粒子的空间连续性，发现了无法精确确定其空间的位置,无限大域函数不可积， 形成不了一个牛顿逻辑量

§1.3 关于光本质的讨论
§1.3 关于光本质的讨论
在科学发展的历史上有关光的问题一直是与科学理论的本质相联系的争论不休的问题。欧基里德的几何学的体系中，最主要的一个概念就是关于直线的概念：那里就是以一束细的光作为直线的范例。现在我们知道与光属于同类物的电磁波束却完全不是直线，而是不断扩散，在空间连续分布，直至充满整个空间的。光也应该是这样；但是另一方面，直到现在我们又仍然找不到比光更恰当的作为直线的实际例子。在经典物理学的发展过程中关于光是粒子还是波的争论是一场最有意义的争论。经典数学和物理学的奠基人牛顿继承和发展了欧氏空间的数学框架，在中学和大学的教学中，我们都被告知牛顿是光的粒子说的代表人物。其实这样的说法过于简单，我们只能说在他的时代，他所创立的自然哲学体系中，只能包容有质量的，在空间占据有限的固定位置的物质——粒子。这也就是以后爱因斯坦的局域观的本质。让我们看一看爱因斯坦关于光(波)的一段论述：
“按照光的麦克斯韦理论(或者更一般地说，按照任何波动理论)，从一个点光源发出的光能，是在一个不断增大的体积中连续地分布的。
“用连续空间函数来运算的光的波动理论，在描述纯粹的光学现象时，已被证明是十分卓越的，似乎很难用别的理论来代替。但不应忘记，光学观测都同时间平均值有关，而非同瞬时值有关，尽管衍射、反射、折射、色散等理论完全由实验所证实，但仍可以设想，当人们把用连续空间函数进行运算的光理论应用到光的产生和转化现象上，仍会导致与经验相矛盾。
“在我看来，关于黑体辐射、光致发光、紫外光产生的阴极射线，以及其它一些有关光的产生和转化现象的观察，如用光的能量在空间中不是连续分布这种假设来解释，似乎更好理解。按照我们的设想，从点光源发出来的光束能量在传播时不是分布在越来越大的空间中，而是由有限个数的、局限在空间各点的能量子所组成，这些能量子能够运动，但不能再分割，而只能整个地被吸收或产生出来。”
爱因斯坦由于他的局域观而被认为是光粒子说的代表人物，这段话他既说了光的波动性又说了它的粒子性，但是同样他既没有说光是粒子也没有说光是波。他对光(或波)的本质作了在当时条件下最深刻而合理的描述。首先他指出了波是在不断增大的体积中连续分布的；其次指出了经典的光学实验都符合波的理论；最后指出，对于光的另外一些现象(当光与其它物质相互作用时)，用光是由有限个数的、局限在空间各点的能量子所组成，更能得到合理的解释。爱因斯坦最终选择了光的粒子理论作为发展他理论的基础，在当时的历史条件下，这是理所当然的事，否则他就不是爱因斯坦，而是玻尔或其它人了。科学的发展需要从两个方面去冲破19世纪以来对牛顿理论的僵化观念，爱因斯坦就是从粒子性的方向上冲击僵化观念的代表。 但是我们从爱因斯坦上面的一段话中，要特别注意下面两点：一是爱因斯坦在这里并没有把光与其它的波完全隔立开来，而是说“或者更一般地说，按照任何波动理论”，二是他并没有仅仅提光子，而是提出“能量子”这个概念。这些极重要的论述以及他对于相对论所曾说过的“(它)肯定会让位给另外的理论”，是否说明他已经提醒后人：波以及它所具有的能量子的特性，表明它是一种与牛顿的有质量的物质具有不同运动规律的物的另一种存在形式。科学发展的历史中有一个非常有趣的现象：研究从经典观念应该是波(光)的人，首先发现了这个波的不连续现象，从而选择了“粒子性”作为深化牛顿理论的基础；而研究在经典情况下是粒子(电子)的人，首先发现了这个粒子的空间连续性，发现了无法精确确定其空间的位置，从而以“波动性”作为深化牛顿理论的前提。它们之间的持续一个世纪的争论是科学发展史上最光辉的篇章，也是人类抽象思维发展的最艰辛的里程。而现在已经到了寻找波和能量子的存在形式和运动特性，从而把物质与波的两种运动形式统一起来的时候了。所谓统一起来并不是说，把量子力学中关于电子的波粒二象性，与爱因斯坦关于光的空间连续性和局域性都简单地统一到一个理论就可以了。实际上爱因斯坦与波耳等量子力学的创始人之间，在哲学观念和逻辑结构的差别是如此之大，他们在谈论粒子和波的性质的时候观念是那样的不同，很难相信把这两种理论简单地融合在一起就可以获得对自然界的合理的解释。首先需要更深入理解爱因斯坦的光的“波粒二象性”和量子力学中电子的“波粒二象性”的真实含义。
自从相对论与量子理论出现以后，物理学打破了由牛顿力学一统天下的僵化，当然这是一个很大的发展，但是，取代它的则是充满逻辑混乱和相互矛盾的局面，这种混乱的局面决不是从形式上把两者结合在一起所能够解决问题的。只有深刻理解那些是这些理论的合理内核，哪些是应该摈弃的错误观念，只有在一个其物理基础比牛顿的自然哲学扩大了，而仍能保持哲学逻辑自洽性的自然哲学的数学原理下才能真正解决波粒二象性的问题。
本文引用地址： http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=37751




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[1] 标题：电磁波不断扩散在空间连续分布直至充满整个空间
发表评论人：[游客]thnker2 [2009-5-30 5:38:43] ip:71.202.1.*
电磁波束却完全不是直线，而是不断扩散，在空间连续分布，直至充满整个空间的

"科学发展的历史中有一个非常有趣的现象：研究从经典观念应该是波(光)的人，首先发现了这个波的不连续现象，从而选择了“粒子性”作为深化牛顿理论的基础；而研究在经典情况下是粒子(电子)的人，首先发现了这个粒子的空间连续性，发现了无法精确确定其空间的位置，从而以“波动性”作为深化牛顿理论的前提。"

"欧基里德的几何学的体系中，最主要的一个概念就是关于直线的概念：那里就是以一束细的光作为直线的范例。现在我们知道与光属于同类物的电磁波束却完全不是直线，而是不断扩散，在空间连续分布，直至充满整个空间的。光也应该是这样；但是另一方面，直到现在我们又仍然找不到比光更恰当的作为直线的实际例子。"

无限大域函数不可积， 形成不了一个牛顿逻辑量, 也就"使用"不了