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博文

关于量子的解释(5)物质结构理论的新篇章

已有 6389 次阅读 2010-9-8 14:32 |个人分类:物质结构|系统分类:论文交流| 光子, 量子, 普朗克, 物质波, 原子结构

    量子和量子力学是先有数学表述,后进行物理解释的理论。目前有三种公认的表述:薜定谔方程、 海森伯的矩阵力学和狄拉克的算符理论,并且在数学上是等价的。很显然,这三种表述应指向共同的物理现象,即关于量子的终结解释应能为量子力学多种不同的数学表述(至少包括已公认的三种)给出统一物理解释。
    1926年,薜定谔方程继海森伯的矩阵力学之后不久发表,标志着全新的量子力学的诞生。矩阵力学明确地表明是来自于振动的分析,由于数学形式复杂目前在应用方面受到限制。薜定谔方程是量子力学的波动版本,通过方程的求解和推论,精确地解释了原子光谱的规律,是目前应用最广泛、给出解释最多的理论。关于算符理论以及电子密度泛函了解不多,认识不够,在此不能给出个人的评价。
    薜定谔方程的由来是一个迷。薜定谔本人在其关于该方程的第一篇论文中并没有给出方程的详细推导过程,只是说明通过该方程的求解可获得我们研究氢原子结构所需要的结果,可用于氢原子结构与光谱的解释,但没有明确说明该方程与物质波有什么样的联系。后来围绕这个方程出现了关于量子力学解释的多个平行版本,其中关于波函数及其几率解释即“哥本哈根学说”成为了量子理论的核心之一,也是所谓关于物质微观结构和粒子运动“波粒二象性”革命性的新概念,导致了对自然科学和哲学的固有观念的“大革命”。
    薜定谔方程决不可能是“周公托梦”的产物,薜定谔一定是在一个具体的物理模型下,进行相关的数学推导获得的。薜定谔保持其方程神密性,同时又对几率波解释持不赞同态度,有其个人必然(难言)的原因,这实在是令人费解。关于薜定谔的这些秘密今后只能靠将来的“量子考古”新兴交叉学科的研究人员来研究了。
    我个人猜测,薜定谔所用的模型很可能是轨道共振模型,数学推导很可能与本系列博文“关于量子的解释(4)薜定谔方程和普朗克假设”的过程是相同的,由于当时对于氢原子的电子轨道运动持否定态度,因此该模型就不具备前提条件,即论文要被接受和发表,首先应解决轨道的稳定性问题。在当时,由于对运动电荷电磁辐射认识上的问题,这一点是很难完成的。海森伯的矩阵力学来源于对原子光谱振子模型的理解,由于“经典理论的困难”这一理论正在被物理学渐渐地淡化。
    对于原子、分子和固体结构及其光谱的解释,薜定谔方程表现出了其无所不能和无比强大的威力。毫无疑问,这个方程给出了物质结构变化的规律与光谱现象的精确描述。为什么导致物质结构变化的因素不能理解为结构共振呢?而且是结构中的带电粒子轨道共振呢?很显然,这个观点要成立,首先应解决“经典理论的困难”这一难题。
    我个人对于氢原子中电子和质子轨道运动的电磁现象,包括运动电荷的辐射进行了细致研究,提出了运动电荷电磁辐射新的观点和模型,对于氢原子电磁辐射和结构稳定性的结论是与现有观点是完全不同的。我认为新的运动电荷电磁辐射模型成功地解释了以下问题:
1、氢原子的电磁稳定性,由于运动带电粒子的电磁辐射和偶合,孤立的氢原子的只能处于一个稳定的轨道运动状态,即基态,是电磁性质和力学定律决定的,同时说明了原子的能量最低原理也是由此因素决定的;
2、感应电磁场的自约束,随频率增加感应电场受自感磁场约束作用和电磁波传播的定域性明显加剧,光子是完全自约束的电磁波(或空间位移电流);
3、轨道共振是导致原子线光谱即量子化的原因通过求解驻波的数学方法,对氢原子轨道及共振进行数学处理,获得了薜定谔方程、普朗克能量子、“物质波”等共振时一些物理量之间的数学关系
    基于上述结果和分析,我认为“物质波”学说违背了自然科学的基本原则并且自相矛盾,除已有的争议外,我个人认为由“物质波”及其几率解释观点出发,我们无法获得原子结构清晰的图像,是令人最难于理解和接受的。我相信科学发展的历史最终将翻过“物质波”学说在科学认识上最为沉重和艰难的一页,我们会抛弃“物质波”这个自从其提出至今倍受争议,并强迫我们改变科学观念的学说,重新构建我们关于物质结构的理论。
    我希望在我的论文(已被GED接受)和日志呈现出的观点能为大家提供参考,共同探索物质结构的真知。
 
博文中的猜测部分是我不清楚的,请大家不要太认真,欢迎提供正确的信息
 
系列博文:
 
关于量子的解释(1)光子 
关于量子的解释(2)氢原子的电磁自辐射与稳定性
关于量子的解释(3)共振与量子化
关于量子的解释(4)薜定谔方程与普朗克常数
关于量子的解释(5)物质结构理论的新篇章


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