宇宙本源——源質(zhì)與能量(1):“波粒二象性”與“純粹粒子、純粹波——源質(zhì)與能量”
相信對(duì)于物理學(xué)稍有了解的人應(yīng)該聽過這樣一個(gè)詞語:波粒二象性
以下內(nèi)容摘自百度百科《波粒二象性》詞條——理論概述:
在經(jīng)典力學(xué)里,研究對(duì)象總是被明確區(qū)分為“純”粒子和“純”波動(dòng)。前者組成了我們常說的“物質(zhì)”,后者的典型例子則是光波。波粒二象性解決了這個(gè)“純”粒子和“純”波動(dòng)的困擾。它提供了一個(gè)理論框架,使得任何物質(zhì)有時(shí)能夠表現(xiàn)出粒子性質(zhì),有時(shí)又能夠表現(xiàn)出波動(dòng)性質(zhì)。量子力學(xué)認(rèn)為自然界所有的粒子,如光子、電子或是原子,都能用一個(gè)微分方程,如薛定諤方程來描述。這個(gè)方程的解即為波函數(shù),它描述了粒子的狀態(tài)。波函數(shù)具有疊加性,它們能夠像波一樣互相干涉。同時(shí),波函數(shù)也被解釋為描述粒子出現(xiàn)在特定位置的機(jī)率幅。這樣,粒子性和波動(dòng)性就統(tǒng)一在同一個(gè)解釋中。
之所以在日常生活中觀察不到物體的波動(dòng)性,是因?yàn)樗麄兘再|(zhì)量太大,導(dǎo)致德布羅意波長(zhǎng)比可觀察的極限尺寸要小很多,因此可能發(fā)生波動(dòng)性質(zhì)的尺寸在日常生活經(jīng)驗(yàn)范圍之外。這也是為什么經(jīng)典力學(xué)能夠令人滿意地解釋“自然現(xiàn)象”。反之,對(duì)于基本粒子來說,它們的質(zhì)量和尺寸局限于量子力學(xué)所描述的范圍之內(nèi),因而與我們所習(xí)慣的圖景相差甚遠(yuǎn)。
以下內(nèi)容摘自百度百科《波粒二象性》詞條——概述:
波粒二象性(wave-particle duality)指的是所有的粒子或量子不僅可以部分地以粒子的術(shù)語來描述,也可以部分地用波的術(shù)語來描述。這意味著經(jīng)典的有關(guān)“粒子”與“波”的概念失去了完全描述量子范圍內(nèi)的物理行為的能力。愛因斯坦這樣描述這一現(xiàn)象:“好像有時(shí)我們必須用一套理論,有時(shí)候又必須用另一套理論來描述(這些粒子的行為),有時(shí)候又必須兩者都用。我們遇到了一類新的困難,這種困難迫使我們要借助兩種互相矛盾的的觀點(diǎn)來描述現(xiàn)實(shí),兩種觀點(diǎn)單獨(dú)是無法完全解釋光的現(xiàn)象的,但是合在一起便可以?!??波粒二象性是微觀粒子的基本屬性之一。1905年,愛因斯坦提出了光電效應(yīng)的光量子解釋,人們開始意識(shí)到光波同時(shí)具有波和粒子的雙重性質(zhì)。1924年,德布羅意提出“物質(zhì)波”假說,認(rèn)為和光一樣,一切物質(zhì)都具有波粒二象性。根據(jù)這一假說,電子也會(huì)具有干涉和衍射等波動(dòng)現(xiàn)象,這被后來的電子衍射試驗(yàn)所證實(shí)。
至此對(duì)于百度百科《波粒二象性》詞條的內(nèi)容引用完畢,以下內(nèi)容出自作者本人的觀點(diǎn)。
個(gè)人認(rèn)為,諸如愛因斯坦還有德布羅意對(duì)于構(gòu)成世間存在的一切物質(zhì)的粒子與波的理解是正確的:世間所存的所有的微粒子皆同時(shí)具有粒子性與波動(dòng)性,所以所有的一切也都同時(shí)存在波粒二象性。但是同時(shí)作者也在思考,諸如各位所知曉的那樣粒子性與波動(dòng)性的差異是如此巨大,以至于幾乎完全不能糅合,將粒子性與波動(dòng)性進(jìn)行雜糅實(shí)在是有違常理,所以作者這樣思考了——如果粒子性與波動(dòng)性差異巨大以至于其幾乎不能糅合,但事實(shí)上它們成功地糅合在了一起,那么這是否意味著在量子之下可能存在更小的數(shù)種單位,其中至少一種只具備“粒子性”而不具“波動(dòng)性”由此成立為一種“純粹粒子”,另一種只具備“波動(dòng)性”而不具備“粒子性”由此成立為一種“純粹波”,因?yàn)槿祟愃芴街姆秶鷥?nèi)這些“純粹粒子”與“純粹波”普遍存在并充分結(jié)合在了一起,所以一切由這些“純粹粒子”、“純粹波”構(gòu)成的存在都同時(shí)反映構(gòu)成其存在的“純粹粒子”的“粒子性”與構(gòu)成其存在的“純粹波”的“波動(dòng)性”,由此這些存在便因同時(shí)具有了“粒子性”與“波動(dòng)性”而具有了“波粒二象性”。
基于這樣觀點(diǎn),作者進(jìn)行假設(shè)并將“純粹粒子”命名為“源質(zhì)”而將人們?cè)缇鸵呀?jīng)發(fā)現(xiàn)并且命名了的“純粹波”沿用其名稱“能量”,由此作者基于“源質(zhì)”與“能量”的認(rèn)識(shí)構(gòu)建出可以通下宏微觀并能夠?qū)σ磺形锢憩F(xiàn)象進(jìn)行解釋物理力學(xué)模板,在接下來的文章中作者將由此對(duì)于“源質(zhì)”與“能量”以及由它們組合形成的“源質(zhì)能量團(tuán)”的性質(zhì)進(jìn)行解釋。并由此闡述宇宙的誕生、構(gòu)成、未來的走向以及宇宙的真諦。