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量子力學裡的奧秘

生活 更新时间:2024-12-29 10:36:46

量子力學新領域的提出不免會使人産生一些驚奇和誤解,難道量子力學還涉及到新的領域嗎?

19世紀末,人們發現舊有的經典理論無法解釋微觀系統,于是經由物理學家的努力,在20世紀初創立量子力學,解釋了這些現象,量子力學從根本上改變人類對物質結構及其相互作用的理解。除了透過廣義相對論描述的引力外,迄今所有基本相互作用均可在量子力學的框架内描述,量子力學是物理學的分支學科,它主要描述微觀的事物,雖然已經過去了一百多年,但量子力學的發展隻達到了三分之一左右,那麼還有三分之二左右就是量子力學的新領域,也就是量子力學尚未探索和研究,尚未發現的領域。

量子力學裡的奧秘(量子力學新領域的探索和發現)1

這個三分之一和三分之二是怎麼來的?既然量子力學描述的是微觀事物,我們目前所發現的61種基本粒子都是電性粒子(原子是由原子核及核外電子構成的),磁性粒子還是空白;物質是運動、變化的,按照經典理論與量子力學的對應原理,粒子也是運動、變化的,那麼粒子的變化轉換對于量子力學來說就是空白;還有就是宏觀力學與量子力學如何在客觀原理下達成一緻等。純粹根據經典理論與量子力學的對應原理,如果經典理論是錯誤的,用量子力學進行解釋同樣是錯誤的,這便是對應原理的局限性。基于這些方面,經過反複斟酌,再三考慮特此提出量子力學的新領域。

一. 量子力學與宏觀力學在客觀原理下的一緻性

宏觀力學中的萬有引力定律和引力場論與量子力學在客觀原理下是不一緻的。因為引力子在物質的微觀結構中并不存在,或者說引力子不包含在物質微粒的結構中,這是萬有引力在量子力學與宏觀力學中不相一緻的根本原因,也是引力無法與電磁力、強相互作用力和弱相互作用力統一的根本原因。所以要探索量子力學與宏觀力學在客觀原理下的一緻性,隻探索電磁力學在量子力學與宏觀力學中的一緻性。

電磁力學通常來說就是電生磁或磁生電,電生磁也就是電場激發磁場,磁生電就是磁場激發電場,且在這兩個過程中都存在内場和外場,内場皆為電場,外場皆為渦旋磁場。要繼續深究下去就需要知道電如何生成磁,磁又如何生成電?或者說如何用量子力學來解釋電生磁或磁生電的過程?并且必須遵循量子力學與宏觀力學在客觀原理下的一緻性。客觀原理的一緻性是在客觀普适性、客觀重複性和客觀等效性的作用下,從客觀現象到客觀應用的一緻性。

量子力學裡的奧秘(量子力學新領域的探索和發現)2

宏觀上的電磁力學迄今為止最經典、最全面的是麥克斯韋的電磁場論,為了從量子力學的角度對電生磁或磁生電進行解釋,并且根據客觀原理使量子力學與宏觀電磁力學達成一緻,就需要對麥克斯韋的電磁場方程組進行修正。前提條件和具體原因表現在:其一,麥克斯韋的電生磁或磁生電方程組(3)和(4)沒有綜合内場和外場,沒有遵循能量守恒定律;其二,麥克斯韋的電磁場方程組(4)隻能解釋電磁驅動實驗拓展的電磁驅動部分,也就是内場部分,不能解釋磁磁驅動部分,也就是外場部分;其三,按照場論中微觀粒子的涵蓋性和動量守恒定律,方程等式的左右兩邊應該并上粒子動量mv的集合。修正後的麥克斯韋電磁場方程組的作用:其一,符合能量守恒定律和動量守恒定律;其二,去尋找和發現更多微觀粒子,并确認微觀粒子在電磁場中的分布及其作用;其三,去尋找和發現微觀粒子的相互轉換過程。

二. 電性粒子與磁性粒子的相互轉換探索和發現

钕磁鐵也稱為钕鐵硼磁鐵,是由钕、鐵、硼形成的四方晶系晶體。于1982年,住友特殊金屬的佐川真人發現钕磁鐵。這種磁鐵的磁能積大于钐钴磁鐵,是當今全世界磁能積最大的物質,這種磁鐵是現今磁性僅次于絕對零度钬磁鐵的永久磁鐵,也是最常用的稀土磁鐵。

一次偶然的機會,在一塊破碎的環形钕磁鐵中,我将破碎的大小塊磁鐵分開,然後用大塊的钕磁鐵去吸引小塊的钕磁鐵,相互吸引碰撞時會産生電火花,反反複複多次試驗都是如此,這說明磁體的S極與N極相互吸引碰撞時會有電子逸出,相對于微觀粒子來說,磁性粒子在相互吸引碰撞時會轉換為電性粒子。可以肯定,在電磁驅動的實驗中,渦旋磁場使磁性粒子相互碰撞轉換成電性粒子,從而使閉合回路與磁場間發生相對運動,回路中産生感應電流,感應電流受到的安培力總是阻礙相對運動。

量子力學裡的奧秘(量子力學新領域的探索和發現)3

通電導線能使附近的磁針産生偏轉,也就是說通電導線的周圍會産生渦旋磁場,這樣的磁場到底是如何産生的?光電管的陰極發射的負電子與陽極發射的正電子相互碰撞之後會變成什麼?這些看似簡單卻又如此新奇的問題,難道就沒有人想徹底弄明白嗎?

根據量子力學與宏觀力學在客觀原理下的一緻性,在電生磁或磁生電的過程中,必然存在電性粒子與磁性粒子的相互轉換,然而磁性粒子的結構迄今為止還是一片空白。

三. 磁性粒子的探索與發現

我們知道,物質是由分子構成的,分子是由原子構成的,原子是由電子、質子和中子組成的,質子和中子是由複合粒子誇克組成的,這是一般物質的構成要素,但是這種物質組成是無法分辨磁體物質與非磁體物質的。那麼如何從物質的組成來區分磁體物質與非磁體物質呢?自然科學發現和進步的源頭或初心便是疑問,是從提出有意識的問題開始的。顯然,磁體物質結構中肯定存在磁性微粒,而非磁體物質結構就是一般物質粒子結構。

綜合所有可能出現或産生磁性粒子的情況,可以在以下四種實驗中尋找并發現磁性粒子:第一種實驗是電生磁的過程實驗,也就是在通電導線與磁針之間去尋找磁性粒子;第二種實驗是在電磁驅動實驗拓展中去尋找并發現磁性粒子;第三種是用大型對撞裝置撞擊磁體去尋找并發現磁性粒子;第四種是用光電管的陰極發射的負電子與陽極發射的正電子相互碰撞之後去尋找并發現磁性粒子。

量子力學裡的奧秘(量子力學新領域的探索和發現)4

今年6月初,美國波士頓學院物理學家領導的一個跨學科團隊發現了被稱為“軸向希格斯模式”的新粒子,這是一種以前無法檢測到的量子激發,也是著名的希格斯玻色子的磁性相對粒子,這充分說明磁性基本粒子的客觀存在性。

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