2、微观作用机制及客体运动状态

微观世界则不同。在微观量子世界，能量是量子化的，相互作用的不连续性是微观世界相互作用的本质特征。

我们来看电子在原子中的运动。

卢瑟福建立的是原子的太阳系模型，设想电子在原子核周围像地球围绕太阳一样旋转（1911）。在卢瑟福的模型中，电子、原子核都被抽象成宏观质点，电子和核的“球形”被当然地忽略掉了，而且被认定具有确定的动量、能量、位置和运动时间；原子核和电子间的电磁作用也被看做是连续的作用，即原子内部的电磁作用机制与宏观的连续作用机制没有区别。然而，卢瑟福的设想与微观世界原子的稳定性和实验现象不能相容，人们不得不放弃原子的太阳系模型。

玻尔对卢瑟福的太阳系模型作了修正，提出了电子运动的能级跃迁概念（1913）。电子在原子核周围运动，能量变化是量子化的。电子从一个能级跃迁到另一个能级，对应吸收或放出一个光子，而光子的能量E＝hν是量子化的。这表明，原子中电子在能级跃迁时受到的电磁作用力是不连续的，它是一个光子一个光子的间断作用。原子中电子的运动状态在能级之间是突变的。宏观质点的轨道运动加上量子化条件是玻尔对原子中电子运动状态的半经典描述。

玻尔对原子中电子运动状态的半经典描述仍不能令人满意。一方面电子的轨道看不见，正如海森伯所说，它是一个没有物理意义的概念；另一方面，受爱因斯坦光量子理论的启发，1924年德布罗意提出了微观实物粒子的波动说，不久就得到了实验证明，玻尔的半经典理论无法描述电子的波粒二象性，电子仍然是一个宏观的质点。量子化条件是一个机械的外在附加物。

1925年，海森伯提出了量子力学的矩阵表述形式，1926年薛定谔提出了量子力学的波动表述形式，对波函数玻恩作了概率解释，经冯·诺意曼等人的修正，量子力学公理化解释体系得到了大多数人的公认。到此，量子力学有了一个从数学到物理诠释的完整形式。不过，不管是海森伯矩阵力学形式，还是薛定谔的波动力学形式；也不管是哥本哈根正统解释，还是其他解释，原子中的电子都仍然是一个没有大小的质点。电子波是点电子在不同时空点上出现的概率波，薛定谔方程是概率的演化方程。原子中的电子没有运动轨迹，只有能级的区分。不同的能级对应电子不同的能量本征态、本征值，不同的本征态，电子出现的概率不同。波函数有许多重要性质，其中态的线性叠加性和态的正交归一性就是重要的性质之一。

我们的研究表明，原子中能级之间态的突变性，是波函数“非连续编号”正交归一性的重要物理原因。本征态“非连续编号”（用 西格码求和）与“连续编号”(用积分求和)归一化方法的不同，体现了非连续作用和连续作用作用机制的转换；体现了电子由微观“虚质点”向宏观“实质点”、波函数由“实”到“虚”的转换；体现了量变到质变的飞跃。

根据相互作用原理，客体的时空形态与物质间的相互作用相关，那么这种不连续的作用，必然对应有难以定义的空间和时间过程，我们曾把它叫时空“盲区”。时空盲区就是我们无法感知的形态突变区。

原子中电子能级的突变，把电子在原子中不同能级上的“状态”隔离了。因为信息不通，表明能级间态与态没有相互影响，数学上表现为相互投影为零。这正是建立正交系的要求。在原子内部，由于相互作用的间断性，“本征态”的编号是“非连续”的。电子在由“态”的分量构成的希尔伯特空间中，每一基矢方向均有概率分布，只是大小不同而已。被“隔离”的“本征态”，既给出能级跃迁定态的存在，形成算符不对易性质，也相当于创造独立的相干波源，能级间电子跃迁放出固定频率的光子，预示二能级间物质波有固定周相差，可构成相干条件。这是宏观连续作用所不具备的特征。

在连续作用中，尽管数学上我们也可以对“连续编号”的态函数做出正交归一的约定，客体在时空序列中“前后状态”信息也不通，并构成正交坐标架。但我们无法构成符合原子内部情态的独立相干波源。数学分析表明，一个任意的连续函数在基波分析中，不存在量子跃迁那样的独立相干波源和固定周相差，波的相干条件不存在。对“连续编号”态函数做正交归一性约定，虽然数学上行得通，但无疑带来了原子内部和原子外部两种不同认识层次理解上的混乱。

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