量子力学曲率解释中的基本假设

第22卷　第2期

2009年4月

武汉理工大学学报(社会科学版)

WuhanUniversityofTechnology(SocialScienceEdition)

Vol.22　No.2April2009

量子力学曲率解释中的基本假设

赵国求

(武汉工程职业技术学院科研处,湖北武汉430080)

3

摘要:量子力学曲率解释中的基本假设由态函数公设、算符公设、量子测量公设、平均值公设、薛定谔方程公设、全同粒子公设构成。由于一开始在态函数公设中就引进了曲率波概念,用曲率模型取代了传统的质点模型,因此,它与传统概率解释的公设体系既有相同之处也有区别,但量子力学数学形式及其运算规则不变。

关键词:曲率解释;公设;曲率波;物理实在

中图分类号:B0;N0　文献标识码:A　DOI:10.3963/j.1671。

一、态函数公设

HilbertΨ表示。Hilbert空间是无穷维线性复矢空间。

说明1:具有能量E、动量P的微观量子客体不是没有大小的几何点[122],用物质波波长建构微观客体缺失的“形”,由曲率模型取代质点模型是解决量子力学中诸多悖论的根本出路。曲率波是对微观量子客体自身时空特征的描述。在曲率模型中,虚质点和实体波是微观量子世界的物理实在。

物质波已由实验所证实。德布罗意物质波波长(或康普顿波长):

λ=h/p(1)波长具有空间概念,用波长λ作圆周,建构微观客

体的“形”亦应具有空间概念。令:

ρ=λπ= /p/2

κ=p/ 　(κ=1/ρ)

(2)(3)

用曲率描述微观客体运动状态的模型,称曲率模型。曲率模型体现了波粒二象性的和谐统一。曲率波就是物质波,曲率的大小表示粒子性,曲率的变化表示波动性。曲率波是一种物理实在,微观客体有了可理解、可追寻的研究对象。

说明2:任何物质波波函数均可以写成:

Ψ=κ G(r)(或Ψ=κ G(x))κ是波函数振幅中提取的公因子;也形式。式中:

是新定义中“形”的曲率;G(r)或G(x)是任意复变周期函数[3]。也就是说物质波的传播就是曲率波的传播。

说明3:物质波是通过粒子在物理时空中的统计分布确认的。物质波具有统计属性。但由物质波波长定义的“曲率”与由物质波的统计性定义的“概率”,可以通过微观客体的“形”相互贯通。

曲率κ代表了微观量子客体“形”的变化规律。“形”小,曲率κ大(波长短)“,形”内找到虚点粒子的概率大“;形”大,曲率κ小(波长长)“,形”内找到虚点粒子的概率小“;形”收缩到点,找到的概率100%“;形”无限大,找到的概率为0。曲率解释包含了“概率”解释[3]。但曲率解释克服了“概率”解释对微观量子客体“形”的缺失所造成的

　　用ρ表示曲率半径,曲率κ的变化规律正好

体现微观量子客体运动中“形”的变化规律。它体

收稿日期:2008212211

作者简介:赵国求(1944-),男,湖北省黄梅县人,武汉工程职业技术学院研究员,武汉大学科学哲学博士点兼职指导教师,主要从

事物理学哲学、思维科学及中医基础理论现代科学基础研究。

(2005B121);2007年国家教育部青年基金资助课题　3基金资助:2005-2009年武钢科研基金资助课题“量子力学基础研究”“量子力

(07JC720016)学解释与科学实在论”

第2期　

赵国求:量子力学曲率解释中的基本假设 103

所有悖论。

对于单色平面波,虚点粒子在“形”内呈等概率分布,对于连续平面波的叠加“,波包内”虚点粒子的分布将不是等概率的。

曲率的变化与原子发光强度的变化可联系到一起。曲率大对应发光强,曲率小对应发光弱,而光的强弱与客体的“可视程度”相关。人们可将概率(可能性)与被观测量子客体的可视度(视觉经验与“形”的建构)相联系。电子在某处出现的频率高,可视度亦高,反之亦反,我们称为概率的可视度解释。概率的可视度解释是原子世界量子概率的重要特征。它既表明在原子中(或屏上)某处找到微观粒子的概率(或可观察性),也表明微观量子客体在该处造成的光学特性的变化。概率的频率解释是宏观经典概率的定义,概率的可视度解释克服了宏观与微观概率定义上的混淆[3]。

νν曲率k越大,E1=h1,E2=h2,E2-E1=能级差越大,高;曲率κ越小,“概率原理”。通过物质波长定义微观客体的“形”,是否比“概率”解释增加了附加假设?没有!“概率”解释中,不是人们认为微观量子客体本身就是“点”,而是认为微观量子客体的“形”,像宏观经典力学中的宏观客体一样,在讨论的问题中,可以忽略不计!而微观量子客体,在讨论的问题中被建构的“形”不能忽略,这是问题的关键。

说明4:Ψ是相空间(内部空间)的矢量,描述二个不同的微观层次,即纯态的曲率波;混合态的曲率波。纯态经量子测量变成混合态。若新的环境下“形”被忽略,混合态演变到经典态,微观量子客体也由内部空间(相空间)描述转向外部物理时空描述[3]。

说明5:微观量子客体的“形”与外部物理时空中的联系,由曲率半径ρ来完成。微观虚质点在“形”内(内部空间)可能存在的范围在正统解释中被理解为宏观实质点在现实物理时空中的测不准量。哥本哈根学派“概率”解释的问题在于,把一个虚质点在“形”内(内部空间)可能存在的范围(可形成量子概率),直接理解成了宏观实质点自身的不确定性(形成经典概率)。这中间缺少了对虚质点(形成量子概率)向实质点(形成经典概率),内部空间向外部物理时空转化过程的认识。

实质点(粒子),加上实质点天生的不确定定

性(测不准)是哥本哈根学派建立其解释体系(粒子本体论)的逻辑起点。

说明6:如用|Ψ〉〈、Ψ|表示狄拉克右矢和左矢〈,Ψ|是|Ψ〉的复共轭。若|Ψ〉是描述某一状态

(其中C为一常数)描述同一的矢量,则±C|Ψ〉

状态。|Ψ〉通过〈Ψ|Ψ〉=1归一化,态的变化由|Ψ〉的变化表示。描述一个给定的粒子,可以引进一个Hilbert空间,并将粒子的每个可能的状态与这一空间中的矢量相联系。

归一化,实际是求Hilbert空间的体积比[3]。

在波函数归一化数学形式

∫

τ

2

=1cn|Φ2|中,令:

τn|2d

变换到V,则归一化形式变为

cn

(4)

dv=1

∫

V

(5)

于是:

cnV=1cn=1/V

　　显然,波函数的归一化,配制归一化系数就是寻求微元体积dv与被积分区域V的体积比。此时波函数归一化形式变为

(1/V)dv=1∫

V

(6)

　　在量子力学曲率解释中,Φn是“曲率”函数,反映微观粒子自身空间形象的变化。上述归一化过程,实际上是将电子自身的空间特性变成被积分区域空间特性,并对自身分布区域求和的过程。归一化既是空间变换,也是寻求体积比。当把电子自身的空间特性转换成被积分区域的空间特性之后,这就是冯 诺依曼的相空间。式(4)表明的空间变换,体现微观时空与宏观时空空间的变换关系。空间结构的波动是量子力学的时空特征。量子场就是空间结构场,它通过曲率的波动,描述微观客体的波粒二象性。对V空间中的自由变量(x,y,z,t)做洛仑兹变换,薛定谔方程就过渡到克2戈登方程或狄拉克方程。量子场论中的真空特性是V空间的特性。曲率波的物质性体现了真空的物质性。真空激发并退激就是一种量子测量,其中含有相空间的“虚粒子”向真实物理空间“实粒子”的转换。

显然,在微观世界,对客体“形”和运动规律的认识,已不能像宏观世界那样在虚空中去观察单

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个独立的实体,而只能用曲率表示的空间结构(内部空间)来对粒子的运动规律做出判断。 …… 此处隐藏：9959字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……