场就是经典函数的绝对可积的保守的空间分布，实物的质量就是那个保守的函数在奇点上的积分值

来源: marketreflections 于 2009-12-28 07:57:15 [档案] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 阅读数 : (5977 bytes)

回答: 李学生用波函数表示原子的态就意味着，在原子的态中，空间的线性关系和时间的因果关系之间是由一种密切的关系的，说明它们具有等价性的由 marketreflections 于 2009-12-25 18:31:02

§3.1 量子力学的基础——早期的“作用量子”概念
§3.1 量子力学的基础——早期的“作用量子”概念
正像前面所指出的量子力学和相对论几乎是同时产生的又是相互矛盾的理论。可是直到今天，对于相对论的质疑的声音已经随处可见，但是对于量子力学，除了杨本洛的《自然科学体系梳理》中，作了逻辑上的全面否定以外，至今似乎还很少听到质疑的声音。但是最近在科学网上一些朋友给我发来了国内一些科学家在量子力学上所进行的开创性的工作。甘永超、佘卫龙、吴美钧等都提出了所谓量子化实际上是电磁场本身的一个自然性质，根本没有必要引入人为的量子数。虽然这样的讨论还仅仅是个开始，需要不断的深入，但是它无疑指出了物理学发展的一个重要方向——波粒二象性和各种混乱的量子数的假设实际上是没有必要的，它只是人们在探索与自然光有关现象时，对于那些当时还无法解释的现象所作的“猜测”，这种猜测对于人们进一步的探讨是有启发的，但是并不是自然规律的客观的、真实的描述[19]。
从本质上来说，相对论和量子理论探讨的都是电磁波和电子的相互作用问题，也就是爱因斯坦所指出的场与实物并存的物理学的问题，但是由于当时历史条件下对于电磁场理论还没有足够的实践积累，也没有严格的数学方式。所以只能从很不完善的对于电磁场和电磁物质的初步认识中来进行探索：相对论探讨的主要是麦克斯韦方程组为基础的电磁波和电子流的相互作用现象，而量子理论涉及的主要是自然光和带电粒子的相互作用问题，这是两个性质不同的问题。它们之间的差别在于：麦克斯韦理论只能研究(或者说直到今天还是只能研究)宏观的电子流与电磁波相互作用的问题；而自然光中需要研究的则是电磁波与原子轨道上的单个电子之间的相互作用。在经典电磁场理论，特别在电子学和信息理论中，把与相对论相联系的那些电磁波理论问题称为相干电磁波的问题，在那里电磁波是一个从整体上应该满足麦克斯韦方程问题的运动形式，那里的电磁波是整体连续的电磁波，或者说是相干电磁波；当然这种整体到连续性和相干性也都是在有限论域中存在的。而与量子力学相联系的问题是关于自然光，或者说是关于单个原子或分子的价电子在自然状态下受到激发所产生的光相联系的现象，在那里是单个电子与电磁波相互作用的问题，在那样的相互作用条件下所产生的电磁波确实如普朗克、爱因斯坦和波尔所指出的那样是一份一份的相互不相干的；那个时候他们把它叫作“光子”，也没有什么不好，但是它的本质是以某一频率为中心的、包含一定频宽的电磁脉冲波包。麦克斯韦在建立他的电磁场方程组的时候，只是从那个方程组的形式，和已经知道的力学波的方程式有某种相似的地方。在所建立的极其复杂的方程组中，可以找到某种类似于力学波的特解，特别是那个特解中所包含着的某个具有“速度”量纲的量，和当时人们所测量的光速非常接近，就把光和电磁波联系起来。当然这种联系对于人类认识大自然来说，有无法估量的巨大的历史作用，但是并不是说，它就说明了麦克斯韦的理论就可以描述自然光的性质。或者我们应该这样说，麦克斯韦的电磁场理论也只是一个笼统的模糊的概念，它也是在不断的前进的。麦克斯韦的时代，只是带有猜想性的认识到电磁现象的背后可能还存在“波”的问题，而这个波可能与光有关系。以后发现了无线电波并发现电磁波的波速和光速相同，这是赫兹和他的同事们才写出了一个直到现在还在应用的、被称为麦克斯韦方程组的数学形式，长期以来这个方程组的数理逻辑关系并没有真正的解决。这并不重要，重要的是，只要对它取一定的近似形式，就可以得到与某种工程实践的合理关系，在单频的假定下，就可以得到电工学上所需要的各种理论关系，在频域上的分析就可以得到电磁波工程和信息应用中的数学关系。所以电磁场理论一直没有一个像牛顿理论那样的自洽的数理逻辑体系，一定意义上说广义相对论就是在这条路上的一种探索，它帮助了经典场论的发展，可惜的是那个爱因斯坦的场方程组还不是数理逻辑自洽的方程组。我们在相对论讨论中已经指出：洛伦茨规范下的三维的波动方程在数学上没有自洽解，电磁场只有在分离为旋量场和无旋场两个子空间后，才能够得到逻辑自洽的解。而这个逻辑自洽的体系，实际上就是爱因斯坦在《物理学进化》中所说的场和实物并存的物理学。但是我们在现代电磁场理论中的说法有所不同：爱因斯坦所指的场被称为“旋量场(或波)”，它是非保守的场，也就是能量。而爱因斯坦所指的实物被称为“无旋场”，或实物的背景场(这是我从杨本洛的书中找来的)，这个场是保守的，具有空间绝对可积的数学性质。实物和背景场是不可分割的，在数学上是一体的，场就是经典函数的绝对可积的保守的空间分布，实物的质量就是那个保守的函数在奇点上的积分值。爱因斯坦的场方程没有确定的解，这是数学发展的滞后所造成的。但是现代电磁场理论的发展实际上是离不开爱因斯坦的场方程的研究的，只有研究了洛伦茨规范下的场方程，才能够发现那个场方程的逻辑不合理性，从而获得场与波的分离，实物与波的分离。这就是人类思维和实践的辩证发展的体现，人类需要猜想式的思维，猜想提供了数学演绎的可能性，在猜想中去获得数学的发展，而发展的结果总是否定猜想中的不合理的东西(个人的猜想中总是有不完整、不合理的成分)，从而否定了所有猜想中的僵化的成分，代之以与大自然的时间能保持合理关系的逻辑界定下的逻辑前提和逻辑体系。所谓逻辑界定和逻辑体系就是合理地描述有限的人类思维和无限的大自然之间的关系，所以逻辑界定和逻辑体系与人为假设之间的差别就是僵化的数量关系和与无限相联系的数理逻辑之间的差别。思维发展的根本表示不会来自任何僵化的数量关系的假设或约定，而必须来自从有限到无限的逻辑发展。
到了量子力学出现的时候，发生了真正的麻烦，对于电磁场理论的一些错误理解导致了科学科学方向的迷失。从电磁波与电子的相互作用的观点来说，不论库帕书上所说的，还是所有量子力学的数中所说的，电子绕带正电荷的氢原子核的圆周运动就必然会发射电磁波，这是一个完全错误的观念。实践也证明了氢原子中的电子是可以有稳定轨道的。这种实践是不要量子假定的，实际上即使从经典理论来说也不能说一个物体绕另一个物体做圆周运动就会造成不稳定性，电子绕原子核运动，它的受力方向是决定电子是作圆运动，还是作阿基米德螺旋线向外、还是向内的运动：当电子只受到与运动方向相垂直的力的时候，它是可以作稳定的圆运动的，受到运动方向的阻力时才作衰减的阿基米德螺旋线运动，受到推力时则作向外扩张的阿基米德螺旋线运动。所以氢原子的稳定轨道和轨道之间的跃迁完全决定与电子与电磁波之间的相互作用，它和任何量子化的假设没有关系。但是如果量子化的假设能够帮助我们理解大自然现象的规律的时候——人们确实是常常需要那样的假设的帮助的——它就是一种科学的理论，当那样的假设只能障碍寻找科学规律的正确答案的时候，必须抛弃那些假设。现在，我们坚持只有在发展电磁场理论的基础上才能够解决现代物理的根本问题，任何相对论的还是量子的假设都不过只是一种假设，好的假设可以给人们的探索以有益的启示，而不好的僵化的假设只能成为科学发展的障碍。一个某一历史条件下的好假设，在它发挥了有益作用以后，不去除其不合理的部分同样也会成为科学发展的障碍。
现在是扫除相对论和量子理论中所有的人为假设所造成的障碍的时候了。