有关量子的正确认识、纠正错误和重要应用

1.   一切物体，都是粒子。

什么是粒子？

“粒子”，就是其主要特性，和运动规律，都较稳定地集中在，反应于，一定相对有限的时空范围内的基本形态特

当相对其运动和相互作用时空的尺度，其本身的尺度可以忽略，就是“粒子”。

对各基本粒子演变的实验、观测，已知：由“电子”与“正电子”逐次组合、转变为，中微子、各种轻子、各种介子、各种超子、质子、中子、各种原子、分子，直至发展形成“宇宙中的一切物体”。

各原子本身的尺度约10^(-8)厘米，相互作用距离为原子间的平均自由程约厘米级，

各基本粒子，本身的尺度约10^(-23)厘米，相互作用距离约10^(-8)厘米，就都是“粒子”。

甚至，像各星体那样本身的尺度相当大的物体，在宇宙间，相对彼此的相互作用的尺度，也可以当作“粒子”处理。

由相对论已知·带电和电中性的静止质量不=0的粒子，分别从相应的低能态跃迁至高能态，就分别辐射相应的光子和声子。

   而整个宇宙就只有这：静止质量不=0的，带电和电中性、静止质量=0的，光子和声子，的4种粒子。

   而大量粒子的集体表现和时空统计，就分别形成相应的“波”。

   各种所谓“波”都只是相应大量粒子的集体表现和时空统计。

2．所谓 “波、粒2象性 ”，及所谓 “量子 ”

由于，无论是大量的，速度的3维空间分量小于真空中光速，c，静止质量不为0，的粒子，或静止质量=0的声子，和速度的3维空间分量=c，的光子，的平均动能，都能由德布罗意波表达、反映，而使国际流行观点认为：一切个别粒子都是具有所谓“波、粒2象性”的 “量子 ”。

实际上，任何个别的粒子都没有波的特性，任何波都不能形成稳定的粒子。

这种一切个别粒子都具有所谓“波、粒2象性”观点是国际流行的一种错误观点。

其实，“量子”概念是普朗克解决黑体辐射问题时，首先提出的认为：能量是不连续的，是一个“量子能量”， hv，的整数倍：

E-nhv （n=1,2,3，…）式中v是振子的振动频率，h是普朗克常数。

采用能量“量子”化，普朗克的黑体辐射公式就能解决瑞利-金斯公式，在短波范围，能量密度迅速地单调上升，同实验结果尖锐矛盾，的所谓"紫外灾难"，而能全面正确地反映，维恩公式所反映的黑体壳壁大量原子、分子，谐和振荡的统计平均动能，和瑞利-金斯公式所反映的黑体壳壁发出的大量热辐射光子的统计平均动能。

爱因斯坦对光电效应的科学解释，是假设:光和原子、电子，一样也具有粒子性，是以光速C运动着的光量子流，每个光量子的能量同普朗克的能量子一样，也是E=hν，根据相对论的质能关系式，每个光子的动量为p=E/c=h/λ。

并提出：爱因斯坦光量子方程：E=hv-W，

v是打到金属上光的频率, hv 是这束光的能量, W是金属中电子飞出金属表

面所需能量(即逸出功)，多余的能量就是光电子飞出的动能，E。

也充分表明：光是能量为hv，速度的3维空间分量=真空中光速，c，的粒子。

  可见，所谓“量子”，只是表明：一切物体，包括热辐射、光，都具有一定

“能量”特性的“粒子”。

3．量子力学的建立及其引起的国际流行严重错误观念

量子力学采用所谓“波函数 ”表达各个别粒子的“运动态 ”。

由“波函数 ”特性，其动量就可由波函数对位置的微商来表达。

如此，就产生了所谓“算符”及其运算法则。

各粒子分布在波函数所在的体积内。

因而，通过波函数可以计算任意可观察量在空间给定体积内的统计平均值。

再类比、利用经典力学的3维空间的正则运动方程，由算符建立薛定谔运动方程。由此方程，解得相应的波函数，确定相应大量粒子的运动态的统计平均值。

实际上，是建立和发展了一种可用于一切大量粒子的统计力学。

而现在国际流行观点，因为错误地认为所采用的“波函数是各个别粒子的  “运动态 ”，就必然把量子力学误认为：各个别粒子的运动力学，而造成种种严重错误。

又由于现有所有的统计，包括量子统计，都只是3维空间“相宇”的统计，其最可几分布函数，都不显含时的不能具体证明“波函数 ”的统计性质。

而使那些错误，至今得不到纠正。

创新采用时空“相宇”的统计，其最可几分布函数，就都是相应的波函数；

就具体地证明了：“波函数 ”是大量粒子 “运动态 ”的时空统计的几率分布，并非各单个粒子的 “运动态 ”；量子力学是大量粒子的统计力学。

因而能具体纠正有关的各种错误，例如：

大量粒子位置和动量矢量相应各分量模长的均方差不能同时为零，只是大量粒子的统计几率效应，而不能看作是单个粒子的所谓“测不准关系 ”；

大量粒子能够有一定的几率穿过某种通常不可逾越的势垒，只是大量粒子的统计几率效应，而不能认为是，所谓 “量子隧道效应 ”；

大量粒子在通常应为真空的位置也有一定的几率出现，只是大量粒子的统计几率分布，而不能认为是，所谓 “量子真空能量涨落 ”；

多类大量同种粒子的最可几分布函数，即相应的 “波函数 ”，甚至彼此距离甚远，也彼此关联、相互影响，只是大量不同粒子统计几率分布函数统计特性，而不能误认为是：各类个别有所谓 “波、粒2象性 ”的所谓 “量子”有所谓“量子粒子纠缠 ”。

更不能当作个别粒子的所谓 “量子”，有所谓“不确定性”，甚至“心灵感应”。

而由此错误产生的，诸如：“颠覆认知哲学”，“不确定的世界”，“粒子相互感应”等，否定“因果论”、“决定论”等一系列错误哲学观点，也就都不攻自破。

4. 有“量子纠缠”的多类“波函数”信号的传送与接收

  国际流行的错误观念认为：直接传送光子的 “通讯 ”和建立 “密钥 ”就是：利用所谓 “量子粒子纠缠 ”的所谓 “量子通讯 ”和“量子密钥 ” 。

其实，多类任何个别的粒子是不可能有所谓 “量子粒子纠缠 ”的，也根本不可能进行所谓 “量子粒子纠缠 ”的所谓 “量子通讯 ”、 “量子密钥 ”和 “量子计算机 ”。

 只有多类大量同种粒子各自统计的最可几分布函数，的统计特性，才必然有彼此关联、相互影响的 “量子纠缠 ”，才能用以“量子通讯”、“量子密钥”和 “量子计算机”。

利用激光器和多个偏振器发射的多束偏振光，并非多个单独的光子，而是多束大量同种偏振光子统计的最可几分布函数，即：各波函数，才必然有彼此关联、相互影响的“量子纠缠”，才能用于“量子通讯”、“量子密钥”和 “量子计算机 ”。

但是，仅用激光偏振产生多束有“量子纠缠”的光束，其2束的亮度会每次成倍地衰减，即使尽量采用减少损耗的措施，恐怕很难继续百倍地提高量子比特处理能力。

    应注意：纠正对“发射‘单个光子’形成‘量子纠缠’”的错误观点，采用其他更为有效的方法提高量子比特处理能力。

更要注意：实际上，通常的导线、光纤和各种所谓各类不同维数的“量子材料”，无线电，乃至太空间的通讯，都是传送大量光子统计形成的最可几分布函数进行的。

各种电信号和声信号的信息，都可以利用声电、电光，效应，甚至例如直接

分光太阳的各频率光束，进行太空间的通讯，而不必采用激光器和多个偏振器发射的多束偏振光这种繁琐、耗能的方法

物体信息只有通过大量光子或声子时空统计的光或声“量子”进行信息在远

程大气和太空的传送与接收：

通常的无线电通讯是：电信号转换为光信号，以光速直接由大气传送到接收站。

但是，环球南北、东西的传送，就只能经过大气层和地面的多次反射进行。也会有相应的光速的延缓和能耗。

     通过卫星的太空通讯是：利用光子能在太空运行的特性，环绕地球定点设置3个以上的卫星，就可以相互利用这些卫星的转发在地面上任意2点，利用光电转换，由大量光子时空统计形成的“光量子”，进行信号传送、通讯。

     声子不能在太空运行，由大量声子时空统计形成的“声量子”信号，就只能经由转换为电信号，再转换为光信号，传送与接收。

声子虽然可以在大气中运行，但声速与光速相比小得太多，对于传送较远的声信号也只能转换为电信号再再转换为光信号传送与接收。

表明，在远程大气和太空传送和接收信号，实际上，都是，也只能是：由大量光子时空统计形成的“光量子（即：光波函数）”，进行的。

由多类大量同种粒子时空相宇统计的多类“量子”（包括光、声“量子”）

就，也才，都有量子纠缠特性。

相应的电信号，或声“量子”由声电转换成的电信号，就也有相应的量子纠

缠特性，就都可以由电光转换成有相应有量子纠特性的光信号，当然也可以在远程大气和太空传送和接收。

甚至，还可以采用分光计，提取大量频率的，有量子纠缠特性的“量子”，利用太阳光取之不尽的能源。

而无需那么费劲地专门用激光器传送有量子纠缠特性的多个大量光子形成的

光“量子”。

5. 关于“量子计算 ”

5,1．“量子计算 ”的基本原理

(5,1,1) 所谓 “波函数 ”可建立更多数字进位的编码，急剧提高计算速度

由大量同种粒子时空 “相宇 ”统计得到的 “显含时的最可几分布函数 ”，即：所谓 “波函数 ”是具有e^(a+ibx)形式的函数，按欧拉公式：e^(a+ibx)=A(cos(bx)+isin(bx))，A=e^a就是该波函数的振幅，cos(bx) 与sin(bx) 是分别在实轴和虚轴上，每隔180度角就有一次从峰值到谷值，再到峰值，的变化。

只要使得bx=180度角/ n*，在该“波函数”的复平面上，就会有n*个峰值和谷值，n*就是该波函数的频率。

这样，就可以将该波函数表达为“2^n*进位（2^n*比特）”的编码。

    当使得n*很大，就能急剧提高计算速度。

(5,1,2) 所谓“量子纠缠”能更急剧地提高计算速度

所谓 “量子纠缠 ”，即：多（n）类 大量同种粒子时空 “相宇 ”统计得到的 “显含时的最可几分布函数 ”，所谓 “波函数 ”，有彼此相互关联，同时运转的特性。

因而，就能利用这个所谓 “量子纠缠 ”，用各波函数的 “2^n*进位制 ”，若各波函数峰值和谷值出现的频率都是n*，就能以每次(2^n*)^n比特的编码运算、表达、处理各种数字，运算的符号、程序；若各波函数峰值和谷值出现的频率分别是n*j，就能以每次2^(n*j,j=1到n求和) 比特的编码运算表达、处理各种数字，运算的符号、程序，而进行计算。

利用 “波函数 ”建立更多位（n*）数字进位的编码，和多类（n）“波函数 ”的彼此相互关联，同时运转，就能以每次(2^n*)^n或2^(n*j,j=1到n求和) 比特的编码，运算，急剧地提高计算速度，就是所谓 “量子计算机 ”的基本原理。

计算速度，随n*和n的增大，而急剧地增快，就使得，许多原本不能完成的任务，能够实现。

5,2．“量子计算机”的建立

    采用某种持续稳定的激励方式，使某种材料持续稳定地发射某种粒子，这种大量同种粒子时空统计的 “波函数 ”，就可建立起相应的 “多位（n*）数字进位的编码 ”，使某种材料持续稳定地发射多类（n）种粒子，就能建立每次(2^n*)^n或2^(n*j,j=1到n求和)的运算量的“量子计算机”。

今年3月份发表在美国《物理学评论通讯》周刊上，由中国科技大学物理学家杜江峰领导的，研究人员向被固定在金刚石的 “氮空位中心 ”的微小空间内的粒子发射激光和微波束，建立的新型量子计算装置，把数字35分解成因数5和7的计算，其运算速度，在2微秒的时间内便得出了解答，的研究结果。

该文没有报道n*和n各是多少，但从其计算结果，可以估计：其n*必然显著地大于2，而n可能略小于初始 “电子计算机 ”的。

    当然，如果，提高n*和n，就都能显著提高相应的计算速度。

    该文是采用持续稳定的激光和微波束从金刚石的 “氮空位中心 ”的微小空间内，持续稳定地激发出的是各大量同种的光子。

当然，也可以采用持续稳定的其它激励方式，从其它材料内，持续稳定地激发出各大量同种的其它粒子，建立相应的量子计算装置。

5，3．须注意的问题

    (5,3，1) “量子纠缠”只是各“波函数”有彼此相互关联，同时运转的特性

不能误解为：各个别粒子，无论相距多远，都能 “心灵相通”彼此相互关联，同时运转。

发射各个别的粒子，是没有“量子纠缠”的。

    (5,3，2) 激励方式必须持续、稳定

只有持续、稳定的激励方式，才能使相应材料持续、稳定地产生大量同种的粒子，表达为“2^n*进位”的编码，和持续稳定地发射多类（n）种有彼此相互关联，同时运转特性的粒子，才可能建立相应的量子计算装置。,

激光和微波束通常也是由电激励产生的。

电激励方式，是在电导体或半导体导带中，使各电子或空穴，在各原子不同能态的跃迁和发射相应的光子，又被相邻原子吸收，使相应的电子或空穴，在相应不同能态持续、稳定地跃迁，才能产生持续、稳定的电激励。

激光和微波的持续、稳定，也必须相应的电激励是持续、稳定的。

    (5,3，3) 振幅的衰减

“波函数 ”会因各种衰减因素，而降低其振幅，使其可现n*减小，降低、限制，相应的计算速度。

为使相应的电激励持续、稳定，在有关情况下，就需要降低相应的电阻，这就是需要采用超导的原因。

6. CCTV为何如此长时间顽固不改错误误导群众？！

从5月初，CCTV各频道就每次必播出“墨子第一次科学指出

‘光的直线运动’启发了‘量子通信’”。

早在5月10日就发博文：

CCTV应尽快纠正“光的直线运动启发量子通信”的错误

      确实，墨子在其科学著作《墨经》中有8条论述了几何光学知识，它阐述了，多束光成影、小孔成像、平面镜、凹面镜、凸面镜成像，还说明了焦距和物体成像的关系，等原理、规律，这些比古希腊欧几里德(约公元前330~275)的光学记载早百余年。

但须注意：这里所说的“光”都是指的“光束”，实际上，应是我们现在了解的，由同处发出的多类，大量同种“频率”光子统计的“最可几分布函数”，即相应的“波函数”的组合，而不是个别的“光子”。

只是由于光子是电中性的，有运动质量，但很小，而速度又很大，在通常有限的空间范围内，只有远程的不大的引力，各“光子”，及其各“波函数”就都完全可以近似为直线运动。

（但是，对于光子或光束在星际间时空大范围的非惯性牵引运动，就会显现，频率的红移和运动方向的偏折，就不是直线运动。）

特别要弄清楚：利用“量子纠缠”的“量子保密通讯”就完全不同于“光的直线运动”，是只能存在于各类大量同种“频率”光子统计的“最可几分布函数”，即相应的“波函数”的组合，亦即相应的光束之间，而决不能存在于各个别的“光子”之间！

认为：“光的直线运动”启发了“量子保密通讯”，就是对“量子纠缠”错误理解的结果，应尽快予以纠正！

链接地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-226-1113351.html 

1周前，又发博文：

CCTV至今仍不纠正“光的直线运动启发量子通信”的错误

但是，至今CCTV各频道，却仍然每次必播出“墨子第一次科学指出‘光的直线运动’启发了‘量子通信’”。

为什么要如此顽固地不断地播出错误的东西，始终不改？！