波粒二象性掩盖了现代物理学更深层次的矛盾
【引言】: 让人困惑的物理描述不应是对物理本质的描述,如量子力学的波粒二象性问题,二种在自然界根本就不可兼容的东西非要柔和到一起,那就肯定会让人匪夷所思;对此困惑的释解,解铃还须系铃人,这就须从波粒二象性得出的历史资料上去查找让人产生困惑的根源。
任何波的产生都来自于波源的振动,波动只是传播波源振动的一种形态,因此,研究波问题就绕不开波源振动,大自然中最简单的波源振动是简谐振动。
回顾波史,从简谐振动到简谐波动,从LC振荡到偶极振子,从电子谐振子到电子轨道跃迁,这每一步变迁无不体现了一维谐振子及其演变的身影,本系列小文正是想从一维谐振子入手,去揭开现代物理学"波粒二象性"迷雾之旅。
"波粒二象性"掩盖了现代物理学更深层次的矛盾
司今(jiewaimuyu@126.com)
本小文是节选我的长篇论文《从一维谐振子看波粒二象性的由来及其物理本质》的结束部分,在此发出,是为了引起大家的注意:"波粒二象性"是建立在粒子没有自旋磁矩基础上的一种"中庸"理论,它的提出掩盖了现代物理学更深层次的矛盾——自旋与物质的场才是影响粒子运动之根本!
9、结束语
现代物理学认为,光在传播过程中波动性表现比较显著,当光和物质相互作用时,粒子性表现比较显著,这就是说,光子运动时表现为普朗克的能量子,即电磁波片段,当这个电磁波片段与物质作用时,就呈现出粒子性来——这种描述真是不可思议!
为什么不直接把光描述成粒子呢?因为现代物理学无法用经典的粒子现象去解释光的干涉、衍射、偏振等带有波性的自然现象;其实,对实物粒子,如电子、中子等,对它们表现出的所谓干涉、衍射、偏振等现象是可以用粒子的自旋磁矩性予以解释。
自旋磁矩
如果说,普朗克提出的能量子观点与爱因斯坦所提出光的波粒二象性观点都是为了挽救麦克斯韦的"光也是一种电磁波"理论话(普朗克能量子表示不连续的电磁波片段,爱因斯坦光量子则是对普朗克的电磁波片段压缩成一个点来看待的结果),这到情有可原,而且光被爱因斯坦赋予粒子性后,他又规定光子没有静质量、运动速度恒为c,有自旋却没有自旋磁矩;但作为电子、中子等这些实实在在的粒子,它们不仅有静止质量,而且还有自旋磁矩,可我们研究这些粒子运动及所谓的"干涉、衍射、偏振"等现象时为什么对它们的"自旋磁矩性"视而不见呢?现在物理学却要"费尽周折"地去借用所谓的"波粒二象性"解释来解释去,结果还是让人处于"知其然不知其所以然"的尴尬境地。
如果从自旋磁矩性方面来考虑粒子所谓的干涉、衍射、偏振等现象,这种运动现象的出现纯粹就是粒子自旋磁矩与空间磁场相互作用的必然结果,也就是说粒子运动只有粒子性,根本不存在波动性,至此,"波粒二象性"将会真正退出物理史舞台,"波粒二象性"的旷世之争才会真正地尘埃落定。
施特恩-革拉赫实验
如上图所示,施特恩-革拉赫实验中的银原子束通过非均匀磁场空间后所产生的粒子分布图案及后来将其中一条银原子束再作多次通过同样的非均匀磁场的实验结来看,它们展现出了分离后的银原子束通过这种磁场空间都具有所谓的"衍射和偏振"性,但量子力学在解释这些实验现象时并没有触及银原子束中银原子运动的所谓"波动性",而是将它们看做是实实在在的自旋磁粒子,而且量子力学给出的这种解释给给人的感觉也很合理,很经典。
施特恩-革拉赫实验产生图案原理
其实,"波粒二象性"掩盖了现代物理学更深层次的矛盾,这种观念阻碍了现代物理学向纵深探索的步伐;如果现代粒子物理学研究还紧抱着"波粒二象性"观念不放,那将是一种灾难!
粒子束衍射
我们相信,对微观粒子运动的研究终将会回到粒子性上来,不必要再将所谓的波动性搅进来,仅以粒子自旋磁矩和空间磁场为基石去探讨粒子运动问题,则波粒二象性、薛定谔方程等所带来的诸多物理困惑与怪异结论都将会变得那么自然与美妙了。
我们期待着这一研究潮流早日到来!
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