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量子力学的位形空间全同粒子系综解释

(2012-08-07 10:08:28)
标签:

统计力学

量子力学解释

全同粒子

位形空间

波粒二象性

杂谈

    梅晓春提出量子力学位形空间全同多粒子系综解释

   

福州原创物理研究所

 

量子力学诞生至今已经近百年,但它的物理意义仍然不清楚。物理学界长期的争论,无法达成共识,这样事情在科学史上实属罕见的,量子力学的哥本哈根学派对此负有不可推卸的责任。波尔等人的哥本哈根意识对物理学家进行了百年洗脑,已经使许多人不能理性和逻辑地思考问题。

我所梅晓春先生经过三十多年的深思熟虑,提出量子力学的位形空间全同多粒子系综解释。指出多粒子系统几率描述的理论只能建立在高维位形空间,将位形空间与微观粒子波动性的关系说的一清二楚。由此可以阐明波粒二象性的本质,弄清量子力学与统计力学的关系,恢复量子力学的本来面目,彻底消除量子力学正统解释造成的百年迷雾。

梅晓春欢迎讨论,希望听到有价值的批评和建议,以完善理论体系。论文可在《中国预印本服务系统》查询http://www.nstl.gov.cn/preprint/main.html?action=index,也可来信索取,电子邮箱是mxc001@163.com

 

      “量子力学位形空间全同多粒子系综解释”内容简介

1. 证明经典宏观粒子也可以用几率振幅函数和算符来描述的方式,满足的运动方程与量子力学运动方程类似。差别在于量子力学的几率波运动方程是斯特姆刘维型方程,有分立本征解。经典粒子的几率波运动方程不是斯特姆刘维型方程,没有分立解。此外,经典粒子的几率波函数没有全同交换对称性,微观粒子的波函数有交换对称性。

2由于归一化条件的限制,量子力学多粒子系统的几率波函数必须建立在高维位形空间中。这是用几率概念来描述的物理理论必须遵守的数学规则,量子力学也不能例外。

3. 考虑微观粒子的位形空间描述和波函数全同交换对称性后,系统的微观状态数被扩大。一个N粒子系统在3N位形空间要用N!个等位粒子来描述。将3N维位形空间通过积分压缩成三维空间,意味着一个微观粒子要用N!个等位粒子来描述,或者说粒子被弥散成波状分布。由此就可以揭示微观粒子的波动性的本质,它起源于波函数在位形空间的全同对称性。

4. 经典宏观粒子用几率波和算符来描述后,同样存在类似的测不准关系。难道经典粒子也测不准?事实上在量子力学严格导出的测不准关系中,所有的物理量都是平均值,根本就没有什么瞬时值,精确值和测量值,哪里来的测不准?量子力学的测不准关系实际上是共轭算符均方差之间的统计关系,或者说是两个不同物理量的涨落统计关系。现有量子力学对测不准关系的理解完全是误解,微观粒子根本不存在量子力学正统解释所认为的不确定关系。

5. 量子力学与量子场论应当是一脉相承的,量子力学中所谓的单粒子波函数描述的是三维空间中N! 个等位粒子的几率波函数,其中的坐标x是场的坐标,不是某个粒子的坐标。场是宏观概念,不是微观观念。量子力学正统解释所谓的一个波包崩塌成一个粒子,实际上是位形空间中的一个几率波被转化成现实空间中一个粒子。它只是描述方式的转换,并不代表真实的物理过程。

6. 我们有两种等价的方式描述微观粒子的衍射和干涉现象。第一种是经典理论中宏观波的叠加方式,此时不考虑粒子与环境的相互作用作用。第二种是量子力学运动方程的微观描述方式,此时要考虑粒子与环境的相互作用。第一种描述方式是唯象的,非本质的。第二种是本质的,通过这种方式可以阐明微观粒子波动性的本质,证明微观粒子的本质是粒子性的,彻底消除波粒二象性徉谬。

7. 福勒烯C(60)分子的干涉实验显示,经典宏观粒子也可能存在所谓的波动现象。事实上只要相互作用力的形式合适,我们也可以用使满足经典统计力学刘维方程的几率密度函数产生衍射和干涉条纹分布,并不一定非要用几率振幅函数叠加的描述方式不可,这才是福勒烯C(60)分子干涉现象的本质。如果相互作用的形式不合适,即使存在波的叠加,也不会产生干涉,就如光的“鬼干涉”现象。

8. 从微观粒子波函数的全同性对称性可以导出波函数的叠加原理,前者涵盖后者具有更广延的意义,量子力学的基本假设可减少一条。

9. 量子力学是与经典统计力学平行的系综理论,不是描述单个粒子的理论。量子纯系综起源于微观粒子波函数的全同对称性交换,它的严格数学定义就是全同粒子对称性波函数,或量子力学希尔伯特空间中的态矢量波函数。

10. 量子纠缠实际上是波函数全同对称性交换的结果,不同粒子之间的纠缠也存在波函数全同对称性交换的背景。量子纠缠观察不存在非定域关联和破坏因果关系的问题。薛定谔卾猫徉谬本来不存在,因为猫是宏观物体,其波函数不存在全同对称性,无法写成纠缠态的形式。

11. 所谓量子力学多世界解释,不同的世界实际上对应于量子系综里的不同系统。它们定义在不同的位形空间,通过全同对称性交换而产生,相互间存在关联,实际上是不独立的。

12 量子力学是建立在高维位形空间的,描述大量微观粒子的系综理论。它是与经典统计力学对应的理论,而不是描述单个微观粒子与经典动力学对应的理论。

13. 量子力学的路径积分描述方式和量子场论的微扰论也都是建立在位形空间上的理论。海森堡表象中的量子力学运动方程与经典动力学等价,薛定谔表象中的量子力学运动方程与经典统计力学运动方程等价。

14. 就像经典粒子既可以用动力学方式描述,也可以用统计力学方式描述,还可以用几率振幅运动方程的形式描述一样,微观粒子即可以用量子力学描述,可以用经典力学(相对论)运动方程来描述。虽然微观粒子受力的形式可能比较复杂,与经典宏观粒子可能有所不同,但不排除存在确定的轨道运动的可能性。我们没有理由认为,稳定的微观粒子不遵从经典动力学运动规律。

事实上无论是在火花室还是气泡室中,微观粒子的轨道运动都是清晰可见的。在高能加速器中,我们完全按经典物理学(相对论)的公式计算微观粒子的轨道运动。带电粒子在经典洛伦兹力作用下沿什么轨道运动,在什么位置上达到什么速度什么加速度,在什么位置上以什么速度碰撞,所有的事情都一清二楚。我们凭什么说微观粒子没有确定的轨道运动,凭什么说它们的位置和动量不能同时确定?

问题的实质在于,物理学家门经过近百年的哥本哈根意识洗脑后,已经变得对事实视而不见。这正应验了爱因斯坦所说的,理论决定我们看到什么。物理学家们,该清醒了!

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