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第046篇:如何证明电子是无处不在的?(量子佛学系列文章)

(2013-03-05 16:57:11)
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高月明

科学禅定

量子佛学

波粒二相性

文化

第046篇:如何证明电子是无处不在的?(量子佛学系列文章)

我们经常会在草叶上看到露水形成的水珠。那么为什么水会形成这种"圆珠"呢?答案是水分子之间有一种相互吸引的力,让水分子聚合在一起形成"珠"的。如果水分子之间没有相互吸引力的话,一滴水就如同一小堆散沙一样是无法聚合在一起的。例如:你无法用一根牙签挑起“一滴沙子”,但却可以很轻易的挑起一滴水。那么是什么力量让水分子聚合在一起的呢?答案是“氢键”的力量。

如果没有这种力量,水就不会形成水珠。同时,因为是水分子间氢键造成了水的表面张力,让肺泡得以瘪塌,而肺泡中的一种表面活性蛋白则破坏这种张力让肺泡顺利胀开,由此在一张一合中保证了氧气与二氧化碳的交换,所以如果没有氢键力,你就不能呼吸。

又因为是氢键力让细胞中的碱基得以沾合在一起形成基因,所以如果没有氢键,更不会出现人类。最关键的,也恰恰是因为这种氢键力的形成机制却证明了电子必须是以无处不在的方式存在的(概率性的、非局域性的),由此也就证明了世界本质上是一种虚幻性存在的。那么什么是氢键?它又是如何证明的呢?


第一节:什么是氢键? 

首先,一个水分子是由1个氧原子与2个氢原子结合在一起构成的,即所谓的“一氧化二氢”(H2O)。那么为什么水分子会以这种"1+2"的,而不是"1+3"的方式组合在一起的呢?

 简化的说,氧原子最外层有6个电子,对于氧原子来说,最外层拥有8个电子,是最稳定的。而对于氢原子来说,最外层是拥有两个电子是最稳定的。当两个氢原子与一个氧原子相遇到的时候,就会发生,为了获得最稳定的壳外层的电子数,氧原子会各拿出一个电子与氢原子共享(共用)。作为交换,氢原子也要把自己仅有的一个电子与氧原子共享。这样,一个氧原子就额外的得到了两个共享的电子,拥有了稳定的8个电子的外壳。同时,两个氢原子也都获得了一个氧原子共享给自己的电子,同样拥有了两个电子的稳定外壳。这就是双赢原则。

 虽然这种共享电子的个数是公平的,但是因为氧原子是拥有8个带正电质子的原子核,因此它要比拥有一个质子的氢原子核具有更大的正电吸引力,所以名义上虽说是共享了电子,而实际上氧原子把共享给氢的两个电子和氢原子共享给自己的两个电子的70%(大约)的"身体"都占据了。只留给了氢原子30%的电子的"身体"。

 由于发生这种不公平的强占后,就发生了一种情况:由于一个氢原子被夺去了过多的负电性,而让自己所带的电性变得不平衡了,就是氢原子的质子带的正电量是1,而由于被氧原子过多的剥夺了负电子的“电量”,因此氢原子核所能够得到的负电是0.7(数字仅为简化说明),这样对于氢原子来说,它就多出了0.3的正电。由于氧原子多得到了两个电子0.3的负电,因此让它就带有0.6的负电。

这时,一个水分子就成了一头带70%正电的氢原子和一头带60%负电的氧原子的“小磁铁”。因此,一滴水就如同是一堆小磁铁吸引在一起一样。这就是氢键形成的机制和它起作用的方式。氢键与其它化学键有所不同,它是一种比较特殊情况的键。(下图为一个极化水分子模拟图)

 

第046篇:如何证明电子是无处不在的?(量子佛学系列文章)

那么为什么你可以用牙签提起一滴水,却无法用筷子提起一杯水呢?原因很简单,这种静电力的力量很有限,当其总的自重体积超过一定的量度时,地球的引力就会强过这种吸引力,让水滴坠落到地上。


第二节:那么这种氢键与电子是无处不在的有什么关系呢?

 首先,想象一下,如果把氢原子比喻成一座大型体育场,一个质子就如同是体育场中央的一颗台球。电子就像一粒沙一样在体育场的外围围绕着"台球"做高速旋转。

第046篇:如何证明电子是无处不在的?(量子佛学系列文章)
 在量子力学出现以前,科学家们按照经典力学的解释,想象电子围绕质子旋转的方式就如同地球围绕太阳作轨道式旋转一样。可是如果这样,就解释不了一个问题:如果电子是这样围绕质子旋转的,电子就应该在失去能量的同时,(几乎一瞬间)旋转进原子核而毁灭掉。可是这种情况并没有发生(如果发生了,世界就会在宇宙爆炸之初瞬间又毁灭了)。从另一角度来说,如果量子力学是错误的,宇宙就不会存在。

而在量子力学的哥本哈根诠释出现以后,对电子为什么没有旋进原子核做了准确的解释。解释如下:

电子在原子空荡荡的空间中不是如经典力学中想象的那样是像一个粒子一样围绕着原子核(质子)旋转的。而是像一团云一样包裹着原子核的。人们在原子空间的内部(如同体育场)是无法确定电子准确位置的(这就是著名的不确定性原理)。可以说,一个电子在原子空间中是无处不在的。

当时有人提出:第一点、电子之所以没有最终坠入原子核,是否是因为电子旋转的速度非常快,其能量又非常大,所以就没有旋进原子核?第二点、人们无法确定电子的准确位置,是否是因为电子旋转数度太快,就像在高速旋转的电风扇中无法真切的看到风扇叶片一样,让我们无法真切的准确定位电子的位置呢?

简单的说,对于第一点,零点能的存在否定了这样情况发生的可能性。零点能的意思是当电子处于最小能量时,就是在接近宇宙绝对最低温度-273.15℃的情况下,电子也没有旋进原子核。而对于第二点否定的原因是,无论电子的旋转速度有多快,都无法超越宇宙绝对速度-光速,只要它是以粒子的形式围绕原子核旋转的,我们都会用实验确定它的准确位置。

最终,在物理科学上得出的结论是:电子是以像一团模糊的云的方式存在在原子空间中的。就是说,电子在原子中不是一个粒子,而是扩散在整个原子空间中的云团。这就如同是说,在体育场中,一粒沙不是一粒沙,而是以一团模糊的云的方式扩散在整个体育场的空间中。

 在氢键形成的机制中,如果电子是一颗粒子,就不会形成氢键。因为如果电子是如一粒沙一样围绕着原子核旋转的粒子,无论其速度有多快,都会出现在某一时刻电子会绕到氧原子核另一侧的情况,这时氢原子中的质子就被裸露出来了,一个裸露的、带强大正电力的质子会迅速对在它身边的原子造成影响,会迅速产生别的化合物(例如,硫酸的强腐蚀性就是裸露的质子惹的祸)。然而这种情况并没有发生,因此,在水分子中,你必须要把一个电子看成是一团包裹着质子的云。氢原子之所以会显示出30%的正电性,是因为氧原子把一个电子的70%(数字不做精准计算,只做简易说明)的"电子云"吸引到它哪里去了,而留给了氢原子少部分的电子云。

 因此,只有电子在原子空间中是以一团无处不在的电子云的方式存在时,才会形成氢键,进而才会让水成"滴",让肺呼吸,让碱基沾成基因。对氢键的理解,让科学家对基因获得的合理的解释。同时也创造出了新的治疗技术和新型药物。

第046篇:如何证明电子是无处不在的?(量子佛学系列文章)

从以上,我们可以清楚的看到,氢键的存在直接证明电子在原子空间中必须是以一种"无处不在"的"云团"的方式存在着的。否则氢键就不可能存在。

 那么是否电子在原子中是云团,而在原子外则是粒子呢?答案是:如果你把电子弹射到空间中,那么电子在宇宙空间也是无处不在的,只不过这种无处不在的空间扩大了而已。例如,在双缝实验中就明确的证明了这点。我们明确的看到了这点。那么这个"云团"到底长什么样?也就是说,电子看起来到底像什么?

下图1是电子在原子空间中的模拟图。

第046篇:如何证明电子是无处不在的?(量子佛学系列文章)

 

下图2是科学家用铁原子把一个电子围在了一个围栏中的情形。

第046篇:如何证明电子是无处不在的?(量子佛学系列文章)

在围栏中间,电子像波一样不断扩散着。注意:电子不是一道扩散过去的波,而是不断"扩散着"的波。"不断扩散着的波"--这可真是让人无法想像那到底是个什么玩意?

电子到底是什么?长的什么样?如果你把电子放大到一个网球大小,它会像个什么?

对于这个问题至今没有人能给出答案。不是没有发现答案,而是不可能有答案,因为电子(质子、光子等基本粒子)是组建虚幻世界的"非有非无"的像素。它的存在是非逻辑的,是无法像网球一样被显示出来的。

如果电子是以非逻辑性的、云团的、无处不在的、扩散着的波的、不确定性的、非有非无的方式存在着的,那么世界本质上的就是幻相的。反过来说,如果世界是幻相性存在的,则电子必须是以这种方式存在着。

 

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高月明   新浪博客:http://blog.sina.com.cn/gaoyueming123

 

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