关于狄拉克提到过的一个预言。这是否预示着电子和光子的本质是同一的，同时，所有物体的运动速度都是光速
“我们发现，看起来似乎是缓慢运动的电子，实际上它在我们所看到的有规则运动中还有一个振幅很小、频率很高的振动。由于这种振动，电子在任何时候的速度都等于光速。这个预言不能直接用实验验证，因为振动的频率很高，振幅又很小。但是人们必须相信这个理论的结果，因为理论的其他一些结果已为实验所证实，例如，电子对光的散射规律与这个结果有不可分割的联系。” 那么所有的物质，即使它是静止的，它也在不断以光速振动。
那么是不是也就可以由此预测所有的物体都在以光速运动，或者说是振动？ 我之前学习光和电子的衍射时，曾经这么猜过，因为电子和光太像了，但觉得有点不太靠谱。今天看到狄拉克的话，会不会真是如此？
2011-08-12 12:01 提问者采纳
这个问题首先是个猜想。其实所有问题不一定是对或错，在一个体系中会有不能被证实与证伪的命题，比如几何学中过直线外一点能不能作出作多少平行线由于其不够简单如果不作为公理，就可以发展出欧式与非欧几何。 根据量子力学最基本的测不准原理，振幅如此之小的振动在速度上的不确定性是显然的，作为物理学大师的狄拉克当然知道这一点。速度都不知道又何来振动呢，所以这个问题也只能是假想模型了，物理上的观点是测不准到底是有而测不准还是没有而测不准呢，上个世纪的一系列实验都说明隐函数是不存在的，就是没有而测不准。电子除掉看起来的运动之外还有什么运动答案是有也罢，没有也罢都无所谓对其他事情都没有任何影响，在现有的体系中判断不出来。狄拉克预言一个体系中被证明了说不清的东西自然没有对错，但这是一个模型，可能在所说的电子对光的散射上能解释一些现象。 科学就是这么唯心的。造出来的知识没有矛盾就是对的。解决不了的在体系外。
- 追问
http://zhidao.baidu.com/question/304621754.html 请问对这个问题你怎么看？ 另外“上个世纪的一系列实验都说明隐函数是不存在的，就是没有而测不准”是什么实验呢？
- 回答
那个问题的提问者太肤浅了。测不准是世界的基本原理，没有为什么。就像光速惯性系不变一样，就是一个假设，这个假设推出好多定理与现实世界完全一样。 最通俗的测不准的一个解释是测量是要对物体产生作用的，我测长度不可能测出比某种光波长还精确，测动量就不可能测得比那个光子动量还精确。而我测这个东西最少有一个光子作用上去吧。这个解释在数量级上与测不准的结论是一样的，很长一段时间都是主流认识，但是这说明这个物体本身还是有精确的位置和动量的。后来好多人想出来一些假想的这些粒子的运动方程就被称为隐函数。不过在一些粒子的衰变过程中会产生那种所有物理量一样的光子。对他们的研究让之前想出来的隐函数都错了。虽然这不能说明隐函数就不存在。 随着数学的体系不断完善，我们的世界观也不断的在变化。大多数人认为一堆假设能推理出现有物理定律，那这些假设就是对的，除非发现新定律了。就算这些假设不对，也能在原来的条件下是真理的极限，要不然只能是世界变化太快了之前的定律都不对了。就像我上学时学的数学，先弄个群，把他弄成无限的，再把他扩成一个域，然后他不完备，再加上完备性，反正这就是实数了。虽然看着不太对，这和我们常识中的实数不太像，但性质都一样，所以这就是实数了。 量子力学有几大假设的，有波函数假设，算子假设之类，为什么测不准呢，因为他们算子不对易的，那为什么不对易呢是数学上算的。要么数学错了，要么量子力学有基本假设错了，这就翻天覆地了。
- 追问
“不过在一些粒子的衰变过程中会产生那种所有物理量一样的光子。对他们的研究让之前想出来的隐函数都错了。虽然这不能说明隐函数就不存在。” 这句话能不能再详细解释一下。
- 回答
历史上有个EPR悖论（建议百度之），包含了定域性假设。后来贝尔提出了贝尔不等式（也请百度），用来解决定域性和量子不确定性之间的关系。后来实验是贝尔不等式不成立量子不确定性的影响相当大。 用钙原子作为光子对的来源，他们把钙原子激发到一个很高的量子态，当它落回到未激发态时，就释放出能量，也就是一对对光子。实际使用的是一束钙原子，但是可以用激光来聚焦，使它们精确地激发，这样就产生了一个强信号源。阿斯派克特等人使两个光子飞出相隔约12米远，这样即使信号以光速在它们之间传播，也要花上40纳秒(ns)的时间。光子经过一道闸门进入一对偏振器，但这个闸门也可以改变方向，引导它们去向两个不同偏振方向的偏振器。如果两个偏振器的方向是相同的，那么要么两个光子都通过，要么都不通过，如果方向不同，那么理论上说(按照爱因斯坦的世界观)，其相关性必须符合贝尔不等式。为了确保两个光子之间完全没有信息的交流，科学家们急速地转换闸门的位置，平均10ns就改变一次方向，这比双方之间光速来往的时间都要短许多，光子不可能知道对方是否通过了那里的偏振器。 作为对比，我们也考察两边都不放偏振器，以及只有一边放置偏振器的情况，以消除实验中的系统误差。 结果就是贝尔不等式不对。
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谢谢各位
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在光具有波粒二象性的启发下，法国物理学家德布罗意（1892～1987）在1924年提出一个假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二象性．他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的波长等于普朗克恒量h 跟粒子动量mv 的比．即λ= h/（mv）．这个关系式后来就叫做德布罗意公式． 这个波长与伦琴射线的波长相仿．这样短的波长，只有用晶体做衍射光栅才能观察到衍射现象．后来人们的确用这种办法观察到了电子的衍射，从而证明了德布罗意假说的正确性． 发现了电子、质子等微观粒子的波动性以后，我们对微观世界的认识统一起来了．不但原来认为是电磁波的光具有粒子性，而且原来认为是粒子的电子、质子等也具有波动性．当然，应该指出，虽然所有的微观粒子都具有波粒二象性，但光子跟电子、质子等粒子还是有很基本的区别的．光子没有静质量，电子、质子等都有静质量．光子的运动速度永远是c，电子、质子等却可以有低于光速c的各种不同的运动。 例如，电子的电荷e是1.6×10^-19 c，质量m是0.91×10^-30kg，经过200 v电势差u加速的电子获得的能量E=Ue=200×1.6×10-19J =3.2×10-17 J．这个能量就是电子的动能，即0.5mv^2=3.2×10^-17 J，因此v=8.39*10^6 m/s<光速。
- 追问
请问你到底想说什么呢？ 狄拉克说“实际上它在我们所看到的有规则运动中还有一个振幅很小、频率很高的振动。由于这种振动，电子在任何时候的速度都等于光速。”你觉得这个预言成立吗？
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2011-07-31 09:22热心网友
狄拉克对物理学的主要贡献是发展了量子力学，提出了著名的狄拉克方程，并且从理论上预言了正电子的存在。狄拉克青年时代正好是原子物理学实验积累了大量材料、量子理论处于急剧变革的时代。由于深受以爱因斯坦为代表的20世纪物理学中理性论思潮的影响，加之个人的勤奋和思想方法的正确，狄拉克在量子力学的理论基础特别是普遍变换理论的建立方面，在相对论性电子理论的创立方面，以及在量子电动力学和量子场论的建立方面，都作出了重大的贡献。1926～1927年，研究出量子力学的数学工具变换理论与费来名自独立地提出具有半整数自旅粒子伪统计较（费米一狄拉克统计法）。1927年提出二次量子化方法。把量子论应用于电磁场，并得完第一个量子化场的模型，奠定了量子电动上学的基础。1928年与海森伯合作，发现交换相互作用，引入交换力。同年，建立了相对论性电子理论，提出描写电子运动并且满足相对论不变性的波动方程（相对论量子力学）。在这个理论中，把相对论、量子和自旋这些在此以前看来似乎无关的概念和谐地结合起来，并得出一个重要结论：电子可以有负能值。由此出发，于1930年提出“空穴”理论，预言了带正电的电子（即正电子）的存在。1931年预言了反粒子的存在，电子一正电子对的产生和湮没。1932年，安德森在宇宙射线中果然发现了正电子。不久，布莱克特在用云室观察宇宙线时又发现了电子一正电子对成对产生和湮没的现象。1931年提出关于“磁单极”存在的假设。论证了以磁单极为基础的对称量子电动力学存在的可能性。1932年与福克和波多利斯基共同提出多时理论。1933年提出反物质存在的假设。假定了真空极化效应的存在。1936年建立了主要是关于自由粒子的经典场的普遍理论。1937年提出了引力随时间变化的假设。1942年为消除电子固有能量的无限大值而引人不定度规的概念。1962年提出u子的理论，在这个理论中u子被描写为电子的振动状态。此后，主要研究引力理论的哈密顿表述形式问题，以进一步把引力场量子化。 狄拉克原来从事相对论动力学的研究，自从1925年海森伯访问剑桥大学以后，狄拉克深受影响，把精力转向量子力学的研究。1928年他把相对论引进了量子力学，建立了相对论形式的薛定谔方程，也就是著名的狄拉克方程。这一方程具有两个特点：一是满足相对论的所有要求，适用于运动速度无论多快电子；二是它能自动地导出电子有自旋的结论。这一方程的解很特别，既包括正能态，也包括负能态。狄拉克由此做出了存在正电子的预言，认为正电子是电子的一个镜像，它们具有严格相同的质量，但是电荷符号相反。狄拉克根据这个图象，还预料存在着一个电子和一个正电子互相湮灭放出光子的过程；相反，这个过程的逆过程，就是一个光子湮灭产生出一个电子和一个正电子的过程也是可能存在的。1932年，美国物理学家安德森（1923-）在研究宇宙射线簇射中高能电子径迹的时候，奇怪地发现强磁场中有一半电子向一个方向偏转，另一半向相反方向偏转，经过仔细辨认，这就是狄拉克预言的正电子。后来很快又发现了γ射线产生电子对，正、负电子碰撞“湮灭”成光子等现象，全面印证了狄拉克预言的正确性。狄拉克的工作，开创了反粒子和反物质的理论和实验研究。
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好难！
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光是高速前进的 如果好几个光子围着一个点转，就叫电子 ，电子是不会以光速前进的。
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预言是错误的 在爱因斯坦的预言中，没有任何人或物速度能超过光速 例如一件事件中，一个事件发生与结束只能发生在光锥内部 当你所说的电子只能接近光速，因为当它运动时加上振动幅度到达光速，则他的速度 超越了光速，在11维的宇宙中，是不允许的，所以不可能接近光速， 而且不可能以光速振动
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我没说电子的宏观速度达到光速，我的意思是电子的宏观速度与它的振动速度的合速度始终是光速。如果一切物质的本质和光子一样，那么它们都应始终以光速运动。 为什么电子不可能以光速振动？难道电子和光子不可能是同一种粒子的两面吗？就像质量和能量的关系一样？
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电子之间能交换能量，这种传递子就是光子，如果电子和光子是同种粒子的两面 那么电子不需要传递子 要是物质的本质和光子一样，那么数学和量子物理都要革命了
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电子是怎么产生光子的？物理学要想走向统一就必须扫除二元论，统一物质和光。量子力学引入引力子、胶子、光子之类的信使粒子都是一堆假设，一个优秀的理论不应该有这么多假设。我觉得认为粒子构成粒子是在走弯路，因为这是在把自然界弄得越来越混乱，而且永远没有终点。越解释越显得牵强荒谬，如果A、B本质不一样，A、B怎么可能相互转化？它是怎么变的？这不就像用化学反应点石成金一样荒唐？
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有些东西你想得太简单了，科学家的假设也不是随随便便的，都是通过很多现象得出，由于多方面原因如不能完全证明，因此只能通过假设，如果科学家的假设真有问题，还没轮到我们变为驳论
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狄拉克也是著名的科学家，当年爱因斯坦和薛定谔对量子力学的一些假设非常不满，薛定谔用波动力学这种更加合理的方式解释了很多用原来的理论解释会莫名奇妙、需要添加很多假设的现象。我认为狄拉克在某种程度上继承了爱因斯坦和薛定谔的思想和研究方式。薛定谔认为，世界是可以理解的，不应该满足于硬生生地用某些奇怪的理论来认识自然，总会有更好的办法。那些假设应该都是临时的，因为物理学的发展方向始终都是走向简洁、统一。
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你去百度任何一个关于科学贴吧，那里有更多没有道理的说法，他们根本不考虑其他东西，一味断章取义，可以供你学学，至于你喜欢黏贴东西，你就直接去百度百科找你要的东西，我也说不了什么，我也不是什么都懂，还有你的狄拉克只不过也是提出预言，也没有根本的证实 一个好的定律不在于他是否准确，因为没有一个定律可以取代任何事物发生的过程，只不过他是无限接近与事实，一个好的定律只能供人类参考去估计之后发生的事情，每一个定律都会面临被新定律取代，科学包括了数学、物理、生物等等，他们只是翻译事物的一种介质，能更容易让人类认识这个能被感官感觉到的宇宙
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“光速振动”的提法与已有的物理理论都是矛盾的。经典力学中，速度要么指粒子的移动速度，要么指波动的某个固定相位或固定振幅的移动速度，从来没有用速度来描述振动本身，描述振动的经典物理量只有频率和振幅这两个。量子场论中，对于任何粒子，都不可能精确定位到小于其德布罗意波长以下的程度，因此连精确的速度概念都已不存在，更没有用速度来描述振动的。 “我觉得认为粒子构成粒子是在走弯路”的观点与量子力学的观点是完全矛盾的。尽管如你所说“物理学要想走向统一就必须扫除二元论，统一物质和光。量子力学引入引力子、胶子、光子之类的信使粒子都是一堆假设，一个优秀的理论不应该有这么多假设”，按你的高标准要求，量子力学确实很不优秀（爱因斯坦、德布罗意等大科学家也持类似观点），但无可奈何的是，半个多世纪过去了，谁也没能拿出比量子力学更优秀的物理学的基石性质的理论。大家都还只能是在量子力学的框架内打转，连最激进的超弦理论（及其各种拓展的版本）也不例外。其实根据超对称的猜测，在极高能时，各种粒子将不可分辨——即如你所愿是同一的。只是这种统一的方式是排斥你的“粒子走弯路”的经典图像的。 以下摘抄自费曼的《QED：光和物质的奇异性》：“……人们期望的是光永远以寻常的光速前进，但是光以比寻常光速快（或慢）的速度前进的振幅（注：量子力学中所说的振幅与概率直接相关，振幅平方即概率）也是存在的……光也不是仅以光速前进的……光以快于或慢于c的速度前进这种情况的振幅不等于零，这可能会使你感到奇怪。同寻常c的贡献相比，这些可能性的振幅是很小的。事实上，光在长距离运行中，它们都抵销掉了。但是，当距离很短时，这些其他的可能性就变得相当重要，而必须予以考虑。”我看这段话与你引用的狄拉克的话应该说的差不多是一回事儿。量子场论中，任何粒子都可具有任意的速度（包括光速与超光速），只是具有不同速度的概率不同，且具有不同速度的该粒子的不同的波动之间还有干涉，干涉相消掉那些不是实际运动的速度，而那些接近实际运动速度的波则干涉相长。而粒子实际的速度是符合相对论要求的——无超光速。 量子论的核心奥秘就是波粒二象性。微观粒子同时又是波，这意味着什么？个人觉得费曼的路径积分形式的量子力学所展示的图象特别惊人却又有助于理解问题的实质。这一奇异的情景大致是这样的：每个微粒（比如某个电子）在每一时刻都“化身千万”，每个化身粒子都无限快速地、以原粒子的某一种波动特征去探索某一条特定的路径，所有化身粒子以全部可能有的速度去探索全时空中的所有路径，然后根据路径的长短、方向、途中所遇情况以及所需时间等，每一化身粒子都返回“提交一探测报告”，所有化身粒子的所有报告汇总得出各个路径相应的波彼此叠加干涉的结果——哪些途径“更便于出行”以及采用哪种速度最恰当，于是实际的粒子就更倾向于实际上以那种速度走这些途径。 上述形象的描述其实是似是而非的，必须用数学才能精确描述物理，而相关的数学还是相当困难的。 从上述的所有粒子都具有波粒二象性的观点看，电子与光子具有同一性，但二者的区别也是明显的，比如，具有不同的自旋、不同的电荷、不同的静质量。
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请问有什么实验可以证明“任何粒子都可具有任意的速度，只是具有不同速度的概率不同”或是证明粒子可能出现在任何地方只是概率不同 我觉得路径积分是一种数学上的处理，它不能解释为什么粒子更倾向于走这些路径，只是阐述了一个事实 如果假定抛硬币的结果是不确定的只能给出概率1/3和2/3，那么凭什么抛出去结果是正面（概率较大的事件） 振动的观点是根据波动力学提出的，非经典力学并且波动力学中主要认为电子是振动的波
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没有实验直接证明“任何粒子都可具有任意的速度，只是具有不同速度的概率不同”，但有许多实验间接证明了这一点，比如电子的反常磁矩，当初狄拉克就按粒子的通常速度计算，结果理论计算值与实验值相差约千分之一，后来科学家花了好像是二十年的时间（相关计算极其繁复）按费曼的粒子可有任意速度的路径积分的方法来计算，结果理论计算值与实验值相差达到千亿分之一！如此之精确令人叹为观止。 你说“路径积分是一种数学上的处理，它不能解释为什么粒子更倾向于走这些路径，只是阐述了一个事实。”是对的，费曼也曾说：“我们知道它如何计算，但不知道它为何要这样去计算，但只有这样去计算才能得出既有趣又有意义的结果。”（原话可能有出入，大意如此）对于想追问为什么的人来说，现状就是如此的可悲，有什么法子？玻尔曾说：“如果谁没被量子力学搞得头晕，那他就一定是不理解量子力学。”爱因斯坦说：“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论，但依然不明白。”连科学巨匠们都苦寻不着答案，你我又能奈之如何？也许，宇宙过于宏伟而深邃，而人类的智慧相比之下又过于渺小而卑微了。 哦，忽然发现上面有说错的地方，等我纠正一下！ 其实，不必量子场论，只要是量子力学就能说明你的问题。一般情况下的一个粒子就对应于一个波包，而一个波包是由无数个不同波长和不同振幅的单色正弦波叠加而成，而不同波长就意味着不同的动量或速度，一般构成波包的单色正弦波的波长可以是从零直到无限大，对应的速度也就是从零直到无限大。因此，量子力学的一切成果都是对“任何粒子都可具有任意的速度，只是具有不同速度的概率不同”的间接验证。我上面说的电子反常磁矩的验证是量子场论中的量子电动力学的内容，它自然也是一个间接证明。不过，我说错了的地方是：当初狄拉克按量子力学的方法计算也是包括波包的——他也必然用到“任何粒子都可具有任意的速度”这一点，之所以他算的没费曼的方法精确，是因为他只计及一次光子交换，而费曼则计入了多次的光子交换。
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我曾经一直在思考一个问题，那就是问什么光速是速度的极限。我的猜想是所有的粒子都是光速运动，只不过有很大一部分被令一维度空间分走了，我们无法感知，就像我们无法感知时间，只能通过事物的变化来感知时间的流逝。我想可以根据我的假设，可以直接得出相对论，事实有很多细节有了眉目，不过有很多本质性的问题还没想清楚，证明就被搁置到一边了。
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其实我觉得最好不要添加新的假设，比如无法感知的维度或空间。
- 回答
不过为了数学上的推导，高维空间会使得式子有明确的物理含义，不是假设，可能就是事实。弦理论就假设空间有蜷缩的维度，狄拉克猜测小振幅高频振动可能就与此有关。不过，这只是我的猜测，我的专业水平还远远不够
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狄拉克的预言在弦理论提出之前，因果关系不能搞反了。 弦理论就是因为假设了蜷缩的维度又不能证明才不能得到广泛认可，很多人就此反对弦理论。有些人认为弦理论更像哲学和数学游戏。 洛伦兹十几个还是二十几个假设导出洛伦兹变换，要不是有相对论只要两个假设就导出了洛伦兹变换，没准现在人们还认为那十几个假设是不得不做的，或者说是有某些物理意义呢。
- 回答
有很多问题的本质解释的确不好说，我只是坚信光速是我们宇宙的上限，这一定是宇宙的时空结构所决定的，而且我想光速这个常数是在非常缓慢的变化着的（当然，只是个人的猜测，未来几年我会想办法证明），如果能够猜出这个结构，然后建立模型，再用此模型解释现象，以此来检验模型的正确性。我想，等到自己专业知识比较完备的情况下，会继续深入探索的。不过，我认为有很多看似复杂的现象后面必然有一个共同的简单解释，这需要我们仔细揣摩整个物理大厦的每块砖以及我们的世界观，过多的讨论大师们的事迹对寻找世界本源没什么大的意义。 呵呵，我觉得你的问题很有启发性，可能关系着一场物理革命，以我的水平怕不能帮到你，不过我会记下你的问题继续学习的。谢谢了
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电子和光子完全是两种不同的粒子，电子是费米子，自旋1/2，满足费米狄拉克统计，由狄拉克方程决定,是旋量场；光子是玻色子，自旋0，满足玻色爱因斯坦统计，由克莱因戈登方程决定，是标量场；光子没有静质量，也就是说相对于光静止的参考系是不存在的，超光速是不可能的
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那个貌似是德布罗意波，是概率波，和你想的波不太一样
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狄拉克倡导有磁单极子，如果有的话，整个物理大厦都变了
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电子和光子是不一样的吧。 电子的速度接近光速， 而光子的速度是光速。 电子有静质量， 光子没有静质量。
- 追问
狄拉克的意思是电子的宏观运动速度可以是很慢的，并且可以静止。但是“实际上它在我们所看到的有规则运动中还有一个振幅很小、频率很高的振动。由于这种振动，电子在任何时候的速度都等于光速。”它只是看起来是静止的。电子的所谓的静质量也许也是动质量。
- 回答
从现在被广泛承认的理论来讲，电子的静质量不是0，是无疑的。我确实不知道他说的理论。 不知道是不是和德布罗意波是一个东西，或者是一个新的理论。
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我支持你的推断。
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