量子力学的本质
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工业、农业等等经济发展的历史事实证明了,科学技术是工业、农业等等人类全部经济的发展进步的基础。而人类科学技术是建立在基础科学之上的,所以,人类工业、农业等等全部经济的发展进步,归根结底是人类基础科学的发展进步的结果,人类基础科学的发展进步推动、引领、实现了人类工业、农业等等全部经济的发展进步。
因此,基础科学,不但是人类科学技术的建立基础,而且,还是人类工业、农业等等全部经济发展进步的基础。所以,弄清楚基础科学的性质,以及基础科学建立、发展进步的客观规律,是非常重要的。只有弄清楚了基础科学的性质,掌握了基础科学的建立、发展进步的客观规律,才能掌握基础科学,才能掌握基础科学的建立、发展和进步的客观规律,才能使基础科学获得发展和进步,进而才能使人类科学技术获得发展和进步,才能使人类的工业、农业等等全部的经济获得发展和进步。
那么,究竟什么是基础科学呢?“基础科学是以自然现象和物质运动形式为研究对象,探索自然界发展规律的科学。”;“基础科学在人类的 物质文明 和 精神文明 中,具有以下特点:①是 物质运动 最本质规律的反映,与其他科学相比,抽象性、 概括性 最强,是由概念、定理、公式组成的严密的 理论体系 。②与生产实践的关系比较间接,需通过一系列中间环节,才能转化为物质 生产力 。③一些成果的重大作用易被人们忽视。④研究具有 长期性 、艰苦性和 连续性 。⑤研究成果具有非保密性,一般 公开发表 ,成为全人类共同的 精神财富 。”(见于百度百科《基础科学》条目)。
而人类的物理学“物理学(physics),是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至 基本粒子 等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。”(见于百度百科《物理学》条目)。所以,人类的物理学是基础科学。
那么,人类物理学是由谁建立起来的,又是怎么建立起来的呢?人类科学发展的客观事实,是人类物理学,是由牛顿、爱因斯坦以及吉林大学出版社出版的张辉所著《自然原理》一书作者张辉这三个人建立起来的,人类物理学是牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人以时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基本上,建立起来的具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系,即牛顿以牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来了牛顿经典力学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系(见于牛顿所著《自然哲学的数学原理》一书);爱因斯坦以爱因斯坦相对时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设的基本上,代替了牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,建立起来了爱因斯坦狭义相对论及其相对论物理学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系(见于《爱因斯坦文集》第二卷,第83—84页,商务印书馆,北京,1977年。);《自然原理》一书作者张辉以张辉物质固有时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设的基础上,代替了牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,建立起来的张辉物质固有时空观念及其理论物理学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系(见于张辉所著《自然原理》一书,第20—22页,吉林大学出版社出版,长春,1996年。)。
因此,人类基础科学,就是上述牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人以他们各自的时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来的牛顿经典力学、爱因斯坦狭义相对论及其相对论物理学以及《自然原理》一书作者张辉物质固有时空观念及其理论物理学这三个物理学所组成的具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系;而牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人,以他们各自的、不断革命性的发展进步的时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来的整个人类物理学这个具有完整、严密逻辑的科学体系,使整个人类物理学得以建立,得以不断的革命性的发展进步,就是人类基础科学的建立、发展和进步的客观规律。所以,掌握了牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人的物理学,也就掌握了人类基础科学;掌握了牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人以时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来了整个人类物理学这个具有完整、严密逻辑的物理学科学体系这个客观规律,也就掌握了人类基础科学的建立、发展和进步的客观规律。这就能够使我们即使是非物理学专业的人,也能够避免被那些天天嚷嚷着寻找、发现、建立新物理学的骗子们的欺骗,那些骗子们只要不是他们自己,或者只要不是他们圈子内的人成就,他们就一律不予承认。所以他们根本就不是打算发展科学,不是打算使人类科学技术发展进步,使人类经济发展进步,而是打着“科学”的幌子,牟取他们个人和小圈子的私利;能够使我们获得使人类科学技术发展进步的基础,获得使人类工业、农业等等全部经济发展进步的基础,从而使我们的科学技术,以及工业、农业等等全部经济获得发展和进步。
事实上,在1687年,牛顿出版了他的科学巨著《自然哲学的数学原理》一书,以牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来了牛顿经典力学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系之后,使人类社会发生了第一次工业革命。
“第一次工业革命是指18世纪60年代从英国发起的 技术革命 ,最终确立了 资产阶级 对 世界 的统治地位,是技术发展史上的一次巨大革命,它开创了以机器代替 手工劳动 的时代。这不仅是一次技术改革,更是一场深刻的社会 变革 。 [1]第一次工业革命是以工作机的诞生开始的,以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志的。这一次技术革命和与之相关的社会关系的变革,被称为第一次工业革命或者产业革命。 [1]第一次工业革命使工厂制代替了 手工工场 ,用机器代替了手工劳动;从社会关系来说, 工业革命 使依附于落后生产方式的 自耕农 阶级消失了, 工业资产阶级 和工业 无产阶级 形成和壮大起来。 [2]第一次工业革命大大密切加强了世界各地之间的联系,改变了世界的面貌,率先完成了 工业革命 的英国,很快成为世界霸主。”(见于百度百科《第一次工业革命》条目)。
瓦特在牛顿经典力学的基础上,发明了蒸汽机,蒸汽机是第一次工业革命的最具标志性的发明。
1831年,法拉第通过实验,发现了法拉第电磁感应定律;法拉第在实验中还发现了,电场、磁场以及电磁场等等,都是实物物质,并且法拉第把这些“场”的概念引进了物理学,建立了法拉第电磁学,引发了第二次工业革命。法拉第电磁学虽然同牛顿经典力学,存在着关于超距作用的分歧,但是,法拉第电磁学仍然属于牛顿经典力学的范畴。
1905年,爱因斯坦以爱因斯坦相对时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设的基本上,代替了牛顿以牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,建立起来了爱因斯坦狭义相对论及其相对论物理学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系,使人类工业、农业等等全部经济发生了第三次革命。
《自然原理》一书作者张辉以张辉物质固有时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设的基础上,代替了牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,建立起来了张辉固有时空观念及其理论物理学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系,其所导致、引领的人类工业、农业等等全部经济的第四次革命正在到来,并且已经初露端倪。例如,美国激光干涉探测引力波天文台(LIGO)获得2017年诺贝尔物理学奖的引力波实验,就是按照《自然原理》一书作者张辉物质固有时空观念及其理论物理学对于引力波的描述和预言(见于张辉所著《自然原理》一书,吉林大学出版社出版,长春,1996年。),设计实验装置并且探测到引力波的等等。所以,我们应该在《自然原理》一书作者张辉的物质固有时空观念及其理论物理学这个新的革命性的、超越了牛顿、爱因斯坦等所有科学家的具有完整、严密逻辑的新的整个人类物理学科学体系的基础上,发展我们国家的科学技术,从而使我们国家的应用科技,以及工业、农业等等全部的经济获得革命性的发展进步。
我们上述叙述了这么多,但是却没有提及量子力学,是不是文不对题呢?实际上,虽然我们在上述的叙述中没有提及量子力学,但是却不是文不对题。因为我们要弄清楚量子力学的本质,首先就必须先弄清楚整个人类物理学的本质,而我们上述的叙述正是整个人类物理学的本质。
“量子力学(Quantum Mechanics),为物理学理论,是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。”(见于百度百科《量子力学》条目),所以,根据百度百科的这个“量子力学”条目,量子力学“是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。”。但是,百度百科的这个条目接下来又写道:“它(量子力学)与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一,而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。”(见于百度百科《量子力学》条目)。
从上述百度百科给出的量子力学定义的叙述中,我们可以看到,百度百科的这个“量子力学”定义,是前后不一致的,是前后矛盾的,是前后不能在量子力学上同时成立的。因为既然量子力学是物理学的分支,那么,量子力学就不是物理学的理论基础。
物理学的分支意味着,量子力学是从物理学中诞生出来的,也就是说,量子力学是以物理学为基础建立、发展、推导出来的;而物理学的理论基础意味着,物理学是从量子力学中诞生出来的,这就是说,物理学是以量子力学为基础建立、发展、推导出来的,这两个截然不同的说法,显然是相互矛盾的。所以,百度百科的量子力学的定义,显然是不成立的。
不仅如此,还有一些人也同百度百科一样,大力宣扬这种量子力学既是物理学分支,又是物理学理论基础的错误观点。
那么,量子力学的本质究竟是什么呢?要弄清楚量子力学的本质,就应该首先弄清楚,量子力学的建立和发展过程,以及量子力学同前文我们叙述过的牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人以他们各自的时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来的具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系的关系,弄清楚了这些,也就弄清楚了量子力学的本质。
1900年,普朗克在黑体辐射实验中发现,能量辐射是一份一份不连续,而这种能量辐射一份一份不连续的实验现象,是牛顿经典力学所不能描述的。普朗克把这种一份一份不连续的能量命名为能量量子,并且依据实验n事实,拼凑出了描述这种实验现象的数学表述公式,即
En=nhν,E表示能量变换量(辐射能量,或者吸收能量);ν表示能量辐射频率;n是一个整数;h是普朗克常数。上述所叙述的内容,就是普朗克量子论(见于百度百科《量子力学》条目)。
仔细考察普朗克、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔、狄拉克等人创建量子力学的过程,以及后来的物理学家在他们理论基础上建立的量子力学理论,我们就会发现,量子力学是一个从实验中总结出来的理论。从理论上来说,是一个无源之水,没有理论来源。
普朗克在建立量子论以后,为了从理论上找到他的量子论来源,也就是,从现有的牛顿经典力学中,推导出来他的量子论,曾经花费了大量时间,最后也没有成功。这就是说,普朗克量子论不是来源于牛顿经典力学。但是,另一方面,量子力学又在使用着牛顿经典力学,“牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和 能量 不连续现象。19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现,即 X射线 的发现、 电子 的发现和 放射性 的发现,使物理学的研究由宏观领域进入微观领域,特别是20世纪初 量子力学 的建立,出现了与经典观念不同的新观念。例如:量子力学的研究表明,微观粒子既表现为 粒子性 又表现为波动性,粒子的 能量 等物理量只能取分立的数值,粒子的速度和位置具有不确定性,粒子的状态只能用粒子在空间出现的概率来描述等。但量子力学的建立并不是对经典力学的否定,对于宏观物体的运动,量子现象并不显著,经典力学依然适用。”(见于百度百科《牛顿力学》条目)。所以,量子力学仍然属于牛顿经典力学范畴。
狄拉克把爱因斯坦狭义相对论引进量子力学以后,建立了狄拉克方程,预言正电子的存在,首次揭示了反物质这个自然界中重要组成物质。后来的物理学家在狄拉克方程的基础上,建立了量子场论等现代量子理论。所以,量子力学也使用了爱因斯坦狭义相对论。但是,物理学家们仍然不能从爱因斯坦相对论中推导出来普朗克量子论。
因此,普朗克量子论本身就没有理论来源,而且,量子力学都在所有着牛顿经典力学和爱因斯坦狭义相对论,又怎么能是现代物理学的理论基础呢?显然,量子力学不是现代物理学的理论基础。
恰恰相反,普朗克量子论,以及上述普朗克、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔、狄拉克等人及其后来的物理学家建立的量子力学是一个悬而未决的理论,是一个既属于牛顿经典力学和爱因斯坦相对论物理学范畴之内的,又是不能从这两个物理学中推导出来的理论。
要了解物理学的基础,首先就需要了解物理学,弄清楚物理学究竟是怎么回事。
如果把物理学比作一个房子,就能很容易地弄清楚物理学的基础是什么了。
我们都知道,房子是建筑在地基基础上的,房子还有四梁八柱,有了地基和四梁八柱,就能把房子建筑起来。同样物理学也是有地基和四梁八柱,才能建立起来的。
人类第一位物理学的建筑师就是牛顿,牛顿把从实验中总结出来的实验事实,即牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来了牛顿经典力学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系,所以人类物理学是一个公设科学理论体系。公设就像房子的地基和四梁八柱一样,建筑起来了整个人类物理学这座大厦。
显然,改变房子的地基和四梁八柱,就可以改变整个房子,所以同样的道理,改变物理学的公设,就能改变整个人类物理学。
爱因斯坦以及吉林大学出版社出版的张辉所著《自然原理》一书作者张辉,就改变了作为物理学最基本公设的时空观念及其理论,从而使整个人类物理学发生了革命性的改变。
爱因斯坦以爱因斯坦相对时空观念及其理论作为物理学的新的最基本公设的基本上,代替了牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,代替了牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,建立起来了爱因斯坦狭义相对论及其相对论物理学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系(见于《爱因斯坦文集》第二卷,第83—84页,商务印书馆,北京,1977年。);《自然原理》一书作者张辉以张辉物质固有时空观念及其理论作为物理学的新的公设的基础上,代替了牛顿绝对时空观念及其理论作为物理学的最基本公设,建立起来了张辉物质固有时空观念及其理论物理学这个具有完整、严密逻辑的整个人类物理学科学体系(见于张辉所著《自然原理》一书,第20—22页,吉林大学出版社出版,长春,1996年。)。并且《自然原理》一书作者张辉,在他的物质固有时空观念及其理论物理学中,用张辉物质固有时空观念及其理论中的物质固有时间原理t=k1/m,t表示物质固有时间;m表示物质质量在物质固有时间t内的变化量;k1是常数,推导出来了普朗克量子论,即E=k1c^2/t,E表示能量变换量;t表示能量变换所需要的时间;c是真空中光速;k1是常数(见于张辉所著《自然原理》一书,第24页,吉林大学出版社出版,长春,1996年。);推导出了量子力学基本规律和量子力学运动学方程以及动力学方程,建立起来了新的量子力学。
因此,量子力学是属于牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》一书作者张辉这三个人,以他们各自的时空观念及其理论作为物理学的最基本公设的基础上,建立起来的整个人类物理学这个具有完整、严密逻辑的物理学科学体系范畴内的分支理论,是由牛顿、爱因斯坦以及《自然原理》作者张辉这三个人所建立起来的整个人类物理学科学体系中推导出来的物理学分支理论,并且,还是被张辉物质固有时空观念及其理论物理学,推导出来的,并被其同爱因斯坦狭义相对论和广义相对论统一了起来的物理学分支理论,而不是所谓的现代物理学的理论基础,这就是量子力学的本质。
2023年03月05日 10点03分 1
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