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什么是量子?——与刘全慧教授商榷

已有 1650 次阅读 2023-10-30 12:16 |系统分类:观点评述

什么是量子?——与刘全慧教授商榷

 

刘全慧教授昨天(1029日)发了一篇博文《什么是量子?----最本质的答案》,从标题来看,他自信满满,认为给出了最本质的答案。该篇博文也被科学网精选,说明小编也认为刘教授的最新观点非常有新意,非常重要。然而,我看过之后则非常震惊,“物理学教授竟然是这样理解量子的?”。因此,本人觉得有必要就什么是量子,针对量子的概念进行讨论,冒昧与刘教授商榷。

我们知道,物理学上的量子概念最早是德国物理学家普朗克提出的。普朗克的量子概念,指的是能量量子,是一份最小的能量单元。他认为在黑体辐射中,能量的吸收和辐射是按这个最小的能量单元进行的。后来,爱因斯坦将其推广,认为光的能量辐射、吸收和传递也是按这个最小能量单元进行的,并解释了光电效应。从此,量子的概念便在物理学界流行起来。再后来,玻尔研究氢原子结构时,提出了角动量量子化假设以及其他量子化假设,得出了电子能级、轨道等量子化结果,解释了原子光谱。量子的概念已经深入人心。

然而,从量子到量子化,人们的理解存在许多的误区。量子的概念,本来指的是最小的能量单元,而量子化则是认为物理量的变化存在整数倍的关系。虽然说一份能量都是最小能量单元的整数倍,但整数倍的关系本身并不一定与量子有关。但是,人们则显然将其挂上勾了,并且推而广之,认为任何独立的微观粒子都是量子,就是因为任何一把粒子都是单个粒子的整数倍。于是乎,我们看到人们将电子甚至原子当成量子,已经习以为常。

从普朗克最早的量子概念可知,量子本意就是最小一份能量,仅仅在于对能量进行计数。量子(quantum)的本意也是如此,就是计量单位而已。现在,把量子变成了微观实物粒子,把实物粒子的特性以及它们之间的相互作用,说成是量子的特性和量子之间的相互作用。这完全是偷换了概念。比如说,一桶水,我们用碗来计量,有108碗水。那么,一碗水跟另一碗水只是计量关系,它们有啥“量子”特征?它们之间有啥物理相互作用?物理学家们还把它们吹得神乎其神的,简直是令人惊掉下巴......

其实,不但普朗克之后的量子概念被异化了,普朗克自己提出的能量子概念自己也没有很好地坚持。比如说,他认为能量子是最小的能量单元,也就是说这是最小的一份能量。比如说,你用一个最小的碗来计量水的量,这个碗是最小的了,而且是固定不变的量具。你不能在计量的时候,碗的大小随意变动,比如,本来是108碗水都是用同一个小碗计量的,但是后来你在计量过程中,换了其它更大的或更小的碗,那就不再是108碗水了。这种计量就没有固定标准,丧失了计量的可比较意义。普朗克的能量子就是这样,他把最小的一份能量子的能量表示为E=hv,而v时可变化的,就好比他拿了一个大小可变的碗去计量水。爱因斯坦沿用普朗克的做法,把光量子的能量表示为E=hv,都是随频率变化的这显然是错误的。我们对此提出了修正。请参看我们发表的论文ZengJQ.Classicalphysicalmechanismofquantumproductionanditsexplanationforhydrogenatomstructureandphotoelectriceffect.PhysicsEssays,2021,34(4):529-537.http://dx.doi.org/10.4006/0836-1398-34.4.529,以及博文介绍《谈谈什么是量子、量子化与量子力学》

本来粒子就是粒子,哪有什么经典粒子和非经典粒子的区别?就好比,电子就是电子,原子就是原子,哪有什么经典电子与非经典电子、经典原子与非经典原子的区别?粒子就是粒子,哪有什么你的粒子和我的粒子的区别?物理学研究又不涉及物权。本来,粒子本身就不能称之为量子,但刘全慧老师不但这样做了,而且还把区分不出究竟是谁的粒子当做是量子的本质特征。这就是离谱中的离谱了。

在物理学上,粒子A与粒子B是独立的个体,我们研究它们的个体运动时,当然得区分开来研究。刘全慧的观点似乎认为,你如果分得清楚粒子A与粒子B是独立的个体的话,这些粒子就不是量子,你分不清楚它们究竟是谁打谁了,它们就是量子了。难道量子物理学家都是一些分不清粒子的糊涂蛋?

量子物理学家们眼睛不好使,分不清楚粒子究竟是谁打谁,现在你们的福音来了,现在阿秒技术迅猛发展,可以对原子内的单个电子的运动进行拍照。当你们看清楚了电子的清晰位置,你们的量子物理学也就到头了。

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