Friday, January 18, 2013

质点没有内在结构，物质波当然不是质点自身内在的什么运动。因而在‘质点模型’中，粒子数表象中的物质波只能是点粒子的统计分布函数，‘物质波’当然就是光量子数的统计分布函数，‘物质波’转换成了‘数学波’

质点没有内在结构，物质波当然不是质点自身内在的什么运动。因而在‘质点模型’中，粒子数表象中的物质波只能是点粒子的统计分布函数，‘物质波’当然就是光量子数的统计分布函数，‘物质波’转换成了‘数学波’

物理学哲学分享http://blog.sciencenet.cn/u/赵国求研究员，武汉市学科带头人，专著十部，国内外发表论文六十余篇。

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与物理学家座谈——晒晒物质波与量子化概念（5）

已有 1012 次阅读2011-6-5 10:47|个人分类:物理学哲学|系统分类:科研笔记|关键词:物理学家

四、物质场、电磁场与曲率场、电磁波与曲率波

甲：由牛顿力学的能量、动量关系式可得出薛定谔波动方程，由狭义相对论力学的能量、动量关系式可得出克莱因-高登波动方程。这两个方程中出现的波函数ψ可解释为，在‘量子化’之后，时空中出现了一种场，人们把它称为‘物质场’，它的场量就是波函数，这是因为‘物质场’的场量在时空中的变化可表现为行波或驻波。

乙：“薛定谔、克莱因-高登方程中出现的波函数ψ可解释为，在‘量子化’之后，时空中出现了一种场，人们把它称为‘物质场’。” 这话似乎过于笼统。波函数ψ的解释争议很大，流行的也有5-6种，概率解释是正统，量子力学中薛定谔、狄拉克方程中的波函数均属这种解释^[1]P6-7。‘连续物质场’解释是量子场论中抛弃概率解释的产物。其实，它还算不上量子力学中波函数ψ的解释，至多它是建立量子场时，试图谋求薛定谔方程与麦克斯韦方程等价性的临时需要^[1]p56。量子场论中规范场、路径积分方法，波函数ψ就又不需要‘物质场’概念。

但量子场论中，传递与光量子相伴生的物质波的这个“物质场”到底是物质的什么场呢？它应该不同于物质场——电磁场，电磁场的电磁波可以在三维空间中传递电磁能，是连续场中质点的振动所为，麦克斯韦方程组描述能量在‘场介质’中的传播。而与光量子相伴生的‘连续物质场’，我们知道的只是在场（势函数）正则量子化之后，粒子数表象中“传递物质波的场”，与对应的微观粒子在三维空间中的分布相关，即波函数ψ绝对值的平方代表‘点粒子’在某能级出现的粒子数。同时通过约定，以场的能级数＝光量子数，光量子的能量＝能量子的能量，来建立了光量子数与光的能量分布之间的联系。‘连续物质场’ 演变成了‘粒子分布函数’，因而原先假设的‘连续物质场’并不是能量的直接传播者。

质点没有内在结构，物质波当然不是质点自身内在的什么运动。因而在‘质点模型’中，粒子数表象中的物质波只能是点粒子的统计分布函数，‘物质波’当然就是光量子数的统计分布函数，‘物质波’转换成了‘数学波’。这个自然的转换，使得粒子数表象中传递物质波的所谓‘物质场’变成了描述光粒子分布的‘数学场’， 它显然与起初期望的物质场本身的物质性相矛盾。可见，麦克斯韦电磁场不同于薛定谔物质波场！麦克斯韦方程与薛定谔方程在物理意义上并不完全等价^[8]，一个是经典电磁理论中真实的连续物质场，一个却是量子场论中最终扭曲、演变了的数学场。所以在正统思维方式中，人们有理由怀疑物质波‘是否真实存在’。这是量子场连续物质性假设逻辑悖论的根本困难所在。

在量子力学曲率解释中，波函数是曲率波，是物质场——曲率场的波动表达，并描述在量子伴生空间。微观量子客体不是质点！波函数绝对值的平方也不是只能代表概率！波函数绝对值的平方还能代表微观粒子自身不可忽略的空间构形！而且“构形”的变化，呈现物质的波动存在形态。曲率场的场量ψ在量子伴生空间中表现的行波或驻波，均是曲率波所为。

深入分析还发现，量子场论中粒子数表象数学操作隐藏有量子测量机制，深刻揭示了量子测量的物理本质。粒子数表象是量子伴生空间曲率描述转到外部物理空间‘质点’描述的产物。粒子数算符的对易性质，非对角矩阵元的零特征，无相干性，这些都是符合质点模型特征的最好说明。它显示曲率波经过量子测量，作为粒子的统计分布，与爱因斯坦光量子统计描述相吻合，可在实验中观察到，与实验结果有很好的对应。这些都表明曲率波有其物理真实性。

显然，量子力学曲率解释中光的曲率场类似于电磁场，也是光物质的一种存在形态。它们都可归类于物质场。光的物质波——曲率波也类似于电磁波，但有重要区别。光的电磁波是电磁能在电磁场介质中的传播，使用质点模型，由麦克斯韦方程描述在三维至多四维宏观物理空间；光的物质波（曲率波）不是以曲率场作为介质直接传播能量，而是曲率场自身结构变化的波动表达，是场的波动存在形态；光量子的能量、动量只决定波的频率和波长，物质波（曲率波）与曲率场有共同的物质本质，由薛定谔方程描述在量子伴生空间。

由此我们认为，光的曲率场存在形态，与光的电磁场存在形态一样，均是光物质的不同‘现象实体’，是光物质在不同认知环境中的呈现。量子场论中，电磁理论中原本没有物理意义的电磁势Aμ与光量子波函数等同^[1]p56^、73，矢势Aμ的物理意义很可能在曲率波（物质波）层面发生了改变。曲率波（物质波）直接从光粒子自身空间结构上表达了矢势Aμ的物理意义。电磁场与曲率场，电磁波与曲率波（物质波）也因此有了联系。电磁势Aμ，电磁场E物理意义上谁更本质的争论也可告一段落。玻姆AB效应中干涉条纹的移动，通过电子、光子间的物质波关联，应该得到了很好的物理解释，不需要重新假设“以太非完整畸变”^[9]p154-155。

本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-315-451821.html

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