呵呵,宏观测量的误差也必然遵循这个不等式,只不过宏观上的测量误差显得很大,于是就似乎没必要提这个不等式了,那么是不是就完全没必要呢?呵呵,显然不能这么做,七十年代的一次很著名的引力波测量,用的是一个直径有一米的实心纯铝柱来测量引力波的四极辐射(引力波没有偶极辐射),当时以为都测到了,后来经人提醒才发现,才发现那个铝柱子本身的固有振动都能把信号淹没了,可是最开始人们以为那个柱子已经被固定的非常好了而也在低温环境下了,这一切的目的其实都是为了减少不必要的振动,可是热振动减少了,由体系量子特性所决定的振动却不可避免。
我明白在宏观测量的大多时候,位置和动量的相干性已经很小了,可是你测量的误差乘积仍然而也要服从这个不等式,你依然不能无限精确的知道其位置或动量,精确=误差(均方差或者说就是涨落)/平均(mean),any measurement result must have a fluctuation which oscillates around the mean value,这个fluctuation在用于非对易的力学量测量时一定得满足这个测不准原理(uncertainty relation),尽管由于h是如此之小以至于可能很多时候对于宏观测量而言没有什么意义。
量子力学中的Uncertainty relation本身包含了三重的意思,第一重是说,这不确定性本身是一切微观粒子的固有属性,这就导致了即便在绝对零度都有零点振动的存在(注意我们没去测量它),这个零点涨落还是很可观的,比如Casimir效应就是一个说明,去年有几个家伙试图用这个来实现"anti"引力,做出了一些东西,取了个“量子漂浮术”的名字,挺有趣的;第二重是说,你要精确测量它所需要的代价,这个代价我在原文中说的很清楚了;第三重意思就是精确测量所引起对粒子的干扰,这个干扰的大小本身也要遵循这个Uncertainty relation ,比如由位置和动量的不确定性可以推得时间和能量乘积的不确定性,这意味着你这一时刻这引入的测量紧接着就会干扰到你下一时刻哪怕是无限邻近的测量,这样的干扰将以Heisenberg的不确定性关系来说刻画。
测不准原理的一个有趣推论是,电子的瞬时速度是光速,当然这也可简单的直接求解Dirac方程来得到。有兴趣的河友不妨从上段所说的思路出发来逻辑演绎(不需要数学推导)来得到电子的瞬时速度是光速的这一看似奇异实则正常的推论。提示:可能需要对相对论有一些basic的common sense。
真空零点能的来由
现代科学认为真空并不意味着一无所有,真空是由正电子和负电子旋转波包组成的系统。
量子真空是一个非常活跃的空间,它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场。
零点能的设想来自量子力学中的海森堡测不准原理,即不能同时测得任意粒子的动量和位置。
因此,当温度降低到0K时,粒子仍会振动。
综上,在绝对零度的真空中,即传统认为毫无能量的世界里,也是存在这能量的,这被叫做真空零点能。
零点能的效应
一些人认为, 零点能来自所有各种类型的力场,
包括电磁场、引力场和核力场, 并通过几种方式表现出来。一种方式是兰姆位移, 即受激原子发出的光的频率的轻微改变; 另一种形式是电子和光学仪器中可纪录到的一类特殊的不可避免的电平噪声。
最为明显的是卡西米尔效应。
卡西米尔效应
1948年卡西米尔在波尔的指点下, 根据腔量子电动力学的理论成功利用零点能引出了卡西米尔力。卡西米尔效应的物理本质就是由于各种导体表面的存在而引起自由空间内零点震荡的变化, 进而导致该空间内零点能的变化 。
卡西米尔认为, ,真空中充满着各种波长的粒子。如在真空中采用两块靠得很近的金属板,排除掉较长波长的光子,金属板外较多的波(较多光子)就会使两板有靠近的趋势。而一旦它们靠得更近,两者之间产生的吸力就会更强。当然,卡西米尔力是很微弱的,它不会比一颗尘埃落到极板上产生的压强更大,但是,仍然有可能进行检测。
1998年,美国Los Alamos国家实验室的科学家Steven Lamoreaux最先实现了对卡西米尔作用力的测量。他的装置比卡西米尔本人于1948年提出的设想复杂,由2根镀金石英棒和1个镀金球组成。安装时它们十分靠近,所获得的卡西米尔力使吊在金属丝上的一根石英棒扭转。Steven Lamoreaux测量了使石英棒恢复原状的力,结果与卡西米尔理论相符,事实上只有5% 误差。
关于零点能不同的观点
关于零点能的争论有不同的观点, 这些争论形成了关于零点能的许多不同的学派。Mo ra y B. King总结出了如下几种:
1. 量子物理是错的。量子事件可以通过自场作经典的解释, 零点能不存在。
2. 相对论是错的。有一个类似于物质的以太存在。
3. 量子物理是对的, 但零点能只是理论上的产物, 并不真正存在。
4. 零点能在物理上存在, 但太微弱, 不能作为真正的能源。
5. 零点能在物理上表现为能量很高的涨落, 但无法提取, 因为它们是随机地处处存在的。
6. 零点能是开放非线性系统的混沌的表现。在一定条件下可以表现出自组织行为, 因而可以作为能源。
7. 零点能是来源于四维空间的电磁流的三维表现。它可以扭曲我们的三维空间, 从而改变时空度规。可以提取出来作为能源, 但这一过程改变了局部的引力、惯性和时间的进程。
提取真空零点能
大部分物理学家认为不能提取零点能, 因为零点能是一种随机的电磁振荡。
根据热力学第二定律, 是不能从随机的电磁振荡中提出能量的。而Mo ra y B. King 坚持认为零点能是可以提取的, 并在这方面做了大量的工作。
King 认为, 在一定的条件下, 由于挠场相干等原因, 可以使随机的背景电磁场产生自组织, 从而提出零点能。并试图利用这一理论解释球形闪电、冷核聚变等现象。
一旦真空零点能可以被顺利提取和转化,能源危机将不再是问题。下面是一些初步的应用。
一种利用零点能的微型推进器设计
理论依据:两平行导电金属板之间Casimir力理想状态下,相距d的两平行导电金属板之间的零点能为:
单位面积上的卡西米尔力为:
对于两平行平面,如果两板之间的距离从小间
距口变化到大间距b时,那么卡西米尔力所做的功:
设计模型
在一块金板上刻出一系列的矩形腔阵列作为推进器的基座,其可以沿光滑平面导轨做水平运动,在基座上距离为d。的地方放置图示缸体,缸体中的平板活塞可以沿缸孔作上下运动。
工作过程如下:初始位置如上图所示,此时矩形腔正对活塞,使得活塞在向上的卡西米尔力的作用下向上做加速运动,产生推力,卡西米尔力做正功,卡西米尔力减小为零时,通过微系统控制基座向左或向右水平移动£。,此时活塞正对的是基座上的平面,活塞和基座之间产生相互吸引的卡西米尔力,活塞向下加速运动,卡西米尔力还是做正功,当活塞到达下止点时,微系统控制基座向右或向左移动 。,完成一个行程周期,如此反复运动。
在此过程中,卡西米尔力做的功
上式两项都为正,即在运动中卡西米尔力都是做正功,从而实现对零点能的有效提取。
将这样的推进器集成系统并联到飞行器的动力装置中可以作为辅助动力源,直接产生机械能,参与飞行器的动力补偿甚至作为微型飞行器的动力源,也可以将微型推进器的活塞杆和压电材料相连转变成电能,从而为飞行器内部控制系统提供工作电源。
参考文献:
雷锦志 江兴流,卡西米尔效应与提取零点能
朱国华 丁建宁 杨继昌,利用真空零点能进行量子微型推进技术的研究
朱国华, 丁建宁, 杨继昌,应用卡西米尔力实现真空“ 零点能”的利用研究
真空零点能的来由
现代科学认为真空并不意味着一无所有,真空是由正电子和负电子旋转波包组成的系统。
量子真空是一个非常活跃的空间,它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场。
零点能的设想来自量子力学中的海森堡测不准原理,即不能同时测得任意粒子的动量和位置。
因此,当温度降低到0K时,粒子仍会振动。
综上,在绝对零度的真空中,即传统认为毫无能量的世界里,也是存在这能量的,这被叫做真空零点能。
零点能的效应
一些人认为, 零点能来自所有各种类型的力场,
包括电磁场、引力场和核力场, 并通过几种方式表现出来。一种方式是兰姆位移, 即受激原子发出的光的频率的轻微改变; 另一种形式是电子和光学仪器中可纪录到的一类特殊的不可避免的电平噪声。
最为明显的是卡西米尔效应。
卡西米尔效应
1948年卡西米尔在波尔的指点下, 根据腔量子电动力学的理论成功利用零点能引出了卡西米尔力。卡西米尔效应的物理本质就是由于各种导体表面的存在而引起自由空间内零点震荡的变化, 进而导致该空间内零点能的变化 。
卡西米尔认为, ,真空中充满着各种波长的粒子。如在真空中采用两块靠得很近的金属板,排除掉较长波长的光子,金属板外较多的波(较多光子)就会使两板有靠近的趋势。而一旦它们靠得更近,两者之间产生的吸力就会更强。当然,卡西米尔力是很微弱的,它不会比一颗尘埃落到极板上产生的压强更大,但是,仍然有可能进行检测。
1998年,美国Los Alamos国家实验室的科学家Steven Lamoreaux最先实现了对卡西米尔作用力的测量。他的装置比卡西米尔本人于1948年提出的设想复杂,由2根镀金石英棒和1个镀金球组成。安装时它们十分靠近,所获得的卡西米尔力使吊在金属丝上的一根石英棒扭转。Steven Lamoreaux测量了使石英棒恢复原状的力,结果与卡西米尔理论相符,事实上只有5% 误差。
关于零点能不同的观点
关于零点能的争论有不同的观点, 这些争论形成了关于零点能的许多不同的学派。Mo ra y B. King总结出了如下几种:
1. 量子物理是错的。量子事件可以通过自场作经典的解释, 零点能不存在。
2. 相对论是错的。有一个类似于物质的以太存在。
3. 量子物理是对的, 但零点能只是理论上的产物, 并不真正存在。
4. 零点能在物理上存在, 但太微弱, 不能作为真正的能源。
5. 零点能在物理上表现为能量很高的涨落, 但无法提取, 因为它们是随机地处处存在的。
6. 零点能是开放非线性系统的混沌的表现。在一定条件下可以表现出自组织行为, 因而可以作为能源。
7. 零点能是来源于四维空间的电磁流的三维表现。它可以扭曲我们的三维空间, 从而改变时空度规。可以提取出来作为能源, 但这一过程改变了局部的引力、惯性和时间的进程。
提取真空零点能
大部分物理学家认为不能提取零点能, 因为零点能是一种随机的电磁振荡。
根据热力学第二定律, 是不能从随机的电磁振荡中提出能量的。而Mo ra y B. King 坚持认为零点能是可以提取的, 并在这方面做了大量的工作。
King 认为, 在一定的条件下, 由于挠场相干等原因, 可以使随机的背景电磁场产生自组织, 从而提出零点能。并试图利用这一理论解释球形闪电、冷核聚变等现象。
一旦真空零点能可以被顺利提取和转化,能源危机将不再是问题。下面是一些初步的应用。
一种利用零点能的微型推进器设计
理论依据:两平行导电金属板之间Casimir力理想状态下,相距d的两平行导电金属板之间的零点能为:
单位面积上的卡西米尔力为:
对于两平行平面,如果两板之间的距离从小间
距口变化到大间距b时,那么卡西米尔力所做的功:
设计模型
在一块金板上刻出一系列的矩形腔阵列作为推进器的基座,其可以沿光滑平面导轨做水平运动,在基座上距离为d。的地方放置图示缸体,缸体中的平板活塞可以沿缸孔作上下运动。
工作过程如下:初始位置如上图所示,此时矩形腔正对活塞,使得活塞在向上的卡西米尔力的作用下向上做加速运动,产生推力,卡西米尔力做正功,卡西米尔力减小为零时,通过微系统控制基座向左或向右水平移动£。,此时活塞正对的是基座上的平面,活塞和基座之间产生相互吸引的卡西米尔力,活塞向下加速运动,卡西米尔力还是做正功,当活塞到达下止点时,微系统控制基座向右或向左移动 。,完成一个行程周期,如此反复运动。
在此过程中,卡西米尔力做的功
上式两项都为正,即在运动中卡西米尔力都是做正功,从而实现对零点能的有效提取。
将这样的推进器集成系统并联到飞行器的动力装置中可以作为辅助动力源,直接产生机械能,参与飞行器的动力补偿甚至作为微型飞行器的动力源,也可以将微型推进器的活塞杆和压电材料相连转变成电能,从而为飞行器内部控制系统提供工作电源。
参考文献:
雷锦志 江兴流,卡西米尔效应与提取零点能
朱国华 丁建宁 杨继昌,利用真空零点能进行量子微型推进技术的研究
朱国华, 丁建宁, 杨继昌,应用卡西米尔力实现真空“ 零点能”的利用研究