiàn)象！ 雙4維時(shí)空量子力學(xué)就是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)應(yīng)運(yùn)而生的。

現(xiàn)有量子力學(xué)“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”之所以難以消解，與量子力學(xué)中的點(diǎn)模型相關(guān)。許多量子現(xiàn)象與點(diǎn)模型隱藏的空間自由度有直接聯(lián)系，但點(diǎn)模型忽略了這些自由度對(duì)產(chǎn)生微觀量子現(xiàn)象的作用和影響。我們必須將隱藏的空g自由度還原于時(shí)空，才可能正確地認(rèn)識(shí)、客觀描述量子現(xiàn)象。

可以公認(rèn)，微觀客體不是點(diǎn){20}，是一個(gè)有形客體，有一定的空間分布，不存在確定于某點(diǎn)的空間位置，這是客觀事實(shí)。理論上，牛頓時(shí)空幾何點(diǎn)位置是確定的，量子力學(xué)使用的是質(zhì)點(diǎn)模型，0 維，位置也是確定的，牛頓時(shí)空可以精確描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。那么微觀客體空間分布的不確定性如何處理？人們只好轉(zhuǎn)而認(rèn)為點(diǎn)粒子在其“空間分布”區(qū)域位置具有概率屬性。微觀客體自身空間分布的客觀實(shí)在性在量子世界轉(zhuǎn)化成了一種主觀認(rèn)知，賦予了微觀客體“內(nèi)稟”的概率屬性，其運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生概率分布，或稱(chēng)其為概率波。

這是一個(gè)認(rèn)識(shí)上的困惑，似乎量子力學(xué)描述失去了客觀實(shí)在性。這也是量子力學(xué)當(dāng)今的困境。解決困難的方法是：（一）更換點(diǎn)模型，釋放點(diǎn)模型隱藏的自由度，展示“這些自由度對(duì)產(chǎn)生微觀現(xiàn)象的貢獻(xiàn)”；（二）建立適合量子力學(xué)自身的時(shí)空，將釋放的自由度植入其中，讓“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”變成量子力學(xué)時(shí)空自身的屬性。

雙4維時(shí)空量子力學(xué)的辦法是：（一）用“轉(zhuǎn)動(dòng)場(chǎng)物質(zhì)球”模型取代“質(zhì)點(diǎn)”模型，釋放點(diǎn)模型隱藏的空間自由度；（二）將4維實(shí)時(shí)空M4（x）拓展到雙4維復(fù)時(shí)空W（x，k），且將“釋放的空間自由度――曲率k”作為雙4維復(fù)時(shí)空的虛部坐標(biāo)；（三）4維曲率坐標(biāo)將量子力學(xué)賦予微觀客體自身的概率屬性變成量子力學(xué)復(fù)時(shí)空的幾何屬性，場(chǎng)物質(zhì)球自身的旋轉(zhuǎn)與運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生物質(zhì)波――物理波。

“場(chǎng)物質(zhì)球”與“物質(zhì)波”（類(lèi)似對(duì)偶性假設(shè)）既是同一物理實(shí)在的兩種不同描述方式，更是微觀客體粒子性和波動(dòng)性的統(tǒng)一，曲率的大小表示粒子性，曲率的變化表示波動(dòng)性。場(chǎng)物質(zhì)球的物質(zhì)密度是曲率k的函數(shù)，因此，物質(zhì)波既是場(chǎng)物質(zhì)球的結(jié)構(gòu)波又是場(chǎng)物質(zhì)密度波。物質(zhì)波不是傳播能量，而是傳播場(chǎng)物質(zhì)球的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)密度變化，可映射成實(shí)時(shí)空M4（x）的概率分布{21}，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。

這樣，點(diǎn)模型中“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”通過(guò)“釋放的自由度”轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)空W（x，k）的屬性，物質(zhì)波傳播其中，量子現(xiàn)象是物質(zhì)波所為。

研究表明，是量子測(cè)量引入的連續(xù)作用，使雙4維時(shí)空W（x，k）全域轉(zhuǎn)換到實(shí)時(shí)空M4（x），波動(dòng)形態(tài)轉(zhuǎn)變成粒子形態(tài)（“相變”），球模型轉(zhuǎn)換成點(diǎn)模型，概率屬性?xún)?nèi)在其中，物質(zhì)波自動(dòng)映射成概率波，數(shù)學(xué)處理類(lèi)似表象變換{22}。

簡(jiǎn)言之，傳統(tǒng)量子力學(xué)，微觀客體簡(jiǎn)化成質(zhì)點(diǎn)，描述時(shí)空不變，人的主觀意識(shí)介入其中，將其空間分布特性――位置不確定性，變成點(diǎn)粒子的概率屬性，實(shí)現(xiàn)描述對(duì)象從客觀到主觀認(rèn)知的轉(zhuǎn)變，具有位置不確定性的點(diǎn)粒子，其運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生概率波；雙4維時(shí)空量子力學(xué)，微觀客體簡(jiǎn)化成場(chǎng)物質(zhì)球，“空間分布具體化為幾何曲率”，空間分布特性變成曲率坐標(biāo)，仍然是從客觀到客觀，描述時(shí)空變成了復(fù)時(shí)空，曲率坐標(biāo)在其虛部，場(chǎng)物質(zhì)球的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生物質(zhì)波――物理波。通過(guò)量子測(cè)量，物質(zhì)波映射成概率波，球模型演變成點(diǎn)模型，顯示概率屬性，時(shí)空內(nèi)在自動(dòng)轉(zhuǎn)換，量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性消解在建構(gòu)的時(shí)空理論中。具體論證方法是：

將靜態(tài)場(chǎng)物質(zhì)球?qū)懗勺孕▌?dòng)形式：Ψ0=е■，描述在復(fù)空間。ω0是常數(shù)，它的變化只與自身坐標(biāo)系時(shí)間t0相關(guān)，全空間分布（物理本體所在空間）。設(shè)建在“靜態(tài)”場(chǎng)物質(zhì)球上的坐標(biāo)系為K0，觀察微觀客體從靜止開(kāi)始作蛩僭碩，由洛倫茲變換：

微觀客體的運(yùn)動(dòng)速度不同，平面波相位不同。復(fù)相空間kμxμ即為物質(zhì)波所在時(shí)空。物質(zhì)波是物理波。

自由微觀客體的速度就是建在其上慣性坐標(biāo)系的速度，慣性系間的坐標(biāo)變換，隱藏速度突變――“超光速”概念，因?yàn)?，連續(xù)變化會(huì)引進(jìn)引力場(chǎng)破壞線性空間。不同慣性系中平面波之間，相位不同，類(lèi)似量子力學(xué)中的不同本征態(tài)。這是相對(duì)論中的情形{24}。

但是，量子力學(xué)建立其理論體系時(shí)，把上述不同慣性系中的平面波（不同本征態(tài)，每一本征態(tài)則對(duì)應(yīng)一慣性系），通過(guò)本征態(tài)突變躍遷假設(shè)（量子分割），切斷因果聯(lián)系，形成同一時(shí)空中“同時(shí)”并存的本征態(tài)的疊加。態(tài)的躍遷不需要時(shí)間，“超光速”（非定域），將類(lèi)空間隔引入量子力學(xué)時(shí)空，破壞了原有的因果關(guān)系。疊加量子態(tài)的存在，是“違背”因果律在量子力學(xué)中的新表現(xiàn)。

量子力學(xué)時(shí)空顯然不是牛頓、狹義相對(duì)論時(shí)空，但量子力學(xué)卻誤認(rèn)為量子躍遷引起的時(shí)空性質(zhì)的變化是牛頓、狹義相對(duì)論時(shí)空中的特征，這當(dāng)然會(huì)帶來(lái)不可調(diào)和的認(rèn)知矛盾。

同一微觀客體，不同本征態(tài)“同時(shí)”并存的物理狀態(tài)，從整體看，是洛倫茲協(xié)變性在量子力學(xué)中的新表現(xiàn)。突變區(qū)“超光速”，是類(lèi)空空間，“不遵從”因果律；釋放光子的運(yùn)動(dòng)在類(lèi)光空間；而本征態(tài)自身在類(lèi)時(shí)空間，微觀客體運(yùn)動(dòng)速度不能超過(guò)光速，需保持因果律，物質(zhì)波討論的就是這一部分，就像相對(duì)論討論類(lèi)時(shí)空間物理一樣。量子糾纏態(tài)將涉及到上述三種不同性質(zhì)物理空間量子態(tài)的轉(zhuǎn)換，有完全合理的物理機(jī)制，不需要思維的特殊作用。不過(guò)，相對(duì)論長(zhǎng)度收縮效應(yīng)，將以物質(zhì)波波長(zhǎng)在運(yùn)動(dòng)方向上的收縮來(lái)體現(xiàn)。有了雙4維時(shí)空量子力學(xué)，量子力學(xué)與相對(duì)論就是相容的，光錐圖分析一樣適用。

相對(duì)論與量子力學(xué)的不同，關(guān)鍵在于認(rèn)知層次發(fā)生了變化，光由連續(xù)場(chǎng)演變成了量子場(chǎng)。而我們用來(lái)觀察世界的光信號(hào)直接與時(shí)空相關(guān)，光的物理性質(zhì)的變化，必然帶來(lái)物理空間性質(zhì)的變化，帶來(lái)物理模型的變化，帶來(lái)量子力學(xué)時(shí)空W（x，k）與相對(duì)論時(shí)空M4（x）之間的區(qū)別，帶來(lái)對(duì)物質(zhì)波――物理波的全新認(rèn)知。我們預(yù)言，物質(zhì)波有通訊應(yīng)用價(jià)值{25}，但與量子力學(xué)非定域性無(wú)關(guān)。

《雙4維復(fù)時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)――量子概率的時(shí)空起源》的理論實(shí)踐表明，我們的工作是可取的{26}。結(jié)論是，量子力學(xué)中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何具有概率屬性，時(shí)空告訴物質(zhì)如何作概率運(yùn)動(dòng)。量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性消解在對(duì)應(yīng)的時(shí)空理論之中，實(shí)現(xiàn)了觀察者對(duì)量子現(xiàn)象的客觀描述。

雙4維時(shí)空是描述量子現(xiàn)象的物理時(shí)空，時(shí)空度規(guī)，無(wú)論實(shí)數(shù)部分，還是虛數(shù)部分，都是平直的{27}。

近年來(lái)，由于量子通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，量子糾纏的物理基礎(chǔ)引起了人們的特別關(guān)注，波函數(shù)的物理本質(zhì)，量子力學(xué)的非定域性討論十分熱烈。“量子現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”更是討論的核心。人們甚至被量子現(xiàn)象的奇異性迷惑了，特別是，有科學(xué)家甚至認(rèn)為：“客觀世界很有可能并不存在”。世界是人臆造出來(lái)的？科學(xué)實(shí)在論者當(dāng)然不能贊成！更加深入的探討，我們將另文討論。

按照曹天予的評(píng)論，《雙4維復(fù)時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)――量子概率的時(shí)空起源》值得關(guān)注{28}。雙4維復(fù)時(shí)空與弦論、圈論比較，最大優(yōu)點(diǎn)是將時(shí)空拓展、推廣到了復(fù)數(shù)空間，數(shù)學(xué)沒(méi)有那么復(fù)雜，而物理學(xué)基礎(chǔ)卻更加堅(jiān)實(shí)、清晰。

七、結(jié)論與討論

1.“現(xiàn)象對(duì)觀察者的主觀依賴(lài)性”普遍存在于人與自然的關(guān)系之中，融入時(shí)空的只能是物理實(shí)體對(duì)時(shí)空有影響的部分，時(shí)空具有建構(gòu)特征。

2. 物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與時(shí)空的關(guān)系：牛頓力學(xué)中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何搭建運(yùn)動(dòng)背景，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在背景上運(yùn)動(dòng)；狹義相對(duì)論中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何修正測(cè)量單位，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度收縮、時(shí)間減緩；廣義相對(duì)論中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何彎曲，時(shí)空告訴物質(zhì)如何在彎曲時(shí)空中運(yùn)動(dòng)；量子力學(xué)中，物質(zhì)告訴時(shí)空如何具有概率屬性，時(shí)空告訴物質(zhì)如何作概率運(yùn)動(dòng)。

3. 量子力學(xué)時(shí)空是平直的，其方程是線性的，而廣義相對(duì)論時(shí)空是彎曲的，其方程是非線性的{29}。量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的統(tǒng)一，不能機(jī)械地湊合，它們的統(tǒng)一，必須從改變時(shí)空的性質(zhì)做起，建立相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程，并搭起非線性空間與線性空間的相互聯(lián)絡(luò)通道。

注釋?zhuān)?/p>

① 趙國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)》，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2016年版，第5頁(yè)；Cao Tian Yu， From Current Algebra to Quantum Chromodynamics： A Case for Structural Realism， Cambridge： Cambridge University Press， 2010， pp.202-241.

② Rocher Edouard， Noumenon： Elementaryentity of a Newmechanics， J. Math. Phys.， 1972， 13（12）， pp.1919-1925.

③④⑥⑦⑩{13}{15}{17}{21}{22}{24}{25}{27} w國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)》，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2016年版，第5、105、9、147、179、94、133―136、106、151、151、159、152、149頁(yè)。

⑤ 主觀與客觀：“客觀”，觀察者外在于被觀察事物；“主觀”，觀察者參與到被觀察事物當(dāng)中。 辯證唯物主義認(rèn)為主觀和客觀是對(duì)立的統(tǒng)一，客觀不依賴(lài)于主觀而獨(dú)立存在，主觀能動(dòng)地反映客觀。

⑧ L?斯莫林：《通向量子引力的三條途徑》，李新洲等譯，上海科學(xué)技術(shù)出版社2003年版，第29―33頁(yè)。

⑨ 張永德：《量子菜根譚》，清華大學(xué)出版社2012年版，第29頁(yè)；趙國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)》，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2016年版，第178頁(yè)。

{11} 馮契：《哲學(xué)大辭典》，上海辭書(shū)出版社2001年版，第1579―1582頁(yè)。

{12} 參見(jiàn)L?斯莫林：《物理學(xué)的困惑》，李泳譯，湖南科學(xué)技術(shù)出版社2008年版。

{14} 相互作用實(shí)在論中的基本概念：（1）物質(zhì)：外在世界的本原。（2）基本相互作用：遍指自然力，有引力，電磁、強(qiáng)、弱等力。（3）自在實(shí)體：指未經(jīng)觀察的“自然客體”（相互作用實(shí)在論中，自在實(shí)體作為物理研究對(duì)象時(shí)稱(chēng)物理本體）。（4）現(xiàn)象實(shí)體：經(jīng)過(guò)觀察，系統(tǒng)的、穩(wěn)定的、深刻反映事物本質(zhì)的理性認(rèn)知物?，F(xiàn)象則表現(xiàn)自在實(shí)體非本質(zhì)的一面。（相互作用實(shí)在論中，現(xiàn)象實(shí)體作為物理研究對(duì)象時(shí)稱(chēng)物理實(shí)體）。（5）觀測(cè)信號(hào)：人類(lèi)認(rèn)知世界使用的探測(cè)信號(hào)。

{16} 參見(jiàn)伊?牛頓：《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理宇宙體系》，武漢出版社1996年版。

{18} 參見(jiàn)倪光炯等：《近代物理學(xué)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1980年版。

{19} 參見(jiàn)A?愛(ài)因斯坦：《相對(duì)論的意義》，科學(xué)出版社1979年版；愛(ài)因斯坦等：《物理學(xué)的進(jìn)化》，周肇威譯，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1964年版。

{20} 坂田昌一：《坂田昌一科學(xué)哲學(xué)論文集》，安度譯，知識(shí)出版社2001年版，第140頁(yè)。

{23} 參見(jiàn)Guo Qiu Zhao， Describe Quantum Mechanics in Dual 4d Complex Space-Time and the Ontological Basis of Wave Function， Journal of Modern Physics， 2014， 5（16）， p.1684；趙國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)基礎(chǔ)》，湖北科學(xué)技術(shù)出版社2016年版，第149頁(yè)。

{26} 參見(jiàn)Guo Qiu Zhao， Describe Quantum Mechanics in Dual 4d Complex Space-Time and the Ontological Basis of Wave Function， Journal of Modern Physics， 2014， 5（16）， p.1684；趙國(guó)求：《雙4維時(shí)空量子力學(xué)描述》，

《現(xiàn)代物理》2013年第5期；趙國(guó)求、李康、吳國(guó)林：《量子力學(xué)曲率詮釋論綱》，《武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)》（社會(huì)科學(xué)版）2013年第1期。

{28} 曹天予：《當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)中的庫(kù)恩挑戰(zhàn)》，《中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào)》2016年5月31日。

第4篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

注意教材書(shū)（文獻(xiàn)［9］）已有"輻射場(chǎng)"及"能量場(chǎng)"的物理學(xué)概念。但囿于理論局限，使得教材書(shū)對(duì)這種場(chǎng)的描述是靜止的（機(jī)械的）、孤立的（與物質(zhì)世界無(wú)必然聯(lián)系的）、無(wú)源的（原因不清），因而也是抽象的（沒(méi)有物理意義的）。

上已證明，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質(zhì)。值得物理學(xué)注意的是，原子核這種性質(zhì)并不孤立存在，它同時(shí)還嚴(yán)格地規(guī)定著所有外部世界。因而使得電子、原子、分子、物體、天體、宇宙都只能有唯一穩(wěn)態(tài)位置和結(jié)構(gòu)。這就是大自然最基本的內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律。也就是普適方程即（20）式所揭示的規(guī)律。

那末，具體規(guī)律是什么呢？請(qǐng)看：

4.2 輻射能場(chǎng)（存在）定理

研究表明，輻射能場(chǎng)準(zhǔn)確存在可用定理表述。

〖輻射能場(chǎng)定理〗:任何粒子（含場(chǎng)粒子及天體，無(wú)例外，下同）在其周?chē)夹纬桑ù嬖冢┮环N輻射能場(chǎng)，這種輻射能場(chǎng)可用普朗克常數(shù) ? 和量子數(shù) n＝0,1,2,3… 準(zhǔn)確具體描述。在微觀輻射能場(chǎng)表現(xiàn)為量子化，在宏觀則表現(xiàn)為大量粒子的簡(jiǎn)并統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

4.3 輻射能場(chǎng)實(shí)質(zhì)

輻射能場(chǎng)實(shí)質(zhì)系以粒子為中心，向周?chē)臻g拋射場(chǎng)粒子流（這里主旨中性場(chǎng)粒子流，對(duì)于電磁場(chǎng)當(dāng)有別論），這種場(chǎng)粒子流經(jīng)電子集約化就成了光子。研究也表明，任何光子包括 X 射線都準(zhǔn)確如此。參見(jiàn)（15）式，據(jù)此不難描述任何光子的自身結(jié)構(gòu)。并且可以證明任何光子的靜止（如可能）質(zhì)量均不為零。認(rèn)為光子靜止質(zhì)量為零，還是量子力學(xué)根據(jù)"相對(duì)論"瞎子摸象猜測(cè)結(jié)果。

這已表明光子的真實(shí)粒子性。并可準(zhǔn)確具體證明，所謂波動(dòng)性實(shí)際上是普朗克常數(shù)與量子數(shù)相互作用的一種客觀表象，任何光子都不存在任何物理意義上的波動(dòng)屬性。

4.4 輻射能場(chǎng)形象

研究表明，輻射能場(chǎng)形象與點(diǎn)光源的光通量完全一致。對(duì)于原子核，其輻射能場(chǎng)可用圖（3）準(zhǔn)確表示：

圖中箭頭方向表示輻射能流方向，其線密度表示能流密度，n為量子數(shù)。

4.5 輻射能場(chǎng)性質(zhì)

研究表明，輻射能場(chǎng)實(shí)質(zhì)系以光速拋射場(chǎng)粒子流（粒子上限為中微子），故，輻射能場(chǎng)具有排它性。原子核的輻射能場(chǎng)首先排斥核外所有電子，任何電子也因此未能落到核上，這是事實(shí)。所以，電子未能落到核上量子力學(xué)的任何解釋都只能是自欺欺人的胡言亂語(yǔ)！也所以，玻爾對(duì)電子的擔(dān)心完全多余。

需要指出，輻射能場(chǎng)這種排斥作用，通常主要表現(xiàn)為能量形式。相形之下排斥力效應(yīng)很小，一般可忽略。這與太陽(yáng)光輻射的能量效應(yīng)十分明顯，而太陽(yáng)光的壓力效應(yīng)十分微小，完全相似。不過(guò)在研究宇宙膨脹時(shí)，完全不可忽略天體輻射的斥力效應(yīng)。就是說(shuō)，"宇宙斥力"存在。然，囿于歷史和理論局限，愛(ài)因斯坦在提出宇宙斥力概念后，又不得不自我否定。

4.6 原子核輻射能場(chǎng)數(shù)學(xué)表達(dá)式

大量研究表明，原子核（質(zhì)子）的輻射能場(chǎng)數(shù)學(xué)表達(dá)式準(zhǔn)確為：

E ＝ n2·h2 ／ 2mP·r2 ―――――――― (21)

式中 h 為普朗克常數(shù)，n為量子數(shù)，mP為質(zhì)子質(zhì)量，距離為r＝0∞，需指出，輻射能場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng) E 具有能量量綱（這是因?yàn)槭褂靡蜃?h 結(jié)果），其數(shù)值則為 r處單位面積上的能量。

注意：該式與（64）式有必然聯(lián)系，但物理意義微妙不同，且具有豐富物理內(nèi)容（略）。

研究還表明，由此電子所得到的原子核輻射能場(chǎng)能量準(zhǔn)確地為：

E ＝ n2·?2 ／ 2me·r2 ――――――― (22)

注意：這也就是玻爾量子化條件。

式中 me 為電子質(zhì)量，不難看出普朗克常數(shù) h＝2π? 緊密地聯(lián)系著質(zhì)子和電子。

已很明顯，量子力學(xué)與玻爾相比，玻爾正確，量子力學(xué)謬誤！

并且由（21）、（22）式不難看出，當(dāng)量子數(shù) n＝0時(shí)，E＝0。 需指出，這是物質(zhì)結(jié)構(gòu)非常狀態(tài)。參見(jiàn)圖（3），在 n＝0 時(shí)，原子核沒(méi)有了輻射能場(chǎng)，原子核不再有排斥電子的能力。于是，電子必然落到核上。研究表明，這就是宇宙到達(dá)最低溫度--宇宙奇點(diǎn)的情況。于是，原子中發(fā)生比核反應(yīng)還強(qiáng)烈的變化，結(jié)果原子爆炸--物質(zhì)爆炸--宇宙爆炸！這就是宇宙爆炸原因，由此也不難了解宇宙過(guò)去。

可悲的是，量子力學(xué)竟將量子數(shù) n＝0 也定義為原子的一種穩(wěn)定狀態(tài)?？筛韬?？可泣乎？災(zāi)難，罪過(guò)！阿們--

4.7 輻射能場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

4.7.1 太陽(yáng)的輻射本領(lǐng)已足夠大

目前世界公認(rèn)太陽(yáng)發(fā)射本領(lǐng)（文獻(xiàn)[2]）為3.8×1033（爾格/秒），這相當(dāng)于太陽(yáng)每秒拋射出質(zhì)量為 m＝4.2×109(千克) 物質(zhì)。但如上可知，太陽(yáng)實(shí)際發(fā)射本領(lǐng)遠(yuǎn)大于此。因?yàn)樘?yáng)光僅是輻射能流的一部分，這種能流粒子上限為中微子。

4.7.2 宇宙正在膨脹

宇宙正在膨脹，表明"宇宙斥力"存在，這是宇宙中心輻射能場(chǎng)性質(zhì)。宇宙正在膨脹恰系宇宙中心輻射能場(chǎng)的客觀真實(shí)寫(xiě)照（或曰照片）。

4.7.3 "太陽(yáng)風(fēng)"的存在

文獻(xiàn) ［10］介紹的"太陽(yáng)風(fēng)"正是本文定義的太陽(yáng)輻射能場(chǎng)，太陽(yáng)風(fēng)就是太陽(yáng)輻射能場(chǎng)的客觀真實(shí)寫(xiě)照。該文獻(xiàn)給出了對(duì)太陽(yáng)風(fēng)考察的衛(wèi)星實(shí)際探測(cè)結(jié)果（文獻(xiàn)圖示略）。這可謂太陽(yáng)輻射能場(chǎng)的真實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4.7.4 第四個(gè)驗(yàn)證是，任何原子中任何電子均未能落到核上，這是事實(shí)

不僅如此，人為方法：高能陰極射線、X射線或高能加速器也很難將電子打到原子核上。這絕非因碰撞截面太小，總會(huì)有幾率。實(shí)際上正是由于原子核具有排它性的輻射能場(chǎng)排斥效應(yīng)所致。由（22） 式可見(jiàn)，電子得到的原子核排斥能與距離平方成反比例。在核半徑處排斥能十分巨大，以致可忽略靜電引力能。簡(jiǎn)單計(jì)算表明，電子必須具有200倍C(光速)才可能到達(dá)核半徑處。也因此，玻爾對(duì)電子的擔(dān)心完全多余！

需要指出，對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，量子力學(xué)仍會(huì)故伎重演--狡辯。但經(jīng)如上及以下分析論證，量子力學(xué)純系主觀臆造，對(duì)物理學(xué)實(shí)質(zhì)問(wèn)題全然無(wú)知，已經(jīng)使得量子力學(xué)的狡辯不再有任何效力。

4.7.5 第五個(gè)驗(yàn)證是人們熟悉的，然而又不熟悉的，這就是氣體壓力

量子力學(xué)會(huì)立即反駁說(shuō)："氣體壓力來(lái)自分子熱運(yùn)動(dòng)和碰撞" （文獻(xiàn)[8]）。需指出，這種解釋充其量只能算作表面化非本質(zhì)解釋?zhuān)鳛檎軐W(xué)或市民語(yǔ)言尚可，但不能作為物理學(xué)家語(yǔ)言。在嚴(yán)格物理意義上說(shuō)這種解釋是自欺欺人的。這種解釋實(shí)際上并不清楚分子熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)和根源，更不知溫度對(duì)單個(gè)分子的意義是什么。量子力學(xué)（文獻(xiàn) [8]）以公開(kāi)宣稱(chēng)："對(duì)單個(gè)分子溫度沒(méi)有任何意義"。

這是因?yàn)榱孔恿W(xué)有一劑靈丹妙藥--波函數(shù)Ψ --量子力學(xué)家主觀意識(shí)，就可以包治百病。溫度與這靈丹妙藥無(wú)任何聯(lián)系，在靈丹妙藥中沒(méi)任何位置，所以溫度沒(méi)有用處。也所以量子力學(xué)結(jié)論：對(duì)于單個(gè)分子，溫度沒(méi)有意義。

但是，只要神經(jīng)不錯(cuò)亂，人人都懂得，既然宏觀溫度是大量分子集體貢獻(xiàn)，怎么能說(shuō)單個(gè)分子沒(méi)有貢獻(xiàn)？單個(gè)分子又怎能擺脫溫度環(huán)境？這與人對(duì)社會(huì)貢獻(xiàn)完全一致，能說(shuō)個(gè)人對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)沒(méi)有意義嗎？！

大量研究已經(jīng)表明，溫度概念同樣也有極為豐富的物理內(nèi)容。溫度問(wèn)題同樣也貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容。并對(duì)此可做如下結(jié)論：

普朗克常數(shù) h＝2π? 與量子數(shù) n＝0,1,2,3…好比一對(duì)孿生兄弟，他們共同貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容，并且，宏觀溫度 T 就是量子數(shù) n＝0,1,2,3… 的照片。

注意，此結(jié)論在確切物理意義上正確。

研究還表明：分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間斥力的實(shí)際根源正在于原子（核）間排斥能場(chǎng)相互作用的結(jié)果。并可得以下具體結(jié)果：

PV＝∑Ei ―――――――――――――――― (23)

式中PV為氣體壓力勢(shì)能，Ei為單個(gè)氣體分子的輻射能場(chǎng)能量（推導(dǎo)略）。這種嚴(yán)格關(guān)系唯一證明分子（原子）輻射能場(chǎng)客觀存在。此時(shí)并唯有此時(shí)輻射能場(chǎng)的排斥力效應(yīng)也十分明顯，這就是氣體壓力。

第五章 大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律二

5.1 大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律之二--潛動(dòng)能客觀存在

研究還表明，這種規(guī)律正確存在也可用定理表述：

5.2 潛動(dòng)能定理

〖潛動(dòng)能定理〗：任何質(zhì)量為 m 的物體（含場(chǎng)粒子及天體）當(dāng)以速度 V 運(yùn)動(dòng)時(shí)，必有潛動(dòng)能存在。若以符號(hào) T2 表示則為：

T2 ＝ （1/2） mV2 ――――――――――― （24）

可見(jiàn)，潛動(dòng)能在數(shù)值上與物體經(jīng)典動(dòng)能（機(jī)械動(dòng)能）相等?，F(xiàn)將經(jīng)典動(dòng)能定義為顯動(dòng)能，并以符號(hào) T1 表示之：

T1＝ T2 ＝（1/2） mV2 ―――――――― （25）

那么，可以定義物體運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能，以符號(hào) Tm 表示則為：

Tm ＝ T1＋T2 ＝ mV2 ――――――――― （26）

如果，質(zhì)量 m 以光速 C 運(yùn)動(dòng)，其全動(dòng)能必為：

Tm＝ mC2 ＝ E ――――――――――― （27）

看！這就是遐邇聞名的愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系。這已表明，愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系只不過(guò)是物體（粒子）運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能之特例！然而，不僅愛(ài)因斯坦本人，而且后人至今都不清楚質(zhì)能關(guān)系的物理意義。可（27）式中 E＝mC2 的物理意義是再清楚不過(guò)了！

5.3 潛動(dòng)能的物理意義

研究表明，潛動(dòng)能普遍客觀存在，實(shí)際上它是物體（粒子）運(yùn)動(dòng)時(shí)的伴隨能量。由于潛在性，低速時(shí)或直觀上人們難以發(fā)覺(jué)。只有在高速時(shí)才明顯表現(xiàn)出來(lái)，所以人們至今尚不知曉。

研究表明，潛動(dòng)能實(shí)質(zhì)也是一種輻射能場(chǎng)，這種場(chǎng)粒子上限亦為中微子，對(duì)中微子目前尚不能檢測(cè)，這也是人們尚未發(fā)現(xiàn)潛動(dòng)能的直接原因。

需指出，溫度為 T 的物體當(dāng)以速度 V 運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)存在輻射能場(chǎng)及潛動(dòng)能能場(chǎng)，兩種能場(chǎng)分別可測(cè)并須分別描述。但是，以下將完全證明原子核的輻射能場(chǎng)實(shí)際上就是原子核自旋潛動(dòng)能。由此也證明潛動(dòng)能普遍客觀存在。

也所以潛動(dòng)能的能量效應(yīng)較其壓力（即動(dòng)量）效應(yīng)明顯，尤其當(dāng)速度V＜＜C 時(shí)，人們無(wú)法觀測(cè)到這種動(dòng)量效應(yīng)。然而當(dāng)物體速度接近光速（VC）時(shí)，潛動(dòng)能的能量效應(yīng)與動(dòng)量效應(yīng)均不可忽略。這時(shí)潛動(dòng)能的能量效應(yīng)形成愛(ài)因斯坦的質(zhì)能關(guān)系事實(shí)；而其動(dòng)量效應(yīng)則形成"物質(zhì)波"的事實(shí)。這就是"物質(zhì)波"的本來(lái)面目和真實(shí)內(nèi)容。

5.4 潛動(dòng)能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

5.4.1 回旋加速器的驗(yàn)證

文獻(xiàn) [10] 介紹："電子在回旋加速器中，任何瞬間，軌道平均磁場(chǎng)的增量必須是軌道上磁場(chǎng)增量的 2 倍"。即：

dBave ＝2dB ―――――――――――――- （28）

這無(wú)疑表明本文如上全動(dòng)能成立，亦即表明潛動(dòng)能客觀存在。

5.4.2 電子在加速器中同步輻射光

電子在加速器中同步輻射光能正是電子運(yùn)動(dòng)的潛動(dòng)能，并且，電子同步輻射光的波長(zhǎng) λ為：

λ ＝ h·c／E ―――――――――――――― （29）

注意：式中能量 E 是電子同步輻射光能量，也就是電子的潛動(dòng)能。

5.4.3 地球的潛動(dòng)能

地球有潛動(dòng)能？從沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)！有人說(shuō)。

不錯(cuò)，但經(jīng)本文由普適方程已經(jīng)計(jì)算出地球確有潛動(dòng)能：月球的存在給出完全的證明。因?yàn)楸疚膶?duì)月球的計(jì)算表明，普適方程不僅適用于太陽(yáng)系，而且適于地（球）--月（球）結(jié)構(gòu)。并且，對(duì)月球的計(jì)算，得出兩個(gè)重要結(jié)果：①由普適方程計(jì)算月球繞地（球）軌道半徑與天文觀測(cè)（文獻(xiàn)［2］）的誤差小于1％ ； ②由普適方程計(jì)算得出--月球是顆裸星。這已是個(gè)奇跡，目前為止任何理論都辦不到！

這種結(jié)果無(wú)疑表明：

第一，地球所得到的太陽(yáng)輻射能剛好等于地球軌道動(dòng)能，也剛好等于地球的潛動(dòng)能。于是，地球能量處于一種動(dòng)平衡中。這表明，月球繞地（球）軌道受地球潛動(dòng)能?chē)?yán)格支配，亦即受地球軌道動(dòng)能?chē)?yán)格支配，亦即受太陽(yáng)能量嚴(yán)格支配。不僅如此，太陽(yáng)以此嚴(yán)格支配著系內(nèi)所有天體（無(wú)例外）的運(yùn)行（位置、動(dòng)能、尺寸、質(zhì)量以及軌道曲線性質(zhì)）。

第二，地球運(yùn)動(dòng)潛動(dòng)能客觀存在，在數(shù)值上準(zhǔn)確等于地球軌道運(yùn)行動(dòng)能。故〖潛動(dòng)能定理〗成立！

第三，"物質(zhì)波"就是本文所定義的"潛動(dòng)能"。

第四，普適方程無(wú)條件成立！

5.4.4 X射線韌致輻射

周知，X射線韌致輻射最短波長(zhǎng) λmin 為：

λmin ＝ h·c／E －――――――――――― （30）

式中 E 為外加能量，在數(shù)值上等于電子顯動(dòng)能，也等于潛動(dòng)能。需要指出的是，電子只能放出潛動(dòng)能形成所謂的"波長(zhǎng)"：λ。而電子的顯動(dòng)能與宏觀物體的機(jī)械動(dòng)能一樣：只能直接作機(jī)械功，不能直接成為輻射能。量子力學(xué)對(duì)此問(wèn)題"心不在肝"！

所以，（30）式的真實(shí)物理內(nèi)容是：電子放出潛動(dòng)能形成所謂波長(zhǎng)：λ，這證明潛動(dòng)能客觀存在?？墒牵孔恿W(xué)，還有德布羅意，把這稱(chēng)為"物質(zhì)波"！

還要注意：由（30）式可見(jiàn)，韌致輻射最短波長(zhǎng) λmin 連續(xù)可變，這已完全表明電子能量連續(xù)可變。再一次證明"量子化"并非電子自身固有屬性。

第六章 物質(zhì)波及其實(shí)質(zhì)

6.1 究竟物質(zhì)波是什么

談物質(zhì)波問(wèn)題，恰進(jìn)入量子力學(xué)權(quán)威領(lǐng)地。作為權(quán)威，理應(yīng)對(duì)此做出科學(xué)合理解釋。遺憾的是雖經(jīng)近百年發(fā)展量子力學(xué)仍滿(mǎn)足于對(duì)物理現(xiàn)象作似是而非的猜測(cè)，量子力學(xué)的"波函數(shù)"概念正是對(duì)"物質(zhì)波"現(xiàn)象的猜測(cè)，并強(qiáng)加給電子。

下面考察物質(zhì)波。

德布羅意"物質(zhì)波波長(zhǎng)"表達(dá)式為：

λ ＝ h／p ―――――――――――――――― （31）

該式表示什么物理意義呢？

認(rèn)真研究表明：雖然 λ 具有長(zhǎng)度量綱，但并不表征任何長(zhǎng)度物理量，只能表征粒子動(dòng)量p 的反比量度。之所以具有長(zhǎng)度量綱，是因?yàn)閯?dòng)量 p 反比量度的單位取 h 的結(jié)果。除此之外（31）式不再有其他物理意義，或?qū)⑵渥兓缦拢?/p>

λ＝h／p＝hv／pv＝hv／mv2＝hv／Em ――― （32）

式中 Em＝Tm 為前文定義的粒子運(yùn)動(dòng)"全動(dòng)能"，這表明 λ 亦可表征粒子運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能的反比量度，或者說(shuō)是對(duì)潛動(dòng)能的一種量度。所以可結(jié)論：

6.2 物質(zhì)波實(shí)質(zhì)

第一，"物質(zhì)波"波長(zhǎng)只能表征粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量效應(yīng)或者潛動(dòng)能，實(shí)質(zhì)是潛動(dòng)能的反比量度。除此之外（32）、（31）式不再有其它意義。

第二，"物質(zhì)波波長(zhǎng)"絕不表示粒子有任何物理意義上的"波動(dòng)"性質(zhì)！

第三，那又為何將 λ 定義為"波長(zhǎng)"呢？研究表明，這還是在于量子力學(xué)的特長(zhǎng)--富于猜想的結(jié)果：看到粒子（光子或電子）的干涉和衍射現(xiàn)象，聯(lián)想宏觀波動(dòng)（水面波動(dòng)）的干涉，于是猜想微觀粒子（光子和電子）有一種說(shuō)不清的波動(dòng)性質(zhì)。由此便將 λ 定義為"波長(zhǎng)"。殊不知，宏觀波動(dòng)（水面波動(dòng)）的干涉與微觀粒子的干涉是完全不同的兩回事。研究表明，水面波動(dòng)確系水面物質(zhì)波動(dòng)。而粒子（光子和電子）的干涉和衍射卻完全是由普朗克常數(shù) ? 與量子數(shù) n (一對(duì)孿生兄弟) 共同（技術(shù)）表演的結(jié)果。并可嚴(yán)格準(zhǔn)確具體證明:粒子（光子或電子）的干涉條件中的自然數(shù) n＝0,1,2,3… 恰為量子數(shù) n＝0,1,2,3…（略）。這是因?yàn)榱Ｗ拥母缮婧脱苌洮F(xiàn)象是粒子與（量子化了的）物質(zhì)場(chǎng)（輻射能場(chǎng)）相互作用的必然結(jié)果。

并且在本文已到達(dá)的深度--準(zhǔn)確描述場(chǎng)粒子自身結(jié)構(gòu)深度上說(shuō)，仍未發(fā)現(xiàn)任何粒子有任何內(nèi)稟波動(dòng)屬性。這說(shuō)明根本不存在"物質(zhì)波"。而德布羅意"物質(zhì)波"概念恰在于粒子運(yùn)動(dòng)"潛動(dòng)能"的事實(shí)。所以，與其說(shuō)德布羅意發(fā)現(xiàn)了"物質(zhì)波"，毋寧說(shuō)他發(fā)現(xiàn)了粒子運(yùn)動(dòng)的潛動(dòng)能。

之所以人們認(rèn)為粒子具有波動(dòng)性，客觀原因在于人們對(duì)微觀粒子，例如光子，幾乎完全缺乏了解。也因之，目前為止，光子的"波粒二象性"問(wèn)題仍屬世界公認(rèn)遺難問(wèn)題之一！

第七章 普適方程物理意義

7.1 普適方程物理意義

普適方程物理意義可用圖（4）

描述如下：

圖中曲線 ① 就是普適方程 ①

式，這代表大自然一種普遍基本規(guī)

律--相互吸引規(guī)律。式中 T 為

粒子（含天體 ）軌道動(dòng)能，V 為引

力勢(shì)能。動(dòng)能等與勢(shì)能之半，這本是

經(jīng)典物理內(nèi)容。

曲線 ③ 就是普適方程 ③ 式，

這代表大自然另一種普遍基本規(guī)律

--相互排斥規(guī)律。式中 E 為粒子

（含天體）所得到的由輻射中心來(lái)的

輻射（排斥）能。

顯然，曲線 ① 是線性的，即引

力能 V 隨距離 r 呈直線變化；而

排斥能 E（曲線 ③）是雙曲線。故，

兩條曲線必相交，交點(diǎn)為 ②，即普適方程 ② 式（T＝E）。這代表大自然第三種基本規(guī)律--普遍客觀存在規(guī)律--兩種相反作用永恒絕對(duì)平衡規(guī)律：既可以是穩(wěn)態(tài)平衡，例如原子和太陽(yáng)系；又可以是動(dòng)態(tài)平衡，例如銀河系及宇宙的膨脹（含宇宙爆炸）。并且牛頓力學(xué)在大自然中完全好用！量子力學(xué)對(duì)牛頓力學(xué)的非議純屬癔語(yǔ)糊勒！

7.2 普適方程注釋

第一，普適方程物理意義雖很寬廣，但卻真實(shí)具體，并不抽象。

第二，普適方程可以直接用來(lái)計(jì)算原子結(jié)構(gòu)，計(jì)算天文結(jié)構(gòu)須要變換（略）。

第三，已不難看出大自然（宇宙萬(wàn)物）沒(méi)有任何東西能夠（可以）逃脫普適方程規(guī)律的支配！所以這里用了"永恒絕對(duì)普遍"規(guī)律說(shuō)法，不僅物理意義，而且哲學(xué)意義準(zhǔn)確可靠。亦不難看出人類(lèi)目前為止的哲學(xué)理論錯(cuò)誤（略）！

第四，因此不難理解：普朗克常數(shù)及量子數(shù)好比一對(duì)孿生兄弟，他們共同貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容！

研究表明，這已構(gòu)成物理學(xué)最基本的定律--物理學(xué)奠基定律。以致物理學(xué)不得不另辟一章：

第八章 物理學(xué)奠基定律

8.1 物理學(xué)奠基定律

〖物理學(xué)奠基定律〗：普朗克常數(shù) h＝2π? 與量子數(shù) n＝0,1,2,3… 好比一對(duì)孿生兄弟，它們同時(shí)共同貫穿全部物理世界全部?jī)?nèi)容，無(wú)例外。

第5篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

海森堡作為哥本哈根學(xué)派的先鋒，其測(cè)不準(zhǔn)原理作為重磅炸彈，是玻爾戰(zhàn)勝愛(ài)因斯坦的重要法寶。海森堡發(fā)現(xiàn)和提出的電子狀態(tài)的觀測(cè)量子態(tài)，也就是被觀測(cè)意味著改變狀態(tài)，不僅是量子力學(xué)的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也是今天量子糾纏的基石。愛(ài)因斯坦雖然發(fā)現(xiàn)了相對(duì)論并成為量子理論的創(chuàng)始人之一顛覆了牛頓力學(xué)，但是他頭腦中殘存的牛頓思維三個(gè)重要基礎(chǔ)――實(shí)在論、因果律、決定論――還是非常穩(wěn)固，就是不同意觀測(cè)即改變的海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理、用矩陣和統(tǒng)計(jì)學(xué)表示的海森堡的模型、毫無(wú)道理的量子超距作用。愛(ài)因斯坦面對(duì)的是物理學(xué)和哲學(xué)同樣出色的玻爾和海森堡，在十多年的爭(zhēng)論中，不斷處于下風(fēng)，并在后來(lái)被證明完全錯(cuò)了。

玻爾與其他幾十位逃往美國(guó)的著名物理學(xué)家一起，聲討納粹的行徑，而另外一邊，非常愛(ài)國(guó)的海森堡的陣營(yíng)也根本不弱，集中了若干位諾貝爾獎(jiǎng)得主。很快，海森堡陷入了一系列量子態(tài)的糾纏狀態(tài)：一方面他愛(ài)國(guó)，一方面他又反對(duì)納粹的反人類(lèi)行徑；一方面他作為科學(xué)家很快領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)將原子堆科學(xué)推進(jìn)到新的階段，另外一方面他又發(fā)現(xiàn)這會(huì)帶來(lái)人類(lèi)的災(zāi)難。直到德國(guó)戰(zhàn)敗，海森堡的糾纏狀態(tài)還沒(méi)有結(jié)束，被關(guān)起來(lái)的十多位德國(guó)的頂級(jí)科學(xué)家，在美國(guó)的監(jiān)獄里精確地計(jì)算著日本廣島原子彈的當(dāng)量，海森堡繼續(xù)擔(dān)任這些科學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)。

戰(zhàn)后，曼哈頓計(jì)劃的負(fù)責(zé)人和海森堡又有一場(chǎng)曠日持久的爭(zhēng)論。作為戰(zhàn)敗的一方海森堡一直試圖證明德國(guó)的科學(xué)家比曼哈頓計(jì)劃的科學(xué)家更優(yōu)秀，竟還占據(jù)上風(fēng)。海森堡身上最后一個(gè)糾纏是，一生不原諒海森堡的玻爾老師設(shè)立的和平利用核能的獎(jiǎng)項(xiàng)，竟然是海森堡獲得的最后一個(gè)獎(jiǎng)。原來(lái)，二戰(zhàn)期間，他選擇留在德國(guó)只是為了避免讓喪心病狂的人為納粹政權(quán)研制出原子彈。如同海森堡的測(cè)不準(zhǔn)原理一樣，海森堡后半生的所作所為一樣讓人測(cè)不準(zhǔn)；如同海森堡們的量子理論一樣，那一代天才物理學(xué)家兼哲學(xué)家的恩怨情仇，一直糾纏在一起，觀測(cè)即改變。

事情并沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，愛(ài)因斯坦與玻爾的爭(zhēng)論并沒(méi)有因?yàn)槲锢韺W(xué)的一系列實(shí)驗(yàn)而結(jié)束，因?yàn)檎f(shuō)到底他們是兩種哲學(xué)的爭(zhēng)論。有趣的是，多年后，美國(guó)一個(gè)著名的量子物理學(xué)家、堅(jiān)定的愛(ài)因斯坦的支持者和玻爾的反對(duì)者，突然發(fā)現(xiàn)人的意識(shí)，是按照量子力學(xué)的規(guī)律進(jìn)行的。例如一個(gè)人同樣思考8件事情，當(dāng)他集中精力在一件事情上時(shí)，反而讓這件事情的結(jié)論不一樣了，正如海森堡的測(cè)不準(zhǔn)原理一樣。英國(guó)心理學(xué)家進(jìn)一步將人的思維定義為心靈智力，其與量子力學(xué)的規(guī)律幾乎完全一樣。今天我們知道，人的大腦由數(shù)百億個(gè)腦細(xì)胞構(gòu)成，與牛頓力學(xué)相比，更像量子力學(xué)的規(guī)律。愛(ài)因斯坦所堅(jiān)持的宏觀的實(shí)在性、因果律、決定論，雖然符合宏觀世界的常識(shí)，卻越來(lái)越不符合微觀世界的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，回到玻爾對(duì)愛(ài)因斯坦的批評(píng)：愛(ài)因斯坦表面堅(jiān)持宏觀常識(shí)性的唯物完美哲學(xué)，事實(shí)上偏離了實(shí)證科學(xué)的結(jié)果，倒是有點(diǎn)唯心。

關(guān)于創(chuàng)造力，我們總想規(guī)劃：從最早的學(xué)好數(shù)理化，到今天的STEM，再到鼓勵(lì)創(chuàng)業(yè)。我們?cè)噲D用宏觀世界和牛頓時(shí)代機(jī)械論的一般規(guī)律，來(lái)結(jié)構(gòu)化地規(guī)劃創(chuàng)新的道路：9年義務(wù)教育、科技扶持、“211計(jì)劃”“985計(jì)劃”“雙一流計(jì)劃”等。然而有時(shí)卻發(fā)現(xiàn)在達(dá)到宏觀一致性的結(jié)果后，創(chuàng)新的熵值卻降到了最低。按照這個(gè)邏輯，我們很容易得出非常可笑的結(jié)論：愛(ài)因斯坦是對(duì)的錯(cuò)的、海森堡是好人壞人、玻爾是正義非正義，然而這個(gè)故事中的主人公的糾纏，卻是創(chuàng)新的過(guò)程，而創(chuàng)新是測(cè)不準(zhǔn)的。

按照國(guó)家最新的學(xué)科分類(lèi)，共設(shè)5個(gè)門(mén)類(lèi)、62個(gè)一級(jí)學(xué)科、748個(gè)二級(jí)學(xué)科、近6000個(gè)三級(jí)學(xué)科，如果按照每個(gè)學(xué)科3門(mén)基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課，每門(mén)專(zhuān)業(yè)課100個(gè)知識(shí)點(diǎn)來(lái)計(jì)算，僅僅基本的知識(shí)體系的知識(shí)點(diǎn)，就達(dá)到180萬(wàn)個(gè)。這些知識(shí)點(diǎn)還僅僅是作為本科生的最基本的知識(shí)點(diǎn)。如果要達(dá)到碩士生和博士生必備的科技前沿的要求，其知識(shí)點(diǎn)則呈指數(shù)級(jí)上升。如果我們按照少的方法計(jì)算分支再擴(kuò)展1000倍，達(dá)到可以進(jìn)行創(chuàng)新的程度，那么知識(shí)空間的節(jié)點(diǎn)就將達(dá)到20億以上。這些節(jié)點(diǎn)之間的多維關(guān)系，恰恰就像大腦中的腦細(xì)胞的關(guān)系，這時(shí)牛頓力學(xué)失效了，量子態(tài)的創(chuàng)造力，如何遵從那幾條科技創(chuàng)新的規(guī)則以及STEM的簡(jiǎn)單法則呢？

因此我認(rèn)為，創(chuàng)造不可預(yù)測(cè)，創(chuàng)造測(cè)不準(zhǔn)，觀測(cè)即失效。

第6篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

關(guān)鍵詞 物質(zhì)波；波函數(shù)；幾率

中圖分類(lèi)號(hào)O4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）47-0094-01

德布羅意在愛(ài)因斯坦的光子學(xué)說(shuō)的啟示下，通過(guò)對(duì)幾何光學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的對(duì)比，大膽的提出了物質(zhì)波的假設(shè)，促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展。

1 德布羅意物質(zhì)波假設(shè)

20世紀(jì)20年代前后，有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和量子理論的研究引起了當(dāng)時(shí)很多物理學(xué)家的關(guān)注。愛(ài)因斯坦的光量子理論通過(guò)密立根、康普頓等人的研究得到了證實(shí)，德布羅意對(duì)此發(fā)生了很大的興趣，他認(rèn)為在對(duì)光的研究過(guò)程中，同時(shí)引進(jìn)了粒子概念和周期性概念，光本身必須同時(shí)考慮粒子性和波動(dòng)性。他進(jìn)一步研究了幾何光學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的對(duì)應(yīng)性，幾何光學(xué)中的費(fèi)馬原理和經(jīng)典力學(xué)中的莫培丟變分原理類(lèi)似，他大膽設(shè)想，不僅光具有粒子性和波動(dòng)性?xún)煞N性質(zhì)，而且一般的物質(zhì)也具有這兩種性質(zhì)。德布羅意認(rèn)為：既然粒子概念在波的領(lǐng)域里成功的解釋了令人困惑的光電效應(yīng)，那么，波動(dòng)概念也應(yīng)該能解釋在粒子領(lǐng)域中令人困惑的定態(tài)問(wèn)題。

1923年~1924年期間，德布羅意陸續(xù)發(fā)表了《波和粒子》、《光量子，衍射和干涉》等論文，提出了物質(zhì)波的概念，他認(rèn)為一個(gè)能量為E ，動(dòng)量為P 的粒子與頻率為，波長(zhǎng)為的波相對(duì)應(yīng)。仿照愛(ài)因斯坦關(guān)系，粒子的能量、動(dòng)量與相應(yīng)的頻率、波長(zhǎng)之間的關(guān)系為：

這個(gè)關(guān)系我們稱(chēng)之為德布羅意關(guān)系。

在此基礎(chǔ)上，他用物質(zhì)波概念分析了玻爾量子化條件的物理基礎(chǔ)。氫原子中電子波繞原子核的圓周軌道傳播一周后應(yīng)光滑的連接在一起，否則將會(huì)由于干涉相互抵消，不能形成穩(wěn)定軌道。這就要求軌道的周長(zhǎng)應(yīng)是波長(zhǎng)的整數(shù)倍，即滿(mǎn)足：

式中r是電子繞核的軌道半徑，是電子波的波長(zhǎng)。利用德布羅意關(guān)系，可以得出玻爾量子化條件：

德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起很大的注意，原因?yàn)椋?/p>

首先，這個(gè)假設(shè)只是對(duì)玻爾的量子化條件提供了一個(gè)解釋方案，并沒(méi)有得出新的結(jié)論。其次，這種物質(zhì)波究竟是什么東西，并不明確，在試驗(yàn)上也沒(méi)有證實(shí)。最后，由于經(jīng)典物理學(xué)的傳統(tǒng)概念，對(duì)粒子看作既是粒子又是波的觀念太超乎一般人的認(rèn)識(shí)。

后來(lái)，德布羅意的導(dǎo)師朗之萬(wàn)將他的論文推薦給愛(ài)因斯坦并得到了愛(ài)因斯坦的高度贊揚(yáng)，這才引起人們的重視。薛定諤正是在愛(ài)因斯坦的建議下，對(duì)德布羅意的假說(shuō)進(jìn)行了仔細(xì)的研究，導(dǎo)致了波動(dòng)力學(xué)的誕生。

1927年美國(guó)物理學(xué)家戴維遜和革莫用電子的衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子波的存在，而且也證實(shí)了德布羅意關(guān)系，德布羅意物質(zhì)波的假設(shè)得到了實(shí)驗(yàn)的證實(shí)。

2 玻恩對(duì)波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋

按照德布羅意物質(zhì)波假設(shè)，一個(gè)能量為E ，動(dòng)量為P 的粒子與頻率為，波長(zhǎng)為的波相對(duì)應(yīng)，在三維空間中，可以用這樣一個(gè)平面波來(lái)代表它。C是常數(shù)，稱(chēng)為波函數(shù)，那波函數(shù)又有什么物理意義呢。

起初，一些物理學(xué)家仍按照經(jīng)典物理中的粒子和波相對(duì)立的觀點(diǎn)，總想將一個(gè)寓于另一個(gè)之中，或認(rèn)為粒子性比波動(dòng)性更基本，或認(rèn)為波動(dòng)性比粒子性更重要，但這些解釋都不能符合眾多的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。1927年，德國(guó)理論物理學(xué)家玻恩給出了波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋?zhuān)翰ê瘮?shù)在空間某一點(diǎn)的強(qiáng)度即振幅絕對(duì)值的平方和在該點(diǎn)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率成正比。

在證明電子具有波動(dòng)性的衍射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電子通過(guò)晶體衍射打到屏上時(shí)，出現(xiàn)明暗相間的衍射圓環(huán)，衍射環(huán)的明暗程度代表了到達(dá)那里的德布羅意波的強(qiáng)度的大小。最亮的地方表示最大，最黑的地方表示=0。

當(dāng)減小電子流的強(qiáng)度，以致電子可以一個(gè)一個(gè)的到達(dá)屏上時(shí)，在屏上出現(xiàn)的圖樣則變成完全是毫無(wú)規(guī)則的，只有當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)以后，有眾多的電子到達(dá)屏上之后，屏上才出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋。這說(shuō)明所描述的粒子遵循著滿(mǎn)足統(tǒng)計(jì)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。玻恩正是利用電子衍射實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的這樣特殊的規(guī)律，提出了他對(duì)波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋?zhuān)翰ê瘮?shù)在空間某一點(diǎn)的強(qiáng)度（振幅絕對(duì)值的平方）和在該點(diǎn)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率成正比。按照這個(gè)解釋?zhuān)镔|(zhì)波又可以叫做幾率波。

按照波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋?zhuān)ê瘮?shù)告訴了我們粒子在某處出現(xiàn)的幾率是多少，在另一處出現(xiàn)的幾率又是多少等等。當(dāng)然這也是對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種描述，因此量子力學(xué)中，對(duì)一個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)的描述與經(jīng)典力學(xué)中完全不同。在經(jīng)典力學(xué)中，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以用它的位置和動(dòng)量來(lái)確定，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隨時(shí)間的變化規(guī)律可以由牛頓定律來(lái)決定，即經(jīng)典力學(xué)對(duì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)給出了決定性的預(yù)言。但是在量子力學(xué)中，由波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋可知，對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述是幾率性的，它不能告訴我們粒子到底在什么位置，只能告訴我們粒子處于某處的幾率大小。當(dāng)系統(tǒng)由一種狀態(tài)變化為另一種狀態(tài)時(shí)，我們得到的仍然是系統(tǒng)狀態(tài)的幾率性描述。因此，量子力學(xué)中對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的描述沒(méi)有確定的軌道概念，我們對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的演化只能給出幾率性預(yù)言，而不是決定性預(yù)言。造成這種現(xiàn)象的根本原因就是波粒二象性。

但是，量子力學(xué)中的幾率波和經(jīng)典波是完全不同的。首先，經(jīng)典波，例如聲波、水波等代表了某種介質(zhì)中振動(dòng)的傳播過(guò)程，而幾率波不代表任何介質(zhì)振動(dòng)，其次，經(jīng)典波的振幅本身大小有絕對(duì)意義，它的平方和振動(dòng)能量成正比，而幾率波振幅絕對(duì)值的平方表示該點(diǎn)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率，同時(shí)由于波函數(shù)可以歸一化，所以幾率波的振幅卻可以任意乘以一個(gè)常數(shù)，但它們代表得卻是相同的物理狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

[1]屠慶銘.大學(xué)物理[M].北京：高等教育出版社，2009.

第7篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

對(duì)普朗克黑體輻射公式的推證及總結(jié)

摘要：黑體輻射現(xiàn)象是指當(dāng)黑體（空腔）與內(nèi)部輻射處于平衡時(shí)，腔壁單位面積所發(fā)射出的輻射能量與它所吸收的輻射能量相等。實(shí)驗(yàn)得出的平衡時(shí)輻射能量密度按波長(zhǎng)分布的曲線，其形狀和位置只與黑體的絕對(duì)溫度有關(guān)，而與空腔的形狀和組成物質(zhì)無(wú)關(guān)?；谀芰苛孔踊募僭O(shè)，普朗克提出了與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的黑體輻射能量公式：

ρvdν=8πhν3c3?1ehvkT-1

普朗克的理論很好地解釋了黑體輻射現(xiàn)象，并且突破了經(jīng)典物理學(xué)在微觀領(lǐng)域內(nèi)的束縛，打開(kāi)了人類(lèi)認(rèn)識(shí)光的微粒性的途徑［1］。本文主要介紹了普朗克公式的推導(dǎo)過(guò)程及其能量假設(shè)并將普朗克對(duì)黑體輻射的解釋做了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：黑體輻射

能量量子化

普朗克公式

麥克斯韋-玻爾茲曼分布

1.

普朗克的量子化假設(shè)：

黑體以hν為能量單位不連續(xù)地發(fā)射和吸收頻率為ν的光子的能量.且能量單位hν稱(chēng)為能量子，h為普朗克常量（h=6.62606896×10-34J?S）

2.

普朗克公式的推導(dǎo)過(guò)程：

2.1

任意頻率ν下的輻射能量：

假設(shè)有一處于平衡狀態(tài)的黑體，其內(nèi)有數(shù)量為N的原子可吸收或發(fā)出頻率為ν的光子，其中Ng

為這些原子中處在基態(tài)的原子數(shù)，Ne為處在激發(fā)態(tài)（此處指可由基態(tài)原子受頻率為ν的光子激發(fā)達(dá)到的能態(tài)）的原子數(shù)，n為頻率為ν的光子平均數(shù)。則由統(tǒng)計(jì)力學(xué)中的麥克斯韋-玻爾茲曼公式[2]知：

Ne∝Ne-EekT

Ng∝

Ne-EgkT

由此可得

NeNg=e-Ee-EgkT

=e-hνkT

(2.1.1)

平衡狀態(tài)下，體系內(nèi)原子在兩能級(jí)間相互轉(zhuǎn)化的速率相等，且其速率正比于轉(zhuǎn)化的概率和該狀態(tài)下的原子數(shù)目。結(jié)合愛(ài)因斯坦系數(shù)關(guān)系［3］可得：

Ng

n=Ne

(n+1)

(2.1.2)

結(jié)合(2.1.1)，可解得：

n=1ehνkT

-1

(2.1.3)

則該狀態(tài)下光子總能量為：

ε0=

nhv

=

hvehνkT

-1

(2.1.4)

2.2

v~v+dv頻率段中可被體系接收的頻率數(shù)目

設(shè)所求黑體為規(guī)整的立方體，其長(zhǎng)，寬，高分別為L(zhǎng)x，Ly，Lz。體積為V0。不妨先討論一維情況：

體系線寬為L(zhǎng)，則L必為光子半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，設(shè)其波數(shù)為K，有

k

j

=

jπL

（j為整數(shù)）

(2.2.1)

成立。

則兩相鄰可被體系接收的頻率所對(duì)應(yīng)的波數(shù)間隔為

δk=kj+1-kj=πL

(2.2.2)

由此可得在?k波數(shù)段內(nèi)，可被體系接收的頻率數(shù)目（或稱(chēng)波數(shù)數(shù)目）為：

?N

=

?kδk

=

Lπ?k

(2.2.3)

因空腔內(nèi)光波為駐波（波數(shù)為K和-K的兩列波合成），考慮K值的正負(fù)

，(2.2.3)式可修正為：

?N

=L2π?k

(2.2.4)

由此可得，在三維情況下，有

?Nx

=

Lx2π?kx

?Ny

=

Ly2π?ky

(2.2.5)

?Nz

=

Lz2π?kz

并由此得到

?Nk=?Nx??Ny??Nz=

LxLyLz

8π3?kx?ky?kz

(2.2.6)

因LxLyLz為黑體體積V0，?kx?ky?kz為K體積元d3k

，考慮半徑為K，厚度為dk的球殼，則2.2.6式可化為：

dNk=V08π3d3k

=V08π34πk2dk

即dNk=V02π2k2dk

(2.2.7)

由

k=2πvc

代入(2.2.7)可得

dNv=4πν3c3V0

dν

(2.2.8)

因光為電磁波，對(duì)任意波矢K可有兩正交的偏振，其頻率相互獨(dú)立，所以(2.2.8)應(yīng)修正為：

dNv=8πν3c3V0

dν

(2.2.9)

此即為v~v+dv頻率段中可被體系接收的頻率數(shù)目。

2.3

v~v+dv頻率段內(nèi)的黑體輻射能量

由(2.1.4)和(2.2.9)可得v~v+dv頻率段內(nèi)的黑體輻射能量為：

ε0dN(v)

=

8πhν3c3ehνkT

-1V0

dν

繼而可得：

ρvdν=ε0dN(v)V0=8πhν3c3?1ehvkT-1

(2.3.1)

由此，普朗克公式已推出。

結(jié)論：

相較于同時(shí)提出的維恩公式及瑞利-金斯公式，普朗克提出的(2.3.1)式精確地貼合了實(shí)驗(yàn)得出的黑體輻射能量分布曲線（如下圖）。

普朗克對(duì)黑體輻射光譜的研究以及他對(duì)(2.3.1)的發(fā)現(xiàn)開(kāi)創(chuàng)了量子力學(xué)整個(gè)學(xué)科。［4］

推導(dǎo)過(guò)程中的不足：論證結(jié)果是在黑體為規(guī)整的立方體的前提下得出的，沒(méi)有進(jìn)行更具有一般性的論證。

參考資料：

［1］

周世勛

，陳灝

《量子力學(xué)教程（第二版）》

北京：高等教育出版社

,2008

［2］

何麗珠，邵渭泉

《熱學(xué)》

北京：清華大學(xué)出版社，2013

［3］

［4］費(fèi)恩曼，萊頓，桑茲

第8篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

[關(guān)鍵詞]計(jì)算材料學(xué)；綜合教學(xué)；課程起源

[中圖分類(lèi)號(hào)] G40-011 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）08-0155-02

一、前言

計(jì)算材料學(xué)是一門(mén)正快速發(fā)展的材料科學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉的新興學(xué)科，它能夠利用相應(yīng)計(jì)算方法對(duì)材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行設(shè)計(jì)與模擬；廣泛涉及材料、物理、計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、化學(xué)等多門(mén)學(xué)科。[1]可以說(shuō)，計(jì)算材料學(xué)是材料學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)的橋梁連接。[2]學(xué)習(xí)計(jì)算材料學(xué)能讓學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生養(yǎng)成在制備材料前從理論上設(shè)計(jì)新材料并預(yù)測(cè)其性質(zhì)的良好思路。

作為材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要課程，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中存在著不少的問(wèn)題：1.具有計(jì)算材料學(xué)研究背景的師資力量欠缺；2.授課方法單一、枯燥，課堂效果不好；3.實(shí)踐條件的欠缺很難保證教學(xué)效果。為了提高計(jì)算材料學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生更好地掌握材料設(shè)計(jì)和性能預(yù)測(cè)的基本能力，我們結(jié)合存在的問(wèn)題和教學(xué)改革的實(shí)踐，對(duì)計(jì)算材料學(xué)的課程教學(xué)提出一些改革方法。

二、了解起源，培養(yǎng)興趣

計(jì)算材料學(xué)是一門(mén)十分抽象、理論性極強(qiáng)的課程，書(shū)中理論眾多并伴隨著數(shù)不清的陌生的符號(hào)、公式和注釋?zhuān)@往往讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中望而卻步。傳統(tǒng)的計(jì)算材料學(xué)教學(xué)通常是讓學(xué)生在課后反復(fù)操練習(xí)題，以至可以靈活應(yīng)用這些公式定律來(lái)解題。結(jié)果不言而喻，學(xué)生往往知其然，而不知其所以然，很難提起學(xué)習(xí)的興趣。因此，授之以魚(yú)，還得授之以漁，在教學(xué)過(guò)程中追本溯源，將理論的來(lái)龍去脈講述清楚，教給學(xué)生創(chuàng)造的思維和方法顯得更為重要。

計(jì)算材料學(xué)不僅蘊(yùn)含著復(fù)雜的變量、方程和實(shí)驗(yàn)方法等知識(shí)，而且還充滿(mǎn)了疑問(wèn)，這些疑問(wèn)把學(xué)生帶入充滿(mǎn)曲折的探索之旅。所以，在計(jì)算材料教學(xué)中將課程重點(diǎn)和難點(diǎn)融為一體，可以在不知不覺(jué)中起到“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的獨(dú)特效果。

計(jì)算材料學(xué)課程教改的目標(biāo)是轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，讓學(xué)生懂得計(jì)算模擬的起源、材料計(jì)算設(shè)計(jì)的基本方法和基本內(nèi)容以及與之相關(guān)的計(jì)算材料的前沿知識(shí)，引入與之相關(guān)的計(jì)算模擬案例介紹，從而使其具有一定的理論素養(yǎng)，培養(yǎng)其科學(xué)的態(tài)度、方法和精神。

三、引入拋錨式教學(xué)模式，提高課堂質(zhì)量

拋錨式教學(xué)也稱(chēng)實(shí)例式教學(xué)，是由美國(guó)溫特貝爾特大學(xué)匹波迪教育學(xué)院開(kāi)發(fā)的一種教學(xué)模式。其要求學(xué)生在某種類(lèi)型個(gè)案的實(shí)際環(huán)境中去感受和體驗(yàn)問(wèn)題，而不是聽(tīng)經(jīng)驗(yàn)的間接介紹和講解。真實(shí)的感受案例或情境，可以激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考，形成一種探索與研究的習(xí)慣。

根據(jù)課程的特點(diǎn)，適當(dāng)選擇講述一些有關(guān)課程的起源與發(fā)展的案例，使其自然地融入課堂。再結(jié)合教材內(nèi)容“見(jiàn)縫插針”，讓學(xué)生理解重要定理、公式是怎么來(lái)的，為什么要這么命名，相關(guān)定理、公式背后都有哪些有趣、有意義的故事，使學(xué)生產(chǎn)生一種情景記憶，而不是死記硬背，從而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和挖掘。

以本課程中的量子力學(xué)基礎(chǔ)為例，詳細(xì)介紹量子力學(xué)的發(fā)展歷程可以讓學(xué)生更好地理解量子力學(xué)的基本意義和它對(duì)于學(xué)好計(jì)算材料學(xué)的重要作用。如利用信息技術(shù)創(chuàng)設(shè)一個(gè)量子力學(xué)發(fā)展歷程的故事或一段經(jīng)歷，用一根主線將求解量子力學(xué)波函數(shù)問(wèn)題融入情境故事或經(jīng)歷中，使學(xué)生趟著主線求解復(fù)雜的問(wèn)題。見(jiàn)表1：[3] [4]

圍繞相關(guān)原理、公式如不確定性原理、薛定諤方程等，開(kāi)發(fā)可共享的經(jīng)驗(yàn)，展開(kāi)教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生掌握態(tài)矢量、波粒二象性和量子測(cè)量等概念知識(shí)，老師在學(xué)生獲得概念知識(shí)的初始階段需要提供較多的指導(dǎo)。創(chuàng)造機(jī)會(huì)使學(xué)生擁有更多的自進(jìn)行獨(dú)立探究或小組探究，圍繞求解薛定諤方程所做的近似求解思想和方法，查找或探究相關(guān)的隱藏或缺失的信息。

運(yùn)用知識(shí)作為問(wèn)題求解的工具。學(xué)生運(yùn)用相關(guān)定理、公式中隱含的信息或線索，積極制訂解決問(wèn)題的計(jì)劃。為此，學(xué)生需要先探究一些問(wèn)題，以確定輔助解決整個(gè)問(wèn)題的補(bǔ)充信息。教師們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，將計(jì)算材料軟件如CASTEP、VASP和Abinit等引入教學(xué)中，使學(xué)生有接觸解決實(shí)際問(wèn)題的工具的機(jī)會(huì)。同時(shí)，教師們更需要了解學(xué)生的理解能力、決策能力和推理能力，從而更好地為學(xué)生的問(wèn)題求解提供“腳手架”。

制訂一套整合相關(guān)原理、公式的教學(xué)方案。引導(dǎo)學(xué)生們閱讀更多學(xué)科知識(shí)的內(nèi)容，共同探究相關(guān)的故事，使學(xué)生們沉浸在相關(guān)的模擬情境中，從而加深對(duì)概念知識(shí)的理解并整合不同學(xué)生的概念知識(shí)，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。

共同分享所學(xué)內(nèi)容。學(xué)生們將他們對(duì)相關(guān)原理、公式問(wèn)題和拓展性問(wèn)題探究結(jié)果呈現(xiàn)出來(lái)，從不同角度探討解決綜合問(wèn)題的策略，深層次地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而為學(xué)習(xí)共同體作出貢獻(xiàn)。[4]

四、以史為鑒，培養(yǎng)科學(xué)精神

科學(xué)精神包括探索精神、求真精神、民主精神、實(shí)踐精神和懷疑批判精神等等。中國(guó)的應(yīng)試教育使得廣大學(xué)生太相信書(shū)本和教師，摧殘了學(xué)生批判性思維能力，因此在教學(xué)中可結(jié)合一些計(jì)算材料學(xué)的歷史，加強(qiáng)學(xué)生批判思維能力的培養(yǎng)。

例如，在計(jì)算材料學(xué)課堂中引入愛(ài)因斯坦對(duì)薛定諤、德布羅意等的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑的案例。[5]

愛(ài)因斯坦在1924年對(duì)泡利反對(duì)連續(xù)區(qū)理論的觀點(diǎn)上發(fā)表示了“完全的因果性”的看法，針對(duì)玻爾關(guān)于輻射的波動(dòng)在本質(zhì)上是幾率波的假設(shè)而評(píng)論：“玻爾關(guān)于輻射的意見(jiàn)是很有趣的。但是，我決不愿意被迫放棄嚴(yán)格的因果性，將對(duì)它進(jìn)行更強(qiáng)有力的保衛(wèi)。我覺(jué)得完全不能容忍這樣的想法，即認(rèn)為電子受到輻射的照射，不僅它的跳躍時(shí)刻，而且它的方向都由它自己的自由意志去選擇?！?/p>

愛(ài)因斯坦對(duì)“量子力學(xué)僅可建立在可觀察量的基礎(chǔ)上”這一觀點(diǎn)也提出異議。1926年春天，他在海森堡的一次談話中，提出了“是理論決定我們能夠觀察到的東西”的觀點(diǎn)。

通過(guò)學(xué)習(xí)計(jì)算材科料學(xué)史，可以引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)公式、方程的產(chǎn)生。如引導(dǎo)學(xué)生思考：從薛定諤方程產(chǎn)生到解決過(guò)程中真正創(chuàng)造了些什么？哪些思想、方法代表著薛定諤方程相對(duì)于以往的實(shí)質(zhì)進(jìn)步？科學(xué)工作者在求解薛定諤方程遇到瓶頸時(shí)，成功創(chuàng)造了近似求解的方法，這種方法可以從微擾理論到變分理論再到密度泛函理論，這不僅體現(xiàn)了量子力學(xué)理論的一大進(jìn)步，更體現(xiàn)科學(xué)工作者對(duì)尋求真理的孜孜不倦的精神。[6]通過(guò)對(duì)計(jì)算材料科學(xué)史的學(xué)習(xí)，可以鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維，同時(shí)學(xué)習(xí)薛定諤為追求真理，而百折不撓、義無(wú)反顧、獻(xiàn)身科學(xué)的精神，感受薛定諤治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、剛正真誠(chéng)、淡泊名利的風(fēng)范和人格魅力。

五、結(jié)論

計(jì)算材料學(xué)作為一門(mén)新興科學(xué)，是材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中的重要基礎(chǔ)課程。然而在教學(xué)過(guò)程中由于師資力量薄弱、教學(xué)方法單一、研究對(duì)象復(fù)雜、實(shí)踐條件有限等問(wèn)題，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣低下、教學(xué)效果不明顯。我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中應(yīng)運(yùn)用科學(xué)發(fā)展過(guò)程中蘊(yùn)藏的豐富的教育資源，通過(guò)講授學(xué)科起源、發(fā)展以及應(yīng)用的案例，使學(xué)生了解知識(shí)的形成過(guò)程，同時(shí)引入拋錨式教學(xué)模式將一個(gè)個(gè)真實(shí)生動(dòng)的科學(xué)形象，融入日常課堂教學(xué)之中，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，應(yīng)有意識(shí)地加強(qiáng)計(jì)算材料學(xué)發(fā)展史的講授，使知識(shí)、原理和規(guī)律變得生動(dòng)而鮮活，更使學(xué)生的科學(xué)思想、科研方法、科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)素養(yǎng)等得到熏陶和培養(yǎng)。

[ 注 釋 ]

[1] 張躍，谷景華，尚家香.計(jì)算材料學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2007.

[2] （德）D?羅伯，項(xiàng)金鐘，吳興惠.計(jì)算材料學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[3] 許良英.愛(ài)因斯坦文集[M].北京：商務(wù)印書(shū)館，1977（1）.

[4] （美）J?梅拉H?雷琴堡.量子理論的歷史發(fā)展[M].北京：科學(xué)出版社，1990.

第9篇：量子力學(xué)結(jié)論范文

一、引言

化學(xué)在發(fā)展的前期主要運(yùn)用歸納法，因此被強(qiáng)調(diào)為“實(shí)驗(yàn)的科學(xué)”。量子力學(xué)建立起來(lái)以后，化學(xué)有了堅(jiān)實(shí)的物理理論基礎(chǔ)，原則上化學(xué)變化是可以通過(guò)計(jì)算定量地說(shuō)明和預(yù)測(cè)的。1929年量子力學(xué)奠基人之一Dirac就指出:“大部分物理學(xué)和全部化學(xué)的基本規(guī)律已經(jīng)完全知道了，困難只是在于運(yùn)用這些規(guī)律得到的數(shù)學(xué)方程太復(fù)雜，無(wú)法求解”。盡管杰出的理論化學(xué)家如凡uling、Mulliken、Fukui等運(yùn)用量子力學(xué)的概念和方法定性地處理化學(xué)問(wèn)題獲得豐碩而且能在一定程度上預(yù)測(cè)新實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。計(jì)算機(jī)模擬在實(shí)際化學(xué)問(wèn)題的研究中占據(jù)重要地位，正在發(fā)展成為一種其他方法不能代替的強(qiáng)有力的化學(xué)研究工具，化學(xué)理論計(jì)算軟件作為商品蓬勃興起，廣泛流通。當(dāng)前，理論化學(xué)計(jì)算的發(fā)展趨勢(shì)是研究對(duì)象力求逼近真實(shí)的化學(xué)休系，通常是復(fù)雜的大體系;力求得到明確的定量的結(jié)論。對(duì)大體系的理論計(jì)算研究，包括發(fā)展計(jì)算方法及應(yīng)用，成為理論化學(xué)的前沿研究領(lǐng)域。下面重點(diǎn)對(duì)這方面的工作做簡(jiǎn)要介紹。

二、理論化學(xué)計(jì)算方法

1.從頭計(jì)算(abi赫切)法量子化學(xué)從頭計(jì)算法不求助可調(diào)參數(shù)求解微觀粒子體系的真實(shí)的量子力學(xué)方程。為簡(jiǎn)化間題引進(jìn)三個(gè)近似:非相對(duì)論近似，Bo二一oppenhei~近似，單粒子近似或軌道近似。在上述近似下導(dǎo)出描寫(xiě)電子運(yùn)動(dòng)的Hartree一Fock(H一F)方程或H側(cè)rt祀e一Fock-Rooth~(H一F一R)方程。為減少計(jì)算誤差，可以針對(duì)上述三個(gè)近似作校正。從頭計(jì)算法有嚴(yán)格的量子力學(xué)和數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，原則上可以達(dá)到任意精度。缺點(diǎn)是計(jì)算量太大，與體系電子數(shù)目的4一7次方成比例，難于處理較大的體系。目前，高等級(jí)H一RR方法可以計(jì)算上千個(gè)電子的體系。若包括精確的相關(guān)能計(jì)算，則只能處理100個(gè)左右電子的體系。2.密度泛函理論(DP】，)方法密度泛函理論用電子密度分布函數(shù)而不是用波函數(shù)來(lái)描述體系，對(duì)于多電子體系是極大的簡(jiǎn)化。目前密度泛函理論計(jì)算方法是依靠求解近似的Koha一Sh。方程，計(jì)算量大體與體系粒子數(shù)的3次方正比例。對(duì)于大的體系，它的計(jì)算量比從頭計(jì)算(H-F-R)法要小得多而計(jì)算精度可以達(dá)到MPZ方法的水平，得到廣泛的應(yīng)用。目前用DFI，方法可以對(duì)100一200個(gè)原子(包含幾千個(gè)價(jià)電子)的體系進(jìn)行高等級(jí)的計(jì)算。局限性有兩點(diǎn):一是由于還不知道精確的能量密度泛函形式，計(jì)算結(jié)果的精度有限制，無(wú)法系統(tǒng)地提高計(jì)算的精度;二是還不能很好地嚴(yán)格處理與電子激發(fā)態(tài)及多重態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)的過(guò)程和性質(zhì)。3.半經(jīng)臉1子化學(xué)方法從頭計(jì)算法和密度泛函理論方法被統(tǒng)稱(chēng)為第一性原理方法。半經(jīng)驗(yàn)量子化學(xué)方法實(shí)質(zhì)上是在量子力學(xué)理論框架下的擂值方法，擂值函數(shù)中的特征參數(shù)通過(guò)擬合一組標(biāo)樣分子的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算值來(lái)確定。半經(jīng)驗(yàn)方法的計(jì)算量比第一性原理算法小2一3個(gè)數(shù)量級(jí)，用于有機(jī)分子體系比較成功，缺點(diǎn)是計(jì)算誤差難于估計(jì)。隨著計(jì)算能力的提高，第一性原理算法不斷發(fā)展，半經(jīng)驗(yàn)方法逐步退居較次要的地位。目前仍在廣泛使用的半經(jīng)驗(yàn)方法是AMI和PM3，對(duì)F扭uenheim等提出基于緊束縛近似的半經(jīng)驗(yàn)密度泛函理論方法，其半經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的普適性好，有可能發(fā)展成為一種有用的計(jì)算方法。4.相對(duì)論蚤子化學(xué)計(jì)算相對(duì)論效應(yīng)對(duì)重元素化合物的結(jié)構(gòu)、性能均有很大影響。包含相對(duì)論效應(yīng)的嚴(yán)格計(jì)算要求解狄拉克方程，比非相對(duì)論計(jì)算更加困難。已經(jīng)提出了Di~F沈k(一cI)方法、相對(duì)論質(zhì)勢(shì)方法、相對(duì)論密度泛函理論方法、相對(duì)論半經(jīng)驗(yàn)方法等。相對(duì)論計(jì)算的計(jì)算量一般比相應(yīng)的非相對(duì)論計(jì)算要大一個(gè)數(shù)量級(jí)。近年來(lái)發(fā)展了近似的相對(duì)論效應(yīng)計(jì)算方法，比較重要的有三種:基于狄拉克算符Pauli展開(kāi)式的微擾方法、DKH方法、ZORA方法，后兩種方法更好一些。用DKH或ZORA方法，可以用比非相對(duì)論計(jì)算稍多的計(jì)算量，得到與直接求解狄拉克方程相接近的結(jié)果，可望得到廣泛的應(yīng)用，特別是應(yīng)用到比較大的含重元素的體系中。5.分子力學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)方法分子力學(xué)方法利用分子力場(chǎng)確定分子體系的穩(wěn)定構(gòu)型，模擬分子的振動(dòng)光譜，計(jì)算氣相熱力學(xué)函數(shù)等。分子力場(chǎng)是分子的經(jīng)驗(yàn)勢(shì)能函數(shù)，其中包含的參數(shù)通過(guò)擬合一組標(biāo)樣分子的實(shí)驗(yàn)與計(jì)算值確定。分子力學(xué)方法的計(jì)算量比半經(jīng)驗(yàn)方法少2一3個(gè)數(shù)量級(jí)，可以處理成萬(wàn)個(gè)原子的體系。缺點(diǎn)是:計(jì)算結(jié)果的誤差難于估計(jì)，不能用來(lái)研究過(guò)渡態(tài)結(jié)構(gòu)，更不能用于討論有化學(xué)鍵形成或斷裂的間題。分子力學(xué)方法最大的用處是研究生物大分子(或高聚物)的構(gòu)型和構(gòu)象變化。分子動(dòng)力學(xué)方法是在給定的分子力場(chǎng)下用數(shù)值方法求解多原子體系的經(jīng)典力學(xué)方程，模擬體系中各原子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，現(xiàn)在可以模擬幾千個(gè)原子組成的體系的運(yùn)動(dòng)。可以求得體系的熱力學(xué)函數(shù)，也可以尋找分子的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算結(jié)果依賴(lài)于采用的分子勢(shì)函數(shù)。1985年Car和P恤幣neno將密度泛函方法和分子動(dòng)力學(xué)方法結(jié)合起來(lái)，提出C一P方法，克服了分子動(dòng)力學(xué)方法中由于使用經(jīng)驗(yàn)勢(shì)函數(shù)產(chǎn)生的缺點(diǎn)，但計(jì)算量也就增大了許多。

三、大體系的分區(qū)計(jì)算方法

1.電子可分離性理論[s]實(shí)現(xiàn)對(duì)很大體系的計(jì)算是當(dāng)前的前沿?zé)狳c(diǎn)。解決問(wèn)題的基本思路是分區(qū)進(jìn)行計(jì)算。早在1959年Mcweeny就提出電子可分離性理論:將大體系分割為若千子體系，其波函數(shù)寫(xiě)成子體系波函數(shù)的全反對(duì)稱(chēng)積，不同子體系波函數(shù)滿(mǎn)足強(qiáng)正交條件。分別求解各子體系的H一F方程，就可以得到大體系的波函數(shù)及能量。Huz還昭a(bǔ)、Adall陽(yáng)和今比ert等后來(lái)深人研究了上述方法。1992年F班ncisc。等提出了不要求子體系間波函數(shù)強(qiáng)正交條件的方程。上述分區(qū)處理辦法雖然解決了可以計(jì)算大分子的間題，但總計(jì)算量并未減少。2.“分而治之(divids一叨d一conquer，D&C)”方法[‘，，]1991年楊偉濤在密度泛函理論的框架下提出“分而治之”的方法。將大體系分剖為若干子體系，對(duì)各子體系進(jìn)行Kohn~Sham方法的密度泛函理論計(jì)算，在子體系周?chē)砑泳彌_基函數(shù)以減少基組截?cái)嗾`差。電荷在各子體系間的分配由電負(fù)性均衡原理確定。各子體系間的庫(kù)侖及交換相關(guān)作用包含在子體系的Kohn一sham方程中。D&C方法計(jì)算盤(pán)比整體計(jì)算小得多，并且便于實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算，是一種有效的計(jì)算大體系的方法。1995•年楊偉濤等將D&C方法推廣到分割一階約化密度矩陣，整體密度矩陣分解為若干個(gè)子體系密度矩陣的迭加。由子體系的F加k矩陣求得其分子軌道，在同一費(fèi)米能級(jí)下構(gòu)造各子密度矩陣，迭加得到總密度矩陣。用于半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，處理過(guò)幾千個(gè)原子的體系。3•線性比率(linear。e‘ng，o(N))算法I。]降低計(jì)算量隨體系粒子數(shù)的增長(zhǎng)速率是很關(guān)鍵的問(wèn)題。1991年楊偉濤在提出“分而治之”算法的基礎(chǔ)上提出實(shí)現(xiàn)對(duì)大體系線性比率算法的可能性。1995年，楊偉濤等在把D&c方法用于密度矩陣的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了半經(jīng)驗(yàn)方法的線性比率算法。1996年Kohn指出線性比率算法的物理基礎(chǔ)是在外場(chǎng)中的量子力學(xué)多粒子平衡體系，其粒子具有“近視性，即一個(gè)小區(qū)域的靜態(tài)性質(zhì)，對(duì)于較遠(yuǎn)距離的外場(chǎng)變化是不敏感的。與此相聯(lián)系，體系的一階約化密度矩陣是主對(duì)角線帶狀矩陣。隨著體系加大，矩陣帶只是成比例增長(zhǎng)，構(gòu)造密度矩陣及將其對(duì)角化的計(jì)算量只是線性增加。D&C方法構(gòu)造密度矩陣的計(jì)算量比較大。提出過(guò)幾種效率更高的辦法:Fenni算符展開(kāi)法(1994)，F(xiàn)e雙‘算符投影法(1995)，密度矩陣優(yōu)化法(1993，1996)等。線性比率算法在半經(jīng)驗(yàn)方法框架內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用。例如，Scuseria等用AMI計(jì)算過(guò)2O口以)個(gè)原子的體系(1998)。用大基組作精確計(jì)算的線性比率算法還難于實(shí)現(xiàn)，但研究在取得進(jìn)展，例如提出了庫(kù)侖矩陣的高效率算法，交換矩陣的線性與準(zhǔn)線性比率算法，F(xiàn)OCk矩陣的線性比率算法等。線性比率算法要對(duì)大的體系才發(fā)揮作用。從小體系計(jì)算量隨粒子數(shù)3一7次方增長(zhǎng)速率到大體系實(shí)現(xiàn)線性比率算法，計(jì)算量隨粒子數(shù)增長(zhǎng)的速率逐漸降低，轉(zhuǎn)變點(diǎn)大概在1以}一500個(gè)原子之間。

四、對(duì)大體系局部的計(jì)算

對(duì)于很多大體系，性能只與其局部有關(guān)，其余部分只起到一種支撐基體的作用。在這種情況下，對(duì)體系整體進(jìn)行精確計(jì)算，事倍功半;而完全忽略基體的作用，又與實(shí)際情況差距太大，計(jì)算結(jié)果不能說(shuō)明間題。針對(duì)上述情況，人們提出將體系分為環(huán)境區(qū)和活性區(qū)，分區(qū)進(jìn)行不同精度計(jì)算的方法。1.分區(qū)域作不同精度計(jì)算[9]最簡(jiǎn)單的比較粗略的做法是用近似的嚴(yán)格定域軌道(孤對(duì)、。鍵、二鍵等)堆砌出環(huán)境區(qū)的電荷分布，產(chǎn)生靜電勢(shì)，用于活性區(qū)的半經(jīng)驗(yàn)自洽場(chǎng)計(jì)算。Bax-ter等(i卯6)提出se留(。e琢eonsistent卿pfield)方法。通過(guò)較小分子的計(jì)算得出分子片的密度矩陣。環(huán)境區(qū)的密度矩陣由分子片密度矩陣組合出來(lái)，用以計(jì)算環(huán)境對(duì)活性區(qū)的靜電勢(shì)，作自洽場(chǎng)計(jì)算。楊偉濤等(1998)在把D&C方法用于密度矩陣的基礎(chǔ)上提出凍結(jié)環(huán)境分子軌道的半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，用來(lái)研究大體系局部構(gòu)型變化。Kau加陽(yáng)n等(l990)提出先用較小基組對(duì)大體系作從頭計(jì)算，將所得定域于環(huán)境區(qū)的分子軌道凍結(jié)，再對(duì)活性區(qū)作精確的從頭計(jì)算。Morokuma等(1996)提出IMOMo方法，用模型分子代替活性區(qū)作精確從頭計(jì)算，半經(jīng)驗(yàn)地扣除模型誤差?！畆t~等(1993，1996)提出局域量子化學(xué)方法，用于Hartree~FOCk計(jì)算:將環(huán)境和括性區(qū)各自的密度矩陣之和作為整個(gè)體系的起始密度矩陣，凍結(jié)環(huán)境部分，用Mcweeny提出的等幕性?xún)?yōu)化的方法，得到在環(huán)境下活性區(qū)的密度矩陣。M二等(20(犯)提出基于D&C方法的復(fù)合哈密頓方法，對(duì)精確計(jì)算的子體系用D碑哈密頓，對(duì)環(huán)境區(qū)用半經(jīng)驗(yàn)哈密頓，兩部分之間的電荷分配由電負(fù)性均衡確定?？梢杂冒虢?jīng)驗(yàn)線性比率算法處理很大的環(huán)境。2.基體上添加外物的局部計(jì)算〔10.川對(duì)晶體中摻雜的局部進(jìn)行計(jì)算，提出過(guò)多種方法，如原子簇近似、鑲嵌原子簇、超晶胞法等。D~si等對(duì)鑲嵌原子簇方法作了系統(tǒng)的研究，方法是:在雜質(zhì)周?chē)鷦澇鲆粋€(gè)原子簇進(jìn)行計(jì)算，考慮晶體環(huán)境對(duì)原子簇的作用。將體系的格林函數(shù)矩陣分割為原子簇部分Cc。、環(huán)境部分‘D。和兩者相互作用部分‘cD和“。令‘DD部分與純晶體的相同，求解格林函數(shù)矩陣方程，可以得到‘cc和Cc。以及相應(yīng)的密度矩陣。固體表面吸附是另一類(lèi)要求局部精確計(jì)算的間題。Head等(1996)提出的方法是:將基體表面原子的基組分為活性區(qū)及環(huán)境區(qū)，將環(huán)境區(qū)與活性區(qū)有相互作用的基函數(shù)成分吸收到活性區(qū)的基組中，凍結(jié)環(huán)境區(qū)的密度矩陣，將吸附分子的基組加人到擴(kuò)充的活性區(qū)基組中去，進(jìn)行精確計(jì)算。Salahub等(1998)提出計(jì)算金屬表面上吸附的方法，將表面分為吸附中心、軟環(huán)境區(qū)和硬環(huán)境區(qū)，凍結(jié)環(huán)境區(qū)的分子軌道，將吸附分子加到活性區(qū)作D打計(jì)算。電子在吸附區(qū)與軟環(huán)境區(qū)之間可以流動(dòng)，保持電負(fù)性均衡

五、量子力學(xué)/分子力學(xué)(QM/MM)方法

對(duì)于很大的分子，上述精粗結(jié)合的QM/QM方法仍然計(jì)算量太大。分子力學(xué)方法不能用于有化學(xué)鍵斷裂或形成的研究，但在確定有機(jī)分子骨架結(jié)構(gòu)方面很有成效。QM/MM方法是把大體系分為兩個(gè)子體系，其一用量子力學(xué)處理，另一用分子力學(xué)處理。要解決的問(wèn)題是對(duì)兩個(gè)子體系邊界的適當(dāng)處理。當(dāng)QM/MM區(qū)分界處有化學(xué)鍵x一Y被切開(kāi)時(shí)，QM區(qū)的游離價(jià)需要飽和。提出過(guò)兩類(lèi)處理方法。1.等效原子法MoIDkulna等用一個(gè)氫原子模擬X一Y鍵中MM區(qū)的原子Y作QM計(jì)算。在作MM計(jì)算時(shí)，不考慮這個(gè)氫原子的存在。MM區(qū)邊界上各Y原子間的非鍵作用要計(jì)算，與X原子的作用不計(jì)算。也有人用準(zhǔn)鹵素原子模擬Y原子。楊偉濤等提出準(zhǔn)鍵(Pseudo-bond)方法，用一個(gè)等效邊界原子BY代替Y原子并人QM區(qū)作計(jì)算。BY原子只有一個(gè)成鍵價(jià)電子，通過(guò)模擬具有類(lèi)似X一Y鍵的小分子的計(jì)算選擇其有效勢(shì)函數(shù)參數(shù)，使得計(jì)算出的xeeBY鍵長(zhǎng)、鍵強(qiáng)及對(duì)活性區(qū)的影響與X一Y鍵很接近。在作MM計(jì)算時(shí)，不考慮Y原子，但在計(jì)算QM/MM區(qū)的相互作用時(shí)考慮MM區(qū)其余原子與Y原子的作用。2.等效健方法凡vail等用一個(gè)嚴(yán)格定域的軌道(填充兩個(gè)電子，由類(lèi)似小分子計(jì)算得到)代替x一Y健作QM計(jì)算。高加力、Friesner等對(duì)這一方法進(jìn)行改進(jìn)，使計(jì)算結(jié)果更符合實(shí)際。MM計(jì)算時(shí)QM/MM區(qū)邊界上的原子與MM區(qū)其余原子間的相互作用勢(shì)參數(shù)要作適當(dāng)調(diào)整。QM/MM方法已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，盡管還有問(wèn)題沒(méi)有滿(mǎn)意地解決。顯然，QM/MM方法很容易推廣為QM/QM/MM方法，即對(duì)活性區(qū)和對(duì)活性區(qū)影響大的區(qū)域分別采用高精度和低精度的QM計(jì)算，對(duì)遠(yuǎn)離活性區(qū)的環(huán)境作MM計(jì)算。QM/MM方法也容易推廣為QM/MD方法，QM/MD區(qū)邊界以及兩區(qū)的相互作用勢(shì)問(wèn)題采用類(lèi)似的辦法處理。