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文檔簡介

1、15解讀量子力學的互補性再論量子力學中的互補性(下)胡良深圳市宏源清實業有限公司摘要:玻爾建立了量子力學中的互補性概念;在量子力學中,波函數是對一個物體最基本的表達;每一個物體都可用相應的波函數表達。對于不同的問題,可用不同的方式處理波函數。例如,想要預測物體的位置, 就必須用某種方式對其波函數進行處理;而想要預測物體的動量,則必須用另一種不同方式來處理波函數。由于微觀粒子相對于宏觀粒子,其空間限度及質量都非常小;測量微觀粒子對其產生的干擾極大;導致微觀粒子的波粒二象性更明顯。孤立量子體系的慣性質量(引力質量)是該孤立量子體系的內稟屬性。孤立量子體系的相對質量與參考系(背景空間)有關。孤立量子

2、體系的普朗克質量是該孤立量子體系的有可能達到的最大質量。關鍵詞:量子力學,互補性,波粒二象性,微觀粒子,宏觀物體,波動性,粒子性,國際單位制,基本單位,導出單位,輔助單位,量綱,物理學量,電子,勢場,固體,體結構,粒子性,場,電場,磁場,電荷,電流,物質,量綱,廣義拉格朗日點(受到的所有力之和等于零的點),孤立量子體系,信號速度0量子力學中的互補性玻爾建立了量子力學中的互補性概念;在量子力學中,波函數是對一個物體最基本的表達;每一個物體都可用相應的波函數表達。對于不同的問題,可用不同的方式處理波函數。例如,想要預測物體的位置, 就必須用某種方式對其波函數進行處理;而想要預測物體的動量,則必須用

3、另一種不同方式來處理波函數。但是,因為它們(例如,位置及動量)會互相干擾,導致無法同時處理這兩個信息(位置及動量)。如果想要獲得有關位置的信息,就必須以一種損動量信息的方式處理波函數;反之亦然。波函數()是為了定量描述微觀粒子的狀態而引入的。波函數()是空間及時間的復函數。E*的絕對值的平方,體現為概率幅;這意味著,E*E*就是粒子的概率密度,表達在時刻t,在點(x,y,z)附近單位體積內發現粒子的概率。量子力學中的互補性是一個客觀上的事實。量子力學無法同時預測位置及動量;這意味著,不可能在實驗中同時測量這兩個性質(位置及動量)。位置及動量無法同時被測量(不確定性原理);這意味著,第一,若要測

4、量某個物體的性質,就必須和它發生相互作用(測量是對其進行采樣)。換句話說,物體的行為及物體與測量儀器的相互作用,這兩者之間具有內在的聯系。第二,精確的測量需要更強大的相互作用;這意味著,對物體進行觀測,觀測行也同時參與了對物體的影響。值得一提的是,位置與動量具有互補性;而能量與時間也具有互補性。21規范不變性規范不變性揭示了相位不變性(相位與復數相關)。規范不變性決定了電磁之間的相互作用。基本粒子是由荷及相應的場共同組成的。例如,電荷不變性,磁荷不變性。這意味著,量子三維常數理論(胡良)與普通的物理學理論有所不同;因為量子三維常數理論(Hu liang),擁有靈魂,擁有生命,擁有智慧等。1基本

5、粒子的內在屬性正電子可表達為:,量綱,<+L(3)T(-1)>*>L(3)T(-2)<其中,正電子的電荷,量綱,<+L(3)T(-1)>,正電子的電場,量綱,>L(3)T(-2)<。質子可表達為:,量綱,<+L(3)T(-1)>*>L(3)T(-2)<其中,質子的正電荷,量綱,<+L(3)T(-1)>,質子的電場,量綱,>L(3)T(-2)<。內稟自旋的質子可表達為:,量綱,<+L(3)T(-2)>*>L(3)T(-1)<其中,內稟自旋質子的磁荷(同位旋屬性),量綱,<

6、+L(3)T(-2)>,內稟自旋質子的磁場,量綱,>L(3)T(-1)<。自由中子可表達為:,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(3)T(-2)<其中,自由中子的質量荷,量綱,<L(3)T(-1)>,自由中子的質量場,量綱,>L(3)T(-2)<。內稟自旋中子可表達為:,量綱,<L(3)T(-2)>*>L(3)T(-1)<其中,內稟自旋中子的磁荷(同位旋),量綱,<L(3)T(-2)>,內稟自旋中子的磁場,量綱,>L(3)T(-1)<。值得一提的是,質子與中子都具有同位旋(磁荷);

7、但質子帶有電荷,而中子不帶有電荷。守恒的電荷具有相應的電場。守恒的磁荷(同位旋)具有相應的磁場。22強作用力的本質質子與質子之間的強作用力可表達為:,質子與中子之間的強作用力可表達為:;顯然,核力本質上就是磁荷之間的力。.其 中,兩個核子之間的力,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<,兩個核子之間的距離,量綱,>L(1)T(0)<,最大的信號速度(真空中的光速),量綱,>L(1)T(-1)<,普朗克空間(空間荷),量綱,<L(3)T(0)>,普朗克頻率,量綱,<L(0)T(-1)>;, 真空介電常數,量綱,

8、<L(0)T(1)>, 普朗克長度,量綱,<L(1)T(0)>,磁荷(同位旋),量綱,<L(3)T(-2)>。值得一提的是,有三種磁荷(同位旋):,。23阿貝爾規范場及非阿貝爾規范場的邏輯局域的電荷對稱,如果用群來表示,其只含有一個生成元。群元素是相互對稱的組成的阿貝爾群,與之相對應的規范場就稱為阿貝爾規范場。例如,對于電子來說,可表達為:;其中,電荷,阿貝爾群;,電場,阿貝爾規范場。局域同位旋對稱性,如果用群來表示,其含有三個生成元。可用群元素不可交換的非阿貝爾群,;與之相對應的規范場就稱為非阿貝爾規范場。例如,內稟自旋的質子,可表達為,;其中,內稟自旋的

9、質子形成磁荷,非阿貝爾群;,內稟自旋的質子形成磁場,與之相對應的規范場就稱為非阿貝爾規范場。非阿貝爾規范場是揭示原子核內的核子被緊緊聚集在一起。質子帶正電荷,具有相互排斥力;但電荷之間排斥力遠小于強核力。值得注意的是靜止的電子可表達為:,其中,表達電場 ;運動的電子可表達為:,其中,表達磁場。靜止的質子,可表達為:,其中,表達電場。運動的質子,可表達為:,其中,表達磁場。而,暗物質的類型之一,可表達為:,量綱,>L(3)T(-2)<*<L(3)T(-1)<.24,量綱與相位從小我就感覺,我是帶著使命來到這個社會的;從小我也感覺到我跟別人有一點點不同。從童年到逐漸長大,這

10、個使命也逐漸清晰;這個使命就是完成真正的大統一理論(量子三維常數理論)。每當我處于絕境中,總是有一種神秘的力量,讓我重新看到希望。這也是我一直堅持下來的原因。Since I was a child, I felt that I came to this society with a mission; I also felt that I was a little different from others. From childhood to growing up, this mission has gradually become clear; this mission is to comp

11、lete the true grand unified theory (quantum three-dimensional constant theory).Whenever I am in a desperate situation, there is always a mysterious power that makes me see hope again. That's why I've kept going.在童年時,我就能理解三件事情的重要性。第一件事情,量綱的重要性一斤油加二斤鹽只能是等于一斤油加二斤鹽。這意味著,量綱極其重要。第二件事性,相位的重要性當太陽每天從

12、東邊升起,然后再從西邊落下,僅僅是地球相對于太陽的位置有所不同;而相位就是可用虛數表達。這意味著,相位極其重要。第三件事性,內稟屬性與背景空間的聯系每一個人都有屬于本身的屬性(粒子屬性),也一定與外界有聯系(波動屬性);而一個人與外界的聯系總和,總是體現為一個有限的量(量子化)。As a child, I was able to understand the importance of three things.The first thing, the importance of dimensionsOne pound of oil and two pounds of salt can onl

13、y be equal to one pound of oil and two pounds of salt. This means that dimensions are extremely important.Second Matter, the Importance of AspectsWhen the sun rises in the east and sets in the west every day, it is only the position of the earth relative to the sun that is different; and the phases

14、are expressed in imaginary numbers. This means that the phase is extremely important.The third thing, the connection between intrinsic properties and background spaceEach person has its own properties (particle properties), and must also be connected with the outside world (wave properties); and the

15、 sum of a persons connections with the outside world is always reflected in a limited quantity (quantization).值得一提的是,第一代物理學家是以牛頓為代表;第二代物理學家是以愛因斯坦為代表;第三代物理學家是以量子三維常數理論為代表。而量子三維常數理論是宇宙的終極定理。It is worth mentioning that the first generation of physicists was represented by Newton; the second generation

16、of physicists was represented by Einstein;The third generation of physicists is represented by the quantum three-dimensional constant theory. The quantum three-dimensional constant theory is the ultimate theorem of the universe.真理一定是簡約的,真理也表現出豐富多彩。宇宙(核式結構)是無窮大的,人類也將永恒生存在宇宙之中。我是幸運的,人類是幸運的,宇宙是幸運的,所有的一

17、切都是幸運的。The truth must be simple, and the truth also shows richness. The universe (nuclear structure) is infinite, and human beings will live in the universe forever.I am lucky, human beings are lucky, the universe is lucky, and everything is lucky.25,電子對的內涵內稟自旋的電子對,可表達為:;換句話說,;內稟自旋的電子對,可簡約表達為:。從廣義的角

18、度來看,三個(或三個以上)內稟自旋的電子,也可組成電子對,可表達為:。正是由于內稟自旋電子能夠形成電子對,才導致原子及分子的形成。It is precisely because the intrinsic spin electrons can form electron pairs that lead to the formation of atoms and molecules.26.時間及空間第一種類型p,普朗克長度(長度荷);pfp=C,速度;pfp(2)=Cfp,加速度;pfp(3)=Cfp(2),超加速度。第二種類型p(2),普朗克面積(面積荷);p(2)fp=pC,面積速度;p(2

19、)fp(2)=C2,面積加速度;p(2)fp(3)=C2fp,面積超加速度;第三種類型p(3),空間荷;p(3)fp=p(2)C,體積速度(相當于質量);p(3)fp(2)=pC2,體積加速度(相當于磁荷);p(3)fp(3)=C3,體積超加速度(相當于能量動量張量)。從另一個角度來看。第一類,空間荷分為三種:中性空間荷,;負空間荷,;正空間荷,。第二類,質量荷,正電荷,負電荷:質量荷,;正電荷,;負電荷,。第三類,磁荷中性磁荷,;電子磁荷,;質子磁荷,。27質量及質量場質量是物體所擁有的一種物理屬性(物質量的量度)。質量可表現為慣性質量及引力質量。這意味著,任何物質都可體現有,慣性質量及引力

20、質量。Mass is a physical property (a measure of the amount of matter) possessed by an object. Mass can be expressed as inertial mass and gravitational mass. This means that any matter can embody inertial mass and gravitational mass.根據牛頓力學,F=m,其中,F,物體所受力的大小,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<,表達物體加速度

21、的大小,與背景空間(施力物體)有關,量綱,>L(1)T(-2)<m,表達該物體的慣性質量(物體慣性的量度),量綱,<L(3)T(-1)>.in,F,, the size and dimension of the force on the object, <L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<, express the magnitude of the acceleration of the object, which is related to the background space (the force applying object

22、), dimension, >L(1)T(-2)<m,expresses the inertial mass of the object (a measure of the object's inertia), dimension, <L(3)T(-1)>.萬有引力定律可表達為:F=Gm1 m2 L(2)=m11= m22 ,其中,F,萬有引力,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<G,萬有引力常數,量綱,<L(0)T(-1)>;m1,表達第一個物體的引力質量,量綱,<L(3)T(-1)>; m2,表

23、達第二個物體的引力質量,量綱,<L(3)T(-1)>;L達該兩個物體之間的距離,量綱,>L(1)T(0)<F, gravitation, dimension, <L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<G,, gravitational constant, dimension, <L(0)T(-1)>m1, express the gravitational mass of the first object, dimension, <L(3)T(-1)> m2, express the gravitational ma

24、ss of the second object, dimension, <L(3)T(-1)>L, express the distance between the two objects, dimension, >L(1)T(0)<1,表達第一個物體的加速度,即,質量場強(由第二個物體提供),量綱,>L(1)T(-2)<2,表達第二個物體的加速度,即,質量場強(由第一個物體提供),量綱,>L(1)T(-2)<1, express the acceleration of the first object, that is, the mass fi

25、eld strength (provided by the second object), dimension, >L(1)T(-2)<2, express the acceleration of the second object, that is, the mass field strength (provided by the first object), dimension, >L(1)T(-2)<物質的質量及相應的質量場對于一個由N個基本粒子組成的孤立量子體系來說,Vn*Vn(3)=(Vn*fn)*Vn(2)*n=mn*Vn(2)*n=NVp*C3;mn,質量

26、(收斂屬性),量綱,L(3)T(-1);Hi=Vn(2)*n,質量場(發散屬性),量綱,L(3)T(-2)。顯然,物質是由物質的質量(收斂屬性)及相應的質量場(發散屬性)組成的。例如,地球(物質)就可分地球的質量(地球本體)及相應的質量場(質量場具有滲透性)組成的。物質質量的變化將會相應地引起質量場的變化。物質質量(收斂屬性)之間的空間具有質量場(發散屬性);可采用質量場(類似概念)來解析電磁力及重力的傳播。值得注意的是,暗物質就與質量場有關。所有空間中,都滲透著質量場(Hi);質量場(Hi)能夠影響其它物質的運動。光子具有內稟的橫波屬性,當光子相對于質量場(Hi)具有相對橫波屬性時,光速保持

27、不變。當光子相對于質量場(Hi)具有部分相對縱波屬性及部分相對縱波屬性時,體現為洛倫茲變換。當光子相對于質量場(Hi)具有相對縱波屬性時,體現為伽利略變換。物體(物質)之間就是通過質量場來聯系的;相互之間的引力(超距屬性)強度與質量場密度(質量場密度梯度)有關。更進一步來看,Vn*Vn(3)=(Vn*fn)*Vn(2)*n=mn*Vn(2)*n=mn*fnb(2)n*nb(2)=Fn*nb(2)=NVp*C3;顯然,質量場(Hi)可表達為:Hi=Vn(2)*n=fnb(2)n*nb(2);其中,Fn=mn*fnb(2)n,萬有引力,量綱,L(3)T(-1)*L(1)T(-2).此外,1/n=(

28、Vn*fn)*Vn(2)/Vn*Vn(3)。28.信息熵的內在邏輯信息熵是用來解決信息的度量問題。對于一個由N個基本粒子組成的孤立量子體系來說,可表達為:,該孤立量子體系的熵,量綱,>L(3)T(0)<,該孤立量子體系的能量動量張量,即,該孤立量子體系的信息熵,量綱,>L(3)T(-3)<。在熱力學中,熵()的定義是指系統可能狀態數的對數值。熵(熱熵)是用來表達分子狀態混亂程度的一個物理量。熱力學指出,對任何已知的孤立量子體系的演化,其熵(熱熵)只能增加,而不能減少。孤立量子體系的的信息熵()則正好相反,信息熵()只能減少,而不能增加。熵(熱熵)與信息熵互為倒數。任何孤

29、立量子體系相要獲得信息,則必須要增加熵(熱熵)來補償。從另一個角度來看,信息熵與熱力學熵具有內在聯系,但是,其內涵有所不同。根據量子三維常數理論,熵()與信息熵()具有如下聯系,。一個系統(一個事件)是一個隨機變量,其具有一定的不確定性;而,信息是用來消除隨機不確定性的東西。換句話說,;顯然,熵()的量綱是,焦耳/開爾文,即,量綱,>L(5)T(-3)</>L(2)T(-3)<,或,>L(3)T(0)<而信息熵()的量綱是,比特(bit),即,量綱,>L(3)T(-3)<。在計算機科學中,借用了樹(植物學中)的概念。光子表達式,VpC3=(Vpf

30、)(C2)=C=(Vpfp)C2p=(Vpfp)fCp =(Vpfp)fpCpp。29.電磁波的發射及接收發射電磁波的裝置包括,天線,地線,開放電路及振蕩器電路等。通過電磁波可傳遞各種信號(調制,調幅,調頻)。調制就是指,使電磁波隨各種信號而改變。調幅就是指,使高頻遮擋的振幅隨信號而改變。調頻就是指,使高頻振蕩的頻率隨信號而改變。此外,電諧振就是指,當接收電路的固有頻率與接收到的電磁波頻率相同時,接收電路中產生的振蕩電路最強。調諧就是指,使接收電路產生電諧振的過程。檢波就是指,從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號;顯然,檢波(解調)是調制的逆過程。接收電磁波的裝置,可通過可變電容改變調諧電

31、路的固有頻率,使其與接收的電磁波頻率相同,該頻率的電磁波就在調諧電路里激起較強的感應電流。用調諧電路接收到的感應電流是調制的高頻振蕩電流;如果要直接感受到所需的信號,則還需要檢波。值得一提的是,振蕩電流是一種大小及方向都周期性發生變化的電流,能產生振蕩電流的電路就稱為振蕩電路。最簡單的振蕩電路又稱為LC回路。振蕩電流(通過振蕩電路產生)是一種頻率較高的交變電流。理想振蕩電路(振蕩電路模型)的條件:第一條,整個電路的電阻(包括線圈、導線)是零,從能量角度來看,熱損耗電是零。第二條,電感線圈集中了全部電路的電感,電容器集中了全部電路的電容。第三條,LC振蕩電路在發生電磁振蕩時,不向外界空間輻射電磁

32、波;LC電路內部只發生線圈磁場能與電容器電場能之間的相互轉化。充電完畢(放電開始):電場論達到最大,磁場能是零,回路中感應電流(I)等于零。放電完畢(充電開始):電場能為零,磁場能達到最大,回路中感應電流(I)達到最大。充電過程:電場能在增加,磁場能在減小,回路中電流在減小,電容器上電量在增加。從能量角度來看:磁場能在向電場能轉化。放電過程:電場能在減少,磁場能在增加,回路中電流在增加,電容器上的電量在減少。從能量的角度來看:電場能在向磁場能轉化。在振蕩電路中產生振蕩電流的過程中,電容器極板上的電荷,通過線圈的電流,跟電流相聯系的磁場及跟電荷相聯系電場都發生周期性變化,這類現象就是電磁振蕩。當

33、光的質量大于臨界質量時,較容易被電子所吸收(或散射)。當光的質量小于臨界質量時,不太容易被電子所吸收,而是容易被電子較快輻射掉。當光的質量處于臨界質量附近時,光子較容易被電子吸收;同時,也容易向不同方向輻射。值得一提是,基態電子吸收光子(電磁波)就成為激發態電子;而,激發態電子輻射光子(電磁波)就成為基態電子。30電子激發態激發態(電子激發態)是指電子被激發到較高能級但尚未電離的狀態。當原子(或分子)處在激發態時,電子云的分布將會發生變化,分子的平衡核間距離略有增加,化學反應活性增大。值得注意的是,氣體受熱時,導致分子動能增加;液體(或固體)受熱時,導致分子振動能增加;如果沒有電子被激發,則這

34、些狀態都不屬于激發態。當轉移到原子(或分子)的能量低于其電離電位,而又足以使電子躍遷到較高能級時,原子(或分子)處于激發態。值得一提的是,激發態與基態具有不同的位能曲線及平衡核間距。產生激發態內涵就是處于基態的原子(或分子)吸收具有一定能量的光子,從而躍遷到激發態。電子激發態可表達為:(Vpfp)(C2p)(C2)(Vpf);其中,(Vpfp)(C2p),基態電子;(C2)(Vpf),光子;,表達基態電子與光子構成一個整體,形成電子激發態。值得注意的是,內稟自旋電子的激發態可表達為:(Vpfp)fpCp(2)Cp(Vpfp)f;其中,(Vpfp)fpCp(2),內稟自旋的電子;Cp(Vpfp)

35、f,玻色子;(Vpfp)fp,磁荷;Cp(2),磁場。二個基態電子可組成基態電子對,可表達為:S(Vpfp)(C2p)N S(C2p)(Vpfp)N;其中,S,表達磁荷的南極;N,表達磁荷的北極。此外,二個內稟自旋的基態電子可組成內稟自旋的基態電子對,可表達為:S(Vpfp)fpCp(2)N SCp(2)(Vpfp)*fpN;其中,S,表達磁荷的南極;N,表達磁荷的北極。31本征值的內涵本征值(特征值)是線性代數學科的一個重要概念。如果存在一個方向,使得該方向的矢量在“操作”前后,方向保持不變;則該方向就稱為該操作的本征方向。值得注意的是,矢量大小的變大倍數就是本征值。具體來說,假設A是向量空

36、間的一個線性變換,而空間中某一非零向量通過A變換之后,所得到的向量與X僅差一個常數因子;可表達為,AX=kX ,則可稱k為A的本征值(特征值),X可稱為A的屬于本征值(特征值)k的特征向量(特征矢量)。算符(或矩陣)的本征值(特征值)與本征函數是指滿足:A=。其中,是本征值(常數);是本征函數。這意味著,該方程的內涵就是向量在線性變換的作用下,進行了比例的縮放,就稱為向量(或者線性變換)的本征值特征值。根據量子力學,不含時域的薛定諤方程(表達粒子的量子行為)。可表達為:H=E,其中,H,哈密頓算符,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(2)T(-2)<,粒子的波函數(本征

37、函數),量綱,1/<L(3)T(0)>*>L(3)T(-3)<E,能量的本征值(特征值),量綱,<L(3)T(-1)>*>L(2)T(-2)<。哈密頓算符是一個可觀測量,對應于系統的總能量。哈密頓算符的譜是測量系統總能量所有可能結果的集合。哈密頓算符的譜可透過譜測度被分解。哈密頓算符產生量子態的時間演化。假如,(t)>,為在時間 (t) 的系統狀態,則有,H(t )>=iddt(t )> 。其中,約化普朗克常數,量綱,<L(3)T(0)>*>L(2)T(-2)<。假如,給定系統在某一初始時間(t = 0)

38、的狀態,通過積分可得到接下來任何時間的系統狀態。如果,哈密頓算符(H )與時間無關,則有:(t )>=e(iHt)/ (t0 )>。32能量動量張量的強度對于光子來說,VpC3=VpC3/(p)(p)=VpC3/(2)(2) =(Vpfp)C2p=(Vpfp)(C2/)p=(Vpfp)fCp =Vp(C/Vx)C2Vx=Vp(C/Vx)f(C2/f)Vx=Vp(C/Vx)fCVx=Vp(C2/Vx2)CVx2=Vp(C2/Vx2)fVx2=(Vsf)Vx2=Vp(C3/VS3)VS3=VSVS3 ;其中,C3,能量動量張量通量,量綱,>L(3)T(-3)<;C3/(2)

39、,能量動量張量強度,量綱,>L(1)T(-3)<;VpC3/(2),相對力,量綱,<L(3)T(0)>*>L(1)T(-3)<;VpC3/(p),萬有引力,量綱,<L(3)T(0)>*>L(1)T(-3)<;(Vpfp)C2,普朗克能量,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(2)T(-2)<;(Vpfp)(C2/)p,相對動能,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(2)T(-2)<;(Vpfp)f,中性相對磁荷量綱,<L(3)T(-1)>*>L(0)T(-1)<;(V

40、pfp)fCp ,相對勢能,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(0)T(-1)<*>L(2)T(-1)<;Vx,相對速度,量綱,>L(1)T(-1)<;Vs,熵,量綱,>L(3)T(0)<;VS3,與熵相對應的能量動量張量(場),相當于信息熵,量綱,>L(3)T(-3)<。對于自由電子來說,可表達為:(Vpfp)(C2p)=(Vpfp)(C2/Vx2)Vx2p=VeVe3 ;對于內稟自電子來說,可表達為:(Vpfp)fp(Cp2) .整個宇宙可理解為,一個孤立量子體系(例如,地球)與其背景空間共同構成。整個宇宙也可理解為,

41、一個孤立量子體系(例如,月亮)與其背景空間共同構成。顯然,對于一個孤立量子體系(例如,地球)與另一個孤立量子體系(例如,月亮)來說,則有,F12+F1b2=F21+F2b1 ;其中,F12,表達地球對月亮的萬有引力,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<;F1b2,表達地球的背景空間對月亮的萬有引力,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<;F21,表達月亮對地球的萬有引力,量綱,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<;F2b1,表達月亮的背景空間對地球的萬有引力,量綱,<L(3)T

42、(-1)>*>L(1)T(-2)<。顯然,地球的背景空間與月亮的背景空間具有相似性,所以,F12F21 。第二種情況,假如,宇宙只有地球(孤立量子體系之一)及平果(孤立量子體系之二)。則有,m11=m22;其中,m1,地球的質量,量綱,<L(3)T(-1)>;1,地球(朝向平果)相對于廣義拉格朗日點(受到的所有力之和等于零的點,A)的加速度,量綱,>L(1)T(-2)<;m2,平果的質量,量綱,<L(3)T(-1)>;2,平果(朝向地球)相對于廣義拉格朗日點(受到的所有力之和等于零的點,A)的加速度,量綱,>L(1)T(-2)<

43、。值得一提的是,第一個因素,廣義拉格朗日點(受到的所有力之和等于零的點,A)位于地球與平果之間;第二個因素,廣義拉格朗日點(受到的所有力之和等于零的點,A)的位置隨距離(地球與平果之間的距離)及時間而變化;第三個因素,地球及平果輻射的光子到廣義拉格朗日點(受到的所有力之和等于零的點,A)位置,所輻射的光子的頻率保持不變。顯然,由于,m1m2;所以,12 。值得注意的是,如果,以地球為參考系,平果相對于地球具有相對加速度(r1);以平果為參考系,地球相對于平果具有相對加速度(r2);顯然,r1=r2。但是該相對加速度(r1,r2)與相對于廣義拉格朗日點的相對速度(1,2)具有完全不同的內涵。這意

44、味著,相對加速度(r)與客觀的加速度()的內涵是完全不同的。客觀的加速度()是相對于廣義拉格朗日點的加速度。具體來說,r1=r2=1+2。這意味著,相對加速度(r1,r2)與該兩個孤立量子體系都有關(例如,地球與平果之間)。33電場與磁場的聯系假如有一輛小汽車以一定速度(Vr)圍繞觀測者(O)作圓周運動,而小汽車上有一個相對于小汽車(包括車上的司機)保持靜止的電子。靜止的電子可表達為:(Vpfp)(C2p),其中,(Vpfp),電子的電荷,量綱,<-L(3)T(-1)>;(C2p),電子的電場(電通量),量綱,>L(3)T(-2)<。第一種情況,如果電子相對于小汽車(包

45、括車上的司機)是靜止的(或相同方向運動);則小汽車上的司機(A),可觀測到電子的電場(電通量)是,(C2p)。第二種情況,電子以一定速度(Vr)圍繞觀測者(O)作圓周運動(順時針方向),則,Vr=frr=(1/Tr)r,其中,fr,圍繞觀測者作圓周運動的頻率,量綱,>L(0)T(-1)<;Tr,圍繞觀測者作圓周運動的周期,量綱,>L(0)T(1)<;r,圓周的周長,量綱,>L(1)T(0)<。顯然,小汽車上的電子相對于觀測者(O)來說,可表達為:(Vpfp)frC2/Vr)pr;其中,(Vpfp)fr,相對磁荷,<-L(3)T(-1)>*>

46、L(0)T(-1)<;C2/Vr)pr,磁場(磁通量),量綱,>L(3)T(-1)<。這意味著,對于觀測者(O)來說,可觀測到磁場(磁通量)。如果,電子以一定速度(Vr)圍繞觀測者(O)作圓周運動(逆時針方向);則,對于觀測者(O)來說,觀測到磁場(磁通量)的南極(或北極)方向正好相反。第三種情況,電子以一定速度(Vr)圍繞觀測者(O)作橢圓運動;則,對于觀測者(O)來說,可觀測到部分磁場(磁通量)及部分電場(電通量)。從另一個角度來看,通電的導線附近,觀測者(O)可觀測到磁場(磁通量)。因為,通電導線具有電流,相當于電子(等價于眾多電子構成的電子氣的統計結果)圍繞觀測者(O

47、)作圓周運動;因此,觀測者(O)可觀測到磁場(磁通量)。假如,通電導線具有的電流方向改變,則觀測者(O)觀測到的磁場(磁通量)的南極(或北極)方向正好相反。更進一步來看,內稟自旋的電子可表達為:(Vpfp)fpCp(2),其中,(Vpfp)fp,內稟自旋電子的磁荷,量綱,<-L(3)T(-2)>;Cp(2),內稟自旋電子的磁場(磁通量),量綱,>L(3)T(-1)<。從另一個角度來看,(Vpfp)frC2/Vr)pr(Vpfp)(C2p);在一定邊界條件下,電通量與磁通量可相互轉換。值得一提是,如果電流相對于電容運動(類似電子相對于電容運動),則可觀測到電場(電通量)。

48、如果電容與電感構成LC回路,則可能觀測到部分磁場(磁通量)及部分電場(電通量)值得注意的是,電磁波的能量密度可表達為:(VpC3)/=(Vpf)C2=(Vpf)Cx2+Cy2 =Vptp(Cx2fp*f)+(Vpf)Cy2=Vp0(Cx2fp*f)+VpfpCy2(p/)=Vp0E(2)+VpfpB(2)=Vp0E(2)+VpC2(fp/C2)B(2)=Vp0E(2)+Vp1/(00)(fp/C2)B(2)=Vp0E(2)+Vp(1/p2)(1/0)B(2)其中,B,磁場強度,量綱,>L(1)T(-1)<;E,電場強度,量綱,>L(1)T(-2)<;0,真空介電常數,量

49、綱,<L(0)T(1)>;0,真空磁導率,量綱,<L(-2)T(1)>。34波函數的內涵光子的波函數可表達為:(x,y,z,t)=1VpC3=1Vp1C3=1Vp1fC2=1Vp1fC21 ;自由電子的波函數可表達為:(xe,ye,ze,t)=1(Vpfp)1C2p= 1Ve1Ve3 ;內稟自旋電子的波函數可表達為:(xer,yer,zer,t)=1(Vpfp)fp1Cp2 ;由一個自由電子及一個光子構成的激發態電子可表達為:(xe1,ye1,ze1,t)=1(Vpfp)1C2p+1Vp1fC2=1Ve11Ve13 .(xe1,ye1,ze1,t)=C1ei(x,y,z

50、,t)+C2ej(xe,ye,ze,t);其中,Vp,普朗克空間(最小的空間荷),量綱,<L(3)T(0)>;(Vpfp),電子單元電荷,量綱,<-L(3)T(-1)>;Ve,電子的內稟空間(電子的空間荷),量綱,<L(3)T(0)>;Ve3 ,電子的能量動量張量(場),量綱,>L(3)T(-3)<;C2p,電子的電場(通量),量綱,>L(3)T(-2)<;(Vpfp)fp,內稟自旋電子的磁荷,量綱,<-L(3)T(-2)>;Cp2,內稟自旋電子的磁場(通量),量綱,>L(3)T(-1)<;C,最大的信號速度,

51、量綱,>L(1)T(-1)<;C1,系數,量綱,L(0)T(0);C2,系數,量綱,L(0)T(0);ei,相位,L(0)T(0);ej,相位,L(0)T(0)。36線性方程與量子力學線性是指量與量之間按比例成直線的關系,體現為一階導數是常數的函數。換句話說,線性代數是處理線性關系問題;線性關系是數學對象之間的關系是以一次形式來表達的。例如,在解析幾何里,平面上直線的方程是二元一次方程。空間平面的方程是三元一次方程;而空間直線視為兩個平面相交,由兩個三元一次方程所組成的方程組來表示。總之,含有n個未知量的一次方程就稱為線性方程;而關于變量是一次的函數就稱為線性函數。所謂線性,其數學

52、關系是:f(x,y)=axf(x)+ayf(y),其中,f,表達線性算子(線性映射);ax,系數,量綱,L(0)T(0);ay,系數,量綱,L(0)T(0)。值得注意的是,代數是指用符號代替元素及運算;而方程中的,x,y,可能是實數或函數;f可能是多項式或微分等,都可抽象成一個記號(一類矩陣)。每一個線性空間都有一個基。對一個 n 行 n 列的非零矩陣( A),如果存在一個矩陣( B ),有, AB = BA =E,(其中,E是單位矩陣);則 A 為非奇異矩陣(或可

53、逆矩陣),則矩陣(B)是矩陣(A)的逆陣。從量子力學來看,根據量子三維常數理論,x(物理學量)與y(物理學量)的量綱必須完全相同;x(物理學量)的相位與y(物理學量)的相位可以不同;此外,x(物理學量)的大小與y(物理學量)的大小可以不同總之,量綱完全相同的物理學量之間的運算可用線性代數方程表達;換句話說,線性代數方程可揭示量綱完全相同的物理學量之間的聯系。37經典力學及絕對時空觀伽利略變換體現了經典力學的絕對時空觀。絕對時空觀的內涵是,時間間隔與慣性系的選擇無關;若有兩事件先后發生,在兩個不同的慣性系中的觀測者測得的時間間隔相同;空間間隔也與慣性系的選擇無關;空間任意兩點之間的距離與慣性系的

54、選擇無關。經典力學中的速度合成法則實際依賴于如下兩個假設:第一個假設,兩個事件發生的時間間隔與測量時間所用的鐘的運動狀態沒有關系。第二個假設,兩點的空間距離與測量距離所用的尺的運動狀態無關。在經典力學(絕對時空觀)中,物體的坐標及速度是相對的,同一地點也是相對的。但時間、長度和質量這三個物理量是絕對的,同時性也是絕對的。此外,慣性系之間完全等價。值得注意提,由于任何空間位置的任何物體都要受到力的作用;因此,伽利略變換只是近似正確的。38相對論及相對時空觀相對論的基本假設是相對性原理(物理定律與參照系的選擇無關)。狹義相對論是關于勻速直線運動的參照系(慣性參照系)之間的物理定律。狹義相對論的推論是質能公式,揭示了質量隨能量的增加而增加。狹義相對論的兩個基本假設,第一個原理,相對性原理,物理規律在所有慣性系中都具有相同的形式。第二個原理,光速不變原理,光(在真空中)的速度(C)是恒定的,不依賴于發光物體(光源)的運動速度。在所有的慣性系中,光在真空中的傳播速率(C)具有相同的值。狹義相對論,假設洛倫茲變換成立(自然定律對于洛侖茲變換是協變的);體

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