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1、15解读量子力学的互补性再论量子力学中的互补性(下)胡良深圳市宏源清实业有限公司摘要:玻尔建立了量子力学中的互补性概念;在量子力学中,波函数是对一个物体最基本的表达;每一个物体都可用相应的波函数表达。对于不同的问题,可用不同的方式处理波函数。例如,想要预测物体的位置, 就必须用某种方式对其波函数进行处理;而想要预测物体的动量,则必须用另一种不同方式来处理波函数。由于微观粒子相对于宏观粒子,其空间限度及质量都非常小;测量微观粒子对其产生的干扰极大;导致微观粒子的波粒二象性更明显。孤立量子体系的惯性质量(引力质量)是该孤立量子体系的内禀属性。孤立量子体系的相对质量与参考系(背景空间)有关。孤立量子

2、体系的普朗克质量是该孤立量子体系的有可能达到的最大质量。关键词:量子力学,互补性,波粒二象性,微观粒子,宏观物体,波动性,粒子性,国际单位制,基本单位,导出单位,辅助单位,量纲,物理学量,电子,势场,固体,体结构,粒子性,场,电场,磁场,电荷,电流,物质,量纲,广义拉格朗日点(受到的所有力之和等于零的点),孤立量子体系,信号速度0量子力学中的互补性玻尔建立了量子力学中的互补性概念;在量子力学中,波函数是对一个物体最基本的表达;每一个物体都可用相应的波函数表达。对于不同的问题,可用不同的方式处理波函数。例如,想要预测物体的位置, 就必须用某种方式对其波函数进行处理;而想要预测物体的动量,则必须用

3、另一种不同方式来处理波函数。但是,因为它们(例如,位置及动量)会互相干扰,导致无法同时处理这两个信息(位置及动量)。如果想要获得有关位置的信息,就必须以一种损动量信息的方式处理波函数;反之亦然。波函数()是为了定量描述微观粒子的状态而引入的。波函数()是空间及时间的复函数。E*的绝对值的平方,体现为概率幅;这意味着,E*E*就是粒子的概率密度,表达在时刻t,在点(x,y,z)附近单位体积内发现粒子的概率。量子力学中的互补性是一个客观上的事实。量子力学无法同时预测位置及动量;这意味着,不可能在实验中同时测量这两个性质(位置及动量)。位置及动量无法同时被测量(不确定性原理);这意味着,第一,若要测

4、量某个物体的性质,就必须和它发生相互作用(测量是对其进行采样)。换句话说,物体的行为及物体与测量仪器的相互作用,这两者之间具有内在的联系。第二,精确的测量需要更强大的相互作用;这意味着,对物体进行观测,观测行也同时参与了对物体的影响。值得一提的是,位置与动量具有互补性;而能量与时间也具有互补性。21规范不变性规范不变性揭示了相位不变性(相位与复数相关)。规范不变性决定了电磁之间的相互作用。基本粒子是由荷及相应的场共同组成的。例如,电荷不变性,磁荷不变性。这意味着,量子三维常数理论(胡良)与普通的物理学理论有所不同;因为量子三维常数理论(Hu liang),拥有灵魂,拥有生命,拥有智慧等。1基本

5、粒子的内在属性正电子可表达为:,量纲,<+L(3)T(-1)>*>L(3)T(-2)<其中,正电子的电荷,量纲,<+L(3)T(-1)>,正电子的电场,量纲,>L(3)T(-2)<。质子可表达为:,量纲,<+L(3)T(-1)>*>L(3)T(-2)<其中,质子的正电荷,量纲,<+L(3)T(-1)>,质子的电场,量纲,>L(3)T(-2)<。内禀自旋的质子可表达为:,量纲,<+L(3)T(-2)>*>L(3)T(-1)<其中,内禀自旋质子的磁荷(同位旋属性),量纲,<

6、+L(3)T(-2)>,内禀自旋质子的磁场,量纲,>L(3)T(-1)<。自由中子可表达为:,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(3)T(-2)<其中,自由中子的质量荷,量纲,<L(3)T(-1)>,自由中子的质量场,量纲,>L(3)T(-2)<。内禀自旋中子可表达为:,量纲,<L(3)T(-2)>*>L(3)T(-1)<其中,内禀自旋中子的磁荷(同位旋),量纲,<L(3)T(-2)>,内禀自旋中子的磁场,量纲,>L(3)T(-1)<。值得一提的是,质子与中子都具有同位旋(磁荷);

7、但质子带有电荷,而中子不带有电荷。守恒的电荷具有相应的电场。守恒的磁荷(同位旋)具有相应的磁场。22强作用力的本质质子与质子之间的强作用力可表达为:,质子与中子之间的强作用力可表达为:;显然,核力本质上就是磁荷之间的力。.其 中,两个核子之间的力,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<,两个核子之间的距离,量纲,>L(1)T(0)<,最大的信号速度(真空中的光速),量纲,>L(1)T(-1)<,普朗克空间(空间荷),量纲,<L(3)T(0)>,普朗克频率,量纲,<L(0)T(-1)>;, 真空介电常数,量纲,

8、<L(0)T(1)>, 普朗克长度,量纲,<L(1)T(0)>,磁荷(同位旋),量纲,<L(3)T(-2)>。值得一提的是,有三种磁荷(同位旋):,。23阿贝尔规范场及非阿贝尔规范场的逻辑局域的电荷对称,如果用群来表示,其只含有一个生成元。群元素是相互对称的组成的阿贝尔群,与之相对应的规范场就称为阿贝尔规范场。例如,对于电子来说,可表达为:;其中,电荷,阿贝尔群;,电场,阿贝尔规范场。局域同位旋对称性,如果用群来表示,其含有三个生成元。可用群元素不可交换的非阿贝尔群,;与之相对应的规范场就称为非阿贝尔规范场。例如,内禀自旋的质子,可表达为,;其中,内禀自旋的

9、质子形成磁荷,非阿贝尔群;,内禀自旋的质子形成磁场,与之相对应的规范场就称为非阿贝尔规范场。非阿贝尔规范场是揭示原子核内的核子被紧紧聚集在一起。质子带正电荷,具有相互排斥力;但电荷之间排斥力远小于强核力。值得注意的是静止的电子可表达为:,其中,表达电场 ;运动的电子可表达为:,其中,表达磁场。静止的质子,可表达为:,其中,表达电场。运动的质子,可表达为:,其中,表达磁场。而,暗物质的类型之一,可表达为:,量纲,>L(3)T(-2)<*<L(3)T(-1)<.24,量纲与相位从小我就感觉,我是带着使命来到这个社会的;从小我也感觉到我跟别人有一点点不同。从童年到逐渐长大,这

10、个使命也逐渐清晰;这个使命就是完成真正的大统一理论(量子三维常数理论)。每当我处于绝境中,总是有一种神秘的力量,让我重新看到希望。这也是我一直坚持下来的原因。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.在童年时,我就能理解三件事情的重要性。第一件事情,量纲的重要性一斤油加二斤盐只能是等于一斤油加二斤盐。这意味着,量纲极其重要。第二件事性,相位的重要性当太阳每天从

12、东边升起,然后再从西边落下,仅仅是地球相对于太阳的位置有所不同;而相位就是可用虚数表达。这意味着,相位极其重要。第三件事性,内禀属性与背景空间的联系每一个人都有属于本身的属性(粒子属性),也一定与外界有联系(波动属性);而一个人与外界的联系总和,总是体现为一个有限的量(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,第一代物理学家是以牛顿为代表;第二代物理学家是以爱因斯坦为代表;第三代物理学家是以量子三维常数理论为代表。而量子三维常数理论是宇宙的终极定理。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.真理一定是简约的,真理也表现出丰富多彩。宇宙(核式结构)是无穷大的,人类也将永恒生存在宇宙之中。我是幸运的,人类是幸运的,宇宙是幸运的,所有的一

17、切都是幸运的。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,电子对的内涵内禀自旋的电子对,可表达为:;换句话说,;内禀自旋的电子对,可简约表达为:。从广义的角

18、度来看,三个(或三个以上)内禀自旋的电子,也可组成电子对,可表达为:。正是由于内禀自旋电子能够形成电子对,才导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.时间及空间第一种类型p,普朗克长度(长度荷);pfp=C,速度;pfp(2)=Cfp,加速度;pfp(3)=Cfp(2),超加速度。第二种类型p(2),普朗克面积(面积荷);p(2)fp=pC,面积速度;p(2

19、)fp(2)=C2,面积加速度;p(2)fp(3)=C2fp,面积超加速度;第三种类型p(3),空间荷;p(3)fp=p(2)C,体积速度(相当于质量);p(3)fp(2)=pC2,体积加速度(相当于磁荷);p(3)fp(3)=C3,体积超加速度(相当于能量动量张量)。从另一个角度来看。第一类,空间荷分为三种:中性空间荷,;负空间荷,;正空间荷,。第二类,质量荷,正电荷,负电荷:质量荷,;正电荷,;负电荷,。第三类,磁荷中性磁荷,;电子磁荷,;质子磁荷,。27质量及质量场质量是物体所拥有的一种物理属性(物质量的量度)。质量可表现为惯性质量及引力质量。这意味着,任何物质都可体现有,惯性质量及引力

20、质量。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.根据牛顿力学,F=m,其中,F,物体所受力的大小,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<,表达物体加速度

21、的大小,与背景空间(施力物体)有关,量纲,>L(1)T(-2)<m,表达该物体的惯性质量(物体惯性的量度),量纲,<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)>.万有引力定律可表达为:F=Gm1 m2 L(2)=m11= m22 ,其中,F,万有引力,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<G,万有引力常数,量纲,<L(0)T(-1)>;m1,表达第一个物体的引力质量,量纲,<L(3)T(-1)>; m2,表

23、达第二个物体的引力质量,量纲,<L(3)T(-1)>;L达该两个物体之间的距离,量纲,>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,表达第一个物体的加速度,即,质量场强(由第二个物体提供),量纲,>L(1)T(-2)<2,表达第二个物体的加速度,即,质量场强(由第一个物体提供),量纲,>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)<物质的质量及相应的质量场对于一个由N个基本粒子组成的孤立量子体系来说,Vn*Vn(3)=(Vn*fn)*Vn(2)*n=mn*Vn(2)*n=NVp*C3;mn,质量

26、(收敛属性),量纲,L(3)T(-1);Hi=Vn(2)*n,质量场(发散属性),量纲,L(3)T(-2)。显然,物质是由物质的质量(收敛属性)及相应的质量场(发散属性)组成的。例如,地球(物质)就可分地球的质量(地球本体)及相应的质量场(质量场具有渗透性)组成的。物质质量的变化将会相应地引起质量场的变化。物质质量(收敛属性)之间的空间具有质量场(发散属性);可采用质量场(类似概念)来解析电磁力及重力的传播。值得注意的是,暗物质就与质量场有关。所有空间中,都渗透着质量场(Hi);质量场(Hi)能够影响其它物质的运动。光子具有内禀的横波属性,当光子相对于质量场(Hi)具有相对横波属性时,光速保持

27、不变。当光子相对于质量场(Hi)具有部分相对纵波属性及部分相对纵波属性时,体现为洛伦兹变换。当光子相对于质量场(Hi)具有相对纵波属性时,体现为伽利略变换。物体(物质)之间就是通过质量场来联系的;相互之间的引力(超距属性)强度与质量场密度(质量场密度梯度)有关。更进一步来看,Vn*Vn(3)=(Vn*fn)*Vn(2)*n=mn*Vn(2)*n=mn*fnb(2)n*nb(2)=Fn*nb(2)=NVp*C3;显然,质量场(Hi)可表达为:Hi=Vn(2)*n=fnb(2)n*nb(2);其中,Fn=mn*fnb(2)n,万有引力,量纲,L(3)T(-1)*L(1)T(-2).此外,1/n=(

28、Vn*fn)*Vn(2)/Vn*Vn(3)。28.信息熵的内在逻辑信息熵是用来解决信息的度量问题。对于一个由N个基本粒子组成的孤立量子体系来说,可表达为:,该孤立量子体系的熵,量纲,>L(3)T(0)<,该孤立量子体系的能量动量张量,即,该孤立量子体系的信息熵,量纲,>L(3)T(-3)<。在热力学中,熵()的定义是指系统可能状态数的对数值。熵(热熵)是用来表达分子状态混乱程度的一个物理量。热力学指出,对任何已知的孤立量子体系的演化,其熵(热熵)只能增加,而不能减少。孤立量子体系的的信息熵()则正好相反,信息熵()只能减少,而不能增加。熵(热熵)与信息熵互为倒数。任何孤

29、立量子体系相要获得信息,则必须要增加熵(热熵)来补偿。从另一个角度来看,信息熵与热力学熵具有内在联系,但是,其内涵有所不同。根据量子三维常数理论,熵()与信息熵()具有如下联系,。一个系统(一个事件)是一个随机变量,其具有一定的不确定性;而,信息是用来消除随机不确定性的东西。换句话说,;显然,熵()的量纲是,焦耳/开尔文,即,量纲,>L(5)T(-3)</>L(2)T(-3)<,或,>L(3)T(0)<而信息熵()的量纲是,比特(bit),即,量纲,>L(3)T(-3)<。在计算机科学中,借用了树(植物学中)的概念。光子表达式,VpC3=(Vpf

30、)(C2)=C=(Vpfp)C2p=(Vpfp)fCp =(Vpfp)fpCpp。29.电磁波的发射及接收发射电磁波的装置包括,天线,地线,开放电路及振荡器电路等。通过电磁波可传递各种信号(调制,调幅,调频)。调制就是指,使电磁波随各种信号而改变。调幅就是指,使高频遮挡的振幅随信号而改变。调频就是指,使高频振荡的频率随信号而改变。此外,电谐振就是指,当接收电路的固有频率与接收到的电磁波频率相同时,接收电路中产生的振荡电路最强。调谐就是指,使接收电路产生电谐振的过程。检波就是指,从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号;显然,检波(解调)是调制的逆过程。接收电磁波的装置,可通过可变电容改变调谐电

31、路的固有频率,使其与接收的电磁波频率相同,该频率的电磁波就在调谐电路里激起较强的感应电流。用调谐电路接收到的感应电流是调制的高频振荡电流;如果要直接感受到所需的信号,则还需要检波。值得一提的是,振荡电流是一种大小及方向都周期性发生变化的电流,能产生振荡电流的电路就称为振荡电路。最简单的振荡电路又称为LC回路。振荡电流(通过振荡电路产生)是一种频率较高的交变电流。理想振荡电路(振荡电路模型)的条件:第一条,整个电路的电阻(包括线圈、导线)是零,从能量角度来看,热损耗电是零。第二条,电感线圈集中了全部电路的电感,电容器集中了全部电路的电容。第三条,LC振荡电路在发生电磁振荡时,不向外界空间辐射电磁

32、波;LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化。充电完毕(放电开始):电场论达到最大,磁场能是零,回路中感应电流(I)等于零。放电完毕(充电开始):电场能为零,磁场能达到最大,回路中感应电流(I)达到最大。充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加。从能量角度来看:磁场能在向电场能转化。放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少。从能量的角度来看:电场能在向磁场能转化。在振荡电路中产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷,通过线圈的电流,跟电流相联系的磁场及跟电荷相联系电场都发生周期性变化,这类现象就是电磁振荡。当

33、光的质量大于临界质量时,较容易被电子所吸收(或散射)。当光的质量小于临界质量时,不太容易被电子所吸收,而是容易被电子较快辐射掉。当光的质量处于临界质量附近时,光子较容易被电子吸收;同时,也容易向不同方向辐射。值得一提是,基态电子吸收光子(电磁波)就成为激发态电子;而,激发态电子辐射光子(电磁波)就成为基态电子。30电子激发态激发态(电子激发态)是指电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。当原子(或分子)处在激发态时,电子云的分布将会发生变化,分子的平衡核间距离略有增加,化学反应活性增大。值得注意的是,气体受热时,导致分子动能增加;液体(或固体)受热时,导致分子振动能增加;如果没有电子被激发,则这

34、些状态都不属于激发态。当转移到原子(或分子)的能量低于其电离电位,而又足以使电子跃迁到较高能级时,原子(或分子)处于激发态。值得一提的是,激发态与基态具有不同的位能曲线及平衡核间距。产生激发态内涵就是处于基态的原子(或分子)吸收具有一定能量的光子,从而跃迁到激发态。电子激发态可表达为:(Vpfp)(C2p)(C2)(Vpf);其中,(Vpfp)(C2p),基态电子;(C2)(Vpf),光子;,表达基态电子与光子构成一个整体,形成电子激发态。值得注意的是,内禀自旋电子的激发态可表达为:(Vpfp)fpCp(2)Cp(Vpfp)f;其中,(Vpfp)fpCp(2),内禀自旋的电子;Cp(Vpfp)

35、f,玻色子;(Vpfp)fp,磁荷;Cp(2),磁场。二个基态电子可组成基态电子对,可表达为:S(Vpfp)(C2p)N S(C2p)(Vpfp)N;其中,S,表达磁荷的南极;N,表达磁荷的北极。此外,二个内禀自旋的基态电子可组成内禀自旋的基态电子对,可表达为:S(Vpfp)fpCp(2)N SCp(2)(Vpfp)*fpN;其中,S,表达磁荷的南极;N,表达磁荷的北极。31本征值的内涵本征值(特征值)是线性代数学科的一个重要概念。如果存在一个方向,使得该方向的矢量在“操作”前后,方向保持不变;则该方向就称为该操作的本征方向。值得注意的是,矢量大小的变大倍数就是本征值。具体来说,假设A是向量空

36、间的一个线性变换,而空间中某一非零向量通过A变换之后,所得到的向量与X仅差一个常数因子;可表达为,AX=kX ,则可称k为A的本征值(特征值),X可称为A的属于本征值(特征值)k的特征向量(特征矢量)。算符(或矩阵)的本征值(特征值)与本征函数是指满足:A=。其中,是本征值(常数);是本征函数。这意味着,该方程的内涵就是向量在线性变换的作用下,进行了比例的缩放,就称为向量(或者线性变换)的本征值特征值。根据量子力学,不含时域的薛定谔方程(表达粒子的量子行为)。可表达为:H=E,其中,H,哈密顿算符,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(2)T(-2)<,粒子的波函数(本征

37、函数),量纲,1/<L(3)T(0)>*>L(3)T(-3)<E,能量的本征值(特征值),量纲,<L(3)T(-1)>*>L(2)T(-2)<。哈密顿算符是一个可观测量,对应于系统的总能量。哈密顿算符的谱是测量系统总能量所有可能结果的集合。哈密顿算符的谱可透过谱测度被分解。哈密顿算符产生量子态的时间演化。假如,(t)>,为在时间 (t) 的系统状态,则有,H(t )>=iddt(t )> 。其中,约化普朗克常数,量纲,<L(3)T(0)>*>L(2)T(-2)<。假如,给定系统在某一初始时间(t = 0)

38、的状态,通过积分可得到接下来任何时间的系统状态。如果,哈密顿算符(H )与时间无关,则有:(t )>=e(iHt)/ (t0 )>。32能量动量张量的强度对于光子来说,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,能量动量张量通量,量纲,>L(3)T(-3)<;C3/(2)

39、,能量动量张量强度,量纲,>L(1)T(-3)<;VpC3/(2),相对力,量纲,<L(3)T(0)>*>L(1)T(-3)<;VpC3/(p),万有引力,量纲,<L(3)T(0)>*>L(1)T(-3)<;(Vpfp)C2,普朗克能量,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(2)T(-2)<;(Vpfp)(C2/)p,相对动能,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(2)T(-2)<;(Vpfp)f,中性相对磁荷量纲,<L(3)T(-1)>*>L(0)T(-1)<;(V

40、pfp)fCp ,相对势能,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(0)T(-1)<*>L(2)T(-1)<;Vx,相对速度,量纲,>L(1)T(-1)<;Vs,熵,量纲,>L(3)T(0)<;VS3,与熵相对应的能量动量张量(场),相当于信息熵,量纲,>L(3)T(-3)<。对于自由电子来说,可表达为:(Vpfp)(C2p)=(Vpfp)(C2/Vx2)Vx2p=VeVe3 ;对于内禀自电子来说,可表达为:(Vpfp)fp(Cp2) .整个宇宙可理解为,一个孤立量子体系(例如,地球)与其背景空间共同构成。整个宇宙也可理解为,

41、一个孤立量子体系(例如,月亮)与其背景空间共同构成。显然,对于一个孤立量子体系(例如,地球)与另一个孤立量子体系(例如,月亮)来说,则有,F12+F1b2=F21+F2b1 ;其中,F12,表达地球对月亮的万有引力,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<;F1b2,表达地球的背景空间对月亮的万有引力,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<;F21,表达月亮对地球的万有引力,量纲,<L(3)T(-1)>*>L(1)T(-2)<;F2b1,表达月亮的背景空间对地球的万有引力,量纲,<L(3)T

42、(-1)>*>L(1)T(-2)<。显然,地球的背景空间与月亮的背景空间具有相似性,所以,F12F21 。第二种情况,假如,宇宙只有地球(孤立量子体系之一)及平果(孤立量子体系之二)。则有,m11=m22;其中,m1,地球的质量,量纲,<L(3)T(-1)>;1,地球(朝向平果)相对于广义拉格朗日点(受到的所有力之和等于零的点,A)的加速度,量纲,>L(1)T(-2)<;m2,平果的质量,量纲,<L(3)T(-1)>;2,平果(朝向地球)相对于广义拉格朗日点(受到的所有力之和等于零的点,A)的加速度,量纲,>L(1)T(-2)<

43、。值得一提的是,第一个因素,广义拉格朗日点(受到的所有力之和等于零的点,A)位于地球与平果之间;第二个因素,广义拉格朗日点(受到的所有力之和等于零的点,A)的位置随距离(地球与平果之间的距离)及时间而变化;第三个因素,地球及平果辐射的光子到广义拉格朗日点(受到的所有力之和等于零的点,A)位置,所辐射的光子的频率保持不变。显然,由于,m1m2;所以,12 。值得注意的是,如果,以地球为参考系,平果相对于地球具有相对加速度(r1);以平果为参考系,地球相对于平果具有相对加速度(r2);显然,r1=r2。但是该相对加速度(r1,r2)与相对于广义拉格朗日点的相对速度(1,2)具有完全不同的内涵。这意

44、味着,相对加速度(r)与客观的加速度()的内涵是完全不同的。客观的加速度()是相对于广义拉格朗日点的加速度。具体来说,r1=r2=1+2。这意味着,相对加速度(r1,r2)与该两个孤立量子体系都有关(例如,地球与平果之间)。33电场与磁场的联系假如有一辆小汽车以一定速度(Vr)围绕观测者(O)作圆周运动,而小汽车上有一个相对于小汽车(包括车上的司机)保持静止的电子。静止的电子可表达为:(Vpfp)(C2p),其中,(Vpfp),电子的电荷,量纲,<-L(3)T(-1)>;(C2p),电子的电场(电通量),量纲,>L(3)T(-2)<。第一种情况,如果电子相对于小汽车(包

45、括车上的司机)是静止的(或相同方向运动);则小汽车上的司机(A),可观测到电子的电场(电通量)是,(C2p)。第二种情况,电子以一定速度(Vr)围绕观测者(O)作圆周运动(顺时针方向),则,Vr=frr=(1/Tr)r,其中,fr,围绕观测者作圆周运动的频率,量纲,>L(0)T(-1)<;Tr,围绕观测者作圆周运动的周期,量纲,>L(0)T(1)<;r,圆周的周长,量纲,>L(1)T(0)<。显然,小汽车上的电子相对于观测者(O)来说,可表达为:(Vpfp)frC2/Vr)pr;其中,(Vpfp)fr,相对磁荷,<-L(3)T(-1)>*>

46、L(0)T(-1)<;C2/Vr)pr,磁场(磁通量),量纲,>L(3)T(-1)<。这意味着,对于观测者(O)来说,可观测到磁场(磁通量)。如果,电子以一定速度(Vr)围绕观测者(O)作圆周运动(逆时针方向);则,对于观测者(O)来说,观测到磁场(磁通量)的南极(或北极)方向正好相反。第三种情况,电子以一定速度(Vr)围绕观测者(O)作椭圆运动;则,对于观测者(O)来说,可观测到部分磁场(磁通量)及部分电场(电通量)。从另一个角度来看,通电的导线附近,观测者(O)可观测到磁场(磁通量)。因为,通电导线具有电流,相当于电子(等价于众多电子构成的电子气的统计结果)围绕观测者(O

47、)作圆周运动;因此,观测者(O)可观测到磁场(磁通量)。假如,通电导线具有的电流方向改变,则观测者(O)观测到的磁场(磁通量)的南极(或北极)方向正好相反。更进一步来看,内禀自旋的电子可表达为:(Vpfp)fpCp(2),其中,(Vpfp)fp,内禀自旋电子的磁荷,量纲,<-L(3)T(-2)>;Cp(2),内禀自旋电子的磁场(磁通量),量纲,>L(3)T(-1)<。从另一个角度来看,(Vpfp)frC2/Vr)pr(Vpfp)(C2p);在一定边界条件下,电通量与磁通量可相互转换。值得一提是,如果电流相对于电容运动(类似电子相对于电容运动),则可观测到电场(电通量)。

48、如果电容与电感构成LC回路,则可能观测到部分磁场(磁通量)及部分电场(电通量)值得注意的是,电磁波的能量密度可表达为:(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,磁场强度,量纲,>L(1)T(-1)<;E,电场强度,量纲,>L(1)T(-2)<;0,真空介电常数,量

49、纲,<L(0)T(1)>;0,真空磁导率,量纲,<L(-2)T(1)>。34波函数的内涵光子的波函数可表达为:(x,y,z,t)=1VpC3=1Vp1C3=1Vp1fC2=1Vp1fC21 ;自由电子的波函数可表达为:(xe,ye,ze,t)=1(Vpfp)1C2p= 1Ve1Ve3 ;内禀自旋电子的波函数可表达为:(xer,yer,zer,t)=1(Vpfp)fp1Cp2 ;由一个自由电子及一个光子构成的激发态电子可表达为:(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,普朗克空间(最小的空间荷),量纲,<L(3)T(0)>;(Vpfp),电子单元电荷,量纲,<-L(3)T(-1)>;Ve,电子的内禀空间(电子的空间荷),量纲,<L(3)T(0)>;Ve3 ,电子的能量动量张量(场),量纲,>L(3)T(-3)<;C2p,电子的电场(通量),量纲,>L(3)T(-2)<;(Vpfp)fp,内禀自旋电子的磁荷,量纲,<-L(3)T(-2)>;Cp2,内禀自旋电子的磁场(通量),量纲,>L(3)T(-1)<;C,最大的信号速度,

51、量纲,>L(1)T(-1)<;C1,系数,量纲,L(0)T(0);C2,系数,量纲,L(0)T(0);ei,相位,L(0)T(0);ej,相位,L(0)T(0)。36线性方程与量子力学线性是指量与量之间按比例成直线的关系,体现为一阶导数是常数的函数。换句话说,线性代数是处理线性关系问题;线性关系是数学对象之间的关系是以一次形式来表达的。例如,在解析几何里,平面上直线的方程是二元一次方程。空间平面的方程是三元一次方程;而空间直线视为两个平面相交,由两个三元一次方程所组成的方程组来表示。总之,含有n个未知量的一次方程就称为线性方程;而关于变量是一次的函数就称为线性函数。所谓线性,其数学

52、关系是:f(x,y)=axf(x)+ayf(y),其中,f,表达线性算子(线性映射);ax,系数,量纲,L(0)T(0);ay,系数,量纲,L(0)T(0)。值得注意的是,代数是指用符号代替元素及运算;而方程中的,x,y,可能是实数或函数;f可能是多项式或微分等,都可抽象成一个记号(一类矩阵)。每一个线性空间都有一个基。对一个 n 行 n 列的非零矩阵( A),如果存在一个矩阵( B ),有, AB = BA =E,(其中,E是单位矩阵);则 A 为非奇异矩阵(或可

53、逆矩阵),则矩阵(B)是矩阵(A)的逆阵。从量子力学来看,根据量子三维常数理论,x(物理学量)与y(物理学量)的量纲必须完全相同;x(物理学量)的相位与y(物理学量)的相位可以不同;此外,x(物理学量)的大小与y(物理学量)的大小可以不同总之,量纲完全相同的物理学量之间的运算可用线性代数方程表达;换句话说,线性代数方程可揭示量纲完全相同的物理学量之间的联系。37经典力学及绝对时空观伽利略变换体现了经典力学的绝对时空观。绝对时空观的内涵是,时间间隔与惯性系的选择无关;若有两事件先后发生,在两个不同的惯性系中的观测者测得的时间间隔相同;空间间隔也与惯性系的选择无关;空间任意两点之间的距离与惯性系的

54、选择无关。经典力学中的速度合成法则实际依赖于如下两个假设:第一个假设,两个事件发生的时间间隔与测量时间所用的钟的运动状态没有关系。第二个假设,两点的空间距离与测量距离所用的尺的运动状态无关。在经典力学(绝对时空观)中,物体的坐标及速度是相对的,同一地点也是相对的。但时间、长度和质量这三个物理量是绝对的,同时性也是绝对的。此外,惯性系之间完全等价。值得注意提,由于任何空间位置的任何物体都要受到力的作用;因此,伽利略变换只是近似正确的。38相对论及相对时空观相对论的基本假设是相对性原理(物理定律与参照系的选择无关)。狭义相对论是关于匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律。狭义相对论的推论是质能公式,揭示了质量随能量的增加而增加。狭义相对论的两个基本假设,第一个原理,相对性原理,物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式。第二个原理,光速不变原理,光(在真空中)的速度(C)是恒定的,不依赖于发光物体(光源)的运动速度。在所有的惯性系中,光在真空中的传播速率(C)具有相同的值。狭义相对论,假设洛伦兹变换成立(自然定律对于洛仑兹变换是协变的);体

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