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量子力学是完备的吗? 量子力学是完备的吗? Can Quantum Mechanics be considered complete?   李增兴(Li Zengxing) 深圳市南山区科技工业园24栋北段(邮编:518057)     摘要 本文从量子力学内部讨论了物质波频率和波速未有实验基础的情况;波动能量有三种不同取值的问题(动能、哈密顿量、相对论总能量);群速漏考虑各谐波振幅的影响的情况;统计解释以几率标量解释波动,无法充分表达波动矢量内容,不能体现振幅、相位、方向的重要作用的问题;薛定谔方程不是波动方程而是扩散方程情况;相对论量子力学在非相对论极限下,克莱因-戈登方程和狄拉克方程过渡到薛定谔方程的推导过程中存在问题,两者未能正确过渡到薛定谔方程的情况。在量子力学外部主要是:量子力学不能求出经典波动的实数解,与经典波动理论不相容;哥本哈根学派自封量子力学的完备性与哥德尔不完备性定理相矛盾;量子力学波动能量的多种观点与经典力学和光子论相冲突。希望通过提出量子力学的多个问题和论证其不完备性,引起新的量子研究课题。   关键字: 量子力学, 统计解释, 波动理论, 德布罗意波, 完备性. 中图分类法: O4   0引言 量子力学历经百年发展,取得了伟大的成功,成为现代科学的基础学科。从1900年普朗克为解决黑体辐射问题提出能量子假设开始,1905年爱因斯坦提出光子论,1923年德布罗意把光子论推广到任意粒子,提出物质波假设,经过薛定谔、玻尔、Dirac、海森伯、玻恩等众多物理学家的努力,建立了一整套量子力学理论体系。但是量子力学的波粒两相性的物理含义却让人隐晦难解,从量子力学建立初期至今,对量子力学的物理解释一直进行着激烈的争论。以玻尔为首的哥本哈根学派提出量子力学的几率统计解释,把量子力学解释为随机论,得到较多学者的接受,被大量学者确立为量子力学的正统解释,并成为量子力学教材的基本观点。爱因斯坦、薛定谔等人认为物理实在应该是决定论而不是随机论,量子力学是不完备的。双方进行了长期的争论,直到现在没有得出胜负。双方对量子力学都做出巨大的贡献,使量子力学在长期的争论中取得极大的发展和进步。多年来关于量子力学中的若干争论,主要有测量与波包缩编、几率解释、测不准原理、ERP佯谬、隐参量理论、贝尔不等式、量子非定域性、理论完备性等方面的问题,这些著名问题的争论已经有大量文章介绍。本文将提出多个未被人注意的问题进行讨论,这此问题有些可能是前人的论述,有些是笔者个人提出的新问题或对问题的新看法。希望通过提出量子力学的多个问题和论证其不完备性,引出新的量子研究课题。 1频率和波速问题 自从德布罗意提出物质波以来,有无数实验证明了其波长公式的准确性。但从来没有人做过物质波频率和波速的测量实验。按德布罗意的假设: E=mc2=hv () p=mu=h/λ() v表示频率,用u表示粒子速度,m表示粒子的质量,λ表示波长,h表示普朗克常量。公式(1)可以称为德布罗意能量公式,公式(2)可以称为德布罗意动量公式。 由(1)式可得频率v=mc2/h只与粒子质量有关,与粒子速度无关,经计算可得出频率极高,即使是很轻的电子,其物质波频率都达1020赫兹以上,以现有技术条件是无法进行实验测量的,因此频率测量的问题一直无人问津。没有人做过物质波频率的测量实验,说明现有理论中的物质波频率公式是没有实验基础的。作为波动理论,居然避而不谈波动频率,从来不测量波动频率,是不能令人满意的。 按德布罗意假设推导出来的波速 uw=vλ= mc2/h*h/mu= c2/u 是超光速,并认为这是量子波与经典波的重要差别。波速超光速是一个怎样的波动?如何测量呢?现在还没有答案,波速测量问题与频率测量问题一样没有得到应有的重视,也从来没有人做过实验。没有实验基础,是不能令人信服的。
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