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现代物理学中波的概念

物理学发展缓慢甚至停滞不前已有半个多世纪，究其原因，很可能是遇到了发展瓶颈，也就是遇到了“卡脖子问题”.那么哪些是物理学的“卡脖子问题”呢？有形的实物（粒子）与无形的物质（场或波）之间的关系（例如波粒二象性等）就是一个比较迫切的“卡脖子问题”.如果这些重要而基础、且无法绕过去的“卡脖子问题”得不到解决，不仅阻碍物理学的发展，而且还会使物理学涉险——即使冒险前进，因为基础不稳我们爬得再高也会摔下来…….

千年世界难题“光的本性”与“物质世界的最基本结构单元”能够用现代的“粒子物理与场论”来破解吗？还有“量子化过程的物理实质”以及“量子纠缠、粒子自旋的物理本质”到底是什么？其实，这些问题至今仍不清楚.也就是说，“粒子物理与场论”并没有完全破解这些问题.所以瑞德尼克在反复梳理近代物理百年发展过程之后，在《量子力学史话》一书的结尾（281页）总结道：“今天，决定微观世界统一体的最深刻本质的全部问题，就是物理学所面临的尚未征服的山峰中的最高峰：物质的两种基本形式——实物（粒子）与场（波）——之间的相互关系.”这个就是物理学的“卡脖子问题”,此问题一旦得到解决，那么一系列重大而基础的物理问题，例如千年世界难题“光的本性”与“物质世界的最基本结构单元”以及“量子化过程、产生算符与湮灭算符的物理实质”、“量子纠缠、粒子自旋的物理本质”等，都会看到希望的曙光甚至迎刃而解…….

作为物理学的一个基本概念，波是一种以规律的质点振动来传递能量的方式.振幅、频率和波长就是用来描述波的三个物理量，其中振幅是表述振动强度的，波长是描述两次振动的时间间隔的，频率则是描述单位时间内的振动次数的.比如下面这幅心脏跳动时的心电波：

波起源于质点的振动，振动的质点也叫振源.波源一词，则是指能够维持振动的传播，持续输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置.

“波”的物理意义在经典物理学中有两种理解：一种认为波本身不是物质，是物质的一种运动形态，例如弦振动、水面波、声波等，人们实际观察到的是介质的宏观形态以波动的方式在时空中传播，而参与“运动”的物质（介质）实际上只是在其平衡位置作振动.对波的另一种理解，认为波本身就是物质在时空中存在的一种方式，现在大多数人对电磁波的理解就是如此，因为它的传播不需要电磁以太作为介质，也与“源”是否继续存在无关.这两种不同理解是否可以共容并融为一体，在经典物理学中并无深究.但到了量子物理学中，这两种不同理解之间的矛盾就显现得必须要有新的说法了，它集中反映在对德布罗意波和波粒二象性的理解上.薛定谔方程建立后，则转移到对波函数物理意义的理解上，最后主流学术界接受了玻恩的几率波解释.