普朗克、薛定谔和德布罗意的悲剧

普朗克、薛定谔和德布罗意是什么人?大家都知道他们是量子力学的奠基人。好!光是量子,牛顿是光学的大家,牛顿是量子力学的奠基人吗?牛顿认为光是一种粒子,那么,牛顿算是粒子学家吗?这并不可笑,我们知道,经典物理学的光学(optics)是关于光和视见的科学,optics词早期只用于跟眼睛和视见相联系的事物。广义的光学是研究从微波、红外线、可见光、紫外线直到X射线和γ射线的宽广波段范围内的电磁辐射的产生、传播、接收和显示,以及与物质相互作用的科学。光是量子,这些不同波长的电磁辐射不都是量子吗?经典光学属于量子力学吗?

还有,电子是量子,那么,经典物理学的电动力学算不算量子力学? 我们知道,电动力学研究的是电磁场的基本属性、运动规律以及电磁场和带电物质的相互作用。请注意电磁力。1865年麦克斯韦指出光、电、磁是同一种东西,都是电磁波的一种形式。1888年,德国物理学家赫兹通过实验发现无线电辐射同样具有波的所有特性并确认了电磁波是横波,具有反射、折射、衍射特性,还如同可见光、热波一样的具有偏振现象。他还发现电磁场方程可以用偏微分方程表达,通常称为波动方程(请注意!!!)。经典物理学的电动力学统一了光学、电学、磁学,请注意,光、电和磁都是量子,难道经典电动力学不算量子力学?现在的主流观点认为,经典物理学是解析宏观宇宙的理论(相对论是替代它的理论),事实上,经典物理学也涵盖了量子力学的领域,是一个涵盖了宏观和微观领域的综合理论。

好了,普朗克、薛定谔、和德布罗意是粒子学家吗? 有人会说,量子具有波粒二象性,不要分什么波动学家和粒子学家。但是,为什么量子力学专家都自称粒子学家呢?为什么构建了一个粒子标准模型呢?为什么将声波这种“地地道道”的波也量子化为“声波子”呢?为什么将所有微观世界里的物质都量子化(事实上就是粒子化)呢?

普朗克是粒子学家吗?

19世纪末,人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候,出现了著名的“紫外灾变”问题。因为,按照经典电磁理论,绕核运动的电子不断被加速,必然连续辐射电磁波而形成连续光谱,同时能量不断地减少,轨道连续的收缩,将会很快落入核中,这与原子线状光谱和稳定性事实明显不符。也就是说,原子核和电子将不可避免地放出辐射并互相中和,并最终导致体系的崩溃。经典电磁理论的确出了问题,不过,问题出在哪里呢?

德国物理学马克斯•普朗克(Max Planck)认为,不能假定电磁波连续辐射,必须假定辐射(或吸收)的能量不是连续地、而是一份一份地进行的,只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子,辐射频率是ν的能量的最小数值。这就是普朗克方程E=hν。E表示能量,ν为辐射电磁波的频率,h为一常量,即普朗克常数。即能量=普朗克常数×频率。普朗克只是修改了经典电磁理论的一个错误假设,他把连续辐射修改为非连续辐射,经典电磁理论的紫外灾变问题就解决了。

请注意!“万物皆是波”是普朗克提出的!!!普朗克认为宇宙万物都由波构成,可惜的是,到目前为止,经典学派还没有解决“量子波包”的2次量子化问题,但是,他至死都坚信以太的存在,事实上,普朗克是一位地地道道的经典物理学派的物理学家。
薛定谔是粒子学家吗?关于原子的图景,粒子说的原子模型是这样子的。

请注意,最后这个电子云的模型被粒子学家们冠以薛定谔的名字。

其实,电子云模型和薛定谔一点关系都没有。其实,下面这个才是薛定谔的原子模型。

薛定谔认为,电子绕核运动是一种周期现象,其形式与德布罗意对量子化条件的“相波谐振”解释惊人相似。1925年,薛定谔在《关于爱因斯坦的气体理论》中提出:舍弃粒子模型,不是把气体当作单个粒子的集合,而是应用1910年德拜推导普朗克辐射定律的方法,用经典统计把气体作为具有特征频率的振动模式的叠加,并首次运用德布罗意的相波理论计算每个模式的振动频率,得出与爱因斯坦粒子气体模型相符的结果……薛定谔不再把“相波”作为伴随粒子运行出现的一种周期现象、一种假想的波,而认为这种波是物理上真实的、实在的波——物质波,把粒子还原为相波的波包——“物质波理论”;不再把这种物质波作为原子结构中绕核运行、形成稳态轨道的运行处理,而看作是为边界条件特征化的驻波,从而克服了高曲率折射困难——“驻波图像”;而最为关键的是,由于上述两点进展,薛定谔很自然地立即着手去寻找支配这种实在的波、特别是电子驻波的波动方程,从而踏进了波动力学理论框架的门槛。[E•薛定谔,《薛定谔讲演录》,北京大学出版社,2007年,第148页]简单地说,薛定谔原子模型,电子是环状的“驻波图像”,说白了,电子是电子波。

薛定谔认为微观物质的本质是波,把量子客体归结为波,用一群波长略有不同的“波”构成的“波包”来表征粒子。但是,这个“波包”难以重新会聚,即2次量子化难题(事实上,解决了2次量子化的难题,经典物理学就会获得重生)。

薛定谔的波函数是怎么回事儿?

哈密顿认为,在零波长极限,波传播趋向于明确的运动,但他并没有给出一个具体方程来描述这个波动行为。1926年,薛定谔从经典力学和几何光学间的类比,提出了对应于波动光学的波动力学方程。他将物质波的概念和波动方程相结合建立的二阶偏微分方程,通过解方程可得到波函数的具体形式以及对应的能量,从而了解微观系统的性质。薛定谔的波函数本来用于描述自己的电子驻波模型的。

请注意!薛定谔的波函数是描述波的!

所以,薛定谔是一位地地道道的经典物理学派的物理学家。

事实上,粒子说有自己的方程,即海森堡的矩阵力学方程,可惜,这个方程根本无法使用。所以,只好把粒子说的死对头薛定谔拉进自己的阵营,这样,粒子学家们就可以“名正言顺”地使用薛定谔的波函数方程来描述他们心中实实在在的粒子。

德布罗意是粒子学家吗?

1929年,德布罗意在他的诺贝尔获奖演讲中强调:“描述物质的性质也像描述光的性质一样,要同时涉及波和粒子。不能再认为电子是电的单个粒子,它应当是和一个波缔合的,而且这个波并非虚构,它的波长可以测量,它的干涉现象可以预言。德布罗意的氢原子模型里电子是驻波(波状实线)——电子波,实环线表示电子的轨道,虚波线表示非驻波将由于干涉而消失。[录自彼得•柯文尼,罗杰•海菲尔德:《时间之箭》,湖南科学技术出版社,2008年,130页]

德布罗意以物质波为基础提出电子既是粒子也是波,得出这一结论的原因是在迈克尔逊——莫雷实验和爱因斯坦的结论对以太非常不利,所以德布罗意只能被迫接受真空的概念,但又不想放弃波动说的观点,造成他的物质波没有任何物质,虽然他提出了波粒二象性的观点,但本质上,德布罗意持波动说的支持者。

当今,光和电是波还是实实在在的粒子?争论的焦点围绕着最简单、最基本的实验——光、电的双缝干涉实验所产生的干涉现象展开,波粒之争并没有终结,量子力学不过是波动说与粒子说在微观领域冲突的延续。事实上,存在两种量子力学,一种是波动说的量子力学(是经典物理学的延伸),即德布罗意、薛定谔的物质波理论和玻姆的隐变量理论;一种是粒子说的量子力学,由玻尔、海森堡和玻恩的哥本哈根解诠释、费曼的路径求和解释、埃弗雷特的平行宇宙理论、惠勒的延迟实验解释,多历史解释、多维度解释和多伊奇的超级大脑解释等互不相融的解释构成。事实上粒子说的量子力学所涉及的问题,波动说的量子力学都有相对应的解释。

太阳底下没有新鲜事儿,无论经典物理学、相对论、量子力学和弦理论,描述的都是同一个宇宙,谁能自洽地解释宇宙所有的运作原理,谁就是终极理论。客观现象和客观事实就摆在那里,采纳哪一个实验结果或解释,取决于波动说和粒子说谁处于上风状态!谁主导着话语权!很遗憾,目前处于上风是粒子说的量子力学和相对论,掌握着话语权,所以,模糊了普朗克、薛定谔和德布罗意持波动说观点事实,虽然把他们尊为量子力学的奠基人,但是,这样是误导的结果是让人们以为只有一种量子力学,掩盖了理论物理学仍然处于激烈争论的事实。

普朗克、薛定谔和德布罗意是波动学家还是粒子学家,看似小事儿,实则关系重大。当弦理论提出量子是不同振动模式的弦时,量子就不仅具有波粒二象性,而是具有波粒弦三象性。量子是波?是粒子,是弦?如果我们仍然掩耳盗铃,继续混淆波粒之争的本质,那么,人类追寻宇宙真相的道路仍将遥远和曲折。普朗克、薛定谔和德布罗意的悲剧,也是科学的悲剧!

和《七堂极简物理课》这类无立场解读的科普书不同的是,《一只大象——体系与体系的对话》这本书以旁观者的角度对物理学发展史进行了重新梳理,还原了一些不为人知或被扭曲的历史细节,提醒人们注意“证实性偏见”的危害性。受伽利略的《关于托勒密和哥白尼,两大世界体系的对话》的启发,这本书也借四个虚拟人物的对话来阐述四大物理理论针锋相对的观点。书中引用均来自权威专著,并采用页下注。书中还用一些通俗易懂的小寓言来解析复杂的物理理论,相对来说比较通俗易懂。这本书并非严谨的学术著作,仅为读者提供一个了解物理学的新视角,希望能够给喜爱物理学的同学们带来启发。

#巴厘岛一名中国游客遭性侵#【桂花蜜枣】1.大红枣洗净,用温水浸泡20分钟;2.浸泡后的大红枣捞出,放入微波可用容器中,加入适量清水(至红枣1/3[微风][馋嘴]处);3.盖上容器的盖子,放微波炉,400W微波火力加热10分钟;4.取出逐个翻面,400W微波火力继续加热5分钟;5.淋入适量糖桂花,400W微波火力最后加热5分钟。

“轰隆──轰隆──”,12月10日,循着机器的声音,记者走进中国(普光)微玻纤新材料产业园,只见项目现场建设如火如荼、企业车间生产有条不紊……

宣汉正源微波纤产业园一角
据了解,中国(普光)微玻纤新材料产业园是四川达州普光经济开发区“一区四园”之一,是宣汉县与南京玻璃纤维研究设计院(简称:南玻院)合力打造的国内首个微玻纤全产业链示范产业园,着力将微玻纤及其制品的生产应用在“高效过滤、深冷绝热、能源储存、绿色建材、航空交通”五大领域,打造国内一流、国际领先的微玻纤全价值链产业集群。经过两年多的发展,产业园已完成基础设施及产业投资4亿元,引进入驻企业12家,初步形成微玻纤新材料和天然气硫化工两大产业集群。预计,4家投产企业2018年产值将突破5亿元。
中国(普光)微玻纤新材料产业园是宣汉县强力推进县域工业转型升级的生动缩影。近年来,该县着力补齐“工业短板”, 夯实底部基础,加快推进新型工业化,加大招商引资力度,促进新兴产业规模化、重点产业园区化、传统产业现代化,工业规模和经济质量逐年攀升,发展速度持续稳居全市前列,阔步迈进全省县域经济发展先进县、首批工业强县示范县方阵。

转型发展 培育工业经济增长点

中石化普光天然气净化厂
近年来,宣汉县不断创新天然气、锂钾资源开发利用模式,做大工业规模,做强区域品牌,走科技含量高、经济效益好、资源消耗低的新型工业化道路。该县把引进发展以天然气为燃料的微玻纤新材料产业和以新能源锂电池产业为基础的锂钾综合开发产业作为县域工业转型发展的主攻方向,创新探索资源型产业向资源转化利用型产业转变的可持续发展路径,推动建设“全国重要的新能源新材料基地”。
“改革开放特别是普光气田建设以来,宣汉县借助东风深入实施‘兴工强县’发展战略,县域工业经济规模由小到大、由弱变强。2018年,着眼高质量发展,宣汉县大力实施工业提升工程,依托丰富的富锂钾卤水资源优势启动建设锂钾综合开发产业园,再造一个县域经济发展新引擎。”宣汉县经济和信息化局党组书记、局长王小伟自豪地介绍,“据中国地科院矿研所郑绵平院士专家团队综合评估,我县锂钾资源品位高、品质好,便于大规模开发利用。已完成勘探的340平方公里核心区富锂钾卤水8.23亿方,经济价值超过2000亿元;1116平方公里扩展区富锂钾卤水20.92亿方,经济价值7000亿元以上;2000多平方公里新型杂卤石钾盐矿中富含硫酸钾10亿吨,经济价值2万亿元以上。”

南坝脱硫厂夜景
目前,已编制完成锂钾综合开发产业发展规划,以锂钾开发为基础,综合利用钠盐、卤水资源,溴、硼等其它稀有元素,规划打造集钾肥生产、旅游康养、食品加工、卤水养殖、新能源利用、医药制造、新材料生产等于一体的全产业链。正在编制锂钾综合开发产业园总体规划和产业园(一期)详规,定位建成全国首个钾锂综合开发示范园区,初步选址中国(普光)微玻纤新材料产业园、柳池工业园中间地带,涵盖土主镇、双河镇至柳池工业园区,总体规划面积20平方公里,规划投入400亿,预计2035年产值达1200亿元以上。产业园规划建设四大功能区:一是卤水提取、分离及综合利用区,二是新能源锂电池及其配套企业生产区及科研、办公、生活功能区,三是钾、钠、溴、铷、铯等资源下游产品产业区,四是盐卤温泉、死海漂浮等旅游康养区。

优化环境 提升工业园软硬实力

柳池工业园区变电站
标准厂房明亮宽敞,道路交通畅通无阻,配套绿化相映成趣……走进宣汉县柳池工业园,只见园区基础设施焕然一新。
“以优化物流运输为先导,改善园区环境;以强化要素保障为关键,增强园区比较优势;以创新管理方式为重点,提升园区服务水平;突破基础设施制约,提升园区形象。”宣汉县委书记唐廷教强调,“工业园区是兴工强县的主战场。要持续提升园区承载能力,做强工业发展“硬环境”,加快创建省级经济技术开发区提档升级,使其成为产业集聚的承载平台和项目业主的投资洼地。”
近年来,宣汉县坚持“基础先行、适度超前、滚动开发”的原则,每年预算园区建设发展财政资金2亿元以上,强力推进园区基础设施建设,以完备的基础、畅通的道路、优美的环境吸引本地、外地企业相继入园。2008年以来,累计投入财政资金15亿元,建成道路18公里、桥梁3座和天然气门气站、自来水厂各2座及污水处理厂、110KV变电站各1座,完成园区道路油化、绿化、彩化、亮化工程,建成柳池工业园整体场平5千亩、标准化厂房10万平米,基本实现水、电、气、路、通讯“五通一平”。目前,开发区建成面积8.5平方公里,入驻产业项目67户、投产企业45户,主营业务收入突破400亿元。
为加大配套服务力度,该县已挂牌微玻纤新材料研究院,设立新兴产业参股创投基金,建成柳池工业园企业服务中心和党群活动中心,建设柳池工业园、微玻纤新材料产业园综合办公楼。同时,深化园区建管机制改革,在县工业园区管委会的基础上,成立园区党工委和产业园建设指挥部,实行“一个产业园区、一个指挥部、一套工作班子、一抓到底”的“四个一”建管机制;为破解园区建设资金瓶颈,成立各产业园平台公司促进“管建分离”,为平台公司注资注产探索市场化运行,吸引社会资本参与园区建设,各产业园自身造血功能初步形成,园区发展活力持续迸发。

激活人才 增添工业发展新力量

兴川变压器的工人正在操作
12月10日,记者来到中国(普光)微玻纤新材料产业园,只见县微玻办主任王洪模正在忙前忙后,指挥微玻纤新材料产业园建设。
据了解,该县坚持用专业的人干专业的事,组建专人专班推动重点园区建设,大胆启用工作经验丰富、业务熟悉、作风务实、人脉资源广的经济战线卸任领导干部,牵头负责产业园区建设发展,实现“卸而不闲、卸有所为” ,确保园区建设管理有条不紊、稳步推进。目前,县发改局前任局长(现为县人大副主任)周相生,县经信局前任局长邵舟明、王洪模分别牵头负责锂钾综合开发产业园、南坝工业园、微玻纤新材料产业园建设发展。
为适应产业园区快速发展形势,积极通过“千名硕博进达州”、县级公务员(事业人员)招录、干部调动(流动)等渠道扩充工业战线人才队伍,先后引进各类优秀人才35人到县经信局及4个园区建管单位,为产业园区发展增添新力量。

柳池产业园航拍照
雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。在改革开放四十周年之际,宣汉县将继续以昂首之姿,砥砺奋进,追赶超越,加快建设微玻纤新材料产业园、锂钾综合开发产业园“两个千亿产业园”,以“建成全国新能源新材料基地、争当川东北县域经济发展领头羊为目标,谱写县域工业高质量发展新篇章。
记者:张平 漆楚良 申浩伯
图片由宣汉县委报道组、县摄影家协会以及王利、向海涛提供 https://t.cn/RyhOZMk


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