量子力学波函数的新解释

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1、量子力学波函数的新解释——西安重装渭南光电科技有限公司贾伟东摘要：量子力学无疑是20世纪在研究微观粒子领域最成功的力学，但自它诞生之日起，带给人们的争论与困惑却曾没有停息过，特别是波函数概率解释中引进观测坍缩，使它几乎沦为了一门“玄学”，这与其成功的物理价值不相匹配，那么，我们应怎样理解波函数呢？这需要我们理解微观粒子波函数的本质，本质一旦明晰，我们就可以将“意识”的幽灵从物理学中赶出去。关键词：波粒子物质波波粒二象性波函数波包坍缩自旋能量势场0、引言自德布罗意于1924年提出的德布罗意假说，表明每一种微观

2、粒子都具有波粒二象性。电子也不例外，具有这种性质。电子是一种波动，是电子波。电子的能量与动量分别决定了它的物质波频率与波数。既然粒子具有波粒二象性，应该会有一种能够正确描述这种量子特性的波动方程。薛定谔从哈密顿-雅可比方程成功地推导出薛定谔方程。从此，量子力学有了一个崭新的理论平台。薛定谔给出的薛定谔方程能够正确地描述波函数的量子行为，但是，物理学家尚未能解释波函数的涵义，薛定谔尝试用波函数来代表电荷的密度，但遭到失败。1926年，玻恩提出概率幅的概念，成功地解释了波函数的物理意义。可是，“意识”的幽灵也进

3、入了物理学的大厦，使得能够成功应用于微观粒子世界的物理学几乎沦为“玄学”。就此问题，我想从以下几个方面作以剖析，对波函数的物理意义提出新的一种解释。1、波的本质1.1量子力学的波量子力学和相对论是近代物理学的两大支柱。量子力学理论体系的自洽性及其与实验事实的符合，已经得到学术界的公认，但是对它的基本概念的理解与解释，也就是量子力学的诠释问题，还一直存在着争论。这些争论主要集中在如何理解波粒二象性和测不准关系，以及以玻尔为首的哥本哈根学派由此发展出来的互补原理上。当前大多数物理学家比较倾向于接受哥本哈根学派的

4、解释，而称其为量子力学的正统解释。正统解释：物质波是用波函数Ψ（r，t）来描述的具有确定能量和动量的平面波。无论将波是由粒子组成或粒子是由波组成的看法都是错误的，波函数Ψ（r，t）描述的物质波是几率波。但是，在解释微观粒子的各种现象时，又是分离的，不统一的，一会是波，一会又是粒子，怪异的鬼波样的解释，特别是波包坍缩，竟然将意识引入到物理学中。这都是由于传统的经典物理中还没有粒子波的可做比较的参比物，因此，诠释方面再难以有更大的突破，只好任由意识的幽灵飘荡在物理学上空。1.2波的本质在经典波动物理学中，波依赖

5、于物质——波媒介(不是波载体)——而存在，且没有介质，波就难以存在，故经典波又为媒介波。而以粒子为载体的载体波，是难以想象的了，即古典波中，没有波动的粒子，即纯物质的物质波的描述，故由此得出的波粒二象性的非物质的物质波也就不足为怪了。因为，经典物理中，还没有这类概念，粒子的波动，若要类比出更新的量子波的观点，纯物质的物质波，真是难上加难。要跳出经典物理的束缚是不容易的，虽然，互补的波粒二象性已经是个伟大的创新，但是对于波的诠释，依然留有经典波的影子。我们要理解波粒二象性，首先要跳出经典波的形象概念，要理解波

6、的本质。波的本质：具有[0,1]性的周期性变化。2、物质波的本质我们理解了波的本质后，那么我们可以看一下真空中都发生了。2.1真空真空本指没有任何实物粒子存在的空间，但我们还是发现不时有基本粒子在真空中出现又消失，无中生有。真空具有如下性质：1）空非无。如果真空中没有粒子，我们就会准确的测出场(0)与场的变化曲率(0)，然而海森堡不确定性原理表明，我们不可能同时精确地测出一对共轭量，所以，可以“空”，不能“无”。因此，在真空中，粒子不停地以虚粒子、虚反粒子对的形式凭空产生，而又互相湮灭，在这个过程中，总的能

7、量保持不变。2）真空存在极性。因此说真空是不对称的。但这种不对称是相对局部的，在相对整体上又是对称的，如此的循环嵌套构成了真空的这个性质。3）真空的每个局部具备了真空的全体性质。大和小是相对而言的。时间也是相对于空间而言的，时间不能脱离了具体的空间而单独的存在。2.2物质波的本质从真空的性质我们可以看到，物理上的真空实际上是一片不停波动的能量之海。当能量达到波峰，能量转化为一对对正反基本粒子，当能量达到波谷，一对对正反基本粒子又相互湮灭，转化为能量。这实际上，我们可以看成[能量，粒子]的一个周期性的波。再从

8、薛定谔波函数Ψ(r,t)=Aexp[i/ћ (p·r－Et)]来看，我们抛开A，Ψ实际就是[非1，1]的一个周期性函数。因此，物质波的本质就是[非1，1]的一个周期性的波。3、波函数的新解释从上述对物质波的本质的分析，我们可以看出，波函数Ψ本身就是对微观粒子的波的描述。当Ψ为1时，其是粒子性的；当Ψ在非1到1的过程中，其是波动性的。如此，我们可以做这样一个大胆的假设：粒子非1的状态是能量状态，1的状态是粒子状态。