袁燦倫重建《新量子力學》(二十二)新量子力學解讀(6)

作者按

為了讓讀者更容易理解《新量子力學》，作者對它作詳細解讀。作者預料到的或讀者反饋的問題，在這裡可以找到答案。

前方已踏入深水區，恐危及你的正常呼吸，閱者慎入！

我不是科普作家，我從來不給別人科普，我所發布的都是原創，我認為，要做科普，首先要對已有的科學知識有鑑別能力，來源是可靠的，沒有爭議的，那就只有經典科學，這樣的知識，大家都是學過的，早已是常識了，還要科普啥呢，小初高大學校老師一步一步的講，用不著我科普。

我即將要講到的以下這些知識，正是那些科普人津津樂道的好題材，但這些問題值得科普嗎？八字都還沒得一撇呢，就拿出來亂講一通，這合適嗎？有好多科普人士，什麼都講，什麼都敢講，不管它對和錯，他們經過思考了嗎？經過考證了嗎？想過我們的下一代，就是一張白紙，你說是什麼就是什麼。單就量子力學，他們不厭其煩的拿「雙縫幹涉」和「薛丁格的貓」不著邊際發揮，擾亂科學，誤導民眾。

本章討論原來理論中視為很神奇的一些問題，如波粒二象性、勢壘貫穿、量子態疊加、量子糾纏、波函數塌縮、量子漲落、隱變量等等問題。

作者的觀點非常明確：這些概念是不存在的！

英文版《The field meaning of wave function》已發布於《Nature》預印本網站，見文後連結。

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二十二、新量子力學解讀(6)

21、三種原子模型的對比

(1)經典原子模型：軌道，核外電子在軌道上高速運動。

(2)量子力學原子模型：電子云，核外電子在能級限制的空間內按一定機率出現。

(3)場波動理論原子模型：電場駐波波包，核外電場在能級限制的空間內波動形成閉合的駐波，駐波的長度為半波長，它就是「電子」，其大小就是一個駐波波包佔據的空間的大小。

圖31 三種原子模型的對比

作個形象的比喻：軌道描述是普通錄像，電子云描述是照相，電場駐波波包描述是3D錄像。原子核外沒有軌道，電子也不是點粒子，躍遷也不是瞬時的。電子在原子核外三維空間中高速運動，若只給它照相，當然只能照下在一個平面上的投影點，看起來就只能是一片無規則的密集的點狀雲，是離散的不連續的跳躍的，也是局部的片面的某角度的不完備的，更是粗略的不確定的概率性的。完整的描述當然是3D錄像了，電子是有結構有大小有體積有形狀的，電子的在能級間的躍遷也是有過程的，是需要時間的，是全方位的有細節的。這麼明顯簡單的道理，賴皮波爾就是打死不認輸。

22、波粒二象性、光子、粒子、量子化

物理學對波有明確的概念，反而對「粒子」沒有明確的概念，對「宏觀」和「微觀」也沒有明確的界定和標準。「粒子」是只是實體的？有質量的？什麼形狀？幾何大小有多大？組分是單一的還是可以有多種組分的？一個粒子還有沒有內部結構？多個粒子聚合體能不能還算是一個粒子？這些問題科學界都避而不談。

雖然物理學對粒子沒有明確的定義，但人們對粒子的理解應該是，粒子是有質量的、獨佔空間的、不可侵入的、單一組份的、有大小的、有體積的實體物質。

而場象是一種「流」，場是由物質產生的、對物質的相應屬性產生力的作用的流態，現已知有四種基本力場，場有強度，有密度，能疊加，能充於空間，但有些地方它充不進去，它有範圍，有邊界。我認為的場滿足疊加性原理、正交歸一性原理和完全性(等效原理)。這就全部量化了場的性質，這三個原理是量子力學的內容，但沒有任何解釋和物理意義，在我的新理論中才賦予了它們的意義。

我把物質分為實物和它產生的場。

實物是怎麼形成的？波動的場因為駐波而被限定在一個紡錘形的範圍內，它有邊界有大小有體積，形狀就是紡錘形，其它空間沒有波動也就沒有它的場。它就是能量包，它的質量是m=nhν/c²。這樣形成的實物就是單一組份的，這才是純正的的基本物質(「基本粒子」)，再由它組合成複合物質。單一的場駐波波包才能稱為物質波，而複合物質不是單一的駐波波包，不能用單一的物質波來描述，不能說一個原子或一個人的物質波，說它的物質波波長是沒有意義的。我一直不贊同把它當作點粒子，因為它佔據了一個空間範圍的。

波動的場為什麼其邊界層通常不會因熵增原理而發散？場形成的駐波有邊界有範圍，有固定的形狀大小體積，被駐波限定了波動範圍，其能量和頻率確定了，它不發散。如果發散，這個駐波就解散了，一切都變了，能量減少了，波包散開了，波長變長了，頻率降低了，體積變大了，墒增加了，一切都煙消雲散。如果不滿足駐波條件，也不至於這樣的消失，例如核外電子，它在某能級上形成穩定的駐波，當外界幹擾有能量變化，那麼它的能量就不滿足駐波條件，它要解散，在符合駐波條件的另一個能級上重新形成駐波，它也並沒有煙消雲散。

根據麥克斯韋電磁理論，光具有如下特徵：光是一種電磁波，是電場和磁場相互交替激發的波動，並在空間中傳播，光的傳播可以不需要介質，但光可以在某些介質中傳播，光在真空中傳播速度約為3.0×10⁸ m/s，在介質中的傳播速度比這個速度低，光具有波的所有特徵如反射、折射、衍射、幹涉等。廣義來說，所有波段的電磁波都可以稱為光波，可見光只是其中很窄的波段(380~780nm)。至少這些都是確定的沒有疑問的。

那麼認為光是粒子稱為光子，就是錯誤的。如果把頻率高於可見光以上的光當作是光子，還可勉強，長波段的無線電波波長達幾千公裡，一個波節能繞過高山穿過森林，把大地都包含其中，這能把它當作是一個「粒子」嗎？如果把長波段的無線電波只當作波，而把短波段的可見光只當作「粒子」，那麼有什麼理由把電磁波分開看待？就算是頻率高於可見光以上的光，波長再短，它也是麥克斯韋波動方程的解，它也是電磁波。

光波在真空中傳播時為什麼不會發散？前面的麥克斯韋波動方程已經看出，電場和磁場的波動方程與弦振動方程的形式完全相同，其解也是駐波，它也是有邊界有範圍，有固定的形狀大小體積，被駐波限定了波動範圍，其能量和頻率確定了，它不發散。

量子力學理論對波粒二象性的概念一直含糊其辭，這樣的概念純屬和稀泥，反而攪亂了科學。普朗克的"量子"概念是明確的，是指"(電磁波輻射)的能量是一份一份的，每一份為hν"，而不是一個"粒子"的概念，也不是"最小單位"的概念。

愛因斯坦解釋光電效應時，把這樣的一份光能量稱為"光子"，導致了後人把"量子"等同於"粒子"來理解，完全丟失了"量子"本身的含義。

後人為了發展量子力學的其它相關理論，又把所有東西都"量子化"為"粒子"，還發展出了"粒子物理學"，"量子場論"把靜態的電場和磁場都量子化了，甚至把時間也量子化了，把空間也量子化了，武斷地說空間是不連續的，時間是不連續的，還想把萬有引力也要量子化。還認為「光子」是傳遞電磁相互作用力的媒介子，「引力子」是傳遞萬有引力的媒介子(可惜沒有找到)。"量子化"這樣的人為操作，還把它當作是萬能的，哪裡都要"量子化"一下，用腦筋想想，用邏輯想想，這些是多麼的荒謬。

量子力學基礎理論錯了，以此為基礎發展的所有理論也跟著錯了。如量子場論、量子電動力學、規範場論、粒子物理學、弦理論、M理論等。

23、勢壘貫穿

能量低的粒子怎麼能穿過比它能量高的勢壘呢？這是違背能量守恆定律的！

在能量密度和總能量表達式中，勢壘只能對形成此勢壘的相應的廣義場起到阻礙或屏蔽作用，對其它廣義場無影響。因為廣義場只有同相應的廣義量才能產生能量和力的作用。

在前面分析兩電荷之間電場及兩球碰撞中可以看出，貫穿了高勢壘的是場，而不是粒子，場就是波函數，具有疊加性，可以穿過勢壘。但並沒有出現粒子可以貫穿勢壘而運動到勢壘的另一區域中去的情況，更不可能有人穿牆而過的奇怪現象。

（未完，待續）

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延伸閱讀：

本文英文版《The field meaning of wave function》見下面的《Nature》預印本網站連結：