原子原理范文10篇

时间:2023-03-21 11:10:35

原子原理

原子原理范文篇1

德谟克利特出生于希腊北部色雷斯的阿布德拉(Abdera)。他的父亲在当地是一位很有资产和地位的人。德谟克利特拜访过埃及,埃塞俄比亚,波斯和印度。据并不确切的史料称,德谟克利特曾就学于阿那克萨戈拉(Anaxagoras),和苏格拉底讨论过哲学。在苏格拉底看来,他就像是奥林匹亚赛会中的一位五项全能竞赛的胜利者。德谟克利特是经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者(2),在整个希腊文化史上,其博学多才的程度除了亚里士多德,无人能及其项背(3)。虽然公众给了他很高的荣誉,但是他喜欢沉思的生活胜过了活跃的生活,因此婉言谢绝了这些公众的荣誉而渡过了孤独的余生(4)。

据说,留基波曾和巴门尼德一起研究过哲学,但是二者的观点是完全对立的。他认为非存在和存在一样存在,这就是原子和虚空,它们都是事物生成的原因。德谟克利特正是把他的思想加以发展和系统化,使原子论成为体系。

1.原子与虚空

留基波——如果不是德谟克里特的话——试图调和以巴门尼德与恩培多克勒分别为其代表的一元论与多元论而走到了原子论。他们的观点极其有似于近代科学的观点,并且避免了大部分古希腊的暝想所常犯的错误。

亚里士多德说:“但留基波认为他有一种理论,这种理论与感觉一致,不会取消存在物的生成、消灭、运动和多样性。在对现象作了这些说明后,针对坚持存在为一,并认为没有虚空就无运动的人,他宣称虚空是非存在,而存在的任何一部分都不是非存在;因为严格地说,“存在”就是完全充实。但这样的充实不是一,而是无限多,只是由于体积太小,不能为肉眼所见。它们在虚空中被移动(因为虚空存在着),其结合造成事物的生成,分离导致事物的消灭。在其碰巧接触的地方,它们就动作与承受(因为在那里,它们不是一),当被放在一起且被缠结时,它们也生成。但是,从真正的一,不会生出多,从真正的多,也不会生出一,这是不可能的(325a25-36)"。

德谟克利特扩大了留基波的原子理论,维护了无限地分开事物是不可能的之信仰,从而否定了把存在分解为非存在的思考方式。德谟克利特的原子论是以虚空和原子皆为客观存在的悖论形式来表达的,他认为,万物的本原是原子(原子)和虚空。所谓原子,希腊文的原意就是不可分割性。大概德谟克利特认为原子是由无空隙的、紧密的、坚固的物质所组成的,由于其坚固性而不可能再分割,它既不能从内部破碎也不能从外部破碎。每个原子内部是没有质的区别的、不变的,所以一部分原子不可能比另一部分原子更坚硬,因而相互破碎。事实上原子就是一个巴门尼德式的“一”。而万事万物都是由原子构成的,原子之间存在着虚空。德谟克利特把虚空视为原子存在和运动的根本条件。虚空是原子存在的容器和原子运动的前提。因为在他看来,如果空间都被充满,原子就无法运动,也就不能结合成具体事物。在虚空中运动的原子结合成万物,而原子分离时,事物就消亡。他把虚空和原子都视为万物生成的根本原因。虚空概念的提出是德谟克利特的一大贡献,它是西方哲学史上首次出现“空间”这种理论范畴的萌芽(5)。德谟克利特把现代意义上的空间理解为他的“虚空”,在他看来,空间自身是空虚的、同类的、连续的、无限的。 

德谟克利特认为,原子是充满而又坚实的,所以是“存在”;而虚空是空虚而又稀疏的,所以是“非存在”。虚空尽管是非存在,然而它并不是纯粹的虚无,“非存在”并不是不存在,而是相对于有充实性的原子来说,虚空是没有被充实的。“存在”并不比“非存在”多点什么,因为虚空并不比物体少点什么,它们同样都是实在的。德谟克利特之所以具有这样的在我们看来十分诡异的观点是基于这样的思维困惑:对存在可进行无穷可分的观点将导致非存在,而根据巴门尼德的学说,这种非存在是必须被排除的,所以在芝诺看来,根本就不可能对存在进行分割。要么是巴门尼德的不可分割的存在;要么是阿那克萨哥拉的可以无穷尽地分割的存在——二者必居其一(6)。为了回避这种结论,原子论者在“无”前边,在分割的一个有限数字之后,假定了最后“不可分割的形式”的存在。

德谟克利特认为,原子在虚空中处于永恒的运动之中,而原子自身的运动是它的本质特征之一。因此,事物运动的原因不在外力的推动,而就在事物本身之中,这是由原子——本身的属性决定的:球形的原子拖拽着整个物体运动,原子运动是因为它们的本性即是永无静止(406b21-23)。当然,为什么原子自己能运动,这一点德谟克利特尽管到处探索却没能在最终作出解释。但是,在逻辑上而言,由于一切因果式的解释都必定要有一个任意设想的开端,因而,在德谟克利特的原子理论里留下来的原子具有的原始运动而不加以说明的做法就并不能算是缺欠了。

在这一基础之上,德谟克利特还进一步地认为:原子及由原子组成的物体的所有运动都是由动作和承受(activeandpassive)所引起的。他区分了原初的运动(primarymotion)与继起的效果(secondaryeffects),分别称为冲动和反应(impulseandreaction)。这一观点对亚里士多德的动力学观产生了很大的影响。并且,这一思想还引发了德谟克利特的一个猜想:原子在没有受到阻力的时候将做匀速直线运动。牛顿曾经就这一猜想写道:“所有那些古人都知道第一定律(即惯性定律),他们归之于原子在虚空中作直线运动,因为没有阻力,运动极快而永恒(7)”。

原子在数量上是无限多的,甚至于原子的种类也是无限的,在性质上则没有什么区别。为了说明万物在性质上的差异,德谟克利特主张原子在大小和形状上有区别,它们结合时又有次序和位置上的不同(后来的伊壁鸠鲁补充了重量的特征)。这样,在德谟克利特那里,原子在质上是相同的,在量上则存在四种区别:大小、形状、次序和位置。万物之所以会有千差万别的形态,完全是因为其中所包含的原子数量、大小、形状、次序和位置的不同而造成的。在大小上,既然他认为原子是不可分的物质微粒,那么原子应该很小,小到肉眼看不见。在形状上,德谟克利特认为有些原子是球形的,有的光滑,有的粗糙;有的是凹形的,有的是凸形的,有的甚至是带钩的。他认为太阳和月亮就是由光滑的球形原子组成的。构成灵魂的原子和火原子差不多,它们都是由最精细的球形原子组成的,所以,它们具有很大的活动性。

德谟克利特认为原子的不可入性(impenetrable)和具有一种密度的比例(densityproportionate)构成了它们的体积。这一观点影响到了牛顿用密度与体积来定义物体的质量(8)。现代,由于技术理性的进步,质量成为比密度更为基础的一个物理量。但在古代,密度与体积比现代意义上的质量更具有形而上的特征,“他们设定所受作用的本原就是浓聚和稀散(985b14-15)”。

德谟克利特有时也将原子的性质与人对物体的直接感觉联系在一起:“每个不可分的东西超过得越多,也就越重,所以很显然,它也就越热”(326a11)。德谟克利特还试图用原子和虚空的学说来解释许多复杂的自然现象。例如,他认为磁石和铁是由相类似的原子构成的,不过磁石的原子比铁原子更精细,磁石原子之间的空隙比铁原子之间的空隙要大得多,因此磁石原子的活动能力更强。由于原子的运动永远趋向于与它相类似的原子,所以,磁石的原子向铁移动,钻进了铁原子的空隙,使铁原子运动起来,并流向磁石。十分明显,他的这个解释是不符合现代科学的。但是他努力用自然本身的原因来解释自然现象的理性主义精神则是可贵的。

2、漩涡运动说

德谟克利特认为,宇宙之初,在无限的虚空中充满着无限多、大小不一、形状各异的原子,它们向不同方向凌乱运动,相互碰撞(正象现代气体分子的运动理论那样),从而形成一种漩涡运动。在漩涡运动中,相似的原子聚集在一起。这正像在筛子的旋动中,扁豆和扁豆、裸麦和裸麦分别聚拢在一起;波浪把狭长的石块与滚圆的石块分别冲在一起。圆形的、光滑的、最精细的和最活泼的原子结合在一起,形成火元素;钩形的、粗糙的、较大的原子聚集起来,形成土元素。另外一些相同的原子结合起来就成为水、气元素。之后,各种元素再结合成万物。

在漩涡运动中,轻的物体被抛到周围的虚空里;其余重的物质则留在漩涡中心,它们更加紧密地结合而形成最初的球形体。这个球形体由于来自中心的推动力而继续旋转着,邻近的物体不断附着在上面,最初是潮湿的泥沙,后来渐渐干涸,于是地球形成了。

在漩涡运动中被抛向外面的最轻物体燃烧起来,从而发出亮光,日、月、星辰也就产生了。我们生活在其中的世界就是这样形成的。德谟克利特认为,在无限的虚空中,原子形成的漩涡运动不止一个,所以从漩涡中产生的世界不是一个,而是无限。它们的大小各不相同。在一些世界中没有太阳和月亮;在另外一些世界中太阳和月亮比我们这个世界的要大,还有一些世界的太阳和月亮在数量上多于我们这个世界。一些世界有生物,另外一些世界则没有生物。

德谟克利特不但根据原子论详细地论述了世界产生的过程,而且还指出世界也会生长和衰落。他认为,一个世界达到鼎盛时期之后,就会逐渐解体,或者由于碰撞而毁灭。

德谟克利特的天体起源于漩涡的理论在天体演化学上有重要意义。近代哲学家笛卡尔和康德都是在继承他的漩涡说的基础上,提出了以近代科学为根据的新漩涡说。

不仅如此,德谟克利特在论述天体形成过程时,明确地提出了两个重要思想,它们是更值得我们重视。

一个是,他认为世界有无数个,它们是有生有灭的。没有一样东西是从无中来的,也没有一样东西在毁灭之后归于无。因为他看来,原子是永恒的,它们既不会产生,也不会毁灭。用它们构成元素、物质和世界,是属于物质形态的转化。

另一个重要思想是,德谟克利特认为世界的产生、成长和衰亡都遵照一种必然性。他把必然性理解为自然界固有的运动变化的规律及法则,以及事物之间的因果制约关系。在他看来,原子的自身运动是必然的,而由原子结合为一定的物体和结合为全部分繁多样的世界也是必然的,从而宇宙间发生的一切都是必然的,根本不存在偶然的事情。德谟克利特认为,“偶然性”这个概念是人们为了掩盖自己的无知而提出来的。他举例说(9),种橄榄挖地发现了一个宝藏,秃鹰从高空猛扑乌龟而撞破了自己的脑袋,看起来都是偶然的,细究起来,都有必然的原因。既然他认为万物都产生于漩涡运动,所以他就把漩涡视为万物生成的原因,并进一步把漩涡叫做必然性。不过,在现代人看来,承认必然性和规律性的决定论是正确的,但否定偶然性的存在,把一切都视为必然的机械决定论就是不正确的了。

3、影像说

德谟克利特在认识论上继承了恩培多克勒的“流射说”,提出了著名的“影像说”,进一步利用原子说来说明人的认识活动。德谟克利特的影像说对近代西方哲学的经验论产生了较大的影响。

在德谟克里特看来,肉体是由灵魂所推动的(409b1-2),而灵魂也是由原子组成的,生命是从原始的泥土里发展出来的,一个生活体全身处处都有一些火,但是在脑子里或者在胸中火最多。人是宇宙的缩影,因为人含有各种各样的原子。人的呼吸就是不断地把原子从人体中排出去,又不断地从空气中吸入人体,因此呼吸停止,生命便结束。思想也是一种物理的运动过程,且可以造成别的地方运动。他认为,由光滑的圆形原子构成的灵魂既是身体运动的动力,又具有认识的功能。他把灵魂的认识功能分为感觉和理智。感觉的功能由遍布全身的灵魂原子来承担;理智则是由灵魂的一个特殊部分“心灵”来完成的,心灵位于“脑中”。

德谟克利特主张,不管是感觉还是理智的认识,都是由组成外界事物的原子所流出的影像所造成的。在较广泛的意义上而言,“所有的感觉对象都是触觉对象(442b1)”。他认为,一切事物都不断地发射出一种波流,这种波流会把认识对象和眼睛之间的空气压紧,在湿润的眼睛中造成影像,然后影像进入脑子和脑膜,形成关于形状和颜色的视觉。他用同样的办法解释了听觉和其他感觉的产生。总之,他认为,感觉和思想生成于从外部世界所进入的影像。如果没有影像撞击,那么,任何人都不可能有感觉和思想。

德谟克利特尽管认为感觉是由事物的影像造成的,但他并不认为所有感觉都是对事物的性质忠实写照。只有关于形状和大小的感觉是反映事物本身的形状和大小的。因为原子本身有形状和大小,由它们构成物体也有形状和大小。有些性质如重量、密度与硬度实际上是在客体之内固有的。除此之外,“甜是从俗约定的,苦是从俗约定的,热是从俗约定的,冷是从俗约定的,颜色是从俗约定的,实际上只有原子和虚空”(10)。因为原子本身并不存在颜色、滋味和冷热的区别,所以由它们组成的物体本身也没有颜色、滋味和冷热的区别。但是,德谟克利特也没有把颜色、滋味和冷热等感觉完全视为主观自生的。相反地,他认为,它们的产生是有一定的客观基础的,这就是原子的形状和大小。例如,粗糙的原子会造成黑色的感觉(442b12-13),光滑的原子会产生白色的感觉;钩状原子产生辛辣的滋味,中等圆形原子产生甜的滋味。这样,德谟克利特在西方哲学史上最先提出两种性质学说。这种学说认为,物体的形状、大小、结构和运动等是第一性质,它们是物体本身固有的,关于它们的感觉是这些性质本身的“肖像”;颜色、气味、滋味等是第二性质,它们不是物体本身固有的,关于它们的感觉不是物体本身性质的“肖像”。这一学说为近?矶嗾苎Ъ液涂蒲Ъ遥?1)如维维斯(Vives)、桑切斯(Sanchez)、蒙田(Montaigne)康帕尼拉(Campanella)、布鲁诺、伽利略、波义耳、牛顿、洛克等所主张,特别是洛克,他对这一观点发展到了淋漓至尽的地步。由于这一观念涉及到人与自然的关系(12)、人与上帝的关系、人在宇宙中的地位问题,它对现代科学观念的发展产生了广泛的影响。特别是在现代物理学的动力因取代古代世界的目的因上,德谟克利特的这一思想显得更为珍贵。

德谟克利特不仅认识到感觉具有主观因素,而且也认识到感觉的局限性。德谟克利特称感觉为“暗昧的认识”,而把理性(思想)称为“真实的认识”(13):“有两种认识,真实的认识和暗昧的认识。属于后者的是视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。但是真实的认识与这完全不同”。“当暗昧的认识在细微的领域中再也看不到、再也听不见、再也闻不出、再也尝不到、再也摸不到、而研究又必须精确的时候,真实的认识就参加进来了,它有一种更精致的工具”。他这里说的细微领域就是指构成的物体原子和虚空。原子和虚空是用感官无法把握的,所以只能用理智去认识。因为原子和虚空是物体的本原,所以他把通过理智得来的关于原子和虚空的知识称为真实的知识,并认为可以作为真理的尺度。相对而言,通过感觉得来的关于物体的知识,他称为虚假的知识,并且认为它没有能力正确地判别真假。

但是,德谟克利特也并不认为两种知识是完全对立和割裂开来的。他曾以感觉与理智对话的方式指出:“可怜的理智,你从我们这里获得证据,又想抛弃我们吗?我们被抛掉了,你也就垮台了”。这表明理性主义与经验主义在德谟克利特的思维中得到了汇合,他已经认识到理性的认识高于感性的认识,只有它才能如实地认识事物,但他也在同时清醒地看到,理性的认识离不开感性的认识,理性必须以感觉为出发点,只有这样才能够保证理性不陷入空想。

4、结束语

从德谟克利特、伊壁鸠鲁、鲁克莱修到道尔顿,原子作为宇宙之砖,以其不可分性而最终上升为科学本体论的基石。另一方面,将虚空作为存在提出,在人类思想史上也产生了重大的影响,因为它直接涉及到运动与物质的不可分割性。在本体论的意义上,虚空不再只是原子之间的空隙、原子运动的场所(14),它只能被理解是一种客观存在着的、非实体化的、连续态的“无”。列宁在《哲学笔记》中写道(15):“一是古老的原子(和虚空)的原则。虚空之被认为是运动的泉源,不仅由于地方空着这个意思,而且还由于它包含有‘更深一层的思想:在否定的东西中一般都包含着生成的根据,自己运动的不安根据’”。虚空范畴在历史上的演化轨迹也使我们将目光于亚里士多德的“天然处所”的猜测,即轻的东西上升,因为天是它的天然处所;重的东西下降,因为地是它的天然处所。德谟克里特理论逻辑发展的结果便似乎是牛顿的绝对空间的理论,问题仅是在于这种理论遇到的困难乃是必须把实在归之于“不存在”。尽管如此,原子论派的世界要比任何其他古代哲学家的世界都更接近于实际的世界。

德谟克里特认为,宇宙之中并没有目的,只有被机械的法则所统驭着的原子。他不相信流俗的宗教,也反驳过阿那克萨哥拉的nous。他对于漩涡加以机械的解释而不以心的作用来解释。

德谟克里特提出了前苏格拉底自然哲学最系统,且适于一切物体的理论(325a1)。原子论和影像论的学说,是前苏格拉底自然哲学的终结,它使德谟克利特步上了希腊唯物主义思想的高峰。德谟克里特的原子论和柏拉图的相论、亚里士多德的哲学体系合称为希腊哲学的三大体系。原子论对后来哲学和科学的发展都产生过深远的影响。我们现在在物质的“基本结构粒子”方面所知道的东西要比德谟克里特所知道的多得多。然而,我们不知道,他的粒子概念还将把我们引向多远(16)。在我们看来,以下问题是值得考虑的:物质是否有最终的基本粒子?这些基本粒子的始基何在?究竟有没有这样一种始基?

参考文献:

苗力田主编。亚里士多德全集。中国人民大学出版社,1991,11,1版。

(1)罗素著,何兆武、李约瑟译。西文哲学史,上卷。商务印书馆,1963,9,1版,96。

(2)《马克思恩格斯全集》,第三卷,人民出版社,1960,1版,146。

(3)彭越、陈立胜著。西方哲学初步。广东人民出版社,1999,5,2版,40。

(4)Democritus(460-370BCE.)TheInternetEncyclopediaofPhilosophy.

www.utm.edu/research/iep/d/democrit.htm;

(5)彭越、陈立胜著。西方哲学初步。广东人民出版社,1999,5,2版,42。

(6)〔德〕乌·罗塞堡著,朱章才译。哲学与物理学。求实出版社,1987,1,1版32。

(7)yan(雁)。力是维持物体运动的原因吗?中国园丁网物理王国。发表时间00.08.2314:36

(8)〔英〕伊萨克·牛顿。自然哲学之数学原理。陕西人民出版社,2001,1,1版,5。

(9)谭鑫田橄榄色的智慧—古希腊哲学漫谈/resource/book/Edu/KPTS/TS004075/0010_;ts004075.htm

(10)周辅成编。西方论理学名著选辑上卷。商务印书馆,1964,10,1版72。

(11)埃德温·阿瑟·伯特近代物理科学的形而上基础五、对新形而上学的第一表述——因果性、量、第一性质和第二性质/Resource/GZ/GZWL/WLBL/WLS00006/6249_SR.htm;

(12)徐向东伯特《近代物理科学的形而上学基础》译/post/show.php?op=pap&sid=30;

(13)宫雄飞。寻觅唯光论的芳踪/free/show.asp?id=177;

(14)王齐。虚空—原子旋涡论。/;

原子原理范文篇2

德谟克利特出生于希腊北部色雷斯的阿布德拉(Abdera)。他的父亲在当地是一位很有资产和地位的人。德谟克利特拜访过埃及,埃塞俄比亚,波斯和印度。据并不确切的史料称,德谟克利特曾就学于阿那克萨戈拉(Anaxagoras),和苏格拉底讨论过哲学。在苏格拉底看来,他就像是奥林匹亚赛会中的一位五项全能竞赛的胜利者。德谟克利特是经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者(2),在整个希腊文化史上,其博学多才的程度除了亚里士多德,无人能及其项背(3)。虽然公众给了他很高的荣誉,但是他喜欢沉思的生活胜过了活跃的生活,因此婉言谢绝了这些公众的荣誉而渡过了孤独的余生(4)。

据说,留基波曾和巴门尼德一起研究过哲学,但是二者的观点是完全对立的。他认为非存在和存在一样存在,这就是原子和虚空,它们都是事物生成的原因。德谟克利特正是把他的思想加以发展和系统化,使原子论成为体系。

1.原子与虚空

留基波——如果不是德谟克里特的话——试图调和以巴门尼德与恩培多克勒分别为其代表的一元论与多元论而走到了原子论。他们的观点极其有似于近代科学的观点,并且避免了大部分古希腊的暝想所常犯的错误。

亚里士多德说:“但留基波认为他有一种理论,这种理论与感觉一致,不会取消存在物的生成、消灭、运动和多样性。在对现象作了这些说明后,针对坚持存在为一,并认为没有虚空就无运动的人,他宣称虚空是非存在,而存在的任何一部分都不是非存在;因为严格地说,“存在”就是完全充实。但这样的充实不是一,而是无限多,只是由于体积太小,不能为肉眼所见。它们在虚空中被移动(因为虚空存在着),其结合造成事物的生成,分离导致事物的消灭。在其碰巧接触的地方,它们就动作与承受(因为在那里,它们不是一),当被放在一起且被缠结时,它们也生成。但是,从真正的一,不会生出多,从真正的多,也不会生出一,这是不可能的(325a25-36)"。

德谟克利特扩大了留基波的原子理论,维护了无限地分开事物是不可能的之信仰,从而否定了把存在分解为非存在的思考方式。德谟克利特的原子论是以虚空和原子皆为客观存在的悖论形式来表达的,他认为,万物的本原是原子(原子)和虚空。所谓原子,希腊文的原意就是不可分割性。大概德谟克利特认为原子是由无空隙的、紧密的、坚固的物质所组成的,由于其坚固性而不可能再分割,它既不能从内部破碎也不能从外部破碎。每个原子内部是没有质的区别的、不变的,所以一部分原子不可能比另一部分原子更坚硬,因而相互破碎。事实上原子就是一个巴门尼德式的“一”。而万事万物都是由原子构成的,原子之间存在着虚空。德谟克利特把虚空视为原子存在和运动的根本条件。虚空是原子存在的容器和原子运动的前提。因为在他看来,如果空间都被充满,原子就无法运动,也就不能结合成具体事物。在虚空中运动的原子结合成万物,而原子分离时,事物就消亡。他把虚空和原子都视为万物生成的根本原因。虚空概念的提出是德谟克利特的一大贡献,它是西方哲学史上首次出现“空间”这种理论范畴的萌芽(5)。德谟克利特把现代意义上的空间理解为他的“虚空”,在他看来,空间自身是空虚的、同类的、连续的、无限的。

德谟克利特认为,原子是充满而又坚实的,所以是“存在”;而虚空是空虚而又稀疏的,所以是“非存在”。虚空尽管是非存在,然而它并不是纯粹的虚无,“非存在”并不是不存在,而是相对于有充实性的原子来说,虚空是没有被充实的。“存在”并不比“非存在”多点什么,因为虚空并不比物体少点什么,它们同样都是实在的。德谟克利特之所以具有这样的在我们看来十分诡异的观点是基于这样的思维困惑:对存在可进行无穷可分的观点将导致非存在,而根据巴门尼德的学说,这种非存在是必须被排除的,所以在芝诺看来,根本就不可能对存在进行分割。要么是巴门尼德的不可分割的存在;要么是阿那克萨哥拉的可以无穷尽地分割的存在——二者必居其一(6)。为了回避这种结论,原子论者在“无”前边,在分割的一个有限数字之后,假定了最后“不可分割的形式”的存在。

德谟克利特认为,原子在虚空中处于永恒的运动之中,而原子自身的运动是它的本质特征之一。因此,事物运动的原因不在外力的推动,而就在事物本身之中,这是由原子——本身的属性决定的:球形的原子拖拽着整个物体运动,原子运动是因为它们的本性即是永无静止(406b21-23)。当然,为什么原子自己能运动,这一点德谟克利特尽管到处探索却没能在最终作出解释。但是,在逻辑上而言,由于一切因果式的解释都必定要有一个任意设想的开端,因而,在德谟克利特的原子理论里留下来的原子具有的原始运动而不加以说明的做法就并不能算是缺欠了。

在这一基础之上,德谟克利特还进一步地认为:原子及由原子组成的物体的所有运动都是由动作和承受(activeandpassive)所引起的。他区分了原初的运动(primarymotion)与继起的效果(secondaryeffects),分别称为冲动和反应(impulseandreaction)。这一观点对亚里士多德的动力学观产生了很大的影响。并且,这一思想还引发了德谟克利特的一个猜想:原子在没有受到阻力的时候将做匀速直线运动。牛顿曾经就这一猜想写道:“所有那些古人都知道第一定律(即惯性定律),他们归之于原子在虚空中作直线运动,因为没有阻力,运动极快而永恒(7)”。

原子在数量上是无限多的,甚至于原子的种类也是无限的,在性质上则没有什么区别。为了说明万物在性质上的差异,德谟克利特主张原子在大小和形状上有区别,它们结合时又有次序和位置上的不同(后来的伊壁鸠鲁补充了重量的特征)。这样,在德谟克利特那里,原子在质上是相同的,在量上则存在四种区别:大小、形状、次序和位置。万物之所以会有千差万别的形态,完全是因为其中所包含的原子数量、大小、形状、次序和位置的不同而造成的。在大小上,既然他认为原子是不可分的物质微粒,那么原子应该很小,小到肉眼看不见。在形状上,德谟克利特认为有些原子是球形的,有的光滑,有的粗糙;有的是凹形的,有的是凸形的,有的甚至是带钩的。他认为太阳和月亮就是由光滑的球形原子组成的。构成灵魂的原子和火原子差不多,它们都是由最精细的球形原子组成的,所以,它们具有很大的活动性。

德谟克利特认为原子的不可入性(impenetrable)和具有一种密度的比例(densityproportionate)构成了它们的体积。这一观点影响到了牛顿用密度与体积来定义物体的质量(8)。现代,由于技术理性的进步,质量成为比密度更为基础的一个物理量。但在古代,密度与体积比现代意义上的质量更具有形而上的特征,“他们设定所受作用的本原就是浓聚和稀散(985b14-15)”。

德谟克利特有时也将原子的性质与人对物体的直接感觉联系在一起:“每个不可分的东西超过得越多,也就越重,所以很显然,它也就越热”(326a11)。德谟克利特还试图用原子和虚空的学说来解释许多复杂的自然现象。例如,他认为磁石和铁是由相类似的原子构成的,不过磁石的原子比铁原子更精细,磁石原子之间的空隙比铁原子之间的空隙要大得多,因此磁石原子的活动能力更强。由于原子的运动永远趋向于与它相类似的原子,所以,磁石的原子向铁移动,钻进了铁原子的空隙,使铁原子运动起来,并流向磁石。十分明显,他的这个解释是不符合现代科学的。但是他努力用自然本身的原因来解释自然现象的理性主义精神则是可贵的。

2、漩涡运动说

德谟克利特认为,宇宙之初,在无限的虚空中充满着无限多、大小不一、形状各异的原子,它们向不同方向凌乱运动,相互碰撞(正象现代气体分子的运动理论那样),从而形成一种漩涡运动。在漩涡运动中,相似的原子聚集在一起。这正像在筛子的旋动中,扁豆和扁豆、裸麦和裸麦分别聚拢在一起;波浪把狭长的石块与滚圆的石块分别冲在一起。圆形的、光滑的、最精细的和最活泼的原子结合在一起,形成火元素;钩形的、粗糙的、较大的原子聚集起来,形成土元素。另外一些相同的原子结合起来就成为水、气元素。之后,各种元素再结合成万物。

在漩涡运动中,轻的物体被抛到周围的虚空里;其余重的物质则留在漩涡中心,它们更加紧密地结合而形成最初的球形体。这个球形体由于来自中心的推动力而继续旋转着,邻近的物体不断附着在上面,最初是潮湿的泥沙,后来渐渐干涸,于是地球形成了。

在漩涡运动中被抛向外面的最轻物体燃烧起来,从而发出亮光,日、月、星辰也就产生了。我们生活在其中的世界就是这样形成的。德谟克利特认为,在无限的虚空中,原子形成的漩涡运动不止一个,所以从漩涡中产生的世界不是一个,而是无限。它们的大小各不相同。在一些世界中没有太阳和月亮;在另外一些世界中太阳和月亮比我们这个世界的要大,还有一些世界的太阳和月亮在数量上多于我们这个世界。一些世界有生物,另外一些世界则没有生物。

德谟克利特不但根据原子论详细地论述了世界产生的过程,而且还指出世界也会生长和衰落。他认为,一个世界达到鼎盛时期之后,就会逐渐解体,或者由于碰撞而毁灭。

德谟克利特的天体起源于漩涡的理论在天体演化学上有重要意义。近代哲学家笛卡尔和康德都是在继承他的漩涡说的基础上,提出了以近代科学为根据的新漩涡说。

不仅如此,德谟克利特在论述天体形成过程时,明确地提出了两个重要思想,它们是更值得我们重视。

一个是,他认为世界有无数个,它们是有生有灭的。没有一样东西是从无中来的,也没有一样东西在毁灭之后归于无。因为他看来,原子是永恒的,它们既不会产生,也不会毁灭。用它们构成元素、物质和世界,是属于物质形态的转化。

另一个重要思想是,德谟克利特认为世界的产生、成长和衰亡都遵照一种必然性。他把必然性理解为自然界固有的运动变化的规律及法则,以及事物之间的因果制约关系。在他看来,原子的自身运动是必然的,而由原子结合为一定的物体和结合为全部分繁多样的世界也是必然的,从而宇宙间发生的一切都是必然的,根本不存在偶然的事情。德谟克利特认为,“偶然性”这个概念是人们为了掩盖自己的无知而提出来的。他举例说(9),种橄榄挖地发现了一个宝藏,秃鹰从高空猛扑乌龟而撞破了自己的脑袋,看起来都是偶然的,细究起来,都有必然的原因。既然他认为万物都产生于漩涡运动,所以他就把漩涡视为万物生成的原因,并进一步把漩涡叫做必然性。不过,在现代人看来,承认必然性和规律性的决定论是正确的,但否定偶然性的存在,把一切都视为必然的机械决定论就是不正确的了。

3、影像说

德谟克利特在认识论上继承了恩培多克勒的“流射说”,提出了著名的“影像说”,进一步利用原子说来说明人的认识活动。德谟克利特的影像说对近代西方哲学的经验论产生了较大的影响。

在德谟克里特看来,肉体是由灵魂所推动的(409b1-2),而灵魂也是由原子组成的,生命是从原始的泥土里发展出来的,一个生活体全身处处都有一些火,但是在脑子里或者在胸中火最多。人是宇宙的缩影,因为人含有各种各样的原子。人的呼吸就是不断地把原子从人体中排出去,又不断地从空气中吸入人体,因此呼吸停止,生命便结束。思想也是一种物理的运动过程,且可以造成别的地方运动。他认为,由光滑的圆形原子构成的灵魂既是身体运动的动力,又具有认识的功能。他把灵魂的认识功能分为感觉和理智。感觉的功能由遍布全身的灵魂原子来承担;理智则是由灵魂的一个特殊部分“心灵”来完成的,心灵位于“脑中”。

德谟克利特主张,不管是感觉还是理智的认识,都是由组成外界事物的原子所流出的影像所造成的。在较广泛的意义上而言,“所有的感觉对象都是触觉对象(442b1)”。他认为,一切事物都不断地发射出一种波流,这种波流会把认识对象和眼睛之间的空气压紧,在湿润的眼睛中造成影像,然后影像进入脑子和脑膜,形成关于形状和颜色的视觉。他用同样的办法解释了听觉和其他感觉的产生。总之,他认为,感觉和思想生成于从外部世界所进入的影像。如果没有影像撞击,那么,任何人都不可能有感觉和思想。

德谟克利特尽管认为感觉是由事物的影像造成的,但他并不认为所有感觉都是对事物的性质忠实写照。只有关于形状和大小的感觉是反映事物本身的形状和大小的。因为原子本身有形状和大小,由它们构成物体也有形状和大小。有些性质如重量、密度与硬度实际上是在客体之内固有的。除此之外,“甜是从俗约定的,苦是从俗约定的,热是从俗约定的,冷是从俗约定的,颜色是从俗约定的,实际上只有原子和虚空”(10)。因为原子本身并不存在颜色、滋味和冷热的区别,所以由它们组成的物体本身也没有颜色、滋味和冷热的区别。但是,德谟克利特也没有把颜色、滋味和冷热等感觉完全视为主观自生的。相反地,他认为,它们的产生是有一定的客观基础的,这就是原子的形状和大小。例如,粗糙的原子会造成黑色的感觉(442b12-13),光滑的原子会产生白色的感觉;钩状原子产生辛辣的滋味,中等圆形原子产生甜的滋味。这样,德谟克利特在西方哲学史上最先提出两种性质学说。这种学说认为,物体的形状、大小、结构和运动等是第一性质,它们是物体本身固有的,关于它们的感觉是这些性质本身的“肖像”;颜色、气味、滋味等是第二性质,它们不是物体本身固有的,关于它们的感觉不是物体本身性质的“肖像”。这一学说为近代许多哲学家和科学家(11)如维维斯(Vives)、桑切斯(Sanchez)、蒙田(Montaigne)康帕尼拉(Campanella)、布鲁诺、伽利略、波义耳、牛顿、洛克等所主张,特别是洛克,他对这一观点发展到了淋漓至尽的地步。由于这一观念涉及到人与自然的关系(12)、人与上帝的关系、人在宇宙中的地位问题,它对现代科学观念的发展产生了广泛的影响。特别是在现代物理学的动力因取代古代世界的目的因上,德谟克利特的这一思想显得更为珍贵。

德谟克利特不仅认识到感觉具有主观因素,而且也认识到感觉的局限性。德谟克利特称感觉为“暗昧的认识”,而把理性(思想)称为“真实的认识”(13):“有两种认识,真实的认识和暗昧的认识。属于后者的是视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。但是真实的认识与这完全不同”。“当暗昧的认识在细微的领域中再也看不到、再也听不见、再也闻不出、再也尝不到、再也摸不到、而研究又必须精确的时候,真实的认识就参加进来了,它有一种更精致的工具”。他这里说的细微领域就是指构成的物体原子和虚空。原子和虚空是用感官无法把握的,所以只能用理智去认识。因为原子和虚空是物体的本原,所以他把通过理智得来的关于原子和虚空的知识称为真实的知识,并认为可以作为真理的尺度。相对而言,通过感觉得来的关于物体的知识,他称为虚假的知识,并且认为它没有能力正确地判别真假。

但是,德谟克利特也并不认为两种知识是完全对立和割裂开来的。他曾以感觉与理智对话的方式指出:“可怜的理智,你从我们这里获得证据,又想抛弃我们吗?我们被抛掉了,你也就垮台了”。这表明理性主义与经验主义在德谟克利特的思维中得到了汇合,他已经认识到理性的认识高于感性的认识,只有它才能如实地认识事物,但他也在同时清醒地看到,理性的认识离不开感性的认识,理性必须以感觉为出发点,只有这样才能够保证理性不陷入空想。

4、结束语

从德谟克利特、伊壁鸠鲁、鲁克莱修到道尔顿,原子作为宇宙之砖,以其不可分性而最终上升为科学本体论的基石。另一方面,将虚空作为存在提出,在人类思想史上也产生了重大的影响,因为它直接涉及到运动与物质的不可分割性。在本体论的意义上,虚空不再只是原子之间的空隙、原子运动的场所(14),它只能被理解是一种客观存在着的、非实体化的、连续态的“无”。列宁在《哲学笔记》中写道(15):“一是古老的原子(和虚空)的原则。虚空之被认为是运动的泉源,不仅由于地方空着这个意思,而且还由于它包含有‘更深一层的思想:在否定的东西中一般都包含着生成的根据,自己运动的不安根据’”。虚空范畴在历史上的演化轨迹也使我们将目光于亚里士多德的“天然处所”的猜测,即轻的东西上升,因为天是它的天然处所;重的东西下降,因为地是它的天然处所。德谟克里特理论逻辑发展的结果便似乎是牛顿的绝对空间的理论,问题仅是在于这种理论遇到的困难乃是必须把实在归之于“不存在”。尽管如此,原子论派的世界要比任何其他古代哲学家的世界都更接近于实际的世界。

德谟克里特认为,宇宙之中并没有目的,只有被机械的法则所统驭着的原子。他不相信流俗的宗教,也反驳过阿那克萨哥拉的nous。他对于漩涡加以机械的解释而不以心的作用来解释。

德谟克里特提出了前苏格拉底自然哲学最系统,且适于一切物体的理论(325a1)。原子论和影像论的学说,是前苏格拉底自然哲学的终结,它使德谟克利特步上了希腊唯物主义思想的高峰。德谟克里特的原子论和柏拉图的相论、亚里士多德的哲学体系合称为希腊哲学的三大体系。原子论对后来哲学和科学的发展都产生过深远的影响。我们现在在物质的“基本结构粒子”方面所知道的东西要比德谟克里特所知道的多得多。然而,我们不知道,他的粒子概念还将把我们引向多远(16)。在我们看来,以下问题是值得考虑的:物质是否有最终的基本粒子?这些基本粒子的始基何在?究竟有没有这样一种始基?

参考文献:

苗力田主编。亚里士多德全集。中国人民大学出版社,1991,11,1版。

(1)罗素著,何兆武、李约瑟译。西文哲学史,上卷。商务印书馆,1963,9,1版,96。

(2)《马克思恩格斯全集》,第三卷,人民出版社,1960,1版,146。

(3)彭越、陈立胜著。西方哲学初步。广东人民出版社,1999,5,2版,40。

(4)Democritus(460-370BCE.)TheInternetEncyclopediaofPhilosophy.

www.utm.edu/research/iep/d/democrit.htm

(5)彭越、陈立胜著。西方哲学初步。广东人民出版社,1999,5,2版,42。

(6)〔德〕乌·罗塞堡著,朱章才译。哲学与物理学。求实出版社,1987,1,1版32。

(7)yan(雁)。力是维持物体运动的原因吗?中国园丁网物理王国。发表时间00.08.2314:36

(8)〔英〕伊萨克·牛顿。自然哲学之数学原理。陕西人民出版社,2001,1,1版,5。

(9)谭鑫田橄榄色的智慧—古希腊哲学漫谈/resource/book/Edu/KPTS/TS004075/0010_ts004075.htm

(10)周辅成编。西方论理学名著选辑上卷。商务印书馆,1964,10,1版72。

(11)埃德温·阿瑟·伯特近代物理科学的形而上基础五、对新形而上学的第一表述——因果性、量、第一性质和第二性质/Resource/GZ/GZWL/WLBL/WLS00006/6249_SR.htm

(12)徐向东伯特《近代物理科学的形而上学基础》译序/post/show.php?op=pap&sid=30

(13)宫雄飞。寻觅唯光论的芳踪。/free/show.asp?id=177

(14)王齐。虚空—原子旋涡论。/

原子原理范文篇3

德谟克利特出生于希腊北部色雷斯的阿布德拉(Abdera)。他的父亲在当地是一位很有资产和地位的人。德谟克利特拜访过埃及,埃塞俄比亚,波斯和印度。据并不确切的史料称,德谟克利特曾就学于阿那克萨戈拉(Anaxagoras),和苏格拉底讨论过哲学。在苏格拉底看来,他就像是奥林匹亚赛会中的一位五项全能竞赛的胜利者。德谟克利特是经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者(2),在整个希腊文化史上,其博学多才的程度除了亚里士多德,无人能及其项背(3)。虽然公众给了他很高的荣誉,但是他喜欢沉思的生活胜过了活跃的生活,因此婉言谢绝了这些公众的荣誉而渡过了孤独的余生(4)。

据说,留基波曾和巴门尼德一起研究过哲学,但是二者的观点是完全对立的。他认为非存在和存在一样存在,这就是原子和虚空,它们都是事物生成的原因。德谟克利特正是把他的思想加以发展和系统化,使原子论成为体系。

1.原子与虚空

留基波——如果不是德谟克里特的话——试图调和以巴门尼德与恩培多克勒分别为其代表的一元论与多元论而走到了原子论。他们的观点极其有似于近代科学的观点,并且避免了大部分古希腊的暝想所常犯的错误。

亚里士多德说:“但留基波认为他有一种理论,这种理论与感觉一致,不会取消存在物的生成、消灭、运动和多样性。在对现象作了这些说明后,针对坚持存在为一,并认为没有虚空就无运动的人,他宣称虚空是非存在,而存在的任何一部分都不是非存在;因为严格地说,“存在”就是完全充实。但这样的充实不是一,而是无限多,只是由于体积太小,不能为肉眼所见。它们在虚空中被移动(因为虚空存在着),其结合造成事物的生成,分离导致事物的消灭。在其碰巧接触的地方,它们就动作与承受(因为在那里,它们不是一),当被放在一起且被缠结时,它们也生成。但是,从真正的一,不会生出多,从真正的多,也不会生出一,这是不可能的(325a25-36)"。

德谟克利特扩大了留基波的原子理论,维护了无限地分开事物是不可能的之信仰,从而否定了把存在分解为非存在的思考方式。德谟克利特的原子论是以虚空和原子皆为客观存在的悖论形式来表达的,他认为,万物的本原是原子(原子)和虚空。所谓原子,希腊文的原意就是不可分割性。大概德谟克利特认为原子是由无空隙的、紧密的、坚固的物质所组成的,由于其坚固性而不可能再分割,它既不能从内部破碎也不能从外部破碎。每个原子内部是没有质的区别的、不变的,所以一部分原子不可能比另一部分原子更坚硬,因而相互破碎。事实上原子就是一个巴门尼德式的“一”。而万事万物都是由原子构成的,原子之间存在着虚空。德谟克利特把虚空视为原子存在和运动的根本条件。虚空是原子存在的容器和原子运动的前提。因为在他看来,如果空间都被充满,原子就无法运动,也就不能结合成具体事物。在虚空中运动的原子结合成万物,而原子分离时,事物就消亡。他把虚空和原子都视为万物生成的根本原因。虚空概念的提出是德谟克利特的一大贡献,它是西方哲学史上首次出现“空间”这种理论范畴的萌芽(5)。德谟克利特把现代意义上的空间理解为他的“虚空”,在他看来,空间自身是空虚的、同类的、连续的、无限的。

德谟克利特认为,原子是充满而又坚实的,所以是“存在”;而虚空是空虚而又稀疏的,所以是“非存在”。虚空尽管是非存在,然而它并不是纯粹的虚无,“非存在”并不是不存在,而是相对于有充实性的原子来说,虚空是没有被充实的。“存在”并不比“非存在”多点什么,因为虚空并不比物体少点什么,它们同样都是实在的。德谟克利特之所以具有这样的在我们看来十分诡异的观点是基于这样的思维困惑:对存在可进行无穷可分的观点将导致非存在,而根据巴门尼德的学说,这种非存在是必须被排除的,所以在芝诺看来,根本就不可能对存在进行分割。要么是巴门尼德的不可分割的存在;要么是阿那克萨哥拉的可以无穷尽地分割的存在——二者必居其一(6)。为了回避这种结论,原子论者在“无”前边,在分割的一个有限数字之后,假定了最后“不可分割的形式”的存在。

德谟克利特认为,原子在虚空中处于永恒的运动之中,而原子自身的运动是它的本质特征之一。因此,事物运动的原因不在外力的推动,而就在事物本身之中,这是由原子——本身的属性决定的:球形的原子拖拽着整个物体运动,原子运动是因为它们的本性即是永无静止(406b21-23)。当然,为什么原子自己能运动,这一点德谟克利特尽管到处探索却没能在最终作出解释。但是,在逻辑上而言,由于一切因果式的解释都必定要有一个任意设想的开端,因而,在德谟克利特的原子理论里留下来的原子具有的原始运动而不加以说明的做法就并不能算是缺欠了。

在这一基础之上,德谟克利特还进一步地认为:原子及由原子组成的物体的所有运动都是由动作和承受(activeandpassive)所引起的。他区分了原初的运动(primarymotion)与继起的效果(secondaryeffects),分别称为冲动和反应(impulseandreaction)。这一观点对亚里士多德的动力学观产生了很大的影响。并且,这一思想还引发了德谟克利特的一个猜想:原子在没有受到阻力的时候将做匀速直线运动。牛顿曾经就这一猜想写道:“所有那些古人都知道第一定律(即惯性定律),他们归之于原子在虚空中作直线运动,因为没有阻力,运动极快而永恒(7)”。

原子在数量上是无限多的,甚至于原子的种类也是无限的,在性质上则没有什么区别。为了说明万物在性质上的差异,德谟克利特主张原子在大小和形状上有区别,它们结合时又有次序和位置上的不同(后来的伊壁鸠鲁补充了重量的特征)。这样,在德谟克利特那里,原子在质上是相同的,在量上则存在四种区别:大小、形状、次序和位置。万物之所以会有千差万别的形态,完全是因为其中所包含的原子数量、大小、形状、次序和位置的不同而造成的。在大小上,既然他认为原子是不可分的物质微粒,那么原子应该很小,小到肉眼看不见。在形状上,德谟克利特认为有些原子是球形的,有的光滑,有的粗糙;有的是凹形的,有的是凸形的,有的甚至是带钩的。他认为太阳和月亮就是由光滑的球形原子组成的。构成灵魂的原子和火原子差不多,它们都是由最精细的球形原子组成的,所以,它们具有很大的活动性。

德谟克利特认为原子的不可入性(impenetrable)和具有一种密度的比例(densityproportionate)构成了它们的体积。这一观点影响到了牛顿用密度与体积来定义物体的质量(8)。现代,由于技术理性的进步,质量成为比密度更为基础的一个物理量。但在古代,密度与体积比现代意义上的质量更具有形而上的特征,“他们设定所受作用的本原就是浓聚和稀散(985b14-15)”。

德谟克利特有时也将原子的性质与人对物体的直接感觉联系在一起:“每个不可分的东西超过得越多,也就越重,所以很显然,它也就越热”(326a11)。德谟克利特还试图用原子和虚空的学说来解释许多复杂的自然现象。例如,他认为磁石和铁是由相类似的原子构成的,不过磁石的原子比铁原子更精细,磁石原子之间的空隙比铁原子之间的空隙要大得多,因此磁石原子的活动能力更强。由于原子的运动永远趋向于与它相类似的原子,所以,磁石的原子向铁移动,钻进了铁原子的空隙,使铁原子运动起来,并流向磁石。十分明显,他的这个解释是不符合现代科学的。但是他努力用自然本身的原因来解释自然现象的理性主义精神则是可贵的。

2、漩涡运动说

德谟克利特认为,宇宙之初,在无限的虚空中充满着无限多、大小不一、形状各异的原子,它们向不同方向凌乱运动,相互碰撞(正象现代气体分子的运动理论那样),从而形成一种漩涡运动。在漩涡运动中,相似的原子聚集在一起。这正像在筛子的旋动中,扁豆和扁豆、裸麦和裸麦分别聚拢在一起;波浪把狭长的石块与滚圆的石块分别冲在一起。圆形的、光滑的、最精细的和最活泼的原子结合在一起,形成火元素;钩形的、粗糙的、较大的原子聚集起来,形成土元素。另外一些相同的原子结合起来就成为水、气元素。之后,各种元素再结合成万物。

在漩涡运动中,轻的物体被抛到周围的虚空里;其余重的物质则留在漩涡中心,它们更加紧密地结合而形成最初的球形体。这个球形体由于来自中心的推动力而继续旋转着,邻近的物体不断附着在上面,最初是潮湿的泥沙,后来渐渐干涸,于是地球形成了。

在漩涡运动中被抛向外面的最轻物体燃烧起来,从而发出亮光,日、月、星辰也就产生了。我们生活在其中的世界就是这样形成的。德谟克利特认为,在无限的虚空中,原子形成的漩涡运动不止一个,所以从漩涡中产生的世界不是一个,而是无限。它们的大小各不相同。在一些世界中没有太阳和月亮;在另外一些世界中太阳和月亮比我们这个世界的要大,还有一些世界的太阳和月亮在数量上多于我们这个世界。一些世界有生物,另外一些世界则没有生物。

德谟克利特不但根据原子论详细地论述了世界产生的过程,而且还指出世界也会生长和衰落。他认为,一个世界达到鼎盛时期之后,就会逐渐解体,或者由于碰撞而毁灭。

德谟克利特的天体起源于漩涡的理论在天体演化学上有重要意义。近代哲学家笛卡尔和康德都是在继承他的漩涡说的基础上,提出了以近代科学为根据的新漩涡说。

不仅如此,德谟克利特在论述天体形成过程时,明确地提出了两个重要思想,它们是更值得我们重视。

一个是,他认为世界有无数个,它们是有生有灭的。没有一样东西是从无中来的,也没有一样东西在毁灭之后归于无。因为他看来,原子是永恒的,它们既不会产生,也不会毁灭。用它们构成元素、物质和世界,是属于物质形态的转化。

另一个重要思想是,德谟克利特认为世界的产生、成长和衰亡都遵照一种必然性。他把必然性理解为自然界固有的运动变化的规律及法则,以及事物之间的因果制约关系。在他看来,原子的自身运动是必然的,而由原子结合为一定的物体和结合为全部分繁多样的世界也是必然的,从而宇宙间发生的一切都是必然的,根本不存在偶然的事情。德谟克利特认为,“偶然性”这个概念是人们为了掩盖自己的无知而提出来的。他举例说(9),种橄榄挖地发现了一个宝藏,秃鹰从高空猛扑乌龟而撞破了自己的脑袋,看起来都是偶然的,细究起来,都有必然的原因。既然他认为万物都产生于漩涡运动,所以他就把漩涡视为万物生成的原因,并进一步把漩涡叫做必然性。不过,在现代人看来,承认必然性和规律性的决定论是正确的,但否定偶然性的存在,把一切都视为必然的机械决定论就是不正确的了。

3、影像说

德谟克利特在认识论上继承了恩培多克勒的“流射说”,提出了著名的“影像说”,进一步利用原子说来说明人的认识活动。德谟克利特的影像说对近代西方哲学的经验论产生了较大的影响。

在德谟克里特看来,肉体是由灵魂所推动的(409b1-2),而灵魂也是由原子组成的,生命是从原始的泥土里发展出来的,一个生活体全身处处都有一些火,但是在脑子里或者在胸中火最多。人是宇宙的缩影,因为人含有各种各样的原子。人的呼吸就是不断地把原子从人体中排出去,又不断地从空气中吸入人体,因此呼吸停止,生命便结束。思想也是一种物理的运动过程,且可以造成别的地方运动。他认为,由光滑的圆形原子构成的灵魂既是身体运动的动力,又具有认识的功能。他把灵魂的认识功能分为感觉和理智。感觉的功能由遍布全身的灵魂原子来承担;理智则是由灵魂的一个特殊部分“心灵”来完成的,心灵位于“脑中”。

德谟克利特主张,不管是感觉还是理智的认识,都是由组成外界事物的原子所流出的影像所造成的。在较广泛的意义上而言,“所有的感觉对象都是触觉对象(442b1)”。他认为,一切事物都不断地发射出一种波流,这种波流会把认识对象和眼睛之间的空气压紧,在湿润的眼睛中造成影像,然后影像进入脑子和脑膜,形成关于形状和颜色的视觉。他用同样的办法解释了听觉和其他感觉的产生。总之,他认为,感觉和思想生成于从外部世界所进入的影像。如果没有影像撞击,那么,任何人都不可能有感觉和思想。

德谟克利特尽管认为感觉是由事物的影像造成的,但他并不认为所有感觉都是对事物的性质忠实写照。只有关于形状和大小的感觉是反映事物本身的形状和大小的。因为原子本身有形状和大小,由它们构成物体也有形状和大小。有些性质如重量、密度与硬度实际上是在客体之内固有的。除此之外,“甜是从俗约定的,苦是从俗约定的,热是从俗约定的,冷是从俗约定的,颜色是从俗约定的,实际上只有原子和虚空”(10)。因为原子本身并不存在颜色、滋味和冷热的区别,所以由它们组成的物体本身也没有颜色、滋味和冷热的区别。但是,德谟克利特也没有把颜色、滋味和冷热等感觉完全视为主观自生的。相反地,他认为,它们的产生是有一定的客观基础的,这就是原子的形状和大小。例如,粗糙的原子会造成黑色的感觉(442b12-13),光滑的原子会产生白色的感觉;钩状原子产生辛辣的滋味,中等圆形原子产生甜的滋味。这样,德谟克利特在西方哲学史上最先提出两种性质学说。这种学说认为,物体的形状、大小、结构和运动等是第一性质,它们是物体本身固有的,关于它们的感觉是这些性质本身的“肖像”;颜色、气味、滋味等是第二性质,它们不是物体本身固有的,关于它们的感觉不是物体本身性质的“肖像”。这一学说为近代许多哲学家和科学家(11)如维维斯(Vives)、桑切斯(Sanchez)、蒙田(Montaigne)康帕尼拉(Campanella)、布鲁诺、伽利略、波义耳、牛顿、洛克等所主张,特别是洛克,他对这一观点发展到了淋漓至尽的地步。由于这一观念涉及到人与自然的关系(12)、人与上帝的关系、人在宇宙中的地位问题,它对现代科学观念的发展产生了广泛的影响。特别是在现代物理学的动力因取代古代世界的目的因上,德谟克利特的这一思想显得更为珍贵。

德谟克利特不仅认识到感觉具有主观因素,而且也认识到感觉的局限性。德谟克利特称感觉为“暗昧的认识”,而把理性(思想)称为“真实的认识”(13):“有两种认识,真实的认识和暗昧的认识。属于后者的是视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。但是真实的认识与这完全不同”。“当暗昧的认识在细微的领域中再也看不到、再也听不见、再也闻不出、再也尝不到、再也摸不到、而研究又必须精确的时候,真实的认识就参加进来了,它有一种更精致的工具”。他这里说的细微领域就是指构成的物体原子和虚空。原子和虚空是用感官无法把握的,所以只能用理智去认识。因为原子和虚空是物体的本原,所以他把通过理智得来的关于原子和虚空的知识称为真实的知识,并认为可以作为真理的尺度。相对而言,通过感觉得来的关于物体的知识,他称为虚假的知识,并且认为它没有能力正确地判别真假。

但是,德谟克利特也并不认为两种知识是完全对立和割裂开来的。他曾以感觉与理智对话的方式指出:“可怜的理智,你从我们这里获得证据,又想抛弃我们吗?我们被抛掉了,你也就垮台了”。这表明理性主义与经验主义在德谟克利特的思维中得到了汇合,他已经认识到理性的认识高于感性的认识,只有它才能如实地认识事物,但他也在同时清醒地看到,理性的认识离不开感性的认识,理性必须以感觉为出发点,只有这样才能够保证理性不陷入空想。

4、结束语

从德谟克利特、伊壁鸠鲁、鲁克莱修到道尔顿,原子作为宇宙之砖,以其不可分性而最终上升为科学本体论的基石。另一方面,将虚空作为存在提出,在人类思想史上也产生了重大的影响,因为它直接涉及到运动与物质的不可分割性。在本体论的意义上,虚空不再只是原子之间的空隙、原子运动的场所(14),它只能被理解是一种客观存在着的、非实体化的、连续态的“无”。列宁在《哲学笔记》中写道(15):“一是古老的原子(和虚空)的原则。虚空之被认为是运动的泉源,不仅由于地方空着这个意思,而且还由于它包含有‘更深一层的思想:在否定的东西中一般都包含着生成的根据,自己运动的不安根据’”。虚空范畴在历史上的演化轨迹也使我们将目光于亚里士多德的“天然处所”的猜测,即轻的东西上升,因为天是它的天然处所;重的东西下降,因为地是它的天然处所。德谟克里特理论逻辑发展的结果便似乎是牛顿的绝对空间的理论,问题仅是在于这种理论遇到的困难乃是必须把实在归之于“不存在”。尽管如此,原子论派的世界要比任何其他古代哲学家的世界都更接近于实际的世界。

德谟克里特认为,宇宙之中并没有目的,只有被机械的法则所统驭着的原子。他不相信流俗的宗教,也反驳过阿那克萨哥拉的nous。他对于漩涡加以机械的解释而不以心的作用来解释。

德谟克里特提出了前苏格拉底自然哲学最系统,且适于一切物体的理论(325a1)。原子论和影像论的学说,是前苏格拉底自然哲学的终结,它使德谟克利特步上了希腊唯物主义思想的高峰。德谟克里特的原子论和柏拉图的相论、亚里士多德的哲学体系合称为希腊哲学的三大体系。原子论对后来哲学和科学的发展都产生过深远的影响。我们现在在物质的“基本结构粒子”方面所知道的东西要比德谟克里特所知道的多得多。然而,我们不知道,他的粒子概念还将把我们引向多远(16)。在我们看来,以下问题是值得考虑的:物质是否有最终的基本粒子?这些基本粒子的始基何在?究竟有没有这样一种始基?

参考文献:

苗力田主编。亚里士多德全集。中国人民大学出版社,1991,11,1版。

(1)罗素著,何兆武、李约瑟译。西文哲学史,上卷。商务印书馆,1963,9,1版,96。

(2)《马克思恩格斯全集》,第三卷,人民出版社,1960,1版,146。

(3)彭越、陈立胜著。西方哲学初步。广东人民出版社,1999,5,2版,40。

(4)Democritus(460-370BCE.)TheInternetEncyclopediaofPhilosophy.

www.utm.edu/research/iep/d/democrit.htm

(5)彭越、陈立胜著。西方哲学初步。广东人民出版社,1999,5,2版,42。

(6)〔德〕乌·罗塞堡著,朱章才译。哲学与物理学。求实出版社,1987,1,1版32。

(7)yan(雁)。力是维持物体运动的原因吗?中国园丁网物理王国。发表时间00.08.2314:36

(8)〔英〕伊萨克·牛顿。自然哲学之数学原理。陕西人民出版社,2001,1,1版,5。

(9)谭鑫田橄榄色的智慧—古希腊哲学漫谈/resource/book/Edu/KPTS/TS004075/0010_ts004075.htm

(10)周辅成编。西方论理学名著选辑上卷。商务印书馆,1964,10,1版72。

(11)埃德温·阿瑟·伯特近代物理科学的形而上基础五、对新形而上学的第一表述——因果性、量、第一性质和第二性质/Resource/GZ/GZWL/WLBL/WLS00006/6249_SR.htm

(12)徐向东伯特《近代物理科学的形而上学基础》译序/post/show.php?op=pap&sid=30

(13)宫雄飞。寻觅唯光论的芳踪。/free/show.asp?id=177

(14)王齐。虚空—原子旋涡论。/

(15)《列宁全集》第38卷。人民出版社1959年版,116。

原子原理范文篇4

德谟克利特出生于希腊北部色雷斯的阿布德拉(Abdera)。他的父亲在当地是一位很有资产和地位的人。德谟克利特拜访过埃及,埃塞俄比亚,波斯和印度。据并不确切的史料称,德谟克利特曾就学于阿那克萨戈拉(Anaxagoras),和苏格拉底讨论过哲学。在苏格拉底看来,他就像是奥林匹亚赛会中的一位五项全能竞赛的胜利者。德谟克利特是经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者(2),在整个希腊文化史上,其博学多才的程度除了亚里士多德,无人能及其项背(3)。虽然公众给了他很高的荣誉,但是他喜欢沉思的生活胜过了活跃的生活,因此婉言谢绝了这些公众的荣誉而渡过了孤独的余生(4)。

据说,留基波曾和巴门尼德一起研究过哲学,但是二者的观点是完全对立的。他认为非存在和存在一样存在,这就是原子和虚空,它们都是事物生成的原因。德谟克利特正是把他的思想加以发展和系统化,使原子论成为体系。

1.原子与虚空

留基波——如果不是德谟克里特的话——试图调和以巴门尼德与恩培多克勒分别为其代表的一元论与多元论而走到了原子论。他们的观点极其有似于近代科学的观点,并且避免了大部分古希腊的暝想所常犯的错误。

亚里士多德说:“但留基波认为他有一种理论,这种理论与感觉一致,不会取消存在物的生成、消灭、运动和多样性。在对现象作了这些说明后,针对坚持存在为一,并认为没有虚空就无运动的人,他宣称虚空是非存在,而存在的任何一部分都不是非存在;因为严格地说,“存在”就是完全充实。但这样的充实不是一,而是无限多,只是由于体积太小,不能为肉眼所见。它们在虚空中被移动(因为虚空存在着),其结合造成事物的生成,分离导致事物的消灭。在其碰巧接触的地方,它们就动作与承受(因为在那里,它们不是一),当被放在一起且被缠结时,它们也生成。但是,从真正的一,不会生出多,从真正的多,也不会生出一,这是不可能的(325a25-36)"。

德谟克利特扩大了留基波的原子理论,维护了无限地分开事物是不可能的之信仰,从而否定了把存在分解为非存在的思考方式。德谟克利特的原子论是以虚空和原子皆为客观存在的悖论形式来表达的,他认为,万物的本原是原子(原子)和虚空。所谓原子,希腊文的原意就是不可分割性。大概德谟克利特认为原子是由无空隙的、紧密的、坚固的物质所组成的,由于其坚固性而不可能再分割,它既不能从内部破碎也不能从外部破碎。每个原子内部是没有质的区别的、不变的,所以一部分原子不可能比另一部分原子更坚硬,因而相互破碎。事实上原子就是一个巴门尼德式的“一”。而万事万物都是由原子构成的,原子之间存在着虚空。德谟克利特把虚空视为原子存在和运动的根本条件。虚空是原子存在的容器和原子运动的前提。因为在他看来,如果空间都被充满,原子就无法运动,也就不能结合成具体事物。在虚空中运动的原子结合成万物,而原子分离时,事物就消亡。他把虚空和原子都视为万物生成的根本原因。虚空概念的提出是德谟克利特的一大贡献,它是西方哲学史上首次出现“空间”这种理论范畴的萌芽(5)。德谟克利特把现代意义上的空间理解为他的“虚空”,在他看来,空间自身是空虚的、同类的、连续的、无限的。 

德谟克利特认为,原子是充满而又坚实的,所以是“存在”;而虚空是空虚而又稀疏的,所以是“非存在”。虚空尽管是非存在,然而它并不是纯粹的虚无,“非存在”并不是不存在,而是相对于有充实性的原子来说,虚空是没有被充实的。“存在”并不比“非存在”多点什么,因为虚空并不比物体少点什么,它们同样都是实在的。德谟克利特之所以具有这样的在我们看来十分诡异的观点是基于这样的思维困惑:对存在可进行无穷可分的观点将导致非存在,而根据巴门尼德的学说,这种非存在是必须被排除的,所以在芝诺看来,根本就不可能对存在进行分割。要么是巴门尼德的不可分割的存在;要么是阿那克萨哥拉的可以无穷尽地分割的存在——二者必居其一(6)。为了回避这种结论,原子论者在“无”前边,在分割的一个有限数字之后,假定了最后“不可分割的形式”的存在。

德谟克利特认为,原子在虚空中处于永恒的运动之中,而原子自身的运动是它的本质特征之一。因此,事物运动的原因不在外力的推动,而就在事物本身之中,这是由原子——本身的属性决定的:球形的原子拖拽着整个物体运动,原子运动是因为它们的本性即是永无静止(406b21-23)。当然,为什么原子自己能运动,这一点德谟克利特尽管到处探索却没能在最终作出解释。但是,在逻辑上而言,由于一切因果式的解释都必定要有一个任意设想的开端,因而,在德谟克利特的原子理论里留下来的原子具有的原始运动而不加以说明的做法就并不能算是缺欠了。

在这一基础之上,德谟克利特还进一步地认为:原子及由原子组成的物体的所有运动都是由动作和承受(activeandpassive)所引起的。他区分了原初的运动(primarymotion)与继起的效果(secondaryeffects),分别称为冲动和反应(impulseandreaction)。这一观点对亚里士多德的动力学观产生了很大的影响。并且,这一思想还引发了德谟克利特的一个猜想:原子在没有受到阻力的时候将做匀速直线运动。牛顿曾经就这一猜想写道:“所有那些古人都知道第一定律(即惯性定律),他们归之于原子在虚空中作直线运动,因为没有阻力,运动极快而永恒(7)”。

原子在数量上是无限多的,甚至于原子的种类也是无限的,在性质上则没有什么区别。为了说明万物在性质上的差异,德谟克利特主张原子在大小和形状上有区别,它们结合时又有次序和位置上的不同(后来的伊壁鸠鲁补充了重量的特征)。这样,在德谟克利特那里,原子在质上是相同的,在量上则存在四种区别:大小、形状、次序和位置。万物之所以会有千差万别的形态,完全是因为其中所包含的原子数量、大小、形状、次序和位置的不同而造成的。在大小上,既然他认为原子是不可分的物质微粒,那么原子应该很小,小到肉眼看不见。在形状上,德谟克利特认为有些原子是球形的,有的光滑,有的粗糙;有的是凹形的,有的是凸形的,有的甚至是带钩的。他认为太阳和月亮就是由光滑的球形原子组成的。构成灵魂的原子和火原子差不多,它们都是由最精细的球形原子组成的,所以,它们具有很大的活动性。

德谟克利特认为原子的不可入性(impenetrable)和具有一种密度的比例(densityproportionate)构成了它们的体积。这一观点影响到了牛顿用密度与体积来定义物体的质量(8)。现代,由于技术理性的进步,质量成为比密度更为基础的一个物理量。但在古代,密度与体积比现代意义上的质量更具有形而上的特征,“他们设定所受作用的本原就是浓聚和稀散(985b14-15)”。

德谟克利特有时也将原子的性质与人对物体的直接感觉联系在一起:“每个不可分的东西超过得越多,也就越重,所以很显然,它也就越热”(326a11)。德谟克利特还试图用原子和虚空的学说来解释许多复杂的自然现象。例如,他认为磁石和铁是由相类似的原子构成的,不过磁石的原子比铁原子更精细,磁石原子之间的空隙比铁原子之间的空隙要大得多,因此磁石原子的活动能力更强。由于原子的运动永远趋向于与它相类似的原子,所以,磁石的原子向铁移动,钻进了铁原子的空隙,使铁原子运动起来,并流向磁石。十分明显,他的这个解释是不符合现代科学的。但是他努力用自然本身的原因来解释自然现象的理性主义精神则是可贵的。

2、漩涡运动说

德谟克利特认为,宇宙之初,在无限的虚空中充满着无限多、大小不一、形状各异的原子,它们向不同方向凌乱运动,相互碰撞(正象现代气体分子的运动理论那样),从而形成一种漩涡运动。在漩涡运动中,相似的原子聚集在一起。这正像在筛子的旋动中,扁豆和扁豆、裸麦和裸麦分别聚拢在一起;波浪把狭长的石块与滚圆的石块分别冲在一起。圆形的、光滑的、最精细的和最活泼的原子结合在一起,形成火元素;钩形的、粗糙的、较大的原子聚集起来,形成土元素。另外一些相同的原子结合起来就成为水、气元素。之后,各种元素再结合成万物。

在漩涡运动中,轻的物体被抛到周围的虚空里;其余重的物质则留在漩涡中心,它们更加紧密地结合而形成最初的球形体。这个球形体由于来自中心的推动力而继续旋转着,邻近的物体不断附着在上面,最初是潮湿的泥沙,后来渐渐干涸,于是地球形成了。

在漩涡运动中被抛向外面的最轻物体燃烧起来,从而发出亮光,日、月、星辰也就产生了。我们生活在其中的世界就是这样形成的。德谟克利特认为,在无限的虚空中,原子形成的漩涡运动不止一个,所以从漩涡中产生的世界不是一个,而是无限。它们的大小各不相同。在一些世界中没有太阳和月亮;在另外一些世界中太阳和月亮比我们这个世界的要大,还有一些世界的太阳和月亮在数量上多于我们这个世界。一些世界有生物,另外一些世界则没有生物。

德谟克利特不但根据原子论详细地论述了世界产生的过程,而且还指出世界也会生长和衰落。他认为,一个世界达到鼎盛时期之后,就会逐渐解体,或者由于碰撞而毁灭。

德谟克利特的天体起源于漩涡的理论在天体演化学上有重要意义。近代哲学家笛卡尔和康德都是在继承他的漩涡说的基础上,提出了以近代科学为根据的新漩涡说。

不仅如此,德谟克利特在论述天体形成过程时,明确地提出了两个重要思想,它们是更值得我们重视。

一个是,他认为世界有无数个,它们是有生有灭的。没有一样东西是从无中来的,也没有一样东西在毁灭之后归于无。因为他看来,原子是永恒的,它们既不会产生,也不会毁灭。用它们构成元素、物质和世界,是属于物质形态的转化。

另一个重要思想是,德谟克利特认为世界的产生、成长和衰亡都遵照一种必然性。他把必然性理解为自然界固有的运动变化的规律及法则,以及事物之间的因果制约关系。在他看来,原子的自身运动是必然的,而由原子结合为一定的物体和结合为全部分繁多样的世界也是必然的,从而宇宙间发生的一切都是必然的,根本不存在偶然的事情。德谟克利特认为,“偶然性”这个概念是人们为了掩盖自己的无知而提出来的。他举例说(9),种橄榄挖地发现了一个宝藏,秃鹰从高空猛扑乌龟而撞破了自己的脑袋,看起来都是偶然的,细究起来,都有必然的原因。既然他认为万物都产生于漩涡运动,所以他就把漩涡视为万物生成的原因,并进一步把漩涡叫做必然性。不过,在现代人看来,承认必然性和规律性的决定论是正确的,但否定偶然性的存在,把一切都视为必然的机械决定论就是不正确的了。

3、影像说

德谟克利特在认识论上继承了恩培多克勒的“流射说”,提出了著名的“影像说”,进一步利用原子说来说明人的认识活动。德谟克利特的影像说对近代西方哲学的经验论产生了较大的影响。

在德谟克里特看来,肉体是由灵魂所推动的(409b1-2),而灵魂也是由原子组成的,生命是从原始的泥土里发展出来的,一个生活体全身处处都有一些火,但是在脑子里或者在胸中火最多。人是宇宙的缩影,因为人含有各种各样的原子。人的呼吸就是不断地把原子从人体中排出去,又不断地从空气中吸入人体,因此呼吸停止,生命便结束。思想也是一种物理的运动过程,且可以造成别的地方运动。他认为,由光滑的圆形原子构成的灵魂既是身体运动的动力,又具有认识的功能。他把灵魂的认识功能分为感觉和理智。感觉的功能由遍布全身的灵魂原子来承担;理智则是由灵魂的一个特殊部分“心灵”来完成的,心灵位于“脑中”。

德谟克利特主张,不管是感觉还是理智的认识,都是由组成外界事物的原子所流出的影像所造成的。在较广泛的意义上而言,“所有的感觉对象都是触觉对象(442b1)”。他认为,一切事物都不断地发射出一种波流,这种波流会把认识对象和眼睛之间的空气压紧,在湿润的眼睛中造成影像,然后影像进入脑子和脑膜,形成关于形状和颜色的视觉。他用同样的办法解释了听觉和其他感觉的产生。总之,他认为,感觉和思想生成于从外部世界所进入的影像。如果没有影像撞击,那么,任何人都不可能有感觉和思想。

德谟克利特尽管认为感觉是由事物的影像造成的,但他并不认为所有感觉都是对事物的性质忠实写照。只有关于形状和大小的感觉是反映事物本身的形状和大小的。因为原子本身有形状和大小,由它们构成物体也有形状和大小。有些性质如重量、密度与硬度实际上是在客体之内固有的。除此之外,“甜是从俗约定的,苦是从俗约定的,热是从俗约定的,冷是从俗约定的,颜色是从俗约定的,实际上只有原子和虚空”(10)。因为原子本身并不存在颜色、滋味和冷热的区别,所以由它们组成的物体本身也没有颜色、滋味和冷热的区别。但是,德谟克利特也没有把颜色、滋味和冷热等感觉完全视为主观自生的。相反地,他认为,它们的产生是有一定的客观基础的,这就是原子的形状和大小。例如,粗糙的原子会造成黑色的感觉(442b12-13),光滑的原子会产生白色的感觉;钩状原子产生辛辣的滋味,中等圆形原子产生甜的滋味。这样,德谟克利特在西方哲学史上最先提出两种性质学说。这种学说认为,物体的形状、大小、结构和运动等是第一性质,它们是物体本身固有的,关于它们的感觉是这些性质本身的“肖像”;颜色、气味、滋味等是第二性质,它们不是物体本身固有的,关于它们的感觉不是物体本身性质的“肖像”。这一学说为近?矶嗾苎Ъ液涂蒲Ъ遥?1)如维维斯(Vives)、桑切斯(Sanchez)、蒙田(Montaigne)康帕尼拉(Campanella)、布鲁诺、伽利略、波义耳、牛顿、洛克等所主张,特别是洛克,他对这一观点发展到了淋漓至尽的地步。由于这一观念涉及到人与自然的关系(12)、人与上帝的关系、人在宇宙中的地位问题,它对现代科学观念的发展产生了广泛的影响。特别是在现代物理学的动力因取代古代世界的目的因上,德谟克利特的这一思想显得更为珍贵。

德谟克利特不仅认识到感觉具有主观因素,而且也认识到感觉的局限性。德谟克利特称感觉为“暗昧的认识”,而把理性(思想)称为“真实的认识”(13):“有两种认识,真实的认识和暗昧的认识。属于后者的是视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。但是真实的认识与这完全不同”。“当暗昧的认识在细微的领域中再也看不到、再也听不见、再也闻不出、再也尝不到、再也摸不到、而研究又必须精确的时候,真实的认识就参加进来了,它有一种更精致的工具”。他这里说的细微领域就是指构成的物体原子和虚空。原子和虚空是用感官无法把握的,所以只能用理智去认识。因为原子和虚空是物体的本原,所以他把通过理智得来的关于原子和虚空的知识称为真实的知识,并认为可以作为真理的尺度。相对而言,通过感觉得来的关于物体的知识,他称为虚假的知识,并且认为它没有能力正确地判别真假。

但是,德谟克利特也并不认为两种知识是完全对立和割裂开来的。他曾以感觉与理智对话的方式指出:“可怜的理智,你从我们这里获得证据,又想抛弃我们吗?我们被抛掉了,你也就垮台了”。这表明理性主义与经验主义在德谟克利特的思维中得到了汇合,他已经认识到理性的认识高于感性的认识,只有它才能如实地认识事物,但他也在同时清醒地看到,理性的认识离不开感性的认识,理性必须以感觉为出发点,只有这样才能够保证理性不陷入空想。

4、结束语

从德谟克利特、伊壁鸠鲁、鲁克莱修到道尔顿,原子作为宇宙之砖,以其不可分性而最终上升为科学本体论的基石。另一方面,将虚空作为存在提出,在人类思想史上也产生了重大的影响,因为它直接涉及到运动与物质的不可分割性。在本体论的意义上,虚空不再只是原子之间的空隙、原子运动的场所(14),它只能被理解是一种客观存在着的、非实体化的、连续态的“无”。列宁在《哲学笔记》中写道(15):“一是古老的原子(和虚空)的原则。虚空之被认为是运动的泉源,不仅由于地方空着这个意思,而且还由于它包含有‘更深一层的思想:在否定的东西中一般都包含着生成的根据,自己运动的不安根据’”。虚空范畴在历史上的演化轨迹也使我们将目光于亚里士多德的“天然处所”的猜测,即轻的东西上升,因为天是它的天然处所;重的东西下降,因为地是它的天然处所。德谟克里特理论逻辑发展的结果便似乎是牛顿的绝对空间的理论,问题仅是在于这种理论遇到的困难乃是必须把实在归之于“不存在”。尽管如此,原子论派的世界要比任何其他古代哲学家的世界都更接近于实际的世界。

德谟克里特认为,宇宙之中并没有目的,只有被机械的法则所统驭着的原子。他不相信流俗的宗教,也反驳过阿那克萨哥拉的nous。他对于漩涡加以机械的解释而不以心的作用来解释。

德谟克里特提出了前苏格拉底自然哲学最系统,且适于一切物体的理论(325a1)。原子论和影像论的学说,是前苏格拉底自然哲学的终结,它使德谟克利特步上了希腊唯物主义思想的高峰。德谟克里特的原子论和柏拉图的相论、亚里士多德的哲学体系合称为希腊哲学的三大体系。原子论对后来哲学和科学的发展都产生过深远的影响。我们现在在物质的“基本结构粒子”方面所知道的东西要比德谟克里特所知道的多得多。然而,我们不知道,他的粒子概念还将把我们引向多远(16)。在我们看来,以下问题是值得考虑的:物质是否有最终的基本粒子?这些基本粒子的始基何在?究竟有没有这样一种始基?

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(14)王齐。虚空—原子旋涡论。/;

原子原理范文篇5

关键词冷原子,原子干涉仪,惯性测量

AbstractAtominterferometersarebasedonthematterwavefeatureofatoms.Coldatomshavelowvelocity,smallvelocitydistributionandgoodcoherence,thuscoldatominterferometersdisplayexcellentsensitivity.Inthispaper,wedescribethebasicprinciple,recentprogress,realizationschemesandspaceapplicationsofcoldatominterferometers.

Keywordscoldatom,atominterferometers,gravitymeasurement

1引言

波的干涉是自然界的本质特性.光是一种电磁波,光的干涉现象早已被人认识.根据量子理论,任何微观粒子(如电子、中子、原子、分子)都具有波粒二象性,微观粒子的波动性(称为物质波或德布罗意波)由波函数描述,服从薛定谔方程.物质波同样满足线性叠加原理,具有相干性.自从1991年实现了脉冲式原子干涉仪以来[1],原子干涉仪在精密测量领域得到了广泛的应用,典型的应用有重力加速度测量和重力梯度测量[2,3],旋转速率测量和地球自转速率的测量[4,5,6],牛顿引力常数的测量[7—10]以及精细结构常数的测量[11]等.利用原子干涉仪验证等效性原理[12,13]以及原子干涉仪在空间应用已经引起关注[14,15].

原子干涉仪基于物质的波动特性,实质是对原子波包的相干操作.将原子波包相干地分束和合束后形成两个或者多个路径,观察这些不可区分路径即产生干涉条纹.操作原子波包的方式有激光驻波形成的衍射光栅结构[16]和受激拉曼光相干分束原子等.由于原子物质波具有与光波不同的内禀特性,基于原子干涉的原子陀螺仪和原子加速度计,可达到的灵敏度远高于激光陀螺仪或激光加速度计.理论上分别求解光波波动方程和物质波的薛定谔方程,可得到同等环路面积条件下,原子陀螺仪与光学陀螺仪灵敏度的比值为Rgyro=mc2hν=λλdeBcv,(1)其中c为真空中光速,λ是光波波长,ν是光频率,υ为原子的运动速度,m是原子的质量,λdeB=h/mυ是原子的德布罗意波波长.因为λdeBλ,且υc,故在典型条件下,Rgyro~1010,即原子陀螺仪的内禀灵敏度可比同面积的激光陀螺仪高10个量级.这是由于物质波波长远小于可见光的波长,所以与激光干涉仪相比,原子干涉仪对更小的变化更灵敏;又由于原子的运动速度远慢于光速,因此在原子陀螺仪中,原子飞越相同的干涉路程时将经历更长时间的转动,从而产生更大的条纹移动.类似的分析发现,原子加速度计的内禀灵敏度与光学的比值为Raccel=2mc2hνcv=2λλdeB(cv)2.(2)在典型条件下,该比值达1017.

原子干涉的历史要追溯到20世纪初期,1924年,Hanle在原子蒸汽中研究了持续几十个纳秒的原子相干叠加态[17],随着原子束技术的发展,Stern-Gerlach磁场被用来选择和保存原子在特定的量子态中,1938年,Rabi采用射频共振技术实现了原子内部量子态的改变[18].1949年,Ramsey实现了较长时间原子内部量子态的相干叠加,用分离振荡场技术实现原子内部量子态的相干操作,为实际应用带来重大变化[19],典型应用有原子频率标准,核磁共振波谱和量子信息等.随着冷原子技术的发展,采用冷原子的原子干涉仪得到了迅速发展,1991年,朱棣文用受激拉曼脉冲序列对冷原子内部量子态操作,使原子波包相干分束、反射和合束,原子外部量子态在波包自由演化后通过原子内部量子态进行测量,实现了受激拉曼跃迁式原子干涉仪;1997年,朱棣文又用原子陀螺仪实现了转动的精密测量,精度达到10-8(rad/s)/Hz.法国巴黎大学实现了冷原子自旋-极化干涉仪.美国耶鲁大学继2000年实现了大面积光-脉冲原子干涉仪之后,又于2002年利用原子干涉仪实现了灵敏的重力梯度仪,灵敏度达10-9g/Hz.

目前国际上灵敏度最高的原子干涉陀螺仪用热原子束实现[4,6].热原子束的优点是原子数多,可以获得更高的信噪比.从提高灵敏度来讲,得到更大的干涉环路面积需要增加长度或者降低原子速度,热原子束速度很大,通常为每秒几百米,冷原子的速度可以精确地控制在每秒几米左右,在系统集成和小型化方面有着明显优势.冷原子陀螺仪通常采用双环路原子干涉仪的构型实现[5],其优点在于可将系统小型化,同时可以抑制共模噪声和方便提取旋转相移.重力加速度引起的相移为Δ=12(keff×g)·T2,T是拉曼脉冲时间间隔,可以通过降低原子速度来增加相移,因此,冷原子在测量重力加速度方面比热原子具有明显的优势.

2原子干涉仪的原理

光或原子的波动与干涉可由图1所示的著名的杨氏双狭缝实验来演示.这也是原子干涉仪的基本原理,即不可区分的两条路径的几率振幅叠加的结果将产生干涉.

原子干涉仪的运作一般分为几个步骤:原子初态制备、原子波包相干分束、原子波包自由演化、原子波包相干合束、原子末态探测.下面以拉曼型原子干涉仪为例,介绍原子干涉仪的基本物理原理和相关应用.

在原子干涉仪中,要相干地对原子波包分束和合束,并保证原子波包在自由演化过程中保持其相干特性,最初原子干涉仪设计类似于光波杨氏双缝干涉仪实验[20,21],但用激光对原子产生的力学效应,使原子在吸收或受激辐射光子的同时得到光子反冲动量,使原子波包分束和合束,用受激拉曼过程对原子波包相干操作,使原子获得双光子反冲动量,从而增加原子干涉环路的面积,提高原子干涉仪的灵敏度[22—24].

4原子干涉仪在精密测量中的应用

冷原子具有质量和传播时间长等特征决定了它在精密测量领域有着独特的优势.原子干涉仪作为惯性传感器可与最好的其他惯性传感器比拟.利用原子干涉仪作为惯性传感器,测量重力加速度的分辨率达到2×10-8(g)/Hz[2],重力梯度仪的分辨率达到4×10-9(g/m)/Hz[3],牛顿引力常数测量不确定度达到±0.003×10-11m3kg-1s-2[9,10],用热原子束实现原子陀螺仪灵敏度达到1.4×10-10rad/s,偏置稳定度达到7×10-5(°)/h,短期噪声达到3×10-5(°)/h[4,6].冷原子陀螺仪的灵敏度在10min平均时间达到1.4×10-7rad/s[5].

5原子干涉仪空间应用

美国斯坦福大学、麻省理工学院等研究单位对原子陀螺仪进行了深入的科学研究,美国宇航局(NASA)启动了空间原子重力梯度仪研制计划,用以精密测量地球重力场.欧洲空间局(ESA)启动了HYPER(hyper-precisioncoldatominterferometryinspace)计划,该计划首次用原子干涉仪作为加速度和转动的传感器来控制飞船(与卫星定位系统连用),同时进行重力磁效应和量子重力的科学研究,包括精细结构常数的测量和物质波相干等实验[15].HYPER的第一个卫星使命是用冷原子干涉仪作为惯性传感器控制飞船,用4个原子干涉仪组成2个双环路原子陀螺仪测量2个正交方向的加速度和旋转,通过激光控制原子的速度,使2个原子陀螺仪工作在不同模式:粗测和细测.粗测的灵敏度为10-9rad/s,用作姿态和轨道控制系统(AOCS);细测的灵敏度为10-12rad/s,用来测量引力效应.HYPER对精细结构常数独立测量不依赖于量子电动力学,预计提高一个量级,用于比较量子电动力学的结果,HYPER将进行引力实验来检验广义相对论的时空弯曲和进行量子引力实验.

6小结

利用原子干涉仪可进行精密物理测量,例如:转动、加速度、加速度梯度等.因而,原子干涉仪在导航定位、地下掩体探测、探矿找油等方面有广泛的应用前景.

原子干涉仪性能的进一步提高将受到两方面的限制:(1)由于重力的影响,原子飞行的时间有限,飞行路径包含的面积较小,难以进一步提高灵敏度;(2)在原子动量起伏较大的情况下,不能将原子束等比例地分离到两个路径上,降低了干涉条纹的对比度.因此,除了改善现有原子干涉仪的方案之外,发展全新的技术来解决以上两方面的问题是原子干涉仪未来的主要发展趋势.这包括改善原子束源和寻找操纵原子的新方法.在原子束源方面,采用玻色-爱因斯坦凝聚体进行原子干涉仪研究,可以比采用一般磁光阱中的冷原子具有更长的相互作用时间和更好的信噪比.在原子操纵方面,原子微结构磁囚禁和导引可以极大地提高人们对原子的操纵能力,有利于发展小型化原子干涉仪.

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[11]WeissDS,YoungBC,ChuS.Appl.Phys.B,1994,59:217

[12]FrayS,DiezCA,HanschTWetal.Phys.Rev.Lett.,2004,93:240404.

[13]DimopoulosS,GrahamPW,HoganJMetal.Phys.Rev.Lett.,2007,98:111102

[14]LeeMC,IsraelssonUE.PhysicaB,2003,329:1649

[15]JentschC,MullerT,RaselEMetal.Gen.Rel.Grav.,2004,36:2197

[16]DelhuilleR,ChampenoisC,BuchnerMetal.App.Phys.B,2002,74:489

[17]HanleW.Z.Phys.,1924,30:93

[18]RabiI,SachariasJ,MillmanSetal.Phys.Rev.,1938,53:318

[19]RamseyN.Phys.Rev.,1949,76:996

[20]CarnalO,MlynekJ.Phys.Rev.Lett.,1991,66:2689

[21]ShimizuF,ShimizuK,Takuma.Proc.SPIE,1992,1726:193

[22]KasevichM,ChuS.Appl.Rev.B.,1992,54:321

[23]PetelskT.AtomInterferometersforPrecisionGravityMeasurements,Ph.D.thesis,UniversityofFlorence,Florence,2002

[24]GustavsonTL.Precisionmeasurementusingatominterferometer,Ph.D.thesis,StanfordUniversity,PaloAlto,CA,2000

[25]MolerK,WeissDS,KasevichMetal.Phys.Rev.A,1992,45:342

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[30]JiangKJ,LiK,WangJetal.Chin.Phys.Lett.,2005,22:324

原子原理范文篇6

乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。

大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架--《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。

但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实:

1.1关于"量子化"根源问题。

微观世界"量子化"已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是"量子化"根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄!

就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈"量子"的"科学"。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状!

可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:"量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的"。

虽然,这量子力学家利用了"微小量子"数学"极限"概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程!

不可否认的事实是:阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。

1.2理论与实践关系问题

既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠――"符合"试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实:

世界著名理论物理第六册--《量子力学》(文献[1])中著:"量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统"。

这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。"科学学"研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:"量子力学是建立在实验基础上的科学"。这不是弥天大谎么?!

文献[1]在建立对易关系:

pq-qp=(?/i)E―――――――――(1)

时说:"这是一基本假定"。并告诫人们:"不可懂"!就是说(1)式不能用任何数学--物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,(1)式就是昭著世界的"波动方程"的基础,也就是量子力学的理论基础。

所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识!

研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意"物质波"理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说"建立在实验基础上"呢?!

研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出"物质波"概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出"波函数"(Ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即(1)式上,便铸成了著名的"波动方程"--量子力学的理论基础:

(h2/2m)▽2Ψ+(E-V)Ψ=0―――――(2)

由于量子力学凭空引进"波函数Ψ",实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。

1.3量子力学诡辩伦理

1.3.1关于理论基础诡辩

以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:"量子力学是建立在实验基础上地科学"。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。

1.3.2关于物质波的狡辩

对于"物质波"概念,量子力学[1]应用了三个基本假定:其一假定"对易关系"即(1)式,由此构成量子力学骨架;其二假定"测不准原理",由此编造了电子"几率云"图像;其三假定"波粒互补原理",这种原理本身就是一种诡辩,因为"波粒二象性"问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出"波函数Ψ"并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质--量子力学家们的主观意识。

然而"波函数"的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论!

如果需要,量子力学(文献[1])首先拿出:

2πa=n――――――――――――――(3)

很明显式中2πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言(3)式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现:

1.3.3关于"经典"与"近代"狡辩

量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。

然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数Ψ的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实--量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!1.3.4量子力学方法论狡辩

确切说,量子力学不能给波函数Ψ做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用:①波函数Ψ表示粒子中心轨迹波动;②波函数Ψ表示粒子出现几率;③波函数Ψ表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都"迎刃而解"了。

然而,量子力学同时又"有权"轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要--否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。

似这样,在哲学面前,用"建立在实验基础上"量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心"量子化"根源,又由"领地"限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威!

1.4关于"符合"试验问题

以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰"符合"试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实:

基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。然而却出现本质性原则错误,请看:

1.4.1量子力学推广(一)

由于氢原子的试验电离能与玻尔理论真实能级相近,于是量子力学推广为:

试验电离能=原子真实能级――――――――――(4)

将该式推广到多电子原子中显然很省力气,但这是严重错误。请看氦原子事实:

试验(文献[1])测得氦原子两个电离能,这里分别用E1,E2表示为:

E1=1.80(Rhc)=24.58(ev)――――――――(5)

E2=5.80(Rhc)=79.01(ev)――――――――(6)

量子力学[1]认为这就是氦原子的两个真实能级。

若用E玻表示类氢氦离子基态能玻尔理论值,则

E玻=54.42(ev)―――――――――――――(7)

显然下式成立:

E2=E1+E玻――――――――――――――(8)

该式明确表明E2不是氦原子的真实能级,因为其中包含有E1,即第一电离能。

那么,实验值E2即(8)式表示什么物理内容呢?

研究表明:要使氦原子第二电子电离,仪器必先付出能量E1=24.58(ev)先使第一电子电离,这好比代价,氦原子于是变成类氢氦离子,其基态能为E玻=54.42(ev)。要使它电离,仪器必须再付出与E玻相等的能量,才能使第2电子电离。那么仪器付出总能量必为E2=E1+E玻,这就是氦原子电离实验真实过程,由此不难结论:

1.4.2据电离实验本文结论

电离实验结论一:氢原子及类氢氦离子玻尔理论值正确。

电离实验结论二:目前电离能实验值≠原子真实能级。

电离实验结论三:所有元素最低能级皆为其类氢离子能级,不存在比这更低的能级。

然而量子力学(文献[1]、[3])却竞相用"微扰法"、"变分法"乃至用修正核电荷方法逼近计算这氦原子的"能级"E2:

E2=5.80(Rhc)=79.01(ev)――――――(9)

显然,量子力学这种下意识"符合"实验,拙劣以极,形同瞎子摸象!

这是由于量子力学对原子结构缺乏了解,又没有搞清电离实验真实物理过程所致。

对此,进一步证明如下,参见表(一):

表(一)几个元素的类氢离子能级

原子序元素E1(ev)E玻(ev)E1+E玻E实(ev)注

13Al5.9862299.37992305.35692304

14Si8.1512666.73642674.88742673

15P10.4863061.30463071.79063070

16S10.3603483.08433493.44433494

17Cl12.9673932.07563945.04263946

18Ar15.7594408.27864424.03764426

表中E1为元素第一电离能实验值,E玻为类氢离子基态能玻尔理论值,E实表示类氢离子电离能实验值,可见下式成立:

E实=E1+E玻―――――――――――――(10)

该式明确表明类氢离子电离能实验值E实不能直接代表其真实能级,因为E实中包含有E1(第一电离能)。有说这是巧合。然而表中六个元素都完全巧合必有规律,这种规律就是以上三条结论。实际上(9)、(10)二式等价,但(10)式只对表中几个元素成立。对于其它元素或其它情况问题变得更为复杂,不可一日而语。

这进一步证明了上述三条结论,再做如下推论:

1.4.3据电离试验本文推论

电离实验推论一:任何电离实验过程都是电子几经碰撞交换能量综合结果。注意氢原子的电离能与真实能级相近但并不相等的事实,因此

电离实验推论二:任何元素任何电离能目前实验值均不能直接代表原子的真实能级。

电离实验推论三:随着理论与技术进步将来完全可以试验直接测得原子的真实能级。

以上证明(4)式完全错误,然而量子力学对此未经证明却实际应用。可见,量子力学逻辑上粗糙、理论荒诞!

1.4.4量子力学推广(二)

根据玻尔理论的成功,量子力学(文献[4])又作一项重要推广:认为多电子原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n=1,2,3,4…

显然,这种推广也很省力,然而也是严重错误!

参见图(1)氢原子的能级,这代表玻尔理论的成功。可是量子力学毫不思索原封不动将图(1)推广到多电子原子中。量子力学很善于做这种貌似合理实则谬之千里的推广。从中可见量子力学理论思维完全不具物理学素质。

稍经分析不难发现,图(1)所示物理意义可用图(2)类比。谁都知道图(2)表示的内容是三个人在同一时刻的官位(级),或者表示一个人在三个不同时期的官位。但决不表示一个人在同一时刻具有三种官位(级)。

那么图(1)也如此:或者表示在同一时刻三个氢原子的能级(画在一起),或者表示一个氢原子在三个不同时刻的能级。但图(1)决不表示在同一时刻氢原子有三个能级(注意氢原子只有唯一电子)。

要知道,这种认识上的差异将产生完全不同乃至相反的结论。同样,量子力学这种推广也未经证明而普遍应用。

研究表明,原子结构这种性质是由量子化根源决定的。量子力学对此一无所知,严彦却夸夸其谈什么"量子"、什么"力学",实在误人不浅!

经量子力学如此推广,其结果必然使得原子结构--物质世界变得一塌糊涂。因之,物质结构必然由测得准变为测不准的了。这就是量子力学的【测不准原理】。稍经分析也不难发现【测不准原理】的哲学错误。

所以如上述,量子力学所谓符合实验,实际上是对实验进行貌似合理(但谬之千里)的猜测并作勇敢推广而已。

1.5关于【测不准原理】问题

如果人们要问,量子力学就会说:【测不准原理】是根据实验的总结。

根据什么实验?

还是根据"物质波"。

但须知,与其说世界公认量子力学是理论物理权威,毋宁说世界公认"波粒二象"性问题仍是世界性遗难问题。在此问题尚未彻底解决之前怎么可以总结呢?!

所以,在问题循环不解情况下,由于量子力学诡辩性及其狡辩能力,方才成为世界理论权威!以致人们对量子力学【测不准原理】的哲学错误丧失分辨能力。又由于这种错误原理隐藏在高深难懂的量子力学之中,常人不可涉才得以免遭非难。现在有必要给这错误原理充分揭露!

大量研究可以结论,目前为止的实验已经给出大部物理世界准确信息,这就是普朗克常数h

=2π?给出的信息。根据这种信息,本文已经给出目前大部物理学问题以准确具体描述,其中包括目前困难问题,也包括"波粒二象"性问题。并且这种描述全部具有8位数字有效精度与并实验完全相符的结果,以下将做这种描述。这表明〖测得准原理〗成立(参见提要)。这就在事实上完全打了破了量子力学【测不准原理】的神话--鬼话!

然而量子力学由于缺乏了解又理论贫乏,却完全错误地应用了大自然给出的准确信息:

Δp·Δx≥(1/2)?―――――――――――(11)

这就是量子力学【测不准原理】的数学表达式。显然竟将大自然给出的准确信息--普朗克常数?作为测不准的量度,是乃天大谬误。

第二章普朗克常数给出物质世界准确信息

本文大量研究,现总结普朗克常数:

h=2π?――――――――――――――――――(12)

给出的物质世界准确信息:

2.1?已经给出所有元素原子结构的准确信息

据此可以准确具体描述任何原子的真实结构,并都将与实验符合很好。文献[5]、[6]、[7]已经做了这种描述,这在事实上已经打破了量子力学【测不准原理】的神话--鬼话。

2.2?已经给出任何微观粒子(质子、中子、电子、光子以及场粒子等)自身结构准确信息

例如,可以算得质子自身结构理论半径,以rP表示,准确为:

rP=1.3214100×10-13(cm)―――――(13)

并可从能量、电荷、自旋、磁矩、元素周期率五方面算得完全相同的这一结果,已无可否认地证明这结果唯一正确。这是目前任何理论都办不到的!

又例如,可以算得电子自身结构理论半径,以re表示,准确为:

re=2.9742175×10-14(cm)----------(14)

同样可证明此结果唯一正确(繁琐,略),量子力学对此望尘莫及。

2.3?已经给出普适常数Φ的准确信息

普适常数定义:任何光子的波长λ与发射该光子的电子在原子中的轨道半径r之比为常数,以Φ表示之,那么有:

Φ=λ/r=常量=1/(ε。·α)

=4π×137.03600=1722.0451--------(15)

(说明:当电子跃迁为r→∞时,轨道半径直接用r;当电子跃迁为rA→rB时,式中要用当量轨道半径,略。)

研究表明这是一个斩新的物理常数,虽无量纲,但具有丰富重要物理意义。由(15)式已经看出,普适常数Φ严格规定着光子和电子;以下还将看到,普适常数还严格规定着质子和中子以及粒子的磁矩及其"反常"。相形之下,量子力学竟将光速C称作"普适常数",不知多么无聊!

此外,根据普适方程(见下)和普适常数Φ还可算得任何光子的形成机制、光子的尺寸、质量、能量、性质以及光子的自身内部结构。此类问题,由于量子力学【测不准原理】的限制,人们连想都不敢想。可见量子力学荒谬已极!并且,这种计算完全表明光子的粒子实在性,而所谓波动性只不过是粒子实在性的客观反映。

2.4?已经给出分子结构、晶体结构、固体性质、液体性质、气体性质等物质结构准确信息

本文如下普适方程可以变为:

V=n2?2/mr2――――――――――――(16)

式中V为引力势能,它将准确决定晶体晶格能;而r则决定晶体晶格常数(略)。

2.5?已经给出量子数n=0,1,2,3…真实物理意义的准确信息

但在量子力学中,量子数n=0,1,2,3…只表示自然数,除此之外无任何物理意义。大量研究可以结论:宏观温度T就是量子数n在统计意义上的单值函数,即:

T=f(n)――――――――――――――(17)

研究还表明,对单个粒子(原子、分子)该式也严格成立,只不过对单个粒子(原子、分子)则无需统计。这已表明,微观粒子的温度也是"量子化"的,不能连续取值。此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·秒2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·秒2)―――

(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·

2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量子力学一无所知,严彦却夸夸其谈,自欺欺人又听不得不同意见。认真地研究表明,量子力学并未解决任何实质性物理学问题。量自力学的贡献主要在于在人类文明史上建立一个永久性纪念碑--【测不准原理】--科学史上奇耻大辱!历史将证明这是对量子力学恰如其分的评价。

上述可见,普朗克常数h=2π?已经揭示并将揭示大自然内在本质规律…

原子原理范文篇7

我们体会,利用计算机的作图功能可以模拟微观世界。在教学中,我们可以利用计算机模拟把静态图示转变为动态图示,把微观问题宏观化,把抽象问题形象化,有利于帮助学生理解概念、掌握理论,其效果是利用图片或其他传统手段所不及的。例如,在高一“原子核外电子运动的特征”部分,内容抽象,教材中仅提供了氢原子电子云示意图,其他内容要靠教师讲述,教师不易教,学生难理解。若利用计算机把这节课的内容制作成课件,在原子核外电子运动特征中设这样两个小标题:“原子核外电子的运动特点”和“电子云”。然后,先指出原子核外电子的质量小、运动速度很快、运动范围小。人类是无法观察也不可能观察的,之后借助计算机模拟在显示屏左边画出一个氢原子核,核外一个电子,由于电子运动速度很快,我们看到的是一个亮环在原子核外空间“无规律”出现,并将左框运动情况在右框中累积,从而引导学生分析并找出核外电子的运动规律。再借助计算机模拟,给氢原子拍照,在显示屏左边显示出氢原子某瞬时的照片,右边显示出瞬时照片的叠印,当其照片叠印到一定数量时,就能清晰地看到核外电子在氢原子核外空间出现机会的统计结果的形象表现——电子云的图形,从而使只能通过口头语言描述的抽象概念变成了动态的直观图示,能有效的加深学生的理解和记忆。

又如,铜锌原电池原理,它既是教学中的重点又是难点,在教材中仅设一个演示实验,演示时只能观察到宏观结果,不能观察到微观过程。如果利用计算机动画模拟,把铜片和锌片浸入稀硫酸中,先是锌片上有气泡,再用连有电流计的导线把锌片和铜片连接起来,气泡改在铜片上放出,电流计指针有偏转,并观察到电子移动的路径,这样,就可以启发学生思考电流的方向、构成原电池的条件、原电池的正负极的确定等问题,整个过程清楚、直观,学生很容易接受。

我们还可以利用计算机的作图功能来模拟化学实验。许多化学实验有毒,具有一定的危险性,如果操作不当,就有可能发生意外事故。化学实验中的一些错误操作,过去只能靠教师讲其错误的原因以及错误操作可能带来的危害,不能为了加深学生印象而用实验证明,否则会造成危险。如果用计算机动画模拟这些错误操作,则可将步骤分解,放慢动作,不仅把错误的原因演示清楚,而且可以渲染气氛,学生看后印象深刻。这种做法特别适合于易燃、易爆、产物是有毒气体以及使用强酸、强碱、剧毒药品等实验的模拟。例如,稀释浓硫酸时将水加入浓硫酸中,液体就会沸腾并飞溅出来;点燃未经验纯的氢气,导致整个装置的爆炸;用排水法收集氧气时,先停止加热,后将导气管撤出水面,水倒吸使试管炸裂。对这些错误操作、危险操作的模拟,既能加深学生的印象,又能使学生准确地掌握知识、加深对错误操作原因的理解,还能在以后的实际操作中避免意外事故的发生。

利用计算机的作图功能还能模拟化学反应历程。化学实验本身往往是宏观的,而反应原理则往往是微观的,教师在讲解时描述起来和困难,需要学生具有较强的空间想象能力和抽象思维能力,大多数学生理解起来感到吃力,这也许就是某些学生学习化学的难点。笔者认为,如果能在讲解实验原理时,用计算机模拟反应原理,就可以起到事半功倍的效果。例如,在有机化学中羧酸和醇的反应中,羧酸是提供氢还是羟基?学生根据已有的经验,很容易把中和反应跟酯化反应类比,错误地认为在酯化反应中,羧酸提供氢而醇提供羟基。我了突破这一教学难点,可利用计算机模拟含有带标记的氧原子的醇跟羧酸起酯化反应,形成含有带标记的氧原子的酯这一反应历程,从而证明羧酸提供羟基而醇提供的是氢。再如,高三的“电解质溶液”一章,是高中阶段的重点和难点,有的教师采用的是以大量习题和小测试强化学生记忆的方法,这样不仅容易加重学生的负担,而且也不一定能达到教学目的。我们在讲述这一章的第四节“盐类的水解”时,为了让学生深入理解盐类水解的实质,借助了计算机,利用3Dmax软件制作了水的电离、醋酸钠、氯化铵及氯化钠溶于水后电离成离子,醋酸根离子和铵根离子水解的情况,增强了直观性,使同学们仿佛身临其境,自然归纳出盐类水解的实质,取得了非常好的效果。

利用计算机还能模拟化工生产过程。在高中化学教材中有关于化工生产的内容。对一些化工生产过程,如接触法制硫酸、氨氧化法制硝酸等,学生大多数未见过,缺乏感性认识。在传统的教学中,教师大都是通过挂图或模拟教学,直观性差。利用计算机的模拟功能,可以绘制化工生产的流程图,模拟化工生产的全过程。若再利用三位动态图形“真实”展示沸腾炉、氨合成塔、氧化炉和吸收塔及其内部反应发生的过程,对各个环节进行反复演示或局部放大,则更能有助于加深学生对知识的理解。

原子原理范文篇8

此乃特殊重要文稿,几乎涉及物理世界全部问题。文中全部用8位数字有效精度并与实验完全相符的计算结果表明下述原理成立:

〖测得准原理〗:世间万物,无例外,都是测得准的(准确程度最终都将取决于普朗克常数h=2π?的准确度),绝非测不准的;世间只存在测不准的学者,并不存在【测不准原理】——《量子力学》的基本原理。

文中用大量无可否认的事实,全面、系统、严格地证明了量子力学——世界权威理论,纯系伪科学。其基本原理——【测不准原理】系反科学的理论,由此量子力学已把科学引入歧途,并使之陷于恶性循环不解之中!

由于量子力学已修成了诡辩内禀属性,任何单方面对其论说全然无效,必须给量子力学以全面充分曝光,所以篇幅显得较长。实乃:

有道僧是愚氓忧可训,

奈何量子愚氓胜和尚!

1991.01.01原作

2000.11.25修改

作者:可雪

可雪第一章.世界是测得准的,并非测不准的

乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。

大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架——《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。

但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实:

1.1关于“量子化”根源问题。

微观世界“量子化”已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是“量子化”根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄!

就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈“量子”的“科学”。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状!

可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:“量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的”。

虽然,这量子力学家利用了“微小量子”数学“极限”概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程!

不可否认的事实是:阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。1.2理论与实践关系问题

既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠――“符合”试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实:

世界著名理论物理第六册——《量子力学》(文献[1])中著:“量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统”。

这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。“科学学”研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:“量子力学是建立在实验基础上的科学”。这不是弥天大谎么?!

文献[1]在建立对易关系:

pq-qp=(?/i)E―――――――――(1)

时说:“这是一基本假定”。并告诫人们:“不可懂”!就是说(1)式不能用任何数学——物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,(1)式就是昭著世界的“波动方程”的基础,也就是量子力学的理论基础。

所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识!

研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意“物质波”理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说“建立在实验基础上”呢?!

研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出“物质波”概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出“波函数”(Ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即(1)式上,便铸成了著名的“波动方程”——量子力学的理论基础:

(h2/2m)▽2Ψ+(E-V)Ψ=0―――――(2)

由于量子力学凭空引进“波函数Ψ”,实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。

1.3量子力学诡辩伦理

1.3.1关于理论基础诡辩

以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:“量子力学是建立在实验基础上地科学”。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。1.3.2关于物质波的狡辩

对于“物质波”概念,量子力学[1]应用了三个基本假定:其一假定“对易关系”即(1)式,由此构成量子力学骨架;其二假定“测不准原理”,由此编造了电子“几率云”图像;其三假定“波粒互补原理”,这种原理本身就是一种诡辩,因为“波粒二象性”问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出“波函数Ψ”并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质——量子力学家们的主观意识。

然而“波函数”的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论!

如果需要,量子力学(文献[1])首先拿出:

2πa=n――――――――――――――(3)

很明显式中2πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言(3)式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现:

1.3.3关于“经典”与“近代”狡辩

量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。

然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数Ψ的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实——量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!1.3.4量子力学方法论狡辩

确切说,量子力学不能给波函数Ψ做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用:①波函数Ψ表示粒子中心轨迹波动;②波函数Ψ表示粒子出现几率;③波函数Ψ表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都“迎刃而解”了。

然而,量子力学同时又“有权”轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要——否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。

似这样,在哲学面前,用“建立在实验基础上”量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心“量子化”根源,又由“领地”限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威!

1.4关于“符合”试验问题

以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰“符合”试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实:

基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。然而却出现本质性原则错误,请看:

1.4.1量子力学推广(一)

由于氢原子的试验电离能与玻尔理论真实能级相近,于是量子力学推广为:

试验电离能=原子真实能级――――――――――(4)

将该式推广到多电子原子中显然很省力气,但这是严重错误。请看氦原子事实:

试验(文献[1])测得氦原子两个电离能,这里分别用E1,E2表示为:

E1=1.80(Rhc)=24.58(ev)――――――――(5)

E2=5.80(Rhc)=79.01(ev)――――――――(6)

量子力学[1]认为这就是氦原子的两个真实能级。

若用E玻表示类氢氦离子基态能玻尔理论值,则

E玻=54.42(ev)―――――――――――――(7)

显然下式成立:

E2=E1+E玻――――――――――――――(8)

该式明确表明E2不是氦原子的真实能级,因为其中包含有E1,即第一电离能。

那么,实验值E2即(8)式表示什么物理内容呢?

研究表明:要使氦原子第二电子电离,仪器必先付出能量E1=24.58(ev)先使第一电子电离,这好比代价,氦原子于是变成类氢氦离子,其基态能为E玻=54.42(ev)。要使它电离,仪器必须再付出与E玻相等的能量,才能使第2电子电离。那么仪器付出总能量必为E2=E1+E玻,这就是氦原子电离实验真实过程,由此不难结论:

1.4.2据电离实验本文结论

电离实验结论一:氢原子及类氢氦离子玻尔理论值正确。

电离实验结论二:目前电离能实验值≠原子真实能级。

电离实验结论三:所有元素最低能级皆为其类氢离子能级,不存在比这更低的能级。然而量子力学(文献[1]、[3])却竞相用“微扰法”、“变分法”乃至用修正核电荷方法逼近计算这氦原子的“能级”E2:

E2=5.80(Rhc)=79.01(ev)――――――(9)

显然,量子力学这种下意识“符合”实验,拙劣以极,形同瞎子摸象!

这是由于量子力学对原子结构缺乏了解,又没有搞清电离实验真实物理过程所致。

对此,进一步证明如下,参见表(一):

表(一)几个元素的类氢离子能级

原子序

元素

E1(ev)

E玻(ev)

E1+E玻

E实(ev)

13

Al

5.986

2299.3799

2305.3569

2304

14

Si

8.151

2666.7364

2674.8874

2673

15

P

10.486

3061.3046

3071.7906

3070

16

S

10.360

3483.0843

3493.4443

3494

17

Cl

12.967

3932.0756

3945.0426

3946

18

Ar

15.759

4408.2786

4424.0376

4426

表中E1为元素第一电离能实验值,E玻为类氢离子基态能玻尔理论值,E实表示类氢离子电离能实验值,可见下式成立:

E实=E1+E玻―――――――――――――(10)

该式明确表明类氢离子电离能实验值E实不能直接代表其真实能级,因为E实中包含有E1(第一电离能)。有说这是巧合。然而表中六个元素都完全巧合必有规律,这种规律就是以上三条结论。实际上(9)、(10)二式等价,但(10)式只对表中几个元素成立。对于其它元素或其它情况问题变得更为复杂,不可一日而语。

这进一步证明了上述三条结论,再做如下推论:

1.4.3据电离试验本文推论

电离实验推论一:任何电离实验过程都是电子几经碰撞交换能量综合结果。注意氢原子的电离能与真实能级相近但并不相等的事实,因此

电离实验推论二:任何元素任何电离能目前实验值均不能直接代表原子的真实能级。

电离实验推论三:随着理论与技术进步将来完全可以试验直接测得原子的真实能级。

以上证明(4)式完全错误,然而量子力学对此未经证明却实际应用。可见,量子力学逻辑上粗糙、理论荒诞!

1.4.4量子力学推广(二)

根据玻尔理论的成功,量子力学(文献[4])又作一项重要推广:认为多电子原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n=1,2,3,4…

显然,这种推广也很省力,然而也是严重错误!

参见图(1)氢原子的能级,这代表玻尔理论的成功。可是量子力学毫不思索原封不动将图(1)推广到多电子原子中。量子力学很善于做这种貌似合理实则谬之千里的推广。从中可见量子力学理论思维完全不具物理学素质。

稍经分析不难发现,图(1)所示物理意义可用图(2)类比。谁都知道图(2)表示的内容是三个人在同一时刻的官位(级),或者表示一个人在三个不同时期的官位。但决不表示一个人在同一时刻具有三种官位(级)。

那么图(1)也如此:或者表示在同一时刻三个氢原子的能级(画在一起),或者表示一个氢原子在三个不同时刻的能级。但图(1)决不表示在同一时刻氢原子有三个能级(注意氢原子只有唯一电子)。

要知道,这种认识上的差异将产生完全不同乃至相反的结论。同样,量子力学这种推广也未经证明而普遍应用。

研究表明,原子结构这种性质是由量子化根源决定的。量子力学对此一无所知,严彦却夸夸其谈什么“量子”、什么“力学”,实在误人不浅!

经量子力学如此推广,其结果必然使得原子结构——物质世界变得一塌糊涂。因之,物质结构必然由测得准变为测不准的了。这就是量子力学的【测不准原理】。稍经分析也不难发现【测不准原理】的哲学错误。

所以如上述,量子力学所谓符合实验,实际上是对实验进行貌似合理(但谬之千里)的猜测并作勇敢推广而已。

1.5关于【测不准原理】问题

如果人们要问,量子力学就会说:【测不准原理】是根据实验的总结。

根据什么实验?

还是根据“物质波”。

但须知,与其说世界公认量子力学是理论物理权威,毋宁说世界公认“波粒二象”性问题仍是世界性遗难问题。在此问题尚未彻底解决之前怎么可以总结呢?!

所以,在问题循环不解情况下,由于量子力学诡辩性及其狡辩能力,方才成为世界理论权威!以致人们对量子力学【测不准原理】的哲学错误丧失分辨能力。又由于这种错误原理隐藏在高深难懂的量子力学之中,常人不可涉才得以免遭非难。现在有必要给这错误原理充分揭露!

大量研究可以结论,目前为止的实验已经给出大部物理世界准确信息,这就是普朗克常数h

=2π?给出的信息。根据这种信息,本文已经给出目前大部物理学问题以准确具体描述,其中包括目前困难问题,也包括“波粒二象”性问题。并且这种描述全部具有8位数字有效精度与并实验完全相符的结果,以下将做这种描述。这表明〖测得准原理〗成立(参见提要)。这就在事实上完全打了破了量子力学【测不准原理】的神话——鬼话!

然而量子力学由于缺乏了解又理论贫乏,却完全错误地应用了大自然给出的准确信息:

Δp·Δx≥(1/2)?―――――――――――(11)

这就是量子力学【测不准原理】的数学表达式。显然竟将大自然给出的准确信息——普朗克常数?作为测不准的量度,是乃天大谬误。

第二章普朗克常数给出物质世界准确信息

本文大量研究,现总结普朗克常数:

h=2π?――――――――――――――――――(12)

给出的物质世界准确信息:

2.1?已经给出所有元素原子结构的准确信息

据此可以准确具体描述任何原子的真实结构,并都将与实验符合很好。文献[5]、[6]、[7]已经做了这种描述,这在事实上已经打破了量子力学【测不准原理】的神话——鬼话。2.2?已经给出任何微观粒子(质子、中子、电子、光子以及场粒子等)自身结构准确信息

例如,可以算得质子自身结构理论半径,以rP表示,准确为:

rP=1.3214100×10-13(cm)―――――(13)

并可从能量、电荷、自旋、磁矩、元素周期率五方面算得完全相同的这一结果,已无可否认地证明这结果唯一正确。这是目前任何理论都办不到的!

又例如,可以算得电子自身结构理论半径,以re表示,准确为:

re=2.9742175×10-14(cm)----------(14)

同样可证明此结果唯一正确(繁琐,略),量子力学对此望尘莫及。

2.3?已经给出普适常数Φ的准确信息

普适常数定义:任何光子的波长λ与发射该光子的电子在原子中的轨道半径r之比为常数,以Φ表示之,那么有:

Φ=λ/r=常量=1/(ε。·α)

=4π×137.03600=1722.0451--------(15)

(说明:当电子跃迁为r→∞时,轨道半径直接用r;当电子跃迁为rA→rB时,式中要用当量轨道半径,略。)

研究表明这是一个斩新的物理常数,虽无量纲,但具有丰富重要物理意义。由(15)式已经看出,普适常数Φ严格规定着光子和电子;以下还将看到,普适常数还严格规定着质子和中子以及粒子的磁矩及其“反常”。相形之下,量子力学竟将光速C称作“普适常数”,不知多么无聊!

此外,根据普适方程(见下)和普适常数Φ还可算得任何光子的形成机制、光子的尺寸、质量、能量、性质以及光子的自身内部结构。此类问题,由于量子力学【测不准原理】的限制,人们连想都不敢想。可见量子力学荒谬已极!并且,这种计算完全表明光子的粒子实在性,而所谓波动性只不过是粒子实在性的客观反映。

2.4?已经给出分子结构、晶体结构、固体性质、液体性质、气体性质等物质结构准确信息

本文如下普适方程可以变为:V=n2?2/mr2――――――――――――(16)

式中V为引力势能,它将准确决定晶体晶格能;而r则决定晶体晶格常数(略)。

2.5?已经给出量子数n=0,1,2,3…真实物理意义的准确信息

但在量子力学中,量子数n=0,1,2,3…只表示自然数,除此之外无任何物理意义。大量研究可以结论:宏观温度T就是量子数n在统计意义上的单值函数,即:

T=f(n)――――――――――――――(17)

研究还表明,对单个粒子(原子、分子)该式也严格成立,只不过对单个粒子(原子、分子)则无需统计。这已表明,微观粒子的温度也是“量子化”的,不能连续取值。此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:“对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的”。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省“上帝一次推动”说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·秒2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=(h,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量“量子化”。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰“符合”试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的“反常磁矩”,附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量子力学一无所知,严彦却夸夸其谈,自欺欺人又听不得不同意见。认真地研究表明,量子力学并未解决任何实质性物理学问题。量自力学的贡献主要在于在人类文明史上建立一个永久性纪念碑——【测不准原理】——科学史上奇耻大辱!历史将证明这是对量子力学恰如其分的评价。

上述可见,普朗克常数h=2π?已经揭示并将揭示大自然内在本质规律…

第四章大自然(物质世界)内在本质规律一

大量研究,现总结普朗克常数已经揭示的大自然内在本质规律。对这些规律,量子力学完全科盲!

4.1大自然内在本质规律之一——辐射能场客观存在

注意教材书(文献[9])已有“辐射场”及“能量场”的物理学概念。但囿于理论局限,使得教材书对这种场的描述是静止的(机械的)、孤立的(与物质世界无必然联系的)、无源的(原因不清),因而也是抽象的(没有物理意义的)。

上已证明,原子中能量量子化的根源是原子核,量子化是原子核自身性质。值得物理学注意的是,原子核这种性质并不孤立存在,它同时还严格地规定着所有外部世界。因而使得电子、原子、分子、物体、天体、宇宙都只能有唯一稳态位置和结构。这就是大自然最基本的内在本质规律。也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

那末,具体规律是什么呢?请看:

4.2辐射能场(存在)定理

研究表明,辐射能场准确存在可用定理表述。

〖辐射能场定理〗:任何粒子(含场粒子及天体,无例外,下同)在其周围都形成(存在)一种辐射能场,这种辐射能场可用普朗克常数?和量子数n=0,1,2,3…准确具体描述。在微观辐射能场表现为量子化,在宏观则表现为大量粒子的简并统计结果。

4.3辐射能场实质

辐射能场实质系以粒子为中心,向周围空间抛射场粒子流(这里主旨中性场粒子流,对于电磁场当有别论),这种场粒子流经电子集约化就成了光子。研究也表明,任何光子包括X射线都准确如此。参见(15)式,据此不难描述任何光子的自身结构。并且可以证明任何光子的静止(如可能)质量均不为零。认为光子静止质量为零,还是量子力学根据“相对论”瞎子摸象猜测结果。

这已表明光子的真实粒子性。并可准确具体证明,所谓波动性实际上是普朗克常数与量子数相互作用的一种客观表象,任何光子都不存在任何物理意义上的波动属性。

4.4辐射能场形象

研究表明,辐射能场形象与点光源的光通量完全一致。对于原子核,其辐射能场可用图(3)准确表示:

图中箭头方向表示辐射能流方向,其线密度表示能流密度,n为量子数。

4.5辐射能场性质

研究表明,辐射能场实质系以光速抛射场粒子流(粒子上限为中微子),故,辐射能场具有排它性。原子核的辐射能场首先排斥核外所有电子,任何电子也因此未能落到核上,这是事实。所以,电子未能落到核上量子力学的任何解释都只能是自欺欺人的胡言乱语!也所以,玻尔对电子的担心完全多余。

需要指出,辐射能场这种排斥作用,通常主要表现为能量形式。相形之下排斥力效应很小,一般可忽略。这与太阳光辐射的能量效应十分明显,而太阳光的压力效应十分微小,完全相似。不过在研究宇宙膨胀时,完全不可忽略天体辐射的斥力效应。就是说,“宇宙斥力”存在。然,囿于历史和理论局限,爱因斯坦在提出宇宙斥力概念后,又不得不自我否定。

4.6原子核辐射能场数学表达式

大量研究表明,原子核(质子)的辐射能场数学表达式准确为:

E=n2·h2/2mP·r2――――――――(21)

式中h为普朗克常数,n为量子数,mP为质子质量,距离为r=0→∞,需指出,辐射能场场强E具有能量量纲(这是因为使用因子h结果),其数值则为r处单位面积上的能量。

注意:该式与(64)式有必然联系,但物理意义微妙不同,且具有丰富物理内容(略)。

研究还表明,由此电子所得到的原子核辐射能场能量准确地为:E=n2·?2/2me·r2―――――――(22)

注意:这也就是玻尔量子化条件。

式中me为电子质量,不难看出普朗克常数h=2π?紧密地联系着质子和电子。

已很明显,量子力学与玻尔相比,玻尔正确,量子力学谬误!

并且由(21)、(22)式不难看出,当量子数n=0时,E=0。需指出,这是物质结构非常状态。参见图(3),在n=0时,原子核没有了辐射能场,原子核不再有排斥电子的能力。于是,电子必然落到核上。研究表明,这就是宇宙到达最低温度——宇宙奇点的情况。于是,原子中发生比核反应还强烈的变化,结果原子爆炸——物质爆炸——宇宙爆炸!这就是宇宙爆炸原因,由此也不难了解宇宙过去。

可悲的是,量子力学竟将量子数n=0也定义为原子的一种稳定状态。可歌呼?可泣乎?灾难,罪过!阿们——

4.7辐射能场的实验验证

4.7.1太阳的辐射本领已足够大

目前世界公认太阳发射本领(文献[2])为3.8×1033(尔格/秒),这相当于太阳每秒抛射出质量为m=4.2×109(千克)物质。但如上可知,太阳实际发射本领远大于此。因为太阳光仅是辐射能流的一部分,这种能流粒子上限为中微子。

4.7.2宇宙正在膨胀

宇宙正在膨胀,表明“宇宙斥力”存在,这是宇宙中心辐射能场性质。宇宙正在膨胀恰系宇宙中心辐射能场的客观真实写照(或曰照片)。4.7.3“太阳风”的存在

文献[10]介绍的“太阳风”正是本文定义的太阳辐射能场,太阳风就是太阳辐射能场的客观真实写照。该文献给出了对太阳风考察的卫星实际探测结果(文献图示略)。这可谓太阳辐射能场的真实实验验证。

4.7.4第四个验证是,任何原子中任何电子均未能落到核上,这是事实

不仅如此,人为方法:高能阴极射线、X射线或高能加速器也很难将电子打到原子核上。这绝非因碰撞截面太小,总会有几率。实际上正是由于原子核具有排它性的辐射能场排斥效应所致。由(22)式可见,电子得到的原子核排斥能与距离平方成反比例。在核半径处排斥能十分巨大,以致可忽略静电引力能。简单计算表明,电子必须具有200倍C(光速)才可能到达核半径处。也因此,玻尔对电子的担心完全多余!

需要指出,对此类问题,量子力学仍会故伎重演——狡辩。但经如上及以下分析论证,量子力学纯系主观臆造,对物理学实质问题全然无知,已经使得量子力学的狡辩不再有任何效力。

4.7.5第五个验证是人们熟悉的,然而又不熟悉的,这就是气体压力

量子力学会立即反驳说:“气体压力来自分子热运动和碰撞”(文献[8])。需指出,这种解释充其量只能算作表面化非本质解释,作为哲学或市民语言尚可,但不能作为物理学家语言。在严格物理意义上说这种解释是自欺欺人的。这种解释实际上并不清楚分子热运动的实质和根源,更不知温度对单个分子的意义是什么。量子力学(文献[8])以公开宣称:“对单个分子温度没有任何意义”。

这是因为量子力学有一剂灵丹妙药——波函数Ψ——量子力学家主观意识,就可以包治百病。温度与这灵丹妙药无任何联系,在灵丹妙药中没任何位置,所以温度没有用处。也所以量子力学结论:对于单个分子,温度没有意义。

但是,只要神经不错乱,人人都懂得,既然宏观温度是大量分子集体贡献,怎么能说单个分子没有贡献?单个分子又怎能摆脱温度环境?这与人对社会贡献完全一致,能说个人对社会的贡献没有意义吗?!

大量研究已经表明,温度概念同样也有极为丰富的物理内容。温度问题同样也贯穿全部物理世界全部内容。并对此可做如下结论:

普朗克常数h=2π?与量子数n=0,1,2,3…好比一对孪生兄弟,他们共同贯穿全部物理世界全部内容,并且,宏观温度T就是量子数n=0,1,2,3…的照片。

注意,此结论在确切物理意义上正确。

研究还表明:分子热运动及分子间斥力的实际根源正在于原子(核)间排斥能场相互作用的结果。并可得以下具体结果:PV=∑Ei――――――――――――――――(23)

式中PV为气体压力势能,Ei为单个气体分子的辐射能场能量(推导略)。这种严格关系唯一证明分子(原子)辐射能场客观存在。此时并唯有此时辐射能场的排斥力效应也十分明显,这就是气体压力。

第五章大自然内在本质规律二

5.1大自然内在本质规律之二——潜动能客观存在

研究还表明,这种规律正确存在也可用定理表述:

5.2潜动能定理

〖潜动能定理〗:任何质量为m的物体(含场粒子及天体)当以速度V运动时,必有潜动能存在。若以符号T2表示则为:

T2=(1/2)mV2―――――――――――(24)

可见,潜动能在数值上与物体经典动能(机械动能)相等。现将经典动能定义为显动能,并以符号T1表示之:

T1=T2=(1/2)mV2――――――――(25)

那么,可以定义物体运动全动能,以符号Tm表示则为:

Tm=T1+T2=mV2―――――――――(26)

如果,质量m以光速C运动,其全动能必为:

Tm=mC2=E―――――――――――(27)

看!这就是遐迩闻名的爱因斯坦质能关系。这已表明,爱因斯坦质能关系只不过是物体(粒子)运动全动能之特例!然而,不仅爱因斯坦本人,而且后人至今都不清楚质能关系的物理意义。可(27)式中E=mC2的物理意义是再清楚不过了!

5.3潜动能的物理意义

研究表明,潜动能普遍客观存在,实际上它是物体(粒子)运动时的伴随能量。由于潜在性,低速时或直观上人们难以发觉。只有在高速时才明显表现出来,所以人们至今尚不知晓。

研究表明,潜动能实质也是一种辐射能场,这种场粒子上限亦为中微子,对中微子目前尚不能检测,这也是人们尚未发现潜动能的直接原因。

需指出,温度为T的物体当以速度V运动时,同时存在辐射能场及潜动能能场,两种能场分别可测并须分别描述。但是,以下将完全证明原子核的辐射能场实际上就是原子核自旋潜动能。由此也证明潜动能普遍客观存在。

也所以潜动能的能量效应较其压力(即动量)效应明显,尤其当速度V<<C时,人们无法观测到这种动量效应。然而当物体速度接近光速(V→C)时,潜动能的能量效应与动量效应均不可忽略。这时潜动能的能量效应形成爱因斯坦的质能关系事实;而其动量效应则形成“物质波”的事实。这就是“物质波”的本来面目和真实内容。

5.4潜动能的实验验证

5.4.1回旋加速器的验证

文献[10]介绍:“电子在回旋加速器中,任何瞬间,轨道平均磁场的增量必须是轨道上磁场增量的2倍”。即:

dBave=2dB―――――――――――――-(28)

这无疑表明本文如上全动能成立,亦即表明潜动能客观存在。

5.4.2电子在加速器中同步辐射光

电子在加速器中同步辐射光能正是电子运动的潜动能,并且,电子同步辐射光的波长λ为:

λ=h·c/E――――――――――――――(29)

注意:式中能量E是电子同步辐射光能量,也就是电子的潜动能。

5.4.3地球的潜动能

地球有潜动能?从没听说过!有人说。

不错,但经本文由普适方程已经计算出地球确有潜动能:月球的存在给出完全的证明。因为本文对月球的计算表明,普适方程不仅适用于太阳系,而且适于地(球)——月(球)结构。并且,对月球的计算,得出两个重要结果:①由普适方程计算月球绕地(球)轨道半径与天文观测(文献[2])的误差小于1%;②由普适方程计算得出——月球是颗裸星。这已是个奇迹,目前为止任何理论都办不到!

这种结果无疑表明:

第一,地球所得到的太阳辐射能刚好等于地球轨道动能,也刚好等于地球的潜动能。于是,地球能量处于一种动平衡中。这表明,月球绕地(球)轨道受地球潜动能严格支配,亦即受地球轨道动能严格支配,亦即受太阳能量严格支配。不仅如此,太阳以此严格支配着系内所有天体(无例外)的运行(位置、动能、尺寸、质量以及轨道曲线性质)。

第二,地球运动潜动能客观存在,在数值上准确等于地球轨道运行动能。故〖潜动能定理〗成立!

第三,“物质波”就是本文所定义的“潜动能”。

第四,普适方程无条件成立!

5.4.4X射线韧致辐射

周知,X射线韧致辐射最短波长λmin为:

λmin=h·c/E-―――――――――――(30)

式中E为外加能量,在数值上等于电子显动能,也等于潜动能。需要指出的是,电子只能放出潜动能形成所谓的“波长”:λ。而电子的显动能与宏观物体的机械动能一样:只能直接作机械功,不能直接成为辐射能。量子力学对此问题“心不在肝”!

所以,(30)式的真实物理内容是:电子放出潜动能形成所谓波长:λ,这证明潜动能客观存在。可是,量子力学,还有德布罗意,把这称为“物质波”!

还要注意:由(30)式可见,韧致辐射最短波长λmin连续可变,这已完全表明电子能量连续可变。再一次证明“量子化”并非电子自身固有属性。

第六章物质波及其实质

6.1究竟物质波是什么

谈物质波问题,恰进入量子力学权威领地。作为权威,理应对此做出科学合理解释。遗憾的是虽经近百年发展量子力学仍满足于对物理现象作似是而非的猜测,量子力学的“波函数”概念正是对“物质波”现象的猜测,并强加给电子。

下面考察物质波。

德布罗意“物质波波长”表达式为:

λ=h/p――――――――――――――――(31)

该式表示什么物理意义呢?

认真研究表明:虽然λ具有长度量纲,但并不表征任何长度物理量,只能表征粒子动量p的反比量度。之所以具有长度量纲,是因为动量p反比量度的单位取h的结果。除此之外(31)式不再有其他物理意义,或将其变化如下:

λ=h/p=hv/pv=hv/mv2=hv/Em―――(32)

式中Em=Tm为前文定义的粒子运动“全动能”,这表明λ亦可表征粒子运动全动能的反比量度,或者说是对潜动能的一种量度。所以可结论:

6.2物质波实质

第一,“物质波”波长只能表征粒子运动时的动量效应或者潜动能,实质是潜动能的反比量度。除此之外(32)、(31)式不再有其它意义。

第二,“物质波波长”绝不表示粒子有任何物理意义上的“波动”性质!

第三,那又为何将λ定义为“波长”呢?研究表明,这还是在于量子力学的特长——富于猜想的结果:看到粒子(光子或电子)的干涉和衍射现象,联想宏观波动(水面波动)的干涉,于是猜想微观粒子(光子和电子)有一种说不清的波动性质。由此便将λ定义为“波长”。殊不知,宏观波动(水面波动)的干涉与微观粒子的干涉是完全不同的两回事。

研究表明,水面波动确系水面物质波动。而粒子(光子和电子)的干涉和衍射却完全是由普朗克常数?与量子数n(一对孪生兄弟)共同(技术)表演的结果。并可严格准确具体证明:粒子(光子或电子)的干涉条件中的自然数n=0,1,2,3…恰为量子数n=0,1,2,3…(略)。这是因为粒子的干涉和衍射现象是粒子与(量子化了的)物质场(辐射能场)相互作用的必然结果。

并且在本文已到达的深度——准确描述场粒子自身结构深度上说,仍未发现任何粒子有任何内禀波动属性。这说明根本不存在“物质波”。而德布罗意“物质波”概念恰在于粒子运动“潜动能”的事实。所以,与其说德布罗意发现了“物质波”,毋宁说他发现了粒子运动的潜动能。

之所以人们认为粒子具有波动性,客观原因在于人们对微观粒子,例如光子,几乎完全缺乏了解。也因之,目前为止,光子的“波粒二象性”问题仍属世界公认遗难问题之一!

第七章普适方程物理意义

7.1普适方程物理意义

普适方程物理意义可用图(4)

描述如下:

图中曲线①就是普适方程①

式,这代表大自然一种普遍基本规

律——相互吸引规律。式中T为

粒子(含天体)轨道动能,V为引

力势能。动能等与势能之半,这本是

经典物理内容。

曲线③就是普适方程③式,

这代表大自然另一种普遍基本规律

——相互排斥规律。式中E为粒子

(含天体)所得到的由辐射中心来的

辐射(排斥)能。

显然,曲线①是线性的,即引

力能V随距离r呈直线变化;而

排斥能E(曲线③)是双曲线。故,

两条曲线必相交,交点为②,即普适方程②式(T=E)。这代表大自然第三种基本规律——普遍客观存在规律——两种相反作用永恒绝对平衡规律:既可以是稳态平衡,例如原子和太阳系;又可以是动态平衡,例如银河系及宇宙的膨胀(含宇宙爆炸)。并且牛顿力学在大自然中完全好用!量子力学对牛顿力学的非议纯属癔语糊勒!

7.2普适方程注释

第一,普适方程物理意义虽很宽广,但却真实具体,并不抽象。

第二,普适方程可以直接用来计算原子结构,计算天文结构须要变换(略)。

第三,已不难看出大自然(宇宙万物)没有任何东西能够(可以)逃脱普适方程规律的支配!所以这里用了“永恒绝对普遍”规律说法,不仅物理意义,而且哲学意义准确可靠。亦不难看出人类目前为止的哲学理论错误(略)!

第四,因此不难理解:普朗克常数及量子数好比一对孪生兄弟,他们共同贯穿全部物理世界全部内容!

研究表明,这已构成物理学最基本的定律——物理学奠基定律。以致物理学不得不另辟一章:

第八章物理学奠基定律

8.1物理学奠基定律

〖物理学奠基定律〗:普朗克常数h=2π?与量子数n=0,1,2,3…好比一对孪生兄弟,它们同时共同贯穿全部物理世界全部内容,无例外。

8.2奠基注释

大量研究表明,这不是简单推广。该定律普遍永恒绝对全天候成立!世界上找不到脱离这种定律的东西,人类的灵魂也不例外。因此,也没有能脱离〖物理学奠基定律〗的物理学。所以这叫〖物理学奠基定律〗,名副其实也!

第九章量子力学的猜测

上述可见,量子力学对一些基本物理学问题要么似是而非,要么一无所知,俨然却夸夸其谈。甚者竟反科学之道建立了【测不准原理】,于是使得科学陷于恶性循环不解之中。这就是目前科学活生生的现实!

现总结量子力学对科学的种种似是而非的猜测:

量子力学猜测一:(目前)试验电离能=原子真实能级

量子力学猜测二:原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n=0,1,2,3…

量子力学猜测三:粒子(物质)具有(一种朦胧的)波动属性

量子力学猜测四:“物质波”①是轨迹波;②是几率波;③是弥撒物质波包

量子力学猜测五:费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?

量子力学猜测六:电子具有反常磁矩属性(闭着眼睛摸大象)(以下准确计算证明)

量子力学猜测七:物质世界是测不准的,且不可能测准的,并由此建立一种反科学的理论──【测不准原理】等等,仅举与本文有关七例。

以上及以下讨论充分证明《量子力学》完全错误,一无是处!并可对物理学做如下结论。

第十章物理学正论

10.1世界是粒子的(含场粒子及天体)。但任何粒子都不存在任何物理意义上的内禀波动属性。

10.2粒子能量是量子化的(包括天体)。但实际上根本不存在什么“量子”,即使将“量子”理解为“能量子”也不科学。(量子力学纯属虚构!)

10.3普朗克常数?及量子数n已给出并将给出全部物理世界准确信息,它们共同贯穿全部物理世界全部内容。

10.4任何粒子(含天体,电子,无例外)均不具反常磁矩内禀属性(以下给出具体计算严格证明)。

10.5物质世界是可测的,并完全可测准的,其准确程度完全取决于普朗克常数h=2π?的准确度。

10.6电子、质子、中子都是经典粒子。附录中严格证明(这种证明本身就是物理学一种奇迹,量子力学望尘莫及)。

10.7目前为止,世界是经典的。所以,量子力学所谓超脱经典实际就是超脱科学!

以下附录是对全文的严格、具体证明。

第十一章附录:粒子及其磁矩问题

粒子物理问题,由于缺少直观经验,这给人们正确认识造成极大困难。然而量子力学的出现并没有帮助人们解决困难,反而给人们本来有限的认识能力又设置了人为的更难以逾越的障碍,这就是【测不准原理】。并把人们的认识能力禁锢在量子力学谬误之中。

目前为止的实验,已经验证粒子具有磁矩。但对粒子磁矩问题,量子力学由于缺乏了解,又为了“符合”试验,经常自觉不自觉混淆,有时偷换,普朗克常数的物理概念。这已使得量子力学对粒子磁矩问题的描述严重有诈!

以下用CGS和高斯单位制具体讨论:

11.1粒子磁矩问题的实验表达式

文献[10]中,粒子磁矩表达通式如下:

g=(h/μ0H=ω?/μ0H―――――――(33)

研究表明,该式可谓经验公式,因由试验而来,应当是正确表达式。

然而问题在于,量子力学对实验表达式的真实物理意义及实验的真实物理过程并不清楚。对表达式的理解也有错误,因而得出完全错误的结果和结论。

对于电子,(33)式可变为:

ge=ωe?/μBH――――――――――――(34)

式中ge=1.0011596被量子力学定义为电子的“反常磁矩”值,ωe为电子自旋磁矩在磁场中进动角频。并有:

μB=γe?=(e/2meC)?―――――――(35)

其中γe=e/2meC――――――――――――(36)

那么有ge=(ωe?/?H)÷γe――――――――(37)

可简为ge=ωe/γeH―――――――――――(38)

这就是量子力学基本思路,并由此得出电子自旋磁矩错误结果。又将这种错误勇敢地推广到其它粒子和其他情况,这就错上加错。

需要指出,根据教科书概念,(36)式为电子轨道回旋比。量子力学又认为电子自旋回旋比为轨道回旋比的2倍,这是由于认为(实际是猜测)电子自旋量为(1/2)?的必然结果。也得出电子的朗德因子为2的结果,这是完全错误的(见下)。

以下讨论给出完全的证明:电子纯系经典粒子,并且其荷质比绝对均匀。

那么,对于这样的经典粒子——电子来说,不管其角动量如何变化其轨道回旋比与自旋回旋比永远相等(只要建立均匀荷质比的经典粒子模型,立即可证,略)。

考虑到量子力学错误因素在内,不影响以上及以下讨论。研究表明(38)式对电子仍然准确成立。

但量子力学错误主要表现在:

11.2量子力学所犯经典错误

◆量子力学所犯经典错误一:将g定义为磁矩“反常”因子。这表明量子力学缺乏了解又理论贫乏,犯指导方向错误。以下将给出g因子的真实物理意义和内容。

◆量子力学所犯经典错误二:认为费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?,这是狄拉克根据量子力学计算的错误结果:实际上是与作为能量单位的?简单呼应导出结果,没有物理意义。因而是完全错误的。

◆量子力学所犯经典错误三:量子力学自觉不自觉混淆并滥用普朗克常数?的物理概念并偷换之,这叫偷换概念。注意,(37)式中分线上下都有?项。由(33)式可知:

(h≡ω?=E――――――――――――――(39)

这里?分明表示能量E的单位,这就是(37)式分线上面之?。而(37)式分线下面之?却是角动量的单位。两种完全不同的物理概念不容混淆,虽然它们的数值和量纲完全一致。

原子原理范文篇9

此乃特殊重要文稿,几乎涉及物理世界全部问题。文中全部用8位数字有效精度并与实验完全相符的计算结果表明下述原理成立:

〖测得准原理〗:世间万物,无例外,都是测得准的(准确程度最终都将取决于普朗克常数h=2π?的准确度),绝非测不准的;世间只存在测不准的学者,并不存在【测不准原理】--《量子力学》的基本原理。

文中用大量无可否认的事实,全面、系统、严格地证明了量子力学--世界权威理论,纯系伪科学。其基本原理--【测不准原理】系反科学的理论,由此量子力学已把科学引入歧途,并使之陷于恶性循环不解之中!

由于量子力学已修成了诡辩内禀属性,任何单方面对其论说全然无效,必须给量子力学以全面充分曝光,所以篇幅显得较长。实乃:

有道僧是愚氓忧可训,

奈何量子愚氓胜和尚!

第一章.世界是测得准的,并非测不准的

乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。

大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架--《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。

但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实:

1.1关于"量子化"根源问题。

微观世界"量子化"已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是"量子化"根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄!

就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈"量子"的"科学"。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状!

可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:"量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的"。

虽然,这量子力学家利用了"微小量子"数学"极限"概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程!

不可否认的事实是:阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。

1.2理论与实践关系问题

既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠――"符合"试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实:

世界著名理论物理第六册--《量子力学》(文献[1])中著:"量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统"。

这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。"科学学"研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:"量子力学是建立在实验基础上的科学"。这不是弥天大谎么?!

文献[1]在建立对易关系:

pq-qp=(?/i)E―――――――――(1)

时说:"这是一基本假定"。并告诫人们:"不可懂"!就是说(1)式不能用任何数学--物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,(1)式就是昭著世界的"波动方程"的基础,也就是量子力学的理论基础。

所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识!

研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意"物质波"理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说"建立在实验基础上"呢?!

研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出"物质波"概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出"波函数"(Ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即(1)式上,便铸成了著名的"波动方程"--量子力学的理论基础:

(h2/2m)▽2Ψ+(E-V)Ψ=0―――――(2)

由于量子力学凭空引进"波函数Ψ",实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。

1.3量子力学诡辩伦理

1.3.1关于理论基础诡辩

以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:"量子力学是建立在实验基础上地科学"。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。

1.3.2关于物质波的狡辩

对于"物质波"概念,量子力学[1]应用了三个基本假定:其一假定"对易关系"即(1)式,由此构成量子力学骨架;其二假定"测不准原理",由此编造了电子"几率云"图像;其三假定"波粒互补原理",这种原理本身就是一种诡辩,因为"波粒二象性"问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出"波函数Ψ"并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质--量子力学家们的主观意识。

然而"波函数"的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论!

如果需要,量子力学(文献[1])首先拿出:

2πa=n――――――――――――――(3)

很明显式中2πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言(3)式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现:

1.3.3关于"经典"与"近代"狡辩

量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。

然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数Ψ的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实--量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!1.3.4量子力学方法论狡辩

确切说,量子力学不能给波函数Ψ做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用:①波函数Ψ表示粒子中心轨迹波动;②波函数Ψ表示粒子出现几率;③波函数Ψ表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都"迎刃而解"了。

然而,量子力学同时又"有权"轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要--否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。

似这样,在哲学面前,用"建立在实验基础上"量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心"量子化"根源,又由"领地"限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威!

1.4关于"符合"试验问题

以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰"符合"试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实:

基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。然而却出现本质性原则错误,请看:

1.4.1量子力学推广(一)

由于氢原子的试验电离能与玻尔理论真实能级相近,于是量子力学推广为:

试验电离能=原子真实能级――――――――――(4)

将该式推广到多电子原子中显然很省力气,但这是严重错误。请看氦原子事实:

试验(文献[1])测得氦原子两个电离能,这里分别用E1,E2表示为:

E1=1.80(Rhc)=24.58(ev)――――――――(5)

E2=5.80(Rhc)=79.01(ev)――――――――(6)

量子力学[1]认为这就是氦原子的两个真实能级。

若用E玻表示类氢氦离子基态能玻尔理论值,则

E玻=54.42(ev)―――――――――――――(7)

显然下式成立:

E2=E1+E玻――――――――――――――(8)

该式明确表明E2不是氦原子的真实能级,因为其中包含有E1,即第一电离能。

那么,实验值E2即(8)式表示什么物理内容呢?

研究表明:要使氦原子第二电子电离,仪器必先付出能量E1=24.58(ev)先使第一电子电离,这好比代价,氦原子于是变成类氢氦离子,其基态能为E玻=54.42(ev)。要使它电离,仪器必须再付出与E玻相等的能量,才能使第2电子电离。那么仪器付出总能量必为E2=E1+E玻,这就是氦原子电离实验真实过程,由此不难结论:

1.4.2据电离实验本文结论

电离实验结论一:氢原子及类氢氦离子玻尔理论值正确。

电离实验结论二:目前电离能实验值≠原子真实能级。

电离实验结论三:所有元素最低能级皆为其类氢离子能级,不存在比这更低的能级。

然而量子力学(文献[1]、[3])却竞相用"微扰法"、"变分法"乃至用修正核电荷方法逼近计算这氦原子的"能级"E2:

E2=5.80(Rhc)=79.01(ev)――――――(9)

显然,量子力学这种下意识"符合"实验,拙劣以极,形同瞎子摸象!

这是由于量子力学对原子结构缺乏了解,又没有搞清电离实验真实物理过程所致。

对此,进一步证明如下,参见表(一):

表(一)几个元素的类氢离子能级

原子序元素E1(ev)E玻(ev)E1+E玻E实(ev)注

13Al5.9862299.37992305.35692304

14Si8.1512666.73642674.88742673

15P10.4863061.30463071.79063070

16S10.3603483.08433493.44433494

17Cl12.9673932.07563945.04263946

18Ar15.7594408.27864424.03764426

表中E1为元素第一电离能实验值,E玻为类氢离子基态能玻尔理论值,E实表示类氢离子电离能实验值,可见下式成立:

E实=E1+E玻―――――――――――――(10)

该式明确表明类氢离子电离能实验值E实不能直接代表其真实能级,因为E实中包含有E1(第一电离能)。有说这是巧合。然而表中六个元素都完全巧合必有规律,这种规律就是以上三条结论。实际上(9)、(10)二式等价,但(10)式只对表中几个元素成立。对于其它元素或其它情况问题变得更为复杂,不可一日而语。

这进一步证明了上述三条结论,再做如下推论:

1.4.3据电离试验本文推论

电离实验推论一:任何电离实验过程都是电子几经碰撞交换能量综合结果。注意氢原子的电离能与真实能级相近但并不相等的事实,因此

电离实验推论二:任何元素任何电离能目前实验值均不能直接代表原子的真实能级。

电离实验推论三:随着理论与技术进步将来完全可以试验直接测得原子的真实能级。

以上证明(4)式完全错误,然而量子力学对此未经证明却实际应用。可见,量子力学逻辑上粗糙、理论荒诞!

1.4.4量子力学推广(二)

根据玻尔理论的成功,量子力学(文献[4])又作一项重要推广:认为多电子原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n=1,2,3,4…

显然,这种推广也很省力,然而也是严重错误!

参见图(1)氢原子的能级,这代表玻尔理论的成功。可是量子力学毫不思索原封不动将图(1)推广到多电子原子中。量子力学很善于做这种貌似合理实则谬之千里的推广。从中可见量子力学理论思维完全不具物理学素质。

稍经分析不难发现,图(1)所示物理意义可用图(2)类比。谁都知道图(2)表示的内容是三个人在同一时刻的官位(级),或者表示一个人在三个不同时期的官位。但决不表示一个人在同一时刻具有三种官位(级)。

那么图(1)也如此:或者表示在同一时刻三个氢原子的能级(画在一起),或者表示一个氢原子在三个不同时刻的能级。但图(1)决不表示在同一时刻氢原子有三个能级(注意氢原子只有唯一电子)。

要知道,这种认识上的差异将产生完全不同乃至相反的结论。同样,量子力学这种推广也未经证明而普遍应用。

研究表明,原子结构这种性质是由量子化根源决定的。量子力学对此一无所知,严彦却夸夸其谈什么"量子"、什么"力学",实在误人不浅!

经量子力学如此推广,其结果必然使得原子结构--物质世界变得一塌糊涂。因之,物质结构必然由测得准变为测不准的了。这就是量子力学的【测不准原理】。稍经分析也不难发现【测不准原理】的哲学错误。

所以如上述,量子力学所谓符合实验,实际上是对实验进行貌似合理(但谬之千里)的猜测并作勇敢推广而已。

1.5关于【测不准原理】问题

如果人们要问,量子力学就会说:【测不准原理】是根据实验的总结。

根据什么实验?

还是根据"物质波"。

但须知,与其说世界公认量子力学是理论物理权威,毋宁说世界公认"波粒二象"性问题仍是世界性遗难问题。在此问题尚未彻底解决之前怎么可以总结呢?!

所以,在问题循环不解情况下,由于量子力学诡辩性及其狡辩能力,方才成为世界理论权威!以致人们对量子力学【测不准原理】的哲学错误丧失分辨能力。又由于这种错误原理隐藏在高深难懂的量子力学之中,常人不可涉才得以免遭非难。现在有必要给这错误原理充分揭露!

大量研究可以结论,目前为止的实验已经给出大部物理世界准确信息,这就是普朗克常数h

=2π?给出的信息。根据这种信息,本文已经给出目前大部物理学问题以准确具体描述,其中包括目前困难问题,也包括"波粒二象"性问题。并且这种描述全部具有8位数字有效精度与并实验完全相符的结果,以下将做这种描述。这表明〖测得准原理〗成立(参见提要)。这就在事实上完全打了破了量子力学【测不准原理】的神话--鬼话!

然而量子力学由于缺乏了解又理论贫乏,却完全错误地应用了大自然给出的准确信息:

Δp·Δx≥(1/2)?―――――――――――(11)

这就是量子力学【测不准原理】的数学表达式。显然竟将大自然给出的准确信息--普朗克常数?作为测不准的量度,是乃天大谬误。

第二章普朗克常数给出物质世界准确信息

本文大量研究,现总结普朗克常数:

h=2π?――――――――――――――――――(12)

给出的物质世界准确信息:

2.1?已经给出所有元素原子结构的准确信息

据此可以准确具体描述任何原子的真实结构,并都将与实验符合很好。文献[5]、[6]、[7]已经做了这种描述,这在事实上已经打破了量子力学【测不准原理】的神话--鬼话。

2.2?已经给出任何微观粒子(质子、中子、电子、光子以及场粒子等)自身结构准确信息

例如,可以算得质子自身结构理论半径,以rP表示,准确为:

rP=1.3214100×10-13(cm)―――――(13)

并可从能量、电荷、自旋、磁矩、元素周期率五方面算得完全相同的这一结果,已无可否认地证明这结果唯一正确。这是目前任何理论都办不到的!

又例如,可以算得电子自身结构理论半径,以re表示,准确为:

re=2.9742175×10-14(cm)----------(14)

同样可证明此结果唯一正确(繁琐,略),量子力学对此望尘莫及。

2.3?已经给出普适常数Φ的准确信息

普适常数定义:任何光子的波长λ与发射该光子的电子在原子中的轨道半径r之比为常数,以Φ表示之,那么有:

Φ=λ/r=常量=1/(ε。·α)

=4π×137.03600=1722.0451--------(15)

(说明:当电子跃迁为r→∞时,轨道半径直接用r;当电子跃迁为rA→rB时,式中要用当量轨道半径,略。)

研究表明这是一个斩新的物理常数,虽无量纲,但具有丰富重要物理意义。由(15)式已经看出,普适常数Φ严格规定着光子和电子;以下还将看到,普适常数还严格规定着质子和中子以及粒子的磁矩及其"反常"。相形之下,量子力学竟将光速C称作"普适常数",不知多么无聊!

此外,根据普适方程(见下)和普适常数Φ还可算得任何光子的形成机制、光子的尺寸、质量、能量、性质以及光子的自身内部结构。此类问题,由于量子力学【测不准原理】的限制,人们连想都不敢想。可见量子力学荒谬已极!并且,这种计算完全表明光子的粒子实在性,而所谓波动性只不过是粒子实在性的客观反映。

2.4?已经给出分子结构、晶体结构、固体性质、液体性质、气体性质等物质结构准确信息

本文如下普适方程可以变为:

V=n2?2/mr2――――――――――――(16)

式中V为引力势能,它将准确决定晶体晶格能;而r则决定晶体晶格常数(略)。

2.5?已经给出量子数n=0,1,2,3…真实物理意义的准确信息

但在量子力学中,量子数n=0,1,2,3…只表示自然数,除此之外无任何物理意义。大量研究可以结论:宏观温度T就是量子数n在统计意义上的单值函数,即:

T=f(n)――――――――――――――(17)

研究还表明,对单个粒子(原子、分子)该式也严格成立,只不过对单个粒子(原子、分子)则无需统计。这已表明,微观粒子的温度也是"量子化"的,不能连续取值。此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·秒2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·秒2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·秒2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量子力学一无所知,严彦却夸夸其谈,自欺欺人又听不得不同意见。认真地研究表明,量子力学并未解决任何实质性物理学问题。量自力学的贡献主要在于在人类文明史上建立一个永久性纪念碑--【测不准原理】--科学史上奇耻大辱!历史将证明这是对量子力学恰如其分的评价。

上述可见,普朗克常数h=2π?已经揭示并将揭示大自然内在本质规律…

原子原理范文篇10

关键词:近代物理实验;素质教育;原子物理教学

一、引言

1923年物理学家密立根在获得诺贝尔奖时曾说过:“科学靠两条腿走路,一是理论,一是实验,有时一条腿走在前面,有时另一条腿走在前面,但只有两条腿才能前进。”[1]原子物理是物理学专业的基础必修课,它与经典物理中的力、热、光、电等课程有所不同,这些课程都有成熟完美的理论体系,运用严密的数学演绎方法,可以推演公式计算出结果并解决实际问题,但原子物理既没有经典物理中的力、热、光、电完美,也没有量子力学的严谨,核心是半经典半量子的内容,因此是联系经典物理和近代量子物理的重要桥梁,其建立和发展与近一百多年的近代物理实验发现密切相关[2,3,4]。在原子物理的教学中,通过实验现象的分析归纳总结,逐步建立发展原子的理论模型,揭示原子结构及运动规律,例如通过原子物理的一系列重大实验发现过程诱导学生模拟先人建立研究微观领域的物理思想,通过α粒子散射、分立光谱和电磁相互作用等原子物理的分析方法使学生掌握研究和解决微观物理问题的方法,实验结果与分析可以更加清晰地让学生看到科学探索的过程,在实验过程中发现更多新的信息修正理论然后再在实践中加以检验,进而提高学生的综合素质和专业能力[5,6,7]。近代物理实验在原子物理教学中的主要贡献我们归纳为:①近代物理实验可以发现新的实验现象,探索新的物理规律;②近代物理实验还可以检验理论模型的正确性,判断理论假设的成立条件,给出理论的适用范围;③近代物理实验更可以使理论得到推广应用,并开拓新的研究领域。但是,现阶段“近代物理实验”课与专业基础理论课“原子物理”不能很好地相对应,理论课程相对于实验课滞后或滞前,这就导致实验与理论课教学不能同步,其结果是学生在没有相应基础知识的情况下进行实验,学生无法深入理解实验中所包含的原子理论,只能简单机械地完成实验步骤,获得实验结果。本文将着重以氢氘光谱实验和塞曼效应实验讨论近代物理实验课与原子物理理论教学的融合,这不仅可加深对原子物理理论的理解,还可学习如何用实验手段,再现物理现象,并通过现象认识其物理规律。

二、氢氘光谱实验与玻尔氢原子理论的建立及发展

近代原子理论是从氢原子光谱实验开始的,整个发展过程很好的诠释了近代物理实验在原子物理中的贡献,通过原子物理理论教学可以让学生了解近代物理发展的精彩一幕[8,9]。到1885年光谱实验已观测到14条氢光谱线,巴耳末分析研究后提出了一个经验公式,而里德伯在1889年又独立凭经验凑出了一个更普遍的方程。新的实验现象意味着新的物理规律的萌芽、发展和完善。年轻的丹麦物理学家玻尔发展和完善了汤姆孙和洛伦兹的研究方法,创造性地把普朗克提出的量子假说应用于当时人们持怀疑的卢瑟福核式结构模型,并把原子光谱的离散线状谱的物理机制和原子结构联系起来,非常完美地解释了困惑物理学家们近30年的光谱实验之谜。随后玻尔理论的拓展又成功地解释了类氢光谱的实验现象,并证实了氢的同位素“氘”的存在(实验检验了理论模型的正确性)。爱因斯坦心悦诚服地称玻尔的理论是一个“伟大的发现”。原子物理作为普通物理最后一门课程,通常安排在大二下学期进行,“原子的玻尔—索末菲理论”在第二章中讲授,而“氢氘光谱实验”为近代物理实验的第一部分,为了理论课与实验课融合以及近代物理实验改革,我院做出了同步安排,但实验课教师通常仅简单地向学生说明实验原理,主要侧重于实验步骤和实验仪器的操作使用,对此我们让原子物理课程团队成员担任实验课教学的教师参与到近代物理实验的教学中,将近代物理实验作为专业基础理论课在实验方面的延伸,让实验与专业基础知识紧密联系,取得了很好的教学效果。另外,我们还告诉学生随着科学技术的发展和光谱仪分辨率的提高,在实验中又观察到了新的实验现象(例如氢光谱的精细结构),这些实验结果和哪些原有理论相矛盾,必须引进哪些新的概念和模型,进而拓展原子理论。迈克尔逊和莫雷在1896年就发现氢原子光谱巴耳末系的第一条谱线(Hα)是双线,后来在高分辨率光谱仪中呈现出三线。玻尔猜测这可能是由于电子在椭圆轨道上运动时作进动所引起的。索末菲便于1916年提出修正理论:一是把玻尔的圆形轨道推广为椭圆轨道,二是引入了相对论修正。定量计算出了三条Hα线,与实验完全符合。不过,这一“完全符合”纯粹是一种巧合。实际上,在高分辨率谱仪中,一条Hα线将呈现出七条精细结构谱线(兰姆移位)。对此,玻尔-索末菲模型就完全无能为力了。1926年海森伯运用量子力学对索末菲的修正进行了严格推导,1928年狄喇克的相对论量子力学自然地计入了电子的自旋,并依此算出电子的自旋与轨道相互作用,玻尔的理论才得到升华。另外,兰姆移位和反常电子磁矩的实验发现,导致了量子电动力学的蓬勃发展。

三、塞曼效应与磁相互作用

塞曼效应实验是近代物理实验中非常著名的一个经典实验,是继法拉第1845年发现旋光效应,克尔1875年发现电光效应和1876年发现磁光效应之后,由荷兰物理学家塞曼于1896年发现的又一个磁光效应,在原子物理和量子理论的发展中(原子结构、泡利原理、电子自旋、发光机制等)具有非常重要的地位。它不仅证实了原子具有磁矩和和在磁场空间取向量子化,而且通过它能测定电子的荷质比和g因子的数值,在历史上引发和推动了量子理论的发展,至今它仍然是研究原子内部能级结构的重要方法之一[10,11]。因此,在原子物理和量子理论课程中,塞曼效应的原理和现象是教学的重点,也是近代物理实验中必做的实验项目,经常会出现在各种物理竞赛中。“塞曼效应”在原子物理教学中是在第四章中讲授的,而“塞曼效应实验”为近代物理实验的第一部分,通常与原子物理教学不同步,在原子物理教学时,学生不能亲身感受,只能听老师用文字和语言对实验原理、实验方法和测量结果进行描述,理解上必定存在一定困难,而等到做近代物理实验时,课堂上学的那点理论知识也遗忘的差不多了,实验时又需重新温故,实验效果不佳。为了理论课与实验课融合以及近代物理实验改革,我们在原子物理教学中增加了多媒体演示和计算机仿真,优化了教学内容,改善了教学结构,提高了学生分析解决物理问题的能力。随着计算机软件技术的发展,多媒体演示实验可以对微观和宏观的、极快和极慢的物理实验过程进行逼真的模拟,灵活地放大或缩小物理场景,突破时间和空间的束缚,将物理过程生动地展现在学生眼前,使学生对理论的理解更加透彻,对物理现象的了解更加直观,减少了因缺乏感性认识而对物理理论难以理解的困难,增强了学生的学习兴趣。在原子物理课程教学中,首先利用多媒体演示和计算机仿真,介绍塞曼发现钠光谱D线(主线系第一条谱线)在磁场作用下明显地变宽了(新的实验事实),随后又观察到了其它光谱线的增宽,使他确信这一增宽是磁场作用的直接反映。按照洛伦兹的经典电子理论预言,绍塞在实验中用尼科耳棱镜进行检验,证明在变宽的谱线两侧部分形成偏振光。随后在足够强的磁场中,增宽的谱线又分裂为两条或三条为一组的偏振谱线(镉蓝谱线、太阳黑子谱线等),这一实验现象被称之为正常塞曼效应。但在其他一些实验研究中,许多人却发现了意外的分裂,例如普雷斯顿在1897年报告说,在很多实验事例中,分裂的数目可以不是三个,间隔也不尽相同。这种意外的分裂是洛伦兹的经典电子理论所不能解释的,甚至连塞曼也声称这是“大自然给了我们大家一个意外的袭击,其中包括对洛伦兹教授。”在以后近三十年内,虽经努力,但一直未能得到合理的解释,从而被称之为反常塞曼效应。1912年发现的帕邢-拜克效应(强磁场)使问题变得更加复杂。在研究反常塞曼效应的基础上,同在1925年,泡利发现了不相容原理,乌伦贝克和古兹米特作出了电子自旋的假说,其后陆续发表了海森伯、狄拉克和薛定谔关于量子理论基础研究成果的文章,从而导致了量子力学的发展,进而解释了反常塞曼效应。在“塞曼效应”实验教学中,除了讲解实验原理、实验仪器和实验步骤等外,着重比较“塞曼效应”实验的三种观测方法(目视测量望远镜法、照相拍摄法和微机采集CCD法)的优缺点。前二种方法是早期比较常用的传统测量方法,在原子物理课程教学中给出的通常是采用照相拍摄法所得到的底片图像,“零零后”学生对胶片一无所知,另外这二种方法既浪费时间(相片冲洗),人为的视觉误差又较大。比较先进现代的微机采集CCD法直接将采集到的实验数据实时显示在计算机屏幕上,并配有相关数据分析软件,自动给出测量结果和不确定度。由于利用计算机读数采集实验数据,极大地减少了偶然误差,观察视场比原来大了很多,当实验现象发生变化时,学生可以更加清晰地观察、控制,准确地找到测量位置,减小了人为的视觉误差,从而提高了实验的精度。我们还特意分析讲解了微机采集CCD法所得到的谱与照相拍摄法所得到的底片图像之间的差异,微机采集CCD法所得到的谱的峰的位置对应于照相拍摄法所得到的底片图像中谱线的波长或频率,峰下的面积表示相应谱线的相对强度,也就是照相拍摄法所得到的底片图像中谱线的相对黑度。

四、康普顿散射实验与光的波粒二像性

康普顿实验是近代物理学中一个非常重要的实验,它不仅证实了光子的概念,而且还证明了光子具有质量、动量、能量等粒子的特性,同时证实了在微观粒子的相互作用中,也严格遵守能量守恒和动量守恒定律。光在介质中和物质微粒相互作用时,可使得光向任何方向传播,这种现象叫光的散射。1923年美国物理学家康普顿在研究X射线被轻物质(石墨、石蜡等)散射的实验时,发现了一个新的现象,即散射光中除了有原波长的X光外,还产生了波长比原入射波长略大的X光,其波长的增量随散射角的不同而变化,这种波长改变的散射称为康普顿散射[12,13],用经典电磁学理论无法解释这一现象。根据经典电磁学理论,当电磁(光)波通过物质时,被散射的电磁波应与入射电磁波具有相同的波长,这是因为入射的电磁波使物质中原子的电子受到一个周期变化的作用,迫使电子以入射波的频率振荡,振荡电子必然要发射电磁波,其频率与振荡频率相同,例如紫色的衣服在镜子里决不会看到是黄色的,经典电磁学理论已为大量的宏观现象所证明。1923康普顿借助爱因斯坦的光量子理论,从光子与电子碰撞的角度对实验现象给出了合理的解释。根据光量子理论,康普顿散射是由于光子与原子外壳层电子发生相互作用而产生的。在康普顿散射实验中所使用的X射线能量远大于原子外壳层电子的电离能,因此在研究X射线光子与电子相互作用时,完全可以把这些原子外壳层电子视为静止的自由电子,在碰撞过程中,将光子和自由电子视为一个研究系统,满足动量守恒和能量守恒,据此推出的康普顿散射公式与实验符合很好。由于我院在近代物理实验中,不包含康普顿散射实验,学生无法获得直观的实验现象和数据,因此在原子物理教学过程中有的学生还会提出:为什么散射光中还存在与入射光波长相同的光呢?这是因为在光子与原子发生相互作用过程中,光子除了可与原子外壳层电子发生相互作用,也可能与原子内壳层电子发生相互作用。由于原子内壳层电子的结合能比较大,故不能再被视为自由电子。这时可视为光子与整个原子发生碰撞,由于原子质量远大于光子,碰撞过程中光子传递给原子的能量很小,因此光子几乎能保持原有的能量不变,故散射光的波长几乎与入射光的波长相等。爱因斯坦获知康普顿散射实验的结果之后,赞扬了康普顿的散射实验。同时还提醒注意:不要仅仅看到光的粒子性,康普顿在实验中正是依靠了X线的波动性测量其波长的。既然X射线是光子,是一种粒子,为什么在检测X射线时,实验上采用的是干涉方法,也就是检测波的方法。康普顿当时非常困惑:“Themannerinwhichinterferenceoccurs,asforexampleinthecasesofexcessscatteringandX-rayreflection,isnotyetclear.”实际上按照量子理论,微观粒子(包括光)都具有波粒二像性,其粒子性表现为整体性,不可分割,其波动性表现为是一种概率波,在空间的分布是一种概率波分布的形式。按照爱因斯坦对波粒二象性的理解,对于时间的平均值光表现为波动;对于时间的瞬间值光表现为粒子性。在康普顿散射中,光子与自由电子的碰撞过程是瞬间完成的,因此光体现出粒子性,遵从动量守恒和能量守恒;在探测X光的波长时,需要用屏接受X光,即确定光的空间分布,这是一个对时间的平均过程,此时光体现出波动性,满足光的干涉和衍射。

五、结论