量子力學結論精選(九篇)
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第1篇：量子力學結論范文
關鍵詞: 《量子力學》 物理圖像 創新思維 培養
《量子力學》是物理學專業重要的專業基礎課程,其教學質量的高低不僅影響到其他后續課程的學習,而且直接影響到物理學專業人才培養目標的實現。衡量物理教學的質量標準應該有三個維度,一是知識與技能維度,二是物理思想和方法論維度,三是物理品格維度。過去的教學,我們往往過多地重視第一維度,而忽視第二、第三個維度。在量子力學教學中,我們結合量子力學及其發展歷史所涵含的豐富的物理思想與方法,開展了學生創新思維能力培養的教學實踐研究。
一、創新型、應用型人才培養目標的要求
考慮到培養21世紀需要的應用型人才目標的要求,而且結合新建本科院校的課程設置的特點,《量子力學》課程的教學方法和教學體系建設應從以下兩方面著手:一方面,著重量子力學概念、規律和物理思想的展現,使學生在知識層面上夠用并且能用,并注意科學人文精神的闡發,為進行物理素質教育與物理教學研究提供量子力學方面的科學素養,如勇于創新、科學、嚴謹等。另一方面,培養學生建立正確的量子力學概念和物理圖像,掌握基本規律,廣泛了解量子力學在推動技術進步方面的作用,開拓思路,培養學生應用物理規律解決應用技術問題的能力。
二、《量子力學》教學中創新意識及創新能力的培養
根據應用型人才培養的目標,我們一直致力于探索一套合適的物理學專業量子力學課程教學的共享數字化教學體系,創建完整的教學資源,力求使學生在學習這門課程的同時受到實踐能力和創新能力的培養。相應措施主要體現在以下三個方面。
(一)創造實驗情景,以實驗和實踐為基礎深化量子力學的原理。
由于量子力學主要研究微觀粒子的運動規律,理論太抽象,許多量子現象和日常的生活經驗不符合甚至相違背,因此在教學中教師必須強調量子力學首先是一門試驗性的科學,應從實驗事實去推理分析,不直接與主觀經驗聯系,并時時將新的概念和結論與經典物理學的結果作比較,使學生能正確理解量子力學的基本概念,從而學會處理具體問題的方法,掌握量子力學的精髓。在講述量子力學基本內容的時候,尋找合適的接口與量子力學原理在實際生產中的應用相聯系。通過這兩方面的著重討論,學生能感受到量子力學的抽象原理是實實在在的、來源于實踐又回到實踐中得到檢驗的、正確的理論。
量子力學實驗從可操作的層面上可大致分為三類,一類是僅存在于人們想象中或目前還不能實現的理想實驗,一類是在高水平的實驗室中可以實現的科學研究實驗,一類是我們讓學生自己動手做的有關教學的基礎性實驗。但無論何種實驗,我們都可以利用多媒體技術在課堂上將其生動形象的展現出來,讓學生不僅深刻認識到實驗在量子力學發展中的重要作用,而且培養用實驗發現問題和驗證假說的能力。例如在講解物質粒子的波粒二象性時,我們用多媒體課件演示單電子衍射實驗。單電子發射時,在熒屏上出現一個亮點,說明電子的粒子性;再發射大量電子,屏幕上出衍射條紋,說明了電子的波動性。這樣,難以講解清楚的知識變得生動活潑,使學生能更快地理解所學的知識,且加深了學生的認知印象,大大提高了學習效率。
(二)充分利用現代媒體的作用,激發學生的創造興趣。
以電腦和互聯網為代表的信息技術已演變為繼傳統媒體后的“現代媒體”?，F代媒體將為教學過程提供新的教學手段,并為培養創新人才奠定了技術基礎。通過網絡技術,學生可以突破傳統教學的時空限制,不但可以享受本校教學資源,而且可以享受到全國高水平的教學資源,從而實現優質教學資源的共享,也為各學校的師生討論交流提供了一個很好的平臺。
對于《量子力學》這樣一門抽象的理論課,多媒體技術將圖、文、聲、像等各種教學信息有機的組合在一起,直觀、形象、生動,即使對那些比較抽象,難以理解的理論和日?？床坏交蚺臄z不到的情景,也可以通過三維動畫虛擬實現。多媒體豐富的表現力不僅能打破人類視覺上的樊籬,使得學生從科學與藝術相融的視覺信息中感知抽象、復雜的理論,而且能引發學生無限的遐想,極大地激發了他們的想象力。學生的思維高度活躍從而激發創新火花。
(三)密切結合當前的科技前沿和高新技術,將量子力學知識應用于實踐。
量子力學在各學科中已經有很多成功的應用并催生了許多交叉學科及現代高新技術的產生。在教學中,教師應盡可能進行知識的滲透和遷移,及時將當前與量子力學相關的科技前沿和高新技術引入到教學中,一些知識可以作為簡單的介紹,也可以就某個方面詳細分析,闡明其量子力學原理。例如量子力學與非線性科學的關系,量子理論在耗散系統、納米技術、分子生物學中的應用,量子力學與正在研究的量子計算機、量子保密通信的關系,等等。在教學中教師適當地穿插這些知識,既不會花費太多的時間,又能使教學更生動、易于理解,而且可使學生開拓視野,活躍思維,激發興趣。這樣學生不僅可以學到運用基礎理論指導科學研究的方法,而且可以克服原有的“量子力學就是一種純理論的學科”的片面認識。如我們在講解一維無限深勢阱時,將其與半導體量子阱和超晶格這一現代科學的前沿相聯系;在講解隧道效應時,將其與掃描隧道顯微鏡相聯系,進而可以介紹掃描探針操縱單個原子的實驗。我們通過這種方式使學生對這一部分的知識有了直觀的認識,從而不再感到量子力學的學習枯燥無味。
參考文獻:
[1]曾謹言.量子力學教學與創新人才培養[J].物理,2000,(7).
[2]錢伯初.我的教學生涯[C].2003.
[3]謝希德.創造學習的新思路[N].人民日報,1998-12-25,(10).
第2篇：量子力學結論范文
注意教材書（文獻［9］）已有"輻射場"及"能量場"的物理學概念。但囿于理論局限，使得教材書對這種場的描述是靜止的（機械的）、孤立的（與物質世界無必然聯系的）、無源的（原因不清），因而也是抽象的（沒有物理意義的）。
上已證明，原子中能量量子化的根源是原子核，量子化是原子核自身性質。值得物理學注意的是，原子核這種性質并不孤立存在，它同時還嚴格地規定著所有外部世界。因而使得電子、原子、分子、物體、天體、宇宙都只能有唯一穩態位置和結構。這就是大自然最基本的內在本質規律。也就是普適方程即（20）式所揭示的規律。
那末，具體規律是什么呢？請看：
2輻射能場（存在）定理
研究表明，輻射能場準確存在可用定理表述。
〖輻射能場定理〗:任何粒子（含場粒子及天體，無例外，下同）在其周圍都形成（存在）一種輻射能場，這種輻射能場可用普朗克常數?和量子數n＝0,1,2,3…準確具體描述。在微觀輻射能場表現為量子化，在宏觀則表現為大量粒子的簡并統計結果。
3輻射能場實質
輻射能場實質系以粒子為中心，向周圍空間拋射場粒子流（這里主旨中性場粒子流，對于電磁場當有別論），這種場粒子流經電子集約化就成了光子。研究也表明，任何光子包括X射線都準確如此。參見（15）式，據此不難描述任何光子的自身結構。并且可以證明任何光子的靜止（如可能）質量均不為零。認為光子靜止質量為零，還是量子力學根據"相對論"瞎子摸象猜測結果。
這已表明光子的真實粒子性。并可準確具體證明，所謂波動性實際上是普朗克常數與量子數相互作用的一種客觀表象，任何光子都不存在任何物理意義上的波動屬性。
4輻射能場形象
研究表明，輻射能場形象與點光源的光通量完全一致。對于原子核，其輻射能場可用圖（3）準確表示：
圖中箭頭方向表示輻射能流方向，其線密度表示能流密度，n為量子數。
5輻射能場性質
研究表明，輻射能場實質系以光速拋射場粒子流（粒子上限為中微子），故，輻射能場具有排它性。原子核的輻射能場首先排斥核外所有電子，任何電子也因此未能落到核上，這是事實。所以，電子未能落到核上量子力學的任何解釋都只能是自欺欺人的胡言亂語！也所以，玻爾對電子的擔心完全多余。
需要指出，輻射能場這種排斥作用，通常主要表現為能量形式。相形之下排斥力效應很小，一般可忽略。這與太陽光輻射的能量效應十分明顯，而太陽光的壓力效應十分微小，完全相似。不過在研究宇宙膨脹時，完全不可忽略天體輻射的斥力效應。就是說，"宇宙斥力"存在。然，囿于歷史和理論局限，愛因斯坦在提出宇宙斥力概念后，又不得不自我否定。
6原子核輻射能場數學表達式
大量研究表明，原子核（質子）的輻射能場數學表達式準確為：
E＝n2·h2／2mP·r2――――――――(21)
式中h為普朗克常數，n為量子數，mP為質子質量，距離為r＝0∞，需指出，輻射能場場強E具有能量量綱（這是因為使用因子h結果），其數值則為r處單位面積上的能量。
注意：該式與（64）式有必然聯系，但物理意義微妙不同，且具有豐富物理內容（略）。
研究還表明，由此電子所得到的原子核輻射能場能量準確地為：
E＝n2·?2／2me·r2―――――――(22)
注意：這也就是玻爾量子化條件。
式中me為電子質量，不難看出普朗克常數h＝2π?緊密地聯系著質子和電子。
已很明顯，量子力學與玻爾相比，玻爾正確，量子力學謬誤！
并且由（21）、（22）式不難看出，當量子數n＝0時，E＝0。需指出，這是物質結構非常狀態。參見圖（3），在n＝0時，原子核沒有了輻射能場，原子核不再有排斥電子的能力。于是，電子必然落到核上。研究表明，這就是宇宙到達最低溫度--宇宙奇點的情況。于是，原子中發生比核反應還強烈的變化，結果原子爆炸--物質爆炸--宇宙爆炸！這就是宇宙爆炸原因，由此也不難了解宇宙過去。
可悲的是，量子力學竟將量子數n＝0也定義為原子的一種穩定狀態?？筛韬?？可泣乎？災難，罪過！阿們--
7輻射能場的實驗驗證
7.1太陽的輻射本領已足夠大
目前世界公認太陽發射本領（文獻[2]）為3.8×1033（爾格/秒），這相當于太陽每秒拋射出質量為m＝2×109(千克)物質。但如上可知，太陽實際發射本領遠大于此。因為太陽光僅是輻射能流的一部分，這種能流粒子上限為中微子。
7.2宇宙正在膨脹
宇宙正在膨脹，表明"宇宙斥力"存在，這是宇宙中心輻射能場性質。宇宙正在膨脹恰系宇宙中心輻射能場的客觀真實寫照（或曰照片）。
7.3"太陽風"的存在
文獻［10］介紹的"太陽風"正是本文定義的太陽輻射能場，太陽風就是太陽輻射能場的客觀真實寫照。該文獻給出了對太陽風考察的衛星實際探測結果（文獻圖示略）。這可謂太陽輻射能場的真實實驗驗證。
7.4第四個驗證是，任何原子中任何電子均未能落到核上，這是事實
不僅如此，人為方法：高能陰極射線、X射線或高能加速器也很難將電子打到原子核上。這絕非因碰撞截面太小，總會有幾率。實際上正是由于原子核具有排它性的輻射能場排斥效應所致。由（22）式可見，電子得到的原子核排斥能與距離平方成反比例。在核半徑處排斥能十分巨大，以致可忽略靜電引力能。簡單計算表明，電子必須具有200倍C(光速)才可能到達核半徑處。也因此，玻爾對電子的擔心完全多余！
需要指出，對此類問題，量子力學仍會故伎重演--狡辯。但經如上及以下分析論證，量子力學純系主觀臆造，對物理學實質問題全然無知，已經使得量子力學的狡辯不再有任何效力。
7.5第五個驗證是人們熟悉的，然而又不熟悉的，這就是氣體壓力
量子力學會立即反駁說："氣體壓力來自分子熱運動和碰撞"（文獻[8]）。需指出，這種解釋充其量只能算作表面化非本質解釋，作為哲學或市民語言尚可，但不能作為物理學家語言。在嚴格物理意義上說這種解釋是自欺欺人的。這種解釋實際上并不清楚分子熱運動的實質和根源，更不知溫度對單個分子的意義是什么。量子力學（文獻[8]）以公開宣稱："對單個分子溫度沒有任何意義"。
這是因為量子力學有一劑靈丹妙藥--波函數Ψ--量子力學家主觀意識，就可以包治百病。溫度與這靈丹妙藥無任何聯系，在靈丹妙藥中沒任何位置，所以溫度沒有用處。也所以量子力學結論：對于單個分子，溫度沒有意義。
但是，只要神經不錯亂，人人都懂得，既然宏觀溫度是大量分子集體貢獻，怎么能說單個分子沒有貢獻？單個分子又怎能擺脫溫度環境？這與人對社會貢獻完全一致，能說個人對社會的貢獻沒有意義嗎？！
大量研究已經表明，溫度概念同樣也有極為豐富的物理內容。溫度問題同樣也貫穿全部物理世界全部內容。并對此可做如下結論：
普朗克常數h＝2π?與量子數n＝0,1,2,3…好比一對孿生兄弟，他們共同貫穿全部物理世界全部內容，并且，宏觀溫度T就是量子數n＝0,1,2,3…的照片。
注意，此結論在確切物理意義上正確。
研究還表明：分子熱運動及分子間斥力的實際根源正在于原子（核）間排斥能場相互作用的結果。并可得以下具體結果：
PV＝∑Ei――――――――――――――――(23)
式中PV為氣體壓力勢能，Ei為單個氣體分子的輻射能場能量（推導略）。這種嚴格關系唯一證明分子（原子）輻射能場客觀存在。此時并唯有此時輻射能場的排斥力效應也十分明顯，這就是氣體壓力。
第五章大自然內在本質規律二
5.1大自然內在本質規律之二--潛動能客觀存在
研究還表明，這種規律正確存在也可用定理表述：
5.2潛動能定理
〖潛動能定理〗：任何質量為m的物體（含場粒子及天體）當以速度V運動時，必有潛動能存在。若以符號T2表示則為：
T2＝（1/2）mV2―――――――――――（24）
可見，潛動能在數值上與物體經典動能（機械動能）相等。現將經典動能定義為顯動能，并以符號T1表示之：
T1＝T2＝（1/2）mV2――――――――（25）
那么，可以定義物體運動全動能，以符號Tm表示則為：
Tm＝T1＋T2＝mV2―――――――――（26）
如果，質量m以光速C運動，其全動能必為：
Tm＝mC2＝E―――――――――――（27）
看！這就是遐邇聞名的愛因斯坦質能關系。這已表明，愛因斯坦質能關系只不過是物體（粒子）運動全動能之特例！然而，不僅愛因斯坦本人，而且后人至今都不清楚質能關系的物理意義。可（27）式中E＝mC2的物理意義是再清楚不過了！
5.3潛動能的物理意義
研究表明，潛動能普遍客觀存在，實際上它是物體（粒子）運動時的伴隨能量。由于潛在性，低速時或直觀上人們難以發覺。只有在高速時才明顯表現出來，所以人們至今尚不知曉。
研究表明，潛動能實質也是一種輻射能場，這種場粒子上限亦為中微子，對中微子目前尚不能檢測，這也是人們尚未發現潛動能的直接原因。
需指出，溫度為T的物體當以速度V運動時，同時存在輻射能場及潛動能能場，兩種能場分別可測并須分別描述。但是，以下將完全證明原子核的輻射能場實際上就是原子核自旋潛動能。由此也證明潛動能普遍客觀存在。
也所以潛動能的能量效應較其壓力（即動量）效應明顯，尤其當速度V＜＜C時，人們無法觀測到這種動量效應。然而當物體速度接近光速（VC）時，潛動能的能量效應與動量效應均不可忽略。這時潛動能的能量效應形成愛因斯坦的質能關系事實；而其動量效應則形成"物質波"的事實。這就是"物質波"的本來面目和真實內容。
5.4潛動能的實驗驗證
5.1回旋加速器的驗證
文獻[10]介紹："電子在回旋加速器中，任何瞬間，軌道平均磁場的增量必須是軌道上磁場增量的2倍"。即：
dBave＝2dB―――――――――――――-（28）
這無疑表明本文如上全動能成立，亦即表明潛動能客觀存在。
5.2電子在加速器中同步輻射光
電子在加速器中同步輻射光能正是電子運動的潛動能，并且，電子同步輻射光的波長λ為：
λ＝h·c／E――――――――――――――（29）
注意：式中能量E是電子同步輻射光能量，也就是電子的潛動能。
5.3地球的潛動能
地球有潛動能？從沒聽說過！有人說。
不錯，但經本文由普適方程已經計算出地球確有潛動能：月球的存在給出完全的證明。因為本文對月球的計算表明，普適方程不僅適用于太陽系，而且適于地（球）--月（球）結構。并且，對月球的計算，得出兩個重要結果：①由普適方程計算月球繞地（球）軌道半徑與天文觀測（文獻［2］）的誤差小于1％；②由普適方程計算得出--月球是顆裸星。這已是個奇跡，目前為止任何理論都辦不到！
這種結果無疑表明：
第一，地球所得到的太陽輻射能剛好等于地球軌道動能，也剛好等于地球的潛動能。于是，地球能量處于一種動平衡中。這表明，月球繞地（球）軌道受地球潛動能嚴格支配，亦即受地球軌道動能嚴格支配，亦即受太陽能量嚴格支配。不僅如此，太陽以此嚴格支配著系內所有天體（無例外）的運行（位置、動能、尺寸、質量以及軌道曲線性質）。
第二，地球運動潛動能客觀存在，在數值上準確等于地球軌道運行動能。故〖潛動能定理〗成立！
第三，"物質波"就是本文所定義的"潛動能"。
第四，普適方程無條件成立！
5.4X射線韌致輻射
周知，X射線韌致輻射最短波長λmin為：
λmin＝h·c／E－―――――――――――（30）
式中E為外加能量，在數值上等于電子顯動能，也等于潛動能。需要指出的是，電子只能放出潛動能形成所謂的"波長"：λ。而電子的顯動能與宏觀物體的機械動能一樣：只能直接作機械功，不能直接成為輻射能。量子力學對此問題"心不在肝"！
所以，（30）式的真實物理內容是：電子放出潛動能形成所謂波長：λ，這證明潛動能客觀存在?？墒?，量子力學，還有德布羅意，把這稱為"物質波"！
還要注意：由（30）式可見，韌致輻射最短波長λmin連續可變，這已完全表明電子能量連續可變。再一次證明"量子化"并非電子自身固有屬性。
第六章物質波及其實質
6.1究竟物質波是什么
談物質波問題，恰進入量子力學權威領地。作為權威，理應對此做出科學合理解釋。遺憾的是雖經近百年發展量子力學仍滿足于對物理現象作似是而非的猜測，量子力學的"波函數"概念正是對"物質波"現象的猜測，并強加給電子。
下面考察物質波。
德布羅意"物質波波長"表達式為：
λ＝h／p――――――――――――――――（31）
該式表示什么物理意義呢？
認真研究表明：雖然λ具有長度量綱，但并不表征任何長度物理量，只能表征粒子動量p的反比量度。之所以具有長度量綱，是因為動量p反比量度的單位取h的結果。除此之外（31）式不再有其他物理意義，或將其變化如下：
λ＝h／p＝hv／pv＝hv／mv2＝hv／Em―――（32）
式中Em＝Tm為前文定義的粒子運動"全動能"，這表明λ亦可表征粒子運動全動能的反比量度，或者說是對潛動能的一種量度。所以可結論：
6.2物質波實質
第一，"物質波"波長只能表征粒子運動時的動量效應或者潛動能，實質是潛動能的反比量度。除此之外（32）、（31）式不再有其它意義。
第二，"物質波波長"絕不表示粒子有任何物理意義上的"波動"性質！
第三，那又為何將λ定義為"波長"呢？研究表明，這還是在于量子力學的特長--富于猜想的結果：看到粒子（光子或電子）的干涉和衍射現象，聯想宏觀波動（水面波動）的干涉，于是猜想微觀粒子（光子和電子）有一種說不清的波動性質。由此便將λ定義為"波長"。殊不知，宏觀波動（水面波動）的干涉與微觀粒子的干涉是完全不同的兩回事。研究表明，水面波動確系水面物質波動。而粒子（光子和電子）的干涉和衍射卻完全是由普朗克常數?與量子數n(一對孿生兄弟)共同（技術）表演的結果。并可嚴格準確具體證明:粒子（光子或電子）的干涉條件中的自然數n＝0,1,2,3…恰為量子數n＝0,1,2,3…（略）。這是因為粒子的干涉和衍射現象是粒子與（量子化了的）物質場（輻射能場）相互作用的必然結果。
并且在本文已到達的深度--準確描述場粒子自身結構深度上說，仍未發現任何粒子有任何內稟波動屬性。這說明根本不存在"物質波"。而德布羅意"物質波"概念恰在于粒子運動"潛動能"的事實。所以，與其說德布羅意發現了"物質波"，毋寧說他發現了粒子運動的潛動能。
之所以人們認為粒子具有波動性，客觀原因在于人們對微觀粒子，例如光子，幾乎完全缺乏了解。也因之，目前為止，光子的"波粒二象性"問題仍屬世界公認遺難問題之一！
第七章普適方程物理意義
7.1普適方程物理意義
普適方程物理意義可用圖（4）
描述如下：
圖中曲線①就是普適方程①
式，這代表大自然一種普遍基本規
律--相互吸引規律。式中T為
粒子（含天體）軌道動能，V為引
力勢能。動能等與勢能之半，這本是
經典物理內容。
曲線③就是普適方程③式，
這代表大自然另一種普遍基本規律
--相互排斥規律。式中E為粒子
（含天體）所得到的由輻射中心來的
輻射（排斥）能。
顯然，曲線①是線性的，即引
力能V隨距離r呈直線變化；而
排斥能E（曲線③）是雙曲線。故，
兩條曲線必相交，交點為②，即普適方程②式（T＝E）。這代表大自然第三種基本規律--普遍客觀存在規律--兩種相反作用永恒絕對平衡規律：既可以是穩態平衡，例如原子和太陽系；又可以是動態平衡，例如銀河系及宇宙的膨脹（含宇宙爆炸）。并且牛頓力學在大自然中完全好用！量子力學對牛頓力學的非議純屬癔語糊勒！
7.2普適方程注釋
第一，普適方程物理意義雖很寬廣，但卻真實具體，并不抽象。
第二，普適方程可以直接用來計算原子結構，計算天文結構須要變換（略）。
第三，已不難看出大自然（宇宙萬物）沒有任何東西能夠（可以）逃脫普適方程規律的支配！所以這里用了"永恒絕對普遍"規律說法，不僅物理意義，而且哲學意義準確可靠。亦不難看出人類目前為止的哲學理論錯誤（略）！
第四，因此不難理解：普朗克常數及量子數好比一對孿生兄弟，他們共同貫穿全部物理世界全部內容！
研究表明，這已構成物理學最基本的定律--物理學奠基定律。以致物理學不得不另辟一章：
第八章物理學奠基定律
8.1物理學奠基定律
〖物理學奠基定律〗：普朗克常數h＝2π?與量子數n＝0,1,2,3…好比一對孿生兄弟，它們同時共同貫穿全部物理世界全部內容，無例外。
8.2奠基注釋
大量研究表明，這不是簡單推廣。該定律普遍永恒絕對全天候成立！世界上找不到脫離這種定律的東西，人類的靈魂也不例外。因此，也沒有能脫離〖物理學奠基定律〗的物理學。所以這叫〖物理學奠基定律〗，名副其實也！
第九章量子力學的猜測
上述可見，量子力學對一些基本物理學問題要么似是而非，要么一無所知，儼然卻夸夸其談。甚者竟反科學之道建立了【測不準原理】，于是使得科學陷于惡性循環不解之中。這就是目前科學活生生的現實！
現總結量子力學對科學的種種似是而非的猜測：
量子力學猜測一：（目前）試驗電離能＝原子真實能級
量子力學猜測二：原子結構不同殼層K,L,M,N…中電子的量子數分別為n＝0,1,2,3…
量子力學猜測三：粒子（物質）具有（一種朦朧的）波動屬性
量子力學猜測四："物質波"①是軌跡波；②是幾率波；③是彌撒物質波包
量子力學猜測五：費米子（電子、質子）的自旋量皆為（1/2）?
量子力學猜測六：電子具有反常磁矩屬性（閉著眼睛摸大象）（以下準確計算證明）
量子力學猜測七：物質世界是測不準的，且不可能測準的，并由此建立一種反科學的理論──【測不準原理】
等等，僅舉與本文有關七例。
以上及以下討論充分證明《量子力學》完全錯誤，一無是處！并可對物理學做如下結論。
第十章物理學正論
10.1世界是粒子的（含場粒子及天體）。但任何粒子都不存在任何物理意義上的內稟波動屬性。
10.2粒子能量是量子化的（包括天體）。但實際上根本不存在什么"量子"，即使將"量子"理解為"能量子"也不科學。（量子力學純屬虛構！）
10.3普朗克常數?及量子數n已給出并將給出全部物理世界準確信息，它們共同貫穿全部物理世界全部內容。
10.4任何粒子（含天體，電子，無例外）均不具反常磁矩內稟屬性（以下給出具體計算嚴格證明）。
10.5物質世界是可測的，并完全可測準的，其準確程度完全取決于普朗克常數h＝2π?的準確度。
10.6電子、質子、中子都是經典粒子。附錄中嚴格證明（這種證明本身就是物理學一種奇跡，量子力學望塵莫及）。
10.7目前為止，世界是經典的。所以，量子力學所謂超脫經典實際就是超脫科學！
以下附錄是對全文的嚴格、具體證明。
第十一章附錄：粒子及其磁矩問題
粒子物理問題，由于缺少直觀經驗，這給人們正確認識造成極大困難。然而量子力學的出現并沒有幫助人們解決困難，反而給人們本來有限的認識能力又設置了人為的更難以逾越的障礙，這就是【測不準原理】。并把人們的認識能力禁錮在量子力學謬誤之中。
目前為止的實驗，已經驗證粒子具有磁矩。但對粒子磁矩問題，量子力學由于缺乏了解，又為了"符合"試驗，經常自覺不自覺混淆，有時偷換，普朗克常數的物理概念。這已使得量子力學對粒子磁矩問題的描述嚴重有詐！
以下用CGS和高斯單位制具體討論：
11.1粒子磁矩問題的實驗表達式
文獻[10]中，粒子磁矩表達通式如下：
g＝nh／μ0H＝ω?／μ0H―――――――（33）
研究表明，該式可謂經驗公式，因由試驗而來，應當是正確表達式。
然而問題在于，量子力學對實驗表達式的真實物理意義及實驗的真實物理過程并不清楚。對表達式的理解也有錯誤，因而得出完全錯誤的結果和結論。
對于電子，（33）式可變為：
ge＝ωe?/μBH――――――――――――（34）
式中ge＝1.0011596被量子力學定義為電子的"反常磁矩"值，ωe為電子自旋磁矩在磁場中進動角頻。并有：
μB＝γe?＝（e／2meC）?―――――――（35）
其中γe＝e／2meC――――――――――――(36)
那么有ge＝（ωe?/?H）÷γe――――――――(37)
可簡為ge＝ωe/γeH―――――――――――（38）
這就是量子力學基本思路，并由此得出電子自旋磁矩錯誤結果。又將這種錯誤勇敢地推廣到其它粒子和其他情況，這就錯上加錯。
需要指出，根據教科書概念，（36）式為電子軌道回旋比。量子力學又認為電子自旋回旋比為軌道回旋比的2倍，這是由于認為（實際是猜測）電子自旋量為（1/2）?的必然結果。也得出電子的朗德因子為2的結果，這是完全錯誤的（見下）。
以下討論給出完全的證明：電子純系經典粒子，并且其荷質比絕對均勻。
那么，對于這樣的經典粒子--電子來說，不管其角動量如何變化其軌道回旋比與自旋回旋比永遠相等（只要建立均勻荷質比的經典粒子模型，立即可證，略）。
考慮到量子力學錯誤因素在內，不影響以上及以下討論。研究表明（38）式對電子仍然準確成立。
但量子力學錯誤主要表現在：
11.2量子力學所犯經典錯誤
量子力學所犯經典錯誤一：將g定義為磁矩"反常"因子。這表明量子力學缺乏了解又理論貧乏，犯指導方向錯誤。以下將給出g因子的真實物理意義和內容。
量子力學所犯經典錯誤二：認為費米子（電子、質子）的自旋量皆為（1/2）?，這是狄拉克根據量子力學計算的錯誤結果：實際上是與作為能量單位的?簡單呼應導出結果，沒有物理意義。因而是完全錯誤的。
量子力學所犯經典錯誤三：量子力學自覺不自覺混淆并濫用普朗克常數?的物理概念并偷換之，這叫偷換概念。注意，（37）式中分線上下都有?項。由（33）式可知：
nhω?＝E――――――――――――――（39）
這里?分明表示能量E的單位，這就是（37）式分線上面之?。而（37）式分線下面之?卻是角動量的單位。兩種完全不同的物理概念不容混淆，雖然它們的數值和量綱完全一致。
稱職的物理學家在未有把握之前不會輕易消去?項。然而量子力學卻毫不顧忌這么做了，那末所得結果必有詐！
量子力學所犯經典錯誤四：以下將證明量子力學完全不了解粒子磁矩實驗的真實物理過程以及（33）、（38）式的真實物理意義。
那么，電子磁矩實驗真實物理內容是什么呢？現將（34）式變化如下：
ωe＝（ge·H／?）μB――――――――――（40）
注意，式中μB為玻爾磁子，系作為磁矩的單位出現，為常數；而?則作為能量的單位出現，亦為常數；因子ge也是常數。
那么，（40）式明確表明：ωe與H成正比，而與電子真實角動量無關（注意式中無有角動量物理量）。也就是說，無論電子真實角動量是多少，（40）式中的ωe都保持不變。
或者由（38）式得：
ωe＝ge·H·γe―――――――――――（41）
式中ge及γe均為常數，該式仍然表明ωe只與H成正比，與電子真實角動量無關。并請注意，這種認識上的差異將產生完全不同的結論。
由此可結論：由于粒子磁矩進動實驗結果與粒子真實角動量這種無關性（注意：與實驗無關，并非理論無關），因而這種試驗就不能直接測得任何粒子真實磁矩。因為完全相反，粒子真實磁矩直接與角動量緊密（理論）相關（只要建立經典粒子模型立即可證）。并且研究表明，這一結論對任何粒子都成立。
然而，量子力學卻由此直接得出"電子自旋磁矩"μe：
μe＝ge·μB―――――――――――――（42）
注意：這種結果，①偷換了常數?概念；②假定電子自旋量為（1/2）?；③并不了解ge因子的真實物理意義，因而是完全錯誤的結果。
然而，（41）式是有功勞的，它已經揭示出粒子磁矩問題的本質規律（量子力學全然不知）。并且，這種規律的正確性可用下述Ⅳ條磁矩定理表述。
11.3粒子磁矩定理Ⅰ
〖粒子磁矩定理Ⅰ〗:任何粒子（含場粒子及天體，下同）的磁矩問題都是經典問題，不存在任何非經典問題。
顯然，此定理的證明，不可能立竿以畢。但是，本文如下仍將給出完全的證明！
這定理的證明本身就已是物理學奇跡之一。這已表明量子力學完全無聊！
11.4粒子磁矩定理Ⅱ
〖粒子磁矩定理Ⅱ〗：任何磁矩進動試驗都不能直接測得任何粒子的真實磁矩。但玻爾磁子除外。
其實，上述討論已經給出定理Ⅱ的證明。這是由于實驗磁矩進動角頻(ω)與粒子真實角動量(L)無關，而粒子真實磁矩(μ)卻與粒子真實角動量(L)緊密直接相關（不可開膠）！
然而，量子力學竟然由實驗直接得出粒子的磁矩結果。那么，這種結果必不真實，嚴重有詐！這表明，量子力學先天不足，后天空虛，已養成寄生性和猜測性。所謂寄生旨在寄生于經典物理，經典物理已清的，量子力學也清楚，并夸其談而娓動聽；經典物理未清的，量子力學也一無所知，不得不依賴對實驗進行猜測--并美其名曰"符合"試驗。
11.5粒子磁矩問題理論表達式
研究表明，為了要得到粒子真實磁矩，就必須建立磁矩問題的理論表達式。量子力學對此完全無能。本文大量研究，現給出粒子磁矩問題的準確理論表達式如下：
Kφ＝ω·L／μ·H――――――――――（43）
或為討論方便變為：
ω＝Kφ·μ·H／L――――――――――（44）
注意，這種理論表達式的正確性，可用粒子磁矩定理Ⅲ表述如下：
11.6粒子磁矩定理Ⅲ
〖粒子磁矩定理Ⅲ〗：任何粒子（同上）不管公轉還是自旋（旋轉軸須平行），其磁矩在磁場中進動角頻ω與粒子磁矩μ成正比，與外加磁場強度H成正比，與粒子角動量L成反比。其比例為常數。
若用符號Kφ表示這個常數，那么有：
Kφ＝1.0011596――――――――――――(45)
研究表明，Kφ為物質與物質場相互作用常數，并且這是所有粒子（含天體）的共性問題，絕非任何粒子（例如電子）所特有。任何粒子，無例外，都不具反常磁矩內稟屬性，以下給出完全的證明。
研究還表明，理論表達式即（43）、（44）式具有普遍意義，對所有粒子（含天體）任何情況（公轉和自轉）都準確適用。并都將得到與實驗完全相符的結果。
這一事實完全表明：
第一，粒子磁矩問題是共性問題。
第二，粒子磁矩問題確系經典問題。這表明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗成立（以下還將證明）。
11.7電子及其磁矩
作為物理學者，在將（34）式變為（38）式時不應忘記兩件事：
11.7.1物理學者不應忘記第一件事
第一件事：由于混淆并（偷）更換常數?物理概念的結果，使得（38）式具有了完全特殊的意義。在于，（38）式卻反映且唯能反映電子基態軌道磁矩真實情況。這是由于唯基態電子軌道運動角動量為?，也方可與作為能量單位的?相消。這么做的結果，使得磁矩實驗只能直接測得電子基態軌道運動真實磁矩，且在數值上等于玻爾磁子μB：
μB＝ωe·?/ge·H――――――――――（46）
需指出，這是所有磁矩進動試驗所能測得的唯一真實磁矩。除此之外任何粒子任何情況（公轉和自轉）的真實磁矩都不可能由磁矩進動實驗直接得出（只要建立經典模型立即可證）！
（46）式也可由（34）式直接導出，但物理意義完全不同：在（34）式中，μB系作為磁矩的單位出現，為常數，?則作為能量的單位出現；而（46）式中μB則是電子基態軌道真實磁矩，而?為電子基態軌道運動真實角動量。
11.7.2電子快報
電子快報：
研究表明，（46）式又有引伸的重要物理意義（可謂物理學今古奇觀）：在于由電子自旋的實驗竟然得出電子軌道運動的真實磁矩μB；反而無論如何也不能直接測得電子的自旋真實磁矩。就是說，將電子自旋試驗參數（自旋進動角頻ωe、自旋試驗場強H、自旋因子ge）代入（46）式，居然得出電子基態軌道運動真實磁矩μB！并且計算也表明，對其它軌道磁矩（38）式也適用。這便是值得物理學家注意的"電子快報"！于是有：
11.7.3電子磁矩問題的表達通式
因此，可以構造電子磁矩問題的表達通式：
μe＝ωe·Le／ge·H――――――――（47）
式中μe既表示電子的自旋磁矩，也表示軌道磁矩，Le則為對應的角動量。
11.7.4電子磁矩問題表達通式的應用
例一：用電子磁矩表達通式即（47）式求解電子軌道角動量為L2＝2?時的軌道磁矩μ2
解：將L2＝2?代入（47）式有：
μ2＝ωeLe／geH＝ωeL2／geH＝ωe·2?／geH＝2（ωe?／geH）
＝2μB（正確）
研究表明，對電子自旋（47）式當然成立，因為（34）～（38）式是系由自旋試驗而來。只要將電子自旋真實角動量代入（47）式便得電子自旋真實磁矩（以下給出結果）。
11.7.5莊嚴事實
莊嚴事實：
由電子自旋試驗得到的結果即（38）式，卻完全適用于電子任何情況（包括自旋各種狀態，也包括軌道公轉各種情況）。這已充分證明〖粒子磁矩定理Ⅲ〗成立，同時證明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗也成立。如果電子不是經典粒子，（47）式絕不會成立。
11.7.6一條真理
一條真理：
上述莊嚴事實展示一條真理，即下式成立：
ω自／ω公＝ωe／ωB1――――――（48）
式中用ω自表示電子自旋磁矩進動角頻，亦即ωe；而ω公表示電子軌道磁矩進動角頻，亦即ωB。研究表明這是〖粒子磁矩定理Ⅲ〗及〖粒子磁矩定理Ⅰ〗的必然結果！以下還將對(48)式進一步證明。
這種結果，唯一表明電子純系經典粒子，因為只有經典的荷電粒子模型（并且荷質比均勻）才有（48）式結果（只要建立經典模型立即可證，略）。
11.7.7量子力學錯誤結果
然而，量子力學卻得出與（48）式相悖的錯誤結果：
ωe／ωB＝μe／μB＝ge＝1.0011596―――（49）
顯然，量子力學完全不知常數ge的真實物理意義。更不知：〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已無余地地指出，任何磁矩進動試驗都不可能直接測得任何粒子的真實磁矩！然而，量子力學卻直接得出（42）、（49）式結果。所以這種結果必不真實，嚴重有詐！也顯然，這種結果純系根據實驗比值瞎子摸象。又美其名曰"符合"試驗，多荒唐！
11.7.8物理學者不應忘記第二件事--荷質比均勻問題
第二件事：電子（作為粒子）自身內部結構各點微荷質比是否均勻？如果微荷質比均勻，則（34）～（38）式均成立，反之都不成立。
這問題，只要建立經典模型立即可證（略）。同樣可證明，如果粒子內部微荷質比不均勻對軌道公轉磁矩影響甚微，可忽略；但對自旋磁矩影響顯著，不可忽視（研究表明質子和中子正是這種情況）。然而，量子力學一律忽視！
以下對荷質比作定量討論，需要定義。
微荷質比的定義：將粒子內部結構各點的真實荷質比定義為微荷質比，用符號q／m表之。
那么，如果粒子自身內部結構各點微荷質比點點相同，即：
q／m＝常數―――――――――――（50）
則被定義為：粒子自身內部結構荷質比均勻。
否則謂荷質比不均勻。
顯然，此類問題量子力學顯得力所不及。但值得慶幸的是，對電子來說大量研究表明（50）式準確成立。也正因如此，才允許（否則不允許）進行（35）～（38）式變換，才有（48）式結果。否則（48）式不會成立，也不會有（47）是正確結果。
此外，本文應用普適方程已準確推出電子自身內部結構（繁瑣，略），這種結構也準確表明電子內部結構各點微荷質比點點相同。且有：
q／m＝常數＝e／me―――――――（51）
那么，以下〖粒子磁矩定理Ⅳ〗給（48）式以嚴格證明。
11.8粒子磁矩定理Ⅳ
〖粒子磁矩定理Ⅳ〗：任何粒子（同上）只要是經典的，如果（50）式成立，不管公轉還是自旋下式總成立：
ω1/ω2＝q1／m1÷q2／m2－―――――（52）
式中q1／m1、q2／m2分別表示兩種情況下的粒子平均荷質比；ω1、ω2分別表示兩種情況下磁矩進動角頻；下表"1"、"2"表示兩種情況：其中包括兩種粒子情況m1、m2，或者兩種電荷q1、q2情況，或者表示同一粒子兩種試驗條件，或者表示自轉與公轉兩種情況。
這表明（52）式的廣泛適應性。它也表明粒子磁矩問題的共性，同時也表明離子磁矩問題的經典性。
只要建立經典模型，〖粒子磁矩定理Ⅳ〗立即可證（略）。需指出，〖粒子磁矩定理Ⅳ〗既可由理論表達式推導證明（略），也可由實驗表達式推導（略）。
那么，將（52）式應用于電子的自旋與公轉兩種情況，則有：
ω1／ω2＝ω自／ω公＝ωe／ωB
＝q1／m1÷q2／m2――――――（53）
式中下標"1"表示電子自旋情況，下標"2"表示電子公轉情況。于是：
q1／m1q2／m2e／me
那么有：ω自／ω公ωe／ωB1―――――――（54）
這表明（48）式成立，亦即表明電子自身內部荷質比均勻。
這再一次證明了電子問題的經典性質。如果電子不是經典粒子（54）式絕不成立。
至此，上述四條磁矩定理嚴格證畢。
那么，這就在事實上徹底打破了《量子力學》關于電子理論問題的神話--鬼話。
并且至此，已完全、充分、確切地證明了量子力學純系偽科學（非任何偏見）。在哲學及物理學意義上說，此結論都嚴格準確。
11.9粒子磁矩理論表達式的應用
11.9.1用理論表達式計算電子軌道磁矩
例二，應用粒子磁矩理論表達式即（43）式求解電子基態軌道運動角動量為L1＝?時的軌道磁矩μB
解：由（43）及（54）式得
Kφ＝ωBL1／μBH＝ωe?/μBH――――（55）
那么μB＝ωe?/KφH―――――――――――（56）
式中Kφ＝ge（數值相等但物理意義不同）。顯然，該式與（46）式等價。所以（56）式結果正確。這表明本文磁矩理論表達式正確成立。
也顯然，對于其它軌道磁矩理論表達式都成立（略）。
那么，（55）式是一個很有用的式子，他好比粒子磁矩問題杠桿，由它可導出所有粒子所有情況（公轉和自傳）的真實磁矩。
11.9.2用理論表達式計算電子自旋真實磁矩
例三，用粒子磁矩理論表達式求解電子自旋真實磁矩:μe
解：將磁矩理論表達式用于電子自旋則有
Kφ＝ωeLe/μeH―――――――――――（57）
聯立（55）、（57）二式則有
μe＝（ωeLe／ωB?）μB――――――（58）
由〖粒子磁矩定理Ⅳ〗及（48）式知：ωe＝ωB，故有：
μe＝（Le／?）μB―――――――――――（59）
只要將電子真實自旋角動量：Le
Le＝(1/401.16764)?―――――――――（60）
（這是本文大量研究結果，推導繁瑣，略）代入（59）式便得電子自旋真實磁矩：μe
μe＝(1/401.16764)μB――――――――（61）
可有人不敢相信這(61)式結果。但是，（59）式必正確！
那么，為何量子力學猜測電子自旋量為（1/2）?，又能與實驗"相符"呢？這是由于磁矩實驗表達式即（34）～（38）式與電子真實角動量無關，不管電子真實角動量是多少，（34）與（38）二式總自洽成立。因此，量子力學詭稱符合實驗，實屬欺詐！
下面考察質子。
11.10質子及其真實磁矩
考察質子磁矩立刻出現困難：卻乏質子有關數據。
11.10.1質子結構數據
不過不要緊，本文大量研究已經給出質子自身結構準確描述，并在幾方面都與實驗完全相符。這種描述給出如下兩個重要結果：
第一，質子自旋真實角動量以LP表示,則為：
LP＝h＝2π?＝6.6260755×10－27(爾格妙)―――（62）
第二，質子自旋理論半徑以rP表示，則為：
rP＝1.324100×10－13（cm）――――――（63）
這兩項結果推導繁瑣，但以下仍將給出出其不意令人嘆為觀止的證明。
仿照電子，對質子做如下計算：
EP＝n2LP2/2mPrP2＝n2h2/2mPrP2―――（64）
式中mP為質子質量，n為量子數。將（63）、（62）式代入得：
EP＝n2×7.5163935×10－4（爾格）――――（65）
注意：式中數字恰為質子自旋動能，現以符號TP1表示：
TP1＝（1/2）mP·C2
＝7.5163935×10－4（爾格）――――――（66）
那么，據潛動能定理，質子必有潛動能，以TP2表示：
TP2＝TP1＝（1/2）mP·C2
＝7.5163935×10－4(爾格)―――（67）
那么，質子必有全動能以EPm表示：
EPm＝TP1＋TP2＝mP·C2
＝1.5032787×10－3（爾格）―――――（68）
這就是聞名遐邇的愛因斯坦"質能關系"式：
E＝mC2――――――――――――――――（69）
這表明質子自旋速度恰為光速C，那么質子自旋角動量若以符號LP表示必為：
LP＝mP·C·rP＝6.6260755×10－27(爾格妙)
＝h＝2π?―――――――――――――（70）
如上計算表明，（63）、（62）二式必需同時成立。如果LP、rP中一項不成立，則上述計算都不成立。這可謂對質子結構數據初步證明，以下還將證明。
11.10.2質子世界
注意，（64）式有著極為豐富的物理內容?，F將其變化如下
E＝n2h2/2mPr2――――――――――――（71）
這就是質子輻射能場準確數學表達式，式中r＝rP∞為距離，E的量綱為能量，但其數值為在r處單位面積上的能量，即能場強度。當距離從∞收縮至rP時，能量E恰為EP即（65）式，且此時質能關系式E＝mC2成立。這說明質子活動（自旋）范圍為rP（自旋半徑），亦即（63）式成立。
上述可見，質子世界的（作用）范圍為r＝0∞。其中0rP為質子內部結構世界，而rP∞為質子（或原子核）的外部作用世界。
11.10.3量子化的根源
注意，（64）式及（71）式能量都是量子化的，并且，這就是世界量子化的真實根源！這是質子（原子核）的內稟屬性。也并且，原子核（質子）以此嚴格規定并支配著所有外部世界：核外所有電子、原子、分子、晶體、固體、液體、氣體、天體、宇宙的結構和性質，以及宇宙的歷程。這些也都是大自然內在本質規律。
11.10.4質子與普適常數
根據經典物理，現將質子電荷庫侖自舉能用Epe表示，則：
Epe＝e2/2rP＝8.7296129×10－7（爾格）―――（72）
那么有：
EPm／Epe＝1722.0451＝Φ―――――――（73）
這也就是正文中的普適常數Φ之值，參見（15）式。式中EPm為質子全動能，即（68）式?？梢姡者m常數Φ還嚴格規定著質子。
注意：（15）式與（73）式是完全不同的計算，然而竟得出完全相同的結果，即普適常數Φ之值。這種令人嘆為觀止的結果，已完全表明本文對質子的計算無誤。以上質子數據都成立。
11.10.5質子與反常磁矩
作如下計算：
（TP1＋TP2）／TP1＝1.0011614――――――（74）
這就是試驗測得的"反常磁矩值"。注意文獻［10］介紹："試驗測得電子反常磁矩值為1.0011609(±0.0000024)"。
再做如下計算：
1＋1÷（Φ/2）＝1＋2/Φ＝1.0011614―――（75）
這就是普適常數Φ與反常磁矩的關系。
上述計算已經表明：
第一，謂反常磁矩值并非為電子所特有，而是物質間相互作用常數，為任何粒子（包括天體）所共有。
第二，本文關于質子結構數據的計算準確無誤。
11.10.6質子的真實磁矩
有了上述準備，現在繼續考察質子磁矩。但又出現困難：質子內部結構微荷質比是否均勻？不過不要緊：可以先假定其荷質比均勻，然后在研究處理。
那么，如果質子荷質比均勻，亦即假定（50）式對質子成立，就可將〖粒子磁矩定理Ⅳ〗應用于質子和電子兩種粒子。必有：
ω1／ω2＝ωe／ωP＝q1／m1÷q2／m2＝e／me÷e／mP
＝mP／me―――――――――――（76）
式中用下標"1"表示電子，下標"2"表示質子，所以有：
ωe／ωP＝mP／me―――――――――――（77）
該式右端為質子與電子的質量之比，為：
mP／me＝1836.1528―――――――――――（78）
而（77）式左端，實驗（文獻[12]）已經測得：
ωe/ωP＝658.210688―――――――――（79）
然而，量子力學（文獻［12］）錯誤地推薦此值為：
ωe／ωP＝μe／μP＝658.210688―――――（80）
顯然，這是錯誤結果：第一因為，上述〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已無余地地指出，任何磁矩進動實驗都不可能直接測得任何粒子的真實磁矩；第二因為，試驗實際測得的數據是ω而不μ，
這表明（79）式正確無誤，而（80）式錯誤。
回頭再看，（77）式并不成立！究其原因恰在于：假設不合理。原來質子自身結構荷質比并不均勻！然而，不均勻程度如何？需作如下計算：
mP／me÷ωe/ωP＝1836.1528/658.201688
＝2.7896125――――（81）
注意：這就是質子內部結構荷質比不均勻程度。因為如果荷質比均勻，（77）式必成立（據磁矩定理Ⅳ）！而事實不成立，恰在于質子的荷質比不均勻（唯一原因）。故，（81）式準確表征質子荷質比不均勻程度。
若以符號gP表示質子荷質比不均勻因子（即不均程度），則有：
gP＝mP／me÷ωe/ωP＝2.7896125――――（82）
大量研究表明，此種關系對任何粒子都準確成立。
于是粒子荷質比不均因子（以符號g表示）的表達通式為：
g＝m／me÷ωe/ω―――――――――――（83）
顯然，這里的荷質不均因子與教科書中（文獻［4］）朗德因子數值相近，但物理意義完全不同。若以符號g''''表示朗德因子，則有：
Kφ＝g''''／g＝1.0011596――――――――（84）
研究表明，（84）式對所有粒子都準確成立。那么，對質子則有：
Kφ＝gP''''/gP＝2.79284386/2.7896125
＝1.0011596――――――（85）
看！質子也有了"反常磁矩值"：1.0011596。這種計算，再次打破了量子力學關于電子的神話--鬼話。
所以研究表明，Kφ＝1.0011596為物質與物質場相互作用常數（參見〖粒子磁矩定理Ⅲ〗），為任何粒子（包括天體）所共有。并不為電子所特有，因而不能表征磁矩"反常"。
那么，將磁矩理論表達式，即（43）式用于質子：
Kφ＝ωP·LP/μP·H―――――――――（86）
聯立（55）、（86）二式有：
μP＝（ωP·LP／ωe·?）μB―――――――（87）
將（70）、（79）二式代入得；
μP＝(2π／658.210688)μB
＝8.8528430×10－23（爾格／高斯）―――（88）
這就是質子自旋真實磁矩！這是質子磁矩的第一種算法。用這種算法可以算得任何粒子的真實磁矩，下面介紹另種算法。
11.11粒子磁矩另一種算法
大量研究，下面給出粒子磁矩另種算法表達通式：
μ＝g·γ·L――――――――――――――（89）
研究表明，該式對所有粒子的磁矩都準確適用。雖然教科書中也有一模一樣的公式，但物理意義大相徑庭！
這里，L為粒子真實角動量；γ為所謂的回旋比，但對荷質比不均勻的粒子，γ已不再能表征真實回旋比，而只能表征平均荷質比概念；g則為荷質比不均因子，它表征粒子內部荷質比不均勻程度，為無量綱常數，可由實驗測定，也可理論推導。并且有：
gg''''/Kφ―――――――――――――――（90）
式中g''''為教科書中的"朗德因子"。研究表明（89）、（90）二式對任何粒子（含天體），不管公轉還是自轉都嚴格成立。
11.11.1電子磁矩另一種算法
對于電子，（90）式變為：
ge＝ge''''/Kφ＝1.0011596/1.00115961―――（91）
這里，電子的ge1，表征電子內部結構各點荷質比絕對均勻。并再次證明電子確系經典粒子。那么，以上所有計算均有效！
11.11.2用另種算法計算電子軌道磁矩
例四，用（89）式求解電子軌道角動量為L3＝3?時的軌道磁矩μ3
解：對于電子，ge1，γe＝e／（2meC），并將L3＝3?代入（89）式有
μ3＝（e／2meC）×3?＝3μB(正確)
11.11.3用另種算法計算電子自旋磁矩
例五，用（89）式求解電子自旋磁矩:μe
解:對于電子,ge1，γe＝e／（2meC），代入（89）式得
μe＝（e／2meC）Le＝（Le／?）μB―――（92）
此結果與（59）式全同，正確。
11.11.4質子和中子磁矩的另種算法略……
11.12結語
綜上述可見：
第一，Ⅳ條〖磁矩定理〗完全是經典的。
第二，電子、質子、中子完全遵從Ⅳ條〖磁矩定理〗，這已無可辯駁地證明：電子、質子、中子完全是經典粒子?！读孔恿W》純屬主觀臆造！
第三，本文《物理學正論》成立。
參考文獻
[1]理論物理《量子力學》-----------吳大猷著（臺灣）
[2]《物理量和天體物理量》-----------艾倫著（英）
[3]《關于氦原子的計算》-----------黃崇圣著（成都科技大學學報1980.6）
[4]《原子物理學》----------------諸圣麟著
[5]《氦原子光譜，兼談原子結構》-----朱正擁著（鐵嶺師專學報1986.4）
[6]《18個元素的原子結構計算》------張奎元著（鐵嶺衛校?？?988.1）
[7]《36個元素的原子結構計算》------陶寶元著（鐵嶺教育學院院刊1989.1-2）
[8]《物理學》(教材)---------------復旦大學編
[9]《電動力學》------------------郭碩鴻著
[10]《物理大辭典》-----------------臺灣版
第3篇：量子力學結論范文
關鍵詞：物理本體；物理實體；量子現象；主觀；客觀
基金項目：國家社會科學基金項目“量子概率的哲學研究”（16BZX022）
中圖分類號：N03 文獻標識碼：A 文章編號：1003-854X（2017）06-0054-06
一、引言
時間和空間是人類所有經驗的背景。除去存在的事物，時間、空間什么也不是，不存在只有一件事物的時間、空間，時空是事物之間相互關系的一個方面。
人類通過感性經驗認知的時空，稱作經驗時空；以科學原理和科學方法指導認知的時空是科學時空；牛頓時空、狹義相對論時空、廣義相對論時空、量子力學時空，是經驗時空的科學提升和科學發展，稱作物理時空①。物理時空是科學時空。描述現象實體的時空是現象時空，經驗時空、物理時空、科學時空均是現象時空。而未經觀察的“自在實體（物理本體）”所在時空，稱為“本體時空”。“本體時空”是復數的②，因此，人類實質生活在復數時空中 。作為自然人，觀察者存在于“本體時空”，實時空是人類對時空認識的簡化③。
主體、客體、觀察信號是人類認知自然的三大基本要素④。一般“現象對觀察者的主觀依賴性”有其客觀原因，體現觀察信號的自然屬性對觀察者在認知中的影響。當把現象對觀察者的主觀依賴性轉化為時空的屬性后，就可以達到客觀描述物質世界⑤。所謂客觀描述就是理論計算與經驗及科學實驗結果相符。
考慮觀察信號的客觀作用并納入時空理論的科學建構之中，客觀描述物理現象，是物理學家的重要工作。一般，哲學認知中沒有明晰“觀察信號中介作用”的客觀地位，不管“機械反映論”，還是“能動反映論”，都自動將其融入“反映論”理論體系，尤其是前者，往往容易導致主觀唯心主義的滋生。
狹義相對論用光對時，考慮了光對建立時空的貢獻；牛頓時空是對時信號速度c趨于無窮大的極限情態；考慮引力場對建立時空的影響，引力時空是彎曲的，狹義相對論的平直時空是它的局域特例。從牛頓力學到狹義相對論再到廣義相對論，時空發生了變化，但主體與描述對象的關系沒有變，主體對客體的描述是客觀的。那么是否主體對認知對象完全沒有主觀影響？如果有，它如何產生，又如何消解，實現客觀描述物質世界？經典力學中，人類的處理方法是通過揭示“現象對觀察者的主觀依賴性”及其產生機理，在不同認知領域區分描述中可以忽略的和不可忽略的，能忽略的舍棄，不能忽略的轉化成時空的屬性，實現客觀描述；而從牛頓力學（或相對論力學）到量子力學，時空沒有變化，描述對象具有波粒二象性，“量子現象的主觀依賴性”更為突出。如何消解“量子現象對觀察者的主觀依賴性”，實現量子現象的客觀描述，一直是量子力學基礎討論的熱點。量子力學必須有自己的客觀描述量子現象的時空⑥。
量子力學時空是閔氏時空的復數拓展和推廣⑦，由此可以實現客觀描述量子世界。它與相對論時空有交集，也有異域。有因必有果，反之亦然，時間與因果關系等價⑧。量子力學中的非定域性，與能量、動量量子化及量子態的突變性相關聯。突變無須時間，導致因果鏈斷裂，與因果關聯的相互作用也被刪除，由此引進了類空間隔。平行并存量子態的出現，是不遵從因果律的量子力學新表現；當能量、動量和相互作用變得連續，宏觀時序得到恢復時，回到相對論時空，量子測量中“量子態和時空的坍縮”⑨ 是不同物理時空的轉換，希爾伯特空間只是它們的共同數學應用空間⑩。
時空不是絕對的，相對時空有更廣闊的含義，人類需要擴大對時空概念的認知，不同的認知層次有不同的時空對應，復數時空更為本質。人們不應該將所有領域的物理實體歸于某一時空描述，或者用一種時空的性質去否定另一種時空的存在。還是愛因斯坦說得好：是理論告訴我們能夠觀察到什么。當然，新的實驗事實又將告訴人們，理論及其對應的時空應該如何修改和發展。理論不同時空不同，時空具有建構特征。
二、時空的哲學認知與物理學描述
時空是哲學的基本概念，也是物理學的基本概念。哲學認為，時間和空間是物質的存在形式，既不存在沒有時空的物質，也不存在沒有物質的時空。笛卡爾指出，空間是事物的廣延性，時間是事物的持續性；康德認為，時空是感性材料的先天直觀形式；牛頓提出時間和空間是彼此分離，絕對不變的，強調數學的時間自我均勻流逝；萊布尼茨說，空間是現象的共存序列，時間與運動相聯系；黑格爾認為，事物運動的本質是空間和時間的直接統一。休謨認為，時、空上的接近和先后關系與因果性直接相關。中國的“宇”和“宙”就是空間和時間概念，它是把三維空間和一維時間概念同宇宙密切聯系在一起的最早應用{11}。
哲學具有啟示作用，但時空概念如果不與人的社會實踐、科學實驗、科學理論及其數學物理方法相聯系，就只能停留在形而上，無法上升為科學理論概念。
物理學中，空間從測量和描述物體及其運動的位置、形狀、方向中抽象出來；時間則從描述物體運動的持續性、周期性，以及事件發生的順序、因果性中抽象出來；空間和時間的性質，主要從物體運動及其相互作用的各種關系和度量中表現出來。描述物體的運動，先選定參照物，并在參照物上建立一個坐標系，一般參照物被抽象成點，它就是坐標系的原點；假定被描述物體的形體結構對討論的問題（或對參照物的時空）沒有影響，將物體抽象成質點，討論質點在坐標系中的運動及其相關規律，這就是物理學。由此，“時空是物質的存在形式”的哲學認知也就轉化為人類可操作的具體物理理論描述。
可見，時空的認知與人類的社會實踐、科學實驗、科學進步直接相關，離不開物理和數學方法的應用。笛卡爾平直空間、閔可夫斯基空間、黎曼空間都已作為物理學所依托的幾何學，在牛頓力學、狹義相對論、廣義相對論中得到了充分應用。由此，幾何學被賦予了物理意義。從牛頓力學到狹義相對論再到廣義相對論，時空發生了變化，但描述對象與觀察者之間的關系沒有變，描述是客觀的，并且描述對象都可抽象成經典的粒子，采用質點模型。量子力學不同，從牛頓力學（相對論力學）到量子力學，描述量子現象的時空沒有變化{12}，物理模型沒有變，但量子現象對觀察者有明顯的主觀依賴性，難以客觀描述微觀量子現象。深入分析，解決的辦法有兩種，一是更換物理模型的同時也改變物理時空，消除“量子現象對觀察者的主觀依賴性”，實現客觀描述微觀量子客體；二是改變時空的同時，保留“量子現象對觀察者的主觀依賴性”，將本體、認識、時空融為一體，主觀納入客觀，模糊主客關系。雙4維時空量子力學基礎采用了第一種方法。通過場物質球模型，把點模型隱藏的空間自由度釋放出來；在改變物理模型的同時，也改變了描述時空；將不是點的微觀客體自身的空間分布特性，轉化為描述空間的屬性，客觀描述量子客體。我們認為，第二種方法將主觀認識不加區分地“融入時空”，有損客觀性、科W性，量子力學時空必須是描述客觀世界的時空。物理時空需要建構。
三、牛頓絕對時空中“現象對觀察者的主觀依賴性”及其“消解”
眾所周知，物理學對物體運動狀態的描述，理應包含參照物和被描述物體自身的時空特征，而參照物和物體自身的時空特征，必須通過觀察發現。觀察需要觀測信號，物體運動狀態及其時空特征必然帶有觀測信號的烙印{13}。
“物理本體”不可直接觀察，我們觀察到的是“物理實體”{14}。參照物與研究對象都有自己對應的物理時空，牛頓力學時空應該是兩者的綜合，而不應該只是參照物的時空。但是，牛頓力學中光速無窮大，在討論物體運動時，又假設研究對象的時空結構對討論的問題沒有影響，忽略不計，于是，研究對象抽象成了質點，整個理論體系就只有與參照物聯系的時空了。
任何具體物體都不會是質點。當用信號去觀察它時，物體自身的時空特征與物體的運動狀態與觀察信號的性質、強弱和傳播速度相關。質點模型忽略物體自身的幾何形象及其變化，忽略運動及觀察信號對物體自身時空特征的影響，參照物也不例外。在從參照物到坐標系的抽象中，抽掉運動及觀察信號對參照物時空特性的影響，就是抽掉物體運動及觀察信號對坐標系時空特性的影響，就是抽掉人的參與對時空認知的影響{15}。牛頓力學時空與物體運動及觀察者無關，絕對不變，基于絕對不動的以太之上。所以，牛頓可以把時間和空間從物質運動中分離出來，時間和空間也彼此分割，空間絕對不變，數學的、永遠流逝的時間絕對不變{16}。哲學的時空演變成了可操作的物理時空。這是宏觀低速運動對時空的簡化與抽象，理論與宏觀經驗及計算相符。
相互作用實在論認為，現實世界是人參與的世界，對一個研究對象的觀察，離不開主體、客體、觀察信號三個基本要素。參照物和觀察對象的運動和變化及其時空屬性，與觀察信號的性質相關。牛頓力學中，不是沒有現象對觀察主體的依賴性，而是在理論的建立中認為影響很小，可以忽略不計。牛頓力學是“物理本體=物理實體”的力學{17}。這與宏觀經驗和科學實驗相符，在宏觀低速運動層次實現了主客二分，理論被看作是對客觀實在的描述。牛頓力學中，物質告訴時空如何搭建描述背景，時空告訴物質如何在背景中運動。二者構成背景相關。
牛頓時空是均勻平直時空，相對勻速運動坐標系間的變換是伽利略變換。物理定律在伽利略換下具有協變性，相對性原理成立。
四、狹義相對論中“現象對觀察者的主觀依賴性”及其“消解”
狹義相對論建立之前，洛倫茲就認為高速運動中物體長度在運動方向發生收縮{18}。這是他站在牛頓時空立場，承認以太及絕對坐標系的存在對洛倫茲變換所作的解釋。描述時空沒有變，“現象對觀察者出現了主觀依賴性”。自然現象失去了客觀性，這是一次認識危機，屬19世紀末20世紀初兩朵烏云之一。
狹義相對論不同，它考慮宏觀高速運動中觀察信號對物體時空特征的影響。愛因斯坦在“火車對時”實驗中，他用“光”作為觀察、記錄、認知物體時空特征的信號{19}；通過參照物到坐標系的抽象，論證靜、動坐標系K與K′“同時性”不同，靜、動坐標系運動方向時空測量單位發生了變化；將洛倫茲所稱“運動物體自身運動方向上的長度收縮”演變成坐標系時空框架的屬性，還原質點模型，建立相對論力學。實現了觀察者對觀察對象的客觀描述。
狹義相對論中質點的動量、能量、位置和時間都有確定值，質點的運動具有確定的軌跡，這一點與牛頓力學相同。
狹義相對論時空的另一重要物理意義是揭示了“物理本體”的客觀實在性。
牛頓力學缺少相對論不可直接觀察的靜能（m0c2，m0c）對應物，物理本體=物理實體，哲學上的抽象時空直接過渡到牛頓物理時空。
狹義相對論不一樣，每一個物體都有一個不可直接觀察的靜能（m0c2，m0c）對應物，它在任何靜止參考系中都是不變量，是物理實體背后的物理本體，物理本體不變，變的是mc2、mc對應的物理實體。“物理本體”既不是形而上的（物自體），也不是形而下的（物體），是形而中的（靜能對應物）。它可以認知、可以理論建構，但又不可直接觀察。相對于牛頓，愛因斯坦相對論揭示了“物理本體”的真實存在性?！翱陀^物質世界”不是思維的產物。
狹義相對論中，物質告訴時空在運動方向如何修正測量單位，時空告訴物質如何長度收縮、時間減緩。時空具有相對性。
狹義相對論時空雖然也是均勻平直時空，但由于有上述“相對時空”的出現，時空度規與歐氏時空度規有明顯區別，所以稱為贗歐氏時空。
但狹義相對論仍然是只考慮光及光速的有限性對建立時空的影響，沒有考慮引力作用對建立時空的影響。如果考慮引力對時空的影響又如何呢？
五、廣義相對論中“現象對觀察者的主觀依賴性”及其“消解”
廣義相對論中有水星近日點進動問題和光走曲線的討論。站在牛頓平直時空的立場，觀察結果與理論計算不符。這不是儀器的精度不夠，也不是操作失誤，而是理論本身的問題。因為，牛頓力學也好，狹義相對論也好，討論引力問題，引力場對參照物和研究對象時空屬性的影響都沒有計入其中，而留在觀察者對“現象”的觀察、判斷之中，出現宇觀大尺度“現象對觀察者的主觀依賴性”。如果考慮引力場使時空發生彎曲，利用彎曲時空計算水星近日點進動和光走曲線現象，“現象對觀察者的主觀依賴性”就變成時空的屬性?！艾F象對觀察者的主觀依賴性”就得到了“消解”，觀察現象與理論結果就取得了一致。這里，物質使時空彎曲，時空告訴物質如何在彎曲時空中運動。廣義相對論實現了觀察者對觀察對象的客觀描述。
廣義相對論時空是彎曲的，時空度規是變化的。
六、量子力學中“現象對觀察者的主觀依賴性”及其“消解”
微觀客體具有波粒二象性，同一個電子，通過雙縫表現為波，而打在屏幕上又表現為粒子，電子集波和粒子于一身，“量子現象對觀察者的主觀依賴性”更為突出。經典力學中波動性和粒子性不能集物體于一身，量子力學與經典力學表現出深刻的矛盾。矛盾的產生，可能是描述微觀現象的時空出了問題。量子力學的研究領域是微觀世界，研究對象是微觀客體，不是經典的粒子，用以觀察的信號也不是連續的光，而是量子化了的光，通過光信號建立的時空應該與牛頓、相對論時空有所區別。而量子力學使用的還是牛頓時空、狹義相對論時空，時空沒有變，物理模型沒有變，而研究領域、觀察信號和研究“對象”變了。量子力學必須有自己對應的時空，將“量子現象對觀察者的主觀依賴性”，轉化為描述時空的屬性，實現客觀描述量子現象！ 雙4維時空量子力學就是為實現這一目標應運而生的。
現有量子力學“量子現象對觀察者的主觀依賴性”之所以難以消解，與量子力學中的點模型相關。許多量子現象與點模型隱藏的空間自由度有直接聯系，但點模型忽略了這些自由度對產生微觀量子現象的作用和影響。我們必須將隱藏的空g自由度還原于時空，才可能正確地認識、客觀描述量子現象。
可以公認，微觀客體不是點{20}，是一個有形客體，有一定的空間分布，不存在確定于某點的空間位置，這是客觀事實。理論上，牛頓時空幾何點位置是確定的，量子力學使用的是質點模型，0 維，位置也是確定的，牛頓時空可以精確描述質點的運動。那么微觀客體空間分布的不確定性如何處理？人們只好轉而認為點粒子在其“空間分布”區域位置具有概率屬性。微觀客體自身空間分布的客觀實在性在量子世界轉化成了一種主觀認知，賦予了微觀客體“內稟”的概率屬性，其運動產生概率分布，或稱其為概率波。
這是一個認識上的困惑，似乎量子力學描述失去了客觀實在性。這也是量子力學當今的困境。解決困難的方法是：（一）更換點模型，釋放點模型隱藏的自由度，展示“這些自由度對產生微觀現象的貢獻”；（二）建立適合量子力學自身的時空，將釋放的自由度植入其中，讓“量子現象對觀察者的主觀依賴性”變成量子力學時空自身的屬性。
雙4維時空量子力學的辦法是：（一）用“轉動場物質球”模型取代“質點”模型，釋放點模型隱藏的空間自由度；（二）將4維實時空M4（x）拓展到雙4維復時空W（x，k），且將“釋放的空間自由度――曲率k”作為雙4維復時空的虛部坐標；（三）4維曲率坐標將量子力學賦予微觀客體自身的概率屬性變成量子力學復時空的幾何屬性，場物質球自身的旋轉與運動產生物質波――物理波。
“場物質球”與“物質波”（類似對偶性假設）既是同一物理實在的兩種不同描述方式，更是微觀客體粒子性和波動性的統一，曲率的大小表示粒子性，曲率的變化表示波動性。場物質球的物質密度是曲率k的函數，因此，物質波既是場物質球的結構波又是場物質密度波。物質波不是傳播能量，而是傳播場物質球的結構或物質密度變化，可映射成實時空M4（x）的概率分布{21}，與實驗結果相一致。
這樣，點模型中“量子現象對觀察者的主觀依賴性”通過“釋放的自由度”轉變為時空W（x，k）的屬性，物質波傳播其中，量子現象是物質波所為。
研究表明，是量子測量引入的連續作用，使雙4維時空W（x，k）全域轉換到實時空M4（x），波動形態轉變成粒子形態（“相變”），球模型轉換成點模型，概率屬性內在其中，物質波自動映射成概率波，數學處理類似表象變換{22}。
簡言之，傳統量子力學，微觀客體簡化成質點，描述時空不變，人的主觀意識介入其中，將其空間分布特性――位置不確定性，變成點粒子的概率屬性，實現描述對象從客觀到主觀認知的轉變，具有位置不確定性的點粒子，其運動產生概率波；雙4維時空量子力學，微觀客體簡化成場物質球，“空間分布具體化為幾何曲率”，空間分布特性變成曲率坐標，仍然是從客觀到客觀，描述時空變成了復時空，曲率坐標在其虛部，場物質球的運動產生物質波――物理波。通過量子測量，物質波映射成概率波，球模型演變成點模型，顯示概率屬性，時空內在自動轉換，量子現象對觀察者的主觀依賴性消解在建構的時空理論中。具體論證方法是：
將靜態場物質球寫成自旋波動形式：Ψ0=е■，描述在復空間。ω0是常數，它的變化只與自身坐標系時間t0相關，全空間分布（物理本體所在空間）。設建在“靜態”場物質球上的坐標系為K0，觀察微觀客體從靜止開始作蛩僭碩，由洛倫茲變換：
微觀客體的運動速度不同，平面波相位不同。復相空間kμxμ即為物質波所在時空。物質波是物理波。
自由微觀客體的速度就是建在其上慣性坐標系的速度，慣性系間的坐標變換，隱藏速度突變――“超光速”概念，因為，連續變化會引進引力場破壞線性空間。不同慣性系中平面波之間，相位不同，類似量子力學中的不同本征態。這是相對論中的情形{24}。
但是，量子力學建立其理論體系時，把上述不同慣性系中的平面波（不同本征態，每一本征態則對應一慣性系），通過本征態突變躍遷假設（量子分割），切斷因果聯系，形成同一時空中“同時”并存的本征態的疊加。態的躍遷不需要時間，“超光速”（非定域），將類空間隔引入量子力學時空，破壞了原有的因果關系。疊加量子態的存在，是“違背”因果律在量子力學中的新表現。
量子力學時空顯然不是牛頓、狹義相對論時空，但量子力學卻誤認為量子躍遷引起的時空性質的變化是牛頓、狹義相對論時空中的特征，這當然會帶來不可調和的認知矛盾。
同一微觀客體，不同本征態“同時”并存的物理狀態，從整體看，是洛倫茲協變性在量子力學中的新表現。突變區“超光速”，是類空空間，“不遵從”因果律；釋放光子的運動在類光空間；而本征態自身在類時空間，微觀客體運動速度不能超過光速，需保持因果律，物質波討論的就是這一部分，就像相對論討論類時空間物理一樣。量子糾纏態將涉及到上述三種不同性質物理空間量子態的轉換，有完全合理的物理機制，不需要思維的特殊作用。不過，相對論長度收縮效應，將以物質波波長在運動方向上的收縮來體現。有了雙4維時空量子力學，量子力學與相對論就是相容的，光錐圖分析一樣適用。
相對論與量子力學的不同，關鍵在于認知層次發生了變化，光由連續場演變成了量子場。而我們用來觀察世界的光信號直接與時空相關，光的物理性質的變化，必然帶來物理空間性質的變化，帶來物理模型的變化，帶來量子力學時空W（x，k）與相對論時空M4（x）之間的區別，帶來對物質波――物理波的全新認知。我們預言，物質波有通訊應用價值{25}，但與量子力學非定域性無關。
《雙4維復時空量子力學基礎――量子概率的時空起源》的理論實踐表明，我們的工作是可取的{26}。結論是，量子力學中，物質告訴時空如何具有概率屬性，時空告訴物質如何作概率運動。量子現象對觀察者的主觀依賴性消解在對應的時空理論之中，實現了觀察者對量子現象的客觀描述。
雙4維時空是描述量子現象的物理時空，時空度規，無論實數部分，還是虛數部分，都是平直的{27}。
近年來，由于量子通訊技術的飛速發展，量子糾纏的物理基礎引起了人們的特別關注，波函數的物理本質，量子力學的非定域性討論十分熱烈?！傲孔蝇F象對觀察者的主觀依賴性”更是討論的核心。人們甚至被量子現象的奇異性迷惑了，特別是，有科學家甚至認為：“客觀世界很有可能并不存在”。世界是人臆造出來的？科學實在論者當然不能贊成！更加深入的探討，我們將另文討論。
按照曹天予的評論，《雙4維復時空量子力學基礎――量子概率的時空起源》值得關注{28}。雙4維復時空與弦論、圈論比較，最大優點是將時空拓展、推廣到了復數空間，數學沒有那么復雜，而物理學基礎卻更加堅實、清晰。
七、結論與討論
1.“現象對觀察者的主觀依賴性”普遍存在于人與自然的關系之中，融入時空的只能是物理實體對時空有影響的部分，時空具有建構特征。
2. 物質運動與時空的關系：牛頓力學中，物質告訴時空如何搭建運動背景，時空告訴物質如何在背景上運動；狹義相對論中，物質告訴時空如何修正測量單位，時空告訴物質如何在運動方向長度收縮、時間減緩；廣義相對論中，物質告訴時空如何彎曲，時空告訴物質如何在彎曲時空中運動；量子力學中，物質告訴時空如何具有概率屬性，時空告訴物質如何作概率運動。
3. 量子力學時空是平直的，其方程是線性的，而廣義相對論時空是彎曲的，其方程是非線性的{29}。量子力學與廣義相對論的統一，不能機械地湊合，它們的統一，必須從改變時空的性質做起，建立相應的運動方程，并搭起非線性空間與線性空間的相互聯絡通道。
注釋：
① 趙國求：《雙4維時空量子力學基礎》，湖北科學技術出版社2016年版，第5頁；Cao Tian Yu， From Current Algebra to Quantum Chromodynamics： A Case for Structural Realism， Cambridge： Cambridge University Press， 2010， pp.202-241.
② Rocher Edouard， Noumenon： Elementaryentity of a Newmechanics， J. Math. Phys.， 1972， 13（12）， pp.1919-1925.
③④⑥⑦⑩{13}{15}{17}{21}{22}{24}{25}{27} w國求：《雙4維時空量子力學基礎》，湖北科學技術出版社2016年版，第5、105、9、147、179、94、133―136、106、151、151、159、152、149頁。
⑤ 主觀與客觀：“客觀”，觀察者外在于被觀察事物；“主觀”，觀察者參與到被觀察事物當中。 辯證唯物主義認為主觀和客觀是對立的統一，客觀不依賴于主觀而獨立存在，主觀能動地反映客觀。
⑧ L?斯莫林：《通向量子引力的三條途徑》，李新洲等譯，上?？茖W技術出版社2003年版，第29―33頁。
⑨ 張永德：《量子菜根譚》，清華大學出版社2012年版，第29頁；趙國求：《雙4維時空量子力學基礎》，湖北科學技術出版社2016年版，第178頁。
{11} 馮契：《哲學大辭典》，上海辭書出版社2001年版，第1579―1582頁。
{12} 參見L?斯莫林：《物理學的困惑》，李泳譯，湖南科學技術出版社2008年版。
{14} 相互作用實在論中的基本概念：（1）物質：外在世界的本原。（2）基本相互作用：遍指自然力，有引力，電磁、強、弱等力。（3）自在實體：指未經觀察的“自然客體”（相互作用實在論中，自在實體作為物理研究對象時稱物理本體）。（4）現象實體：經過觀察，系統的、穩定的、深刻反映事物本質的理性認知物?，F象則表現自在實體非本質的一面。（相互作用實在論中，現象實體作為物理研究對象時稱物理實體）。（5）觀測信號：人類認知世界使用的探測信號。
{16} 參見伊?牛頓：《自然哲學之數學原理宇宙體系》，武漢出版社1996年版。
{18} 參見倪光炯等：《近代物理學》，上海科學技術出版社1980年版。
{19} 參見A?愛因斯坦：《相對論的意義》，科學出版社1979年版；愛因斯坦等：《物理學的進化》，周肇威譯，上海科學技術出版社1964年版。
{20} 坂田昌一：《坂田昌一科學哲學論文集》，安度譯，知識出版社2001年版，第140頁。
{23} 參見Guo Qiu Zhao， Describe Quantum Mechanics in Dual 4d Complex Space-Time and the Ontological Basis of Wave Function， Journal of Modern Physics， 2014， 5（16）， p.1684；趙國求：《雙4維時空量子力學基礎》，湖北科學技術出版社2016年版，第149頁。
{26} 參見Guo Qiu Zhao， Describe Quantum Mechanics in Dual 4d Complex Space-Time and the Ontological Basis of Wave Function， Journal of Modern Physics， 2014， 5（16）， p.1684；趙國求：《雙4維時空量子力學描述》，
《現代物理》2013年第5期；趙國求、李康、吳國林：《量子力學曲率詮釋論綱》，《武漢理工大學學報》（社會科學版）2013年第1期。
{28} 曹天予：《當代科學哲學中的庫恩挑戰》，《中國社會科學報》2016年5月31日。
第4篇：量子力學結論范文
注意教材書（文獻［9］）已有"輻射場"及"能量場"的物理學概念。但囿于理論局限，使得教材書對這種場的描述是靜止的（機械的）、孤立的（與物質世界無必然聯系的）、無源的（原因不清），因而也是抽象的（沒有物理意義的）。
上已證明，原子中能量量子化的根源是原子核，量子化是原子核自身性質。值得物理學注意的是，原子核這種性質并不孤立存在，它同時還嚴格地規定著所有外部世界。因而使得電子、原子、分子、物體、天體、宇宙都只能有唯一穩態位置和結構。這就是大自然最基本的內在本質規律。也就是普適方程即（20）式所揭示的規律。
那末，具體規律是什么呢？請看：
4.2 輻射能場（存在）定理
研究表明，輻射能場準確存在可用定理表述。
〖輻射能場定理〗:任何粒子（含場粒子及天體，無例外，下同）在其周圍都形成（存在）一種輻射能場，這種輻射能場可用普朗克常數 ? 和量子數 n＝0,1,2,3… 準確具體描述。在微觀輻射能場表現為量子化，在宏觀則表現為大量粒子的簡并統計結果。
4.3 輻射能場實質
輻射能場實質系以粒子為中心，向周圍空間拋射場粒子流（這里主旨中性場粒子流，對于電磁場當有別論），這種場粒子流經電子集約化就成了光子。研究也表明，任何光子包括 X 射線都準確如此。參見（15）式，據此不難描述任何光子的自身結構。并且可以證明任何光子的靜止（如可能）質量均不為零。認為光子靜止質量為零，還是量子力學根據"相對論"瞎子摸象猜測結果。
這已表明光子的真實粒子性。并可準確具體證明，所謂波動性實際上是普朗克常數與量子數相互作用的一種客觀表象，任何光子都不存在任何物理意義上的波動屬性。
4.4 輻射能場形象
研究表明，輻射能場形象與點光源的光通量完全一致。對于原子核，其輻射能場可用圖（3）準確表示：
圖中箭頭方向表示輻射能流方向，其線密度表示能流密度，n為量子數。
4.5 輻射能場性質
研究表明，輻射能場實質系以光速拋射場粒子流（粒子上限為中微子），故，輻射能場具有排它性。原子核的輻射能場首先排斥核外所有電子，任何電子也因此未能落到核上，這是事實。所以，電子未能落到核上量子力學的任何解釋都只能是自欺欺人的胡言亂語！也所以，玻爾對電子的擔心完全多余。
需要指出，輻射能場這種排斥作用，通常主要表現為能量形式。相形之下排斥力效應很小，一般可忽略。這與太陽光輻射的能量效應十分明顯，而太陽光的壓力效應十分微小，完全相似。不過在研究宇宙膨脹時，完全不可忽略天體輻射的斥力效應。就是說，"宇宙斥力"存在。然，囿于歷史和理論局限，愛因斯坦在提出宇宙斥力概念后，又不得不自我否定。
4.6 原子核輻射能場數學表達式
大量研究表明，原子核（質子）的輻射能場數學表達式準確為：
E ＝ n2·h2 ／ 2mP·r2 ―――――――― (21)
式中 h 為普朗克常數，n為量子數，mP為質子質量，距離為r＝0∞，需指出，輻射能場場強 E 具有能量量綱（這是因為使用因子 h 結果），其數值則為 r處單位面積上的能量。
注意：該式與（64）式有必然聯系，但物理意義微妙不同，且具有豐富物理內容（略）。
研究還表明，由此電子所得到的原子核輻射能場能量準確地為：
E ＝ n2·?2 ／ 2me·r2 ――――――― (22)
注意：這也就是玻爾量子化條件。
式中 me 為電子質量，不難看出普朗克常數 h＝2π? 緊密地聯系著質子和電子。
已很明顯，量子力學與玻爾相比，玻爾正確，量子力學謬誤！
并且由（21）、（22）式不難看出，當量子數 n＝0時，E＝0。 需指出，這是物質結構非常狀態。參見圖（3），在 n＝0 時，原子核沒有了輻射能場，原子核不再有排斥電子的能力。于是，電子必然落到核上。研究表明，這就是宇宙到達最低溫度--宇宙奇點的情況。于是，原子中發生比核反應還強烈的變化，結果原子爆炸--物質爆炸--宇宙爆炸！這就是宇宙爆炸原因，由此也不難了解宇宙過去。
可悲的是，量子力學竟將量子數 n＝0 也定義為原子的一種穩定狀態?？筛韬?？可泣乎？災難，罪過！阿們--
4.7 輻射能場的實驗驗證
4.7.1 太陽的輻射本領已足夠大
目前世界公認太陽發射本領（文獻[2]）為3.8×1033（爾格/秒），這相當于太陽每秒拋射出質量為 m＝4.2×109(千克) 物質。但如上可知，太陽實際發射本領遠大于此。因為太陽光僅是輻射能流的一部分，這種能流粒子上限為中微子。
4.7.2 宇宙正在膨脹
宇宙正在膨脹，表明"宇宙斥力"存在，這是宇宙中心輻射能場性質。宇宙正在膨脹恰系宇宙中心輻射能場的客觀真實寫照（或曰照片）。
4.7.3 "太陽風"的存在
文獻 ［10］介紹的"太陽風"正是本文定義的太陽輻射能場，太陽風就是太陽輻射能場的客觀真實寫照。該文獻給出了對太陽風考察的衛星實際探測結果（文獻圖示略）。這可謂太陽輻射能場的真實實驗驗證。
4.7.4 第四個驗證是，任何原子中任何電子均未能落到核上，這是事實
不僅如此，人為方法：高能陰極射線、X射線或高能加速器也很難將電子打到原子核上。這絕非因碰撞截面太小，總會有幾率。實際上正是由于原子核具有排它性的輻射能場排斥效應所致。由（22） 式可見，電子得到的原子核排斥能與距離平方成反比例。在核半徑處排斥能十分巨大，以致可忽略靜電引力能。簡單計算表明，電子必須具有200倍C(光速)才可能到達核半徑處。也因此，玻爾對電子的擔心完全多余！
需要指出，對此類問題，量子力學仍會故伎重演--狡辯。但經如上及以下分析論證，量子力學純系主觀臆造，對物理學實質問題全然無知，已經使得量子力學的狡辯不再有任何效力。
4.7.5 第五個驗證是人們熟悉的，然而又不熟悉的，這就是氣體壓力
量子力學會立即反駁說："氣體壓力來自分子熱運動和碰撞" （文獻[8]）。需指出，這種解釋充其量只能算作表面化非本質解釋，作為哲學或市民語言尚可，但不能作為物理學家語言。在嚴格物理意義上說這種解釋是自欺欺人的。這種解釋實際上并不清楚分子熱運動的實質和根源，更不知溫度對單個分子的意義是什么。量子力學（文獻 [8]）以公開宣稱："對單個分子溫度沒有任何意義"。
這是因為量子力學有一劑靈丹妙藥--波函數Ψ --量子力學家主觀意識，就可以包治百病。溫度與這靈丹妙藥無任何聯系，在靈丹妙藥中沒任何位置，所以溫度沒有用處。也所以量子力學結論：對于單個分子，溫度沒有意義。
但是，只要神經不錯亂，人人都懂得，既然宏觀溫度是大量分子集體貢獻，怎么能說單個分子沒有貢獻？單個分子又怎能擺脫溫度環境？這與人對社會貢獻完全一致，能說個人對社會的貢獻沒有意義嗎？！
大量研究已經表明，溫度概念同樣也有極為豐富的物理內容。溫度問題同樣也貫穿全部物理世界全部內容。并對此可做如下結論：
普朗克常數 h＝2π? 與量子數 n＝0,1,2,3…好比一對孿生兄弟，他們共同貫穿全部物理世界全部內容，并且，宏觀溫度 T 就是量子數 n＝0,1,2,3… 的照片。
注意，此結論在確切物理意義上正確。
研究還表明：分子熱運動及分子間斥力的實際根源正在于原子（核）間排斥能場相互作用的結果。并可得以下具體結果：
PV＝∑Ei ―――――――――――――――― (23)
式中PV為氣體壓力勢能，Ei為單個氣體分子的輻射能場能量（推導略）。這種嚴格關系唯一證明分子（原子）輻射能場客觀存在。此時并唯有此時輻射能場的排斥力效應也十分明顯，這就是氣體壓力。
第五章 大自然內在本質規律二
5.1 大自然內在本質規律之二--潛動能客觀存在
研究還表明，這種規律正確存在也可用定理表述：
5.2 潛動能定理
〖潛動能定理〗：任何質量為 m 的物體（含場粒子及天體）當以速度 V 運動時，必有潛動能存在。若以符號 T2 表示則為：
T2 ＝ （1/2） mV2 ――――――――――― （24）
可見，潛動能在數值上與物體經典動能（機械動能）相等。現將經典動能定義為顯動能，并以符號 T1 表示之：
T1＝ T2 ＝（1/2） mV2 ―――――――― （25）
那么，可以定義物體運動全動能，以符號 Tm 表示則為：
Tm ＝ T1＋T2 ＝ mV2 ――――――――― （26）
如果，質量 m 以光速 C 運動，其全動能必為：
Tm＝ mC2 ＝ E ――――――――――― （27）
看！這就是遐邇聞名的愛因斯坦質能關系。這已表明，愛因斯坦質能關系只不過是物體（粒子）運動全動能之特例！然而，不僅愛因斯坦本人，而且后人至今都不清楚質能關系的物理意義。可（27）式中 E＝mC2 的物理意義是再清楚不過了！
5.3 潛動能的物理意義
研究表明，潛動能普遍客觀存在，實際上它是物體（粒子）運動時的伴隨能量。由于潛在性，低速時或直觀上人們難以發覺。只有在高速時才明顯表現出來，所以人們至今尚不知曉。
研究表明，潛動能實質也是一種輻射能場，這種場粒子上限亦為中微子，對中微子目前尚不能檢測，這也是人們尚未發現潛動能的直接原因。
需指出，溫度為 T 的物體當以速度 V 運動時，同時存在輻射能場及潛動能能場，兩種能場分別可測并須分別描述。但是，以下將完全證明原子核的輻射能場實際上就是原子核自旋潛動能。由此也證明潛動能普遍客觀存在。
也所以潛動能的能量效應較其壓力（即動量）效應明顯，尤其當速度V＜＜C 時，人們無法觀測到這種動量效應。然而當物體速度接近光速（VC）時，潛動能的能量效應與動量效應均不可忽略。這時潛動能的能量效應形成愛因斯坦的質能關系事實；而其動量效應則形成"物質波"的事實。這就是"物質波"的本來面目和真實內容。
5.4 潛動能的實驗驗證
5.4.1 回旋加速器的驗證
文獻 [10] 介紹："電子在回旋加速器中，任何瞬間，軌道平均磁場的增量必須是軌道上磁場增量的 2 倍"。即：
dBave ＝2dB ―――――――――――――- （28）
這無疑表明本文如上全動能成立，亦即表明潛動能客觀存在。
5.4.2 電子在加速器中同步輻射光
電子在加速器中同步輻射光能正是電子運動的潛動能，并且，電子同步輻射光的波長 λ為：
λ ＝ h·c／E ―――――――――――――― （29）
注意：式中能量 E 是電子同步輻射光能量，也就是電子的潛動能。
5.4.3 地球的潛動能
地球有潛動能？從沒聽說過！有人說。
不錯，但經本文由普適方程已經計算出地球確有潛動能：月球的存在給出完全的證明。因為本文對月球的計算表明，普適方程不僅適用于太陽系，而且適于地（球）--月（球）結構。并且，對月球的計算，得出兩個重要結果：①由普適方程計算月球繞地（球）軌道半徑與天文觀測（文獻［2］）的誤差小于1％ ； ②由普適方程計算得出--月球是顆裸星。這已是個奇跡，目前為止任何理論都辦不到！
這種結果無疑表明：
第一，地球所得到的太陽輻射能剛好等于地球軌道動能，也剛好等于地球的潛動能。于是，地球能量處于一種動平衡中。這表明，月球繞地（球）軌道受地球潛動能嚴格支配，亦即受地球軌道動能嚴格支配，亦即受太陽能量嚴格支配。不僅如此，太陽以此嚴格支配著系內所有天體（無例外）的運行（位置、動能、尺寸、質量以及軌道曲線性質）。
第二，地球運動潛動能客觀存在，在數值上準確等于地球軌道運行動能。故〖潛動能定理〗成立！
第三，"物質波"就是本文所定義的"潛動能"。
第四，普適方程無條件成立！
5.4.4 X射線韌致輻射
周知，X射線韌致輻射最短波長 λmin 為：
λmin ＝ h·c／E －――――――――――― （30）
式中 E 為外加能量，在數值上等于電子顯動能，也等于潛動能。需要指出的是，電子只能放出潛動能形成所謂的"波長"：λ。而電子的顯動能與宏觀物體的機械動能一樣：只能直接作機械功，不能直接成為輻射能。量子力學對此問題"心不在肝"！
所以，（30）式的真實物理內容是：電子放出潛動能形成所謂波長：λ，這證明潛動能客觀存在?？墒?，量子力學，還有德布羅意，把這稱為"物質波"！
還要注意：由（30）式可見，韌致輻射最短波長 λmin 連續可變，這已完全表明電子能量連續可變。再一次證明"量子化"并非電子自身固有屬性。
第六章 物質波及其實質
6.1 究竟物質波是什么
談物質波問題，恰進入量子力學權威領地。作為權威，理應對此做出科學合理解釋。遺憾的是雖經近百年發展量子力學仍滿足于對物理現象作似是而非的猜測，量子力學的"波函數"概念正是對"物質波"現象的猜測，并強加給電子。
下面考察物質波。
德布羅意"物質波波長"表達式為：
λ ＝ h／p ―――――――――――――――― （31）
該式表示什么物理意義呢？
認真研究表明：雖然 λ 具有長度量綱，但并不表征任何長度物理量，只能表征粒子動量p 的反比量度。之所以具有長度量綱，是因為動量 p 反比量度的單位取 h 的結果。除此之外（31）式不再有其他物理意義，或將其變化如下：
λ＝h／p＝hv／pv＝hv／mv2＝hv／Em ――― （32）
式中 Em＝Tm 為前文定義的粒子運動"全動能"，這表明 λ 亦可表征粒子運動全動能的反比量度，或者說是對潛動能的一種量度。所以可結論：
6.2 物質波實質
第一，"物質波"波長只能表征粒子運動時的動量效應或者潛動能，實質是潛動能的反比量度。除此之外（32）、（31）式不再有其它意義。
第二，"物質波波長"絕不表示粒子有任何物理意義上的"波動"性質！
第三，那又為何將 λ 定義為"波長"呢？研究表明，這還是在于量子力學的特長--富于猜想的結果：看到粒子（光子或電子）的干涉和衍射現象，聯想宏觀波動（水面波動）的干涉，于是猜想微觀粒子（光子和電子）有一種說不清的波動性質。由此便將 λ 定義為"波長"。殊不知，宏觀波動（水面波動）的干涉與微觀粒子的干涉是完全不同的兩回事。研究表明，水面波動確系水面物質波動。而粒子（光子和電子）的干涉和衍射卻完全是由普朗克常數 ? 與量子數 n (一對孿生兄弟) 共同（技術）表演的結果。并可嚴格準確具體證明:粒子（光子或電子）的干涉條件中的自然數 n＝0,1,2,3… 恰為量子數 n＝0,1,2,3…（略）。這是因為粒子的干涉和衍射現象是粒子與（量子化了的）物質場（輻射能場）相互作用的必然結果。
并且在本文已到達的深度--準確描述場粒子自身結構深度上說，仍未發現任何粒子有任何內稟波動屬性。這說明根本不存在"物質波"。而德布羅意"物質波"概念恰在于粒子運動"潛動能"的事實。所以，與其說德布羅意發現了"物質波"，毋寧說他發現了粒子運動的潛動能。
之所以人們認為粒子具有波動性，客觀原因在于人們對微觀粒子，例如光子，幾乎完全缺乏了解。也因之，目前為止，光子的"波粒二象性"問題仍屬世界公認遺難問題之一！
第七章 普適方程物理意義
7.1 普適方程物理意義
普適方程物理意義可用圖（4）
描述如下：
圖中曲線 ① 就是普適方程 ①
式，這代表大自然一種普遍基本規
律--相互吸引規律。式中 T 為
粒子（含天體 ）軌道動能，V 為引
力勢能。動能等與勢能之半，這本是
經典物理內容。
曲線 ③ 就是普適方程 ③ 式，
這代表大自然另一種普遍基本規律
--相互排斥規律。式中 E 為粒子
（含天體）所得到的由輻射中心來的
輻射（排斥）能。
顯然，曲線 ① 是線性的，即引
力能 V 隨距離 r 呈直線變化；而
排斥能 E（曲線 ③）是雙曲線。故，
兩條曲線必相交，交點為 ②，即普適方程 ② 式（T＝E）。這代表大自然第三種基本規律--普遍客觀存在規律--兩種相反作用永恒絕對平衡規律：既可以是穩態平衡，例如原子和太陽系；又可以是動態平衡，例如銀河系及宇宙的膨脹（含宇宙爆炸）。并且牛頓力學在大自然中完全好用！量子力學對牛頓力學的非議純屬癔語糊勒！
7.2 普適方程注釋
第一，普適方程物理意義雖很寬廣，但卻真實具體，并不抽象。
第二，普適方程可以直接用來計算原子結構，計算天文結構須要變換（略）。
第三，已不難看出大自然（宇宙萬物）沒有任何東西能夠（可以）逃脫普適方程規律的支配！所以這里用了"永恒絕對普遍"規律說法，不僅物理意義，而且哲學意義準確可靠。亦不難看出人類目前為止的哲學理論錯誤（略）！
第四，因此不難理解：普朗克常數及量子數好比一對孿生兄弟，他們共同貫穿全部物理世界全部內容！
研究表明，這已構成物理學最基本的定律--物理學奠基定律。以致物理學不得不另辟一章：
第八章 物理學奠基定律
8.1 物理學奠基定律
〖物理學奠基定律〗：普朗克常數 h＝2π? 與量子數 n＝0,1,2,3… 好比一對孿生兄弟，它們同時共同貫穿全部物理世界全部內容，無例外。
第5篇：量子力學結論范文
海森堡作為哥本哈根學派的先鋒，其測不準原理作為重磅炸彈，是玻爾戰勝愛因斯坦的重要法寶。海森堡發現和提出的電子狀態的觀測量子態，也就是被觀測意味著改變狀態，不僅是量子力學的重大轉折點，也是今天量子糾纏的基石。愛因斯坦雖然發現了相對論并成為量子理論的創始人之一顛覆了牛頓力學，但是他頭腦中殘存的牛頓思維三個重要基礎――實在論、因果律、決定論――還是非常穩固，就是不同意觀測即改變的海森堡測不準原理、用矩陣和統計學表示的海森堡的模型、毫無道理的量子超距作用。愛因斯坦面對的是物理學和哲學同樣出色的玻爾和海森堡，在十多年的爭論中，不斷處于下風，并在后來被證明完全錯了。
玻爾與其他幾十位逃往美國的著名物理學家一起，聲討納粹的行徑，而另外一邊，非常愛國的海森堡的陣營也根本不弱，集中了若干位諾貝爾獎得主。很快，海森堡陷入了一系列量子態的糾纏狀態：一方面他愛國，一方面他又反對納粹的反人類行徑；一方面他作為科學家很快領導團隊將原子堆科學推進到新的階段，另外一方面他又發現這會帶來人類的災難。直到德國戰敗，海森堡的糾纏狀態還沒有結束，被關起來的十多位德國的頂級科學家，在美國的監獄里精確地計算著日本廣島原子彈的當量，海森堡繼續擔任這些科學家的領導。
戰后，曼哈頓計劃的負責人和海森堡又有一場曠日持久的爭論。作為戰敗的一方海森堡一直試圖證明德國的科學家比曼哈頓計劃的科學家更優秀，竟還占據上風。海森堡身上最后一個糾纏是，一生不原諒海森堡的玻爾老師設立的和平利用核能的獎項，竟然是海森堡獲得的最后一個獎。原來，二戰期間，他選擇留在德國只是為了避免讓喪心病狂的人為納粹政權研制出原子彈。如同海森堡的測不準原理一樣，海森堡后半生的所作所為一樣讓人測不準；如同海森堡們的量子理論一樣，那一代天才物理學家兼哲學家的恩怨情仇，一直糾纏在一起，觀測即改變。
事情并沒有那么簡單，愛因斯坦與玻爾的爭論并沒有因為物理學的一系列實驗而結束，因為說到底他們是兩種哲學的爭論。有趣的是，多年后，美國一個著名的量子物理學家、堅定的愛因斯坦的支持者和玻爾的反對者，突然發現人的意識，是按照量子力學的規律進行的。例如一個人同樣思考8件事情，當他集中精力在一件事情上時，反而讓這件事情的結論不一樣了，正如海森堡的測不準原理一樣。英國心理學家進一步將人的思維定義為心靈智力，其與量子力學的規律幾乎完全一樣。今天我們知道，人的大腦由數百億個腦細胞構成，與牛頓力學相比，更像量子力學的規律。愛因斯坦所堅持的宏觀的實在性、因果律、決定論，雖然符合宏觀世界的常識，卻越來越不符合微觀世界的實驗結果。因此，回到玻爾對愛因斯坦的批評：愛因斯坦表面堅持宏觀常識性的唯物完美哲學，事實上偏離了實證科學的結果，倒是有點唯心。
關于創造力，我們總想規劃：從最早的學好數理化，到今天的STEM，再到鼓勵創業。我們試圖用宏觀世界和牛頓時代機械論的一般規律，來結構化地規劃創新的道路：9年義務教育、科技扶持、“211計劃”“985計劃”“雙一流計劃”等。然而有時卻發現在達到宏觀一致性的結果后，創新的熵值卻降到了最低。按照這個邏輯，我們很容易得出非?？尚Φ慕Y論：愛因斯坦是對的錯的、海森堡是好人壞人、玻爾是正義非正義，然而這個故事中的主人公的糾纏，卻是創新的過程，而創新是測不準的。
按照國家最新的學科分類，共設5個門類、62個一級學科、748個二級學科、近6000個三級學科，如果按照每個學科3門基礎專業課，每門專業課100個知識點來計算，僅僅基本的知識體系的知識點，就達到180萬個。這些知識點還僅僅是作為本科生的最基本的知識點。如果要達到碩士生和博士生必備的科技前沿的要求，其知識點則呈指數級上升。如果我們按照少的方法計算分支再擴展1000倍，達到可以進行創新的程度，那么知識空間的節點就將達到20億以上。這些節點之間的多維關系，恰恰就像大腦中的腦細胞的關系，這時牛頓力學失效了，量子態的創造力，如何遵從那幾條科技創新的規則以及STEM的簡單法則呢？
因此我認為，創造不可預測，創造測不準，觀測即失效。
第6篇：量子力學結論范文
關鍵詞 物質波；波函數；幾率
中圖分類號O4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）47-0094-01
德布羅意在愛因斯坦的光子學說的啟示下，通過對幾何光學和經典力學的對比，大膽的提出了物質波的假設，促進了物理學的發展。
1 德布羅意物質波假設
20世紀20年代前后，有關原子結構和量子理論的研究引起了當時很多物理學家的關注。愛因斯坦的光量子理論通過密立根、康普頓等人的研究得到了證實，德布羅意對此發生了很大的興趣，他認為在對光的研究過程中，同時引進了粒子概念和周期性概念，光本身必須同時考慮粒子性和波動性。他進一步研究了幾何光學和經典力學的對應性，幾何光學中的費馬原理和經典力學中的莫培丟變分原理類似，他大膽設想，不僅光具有粒子性和波動性兩種性質，而且一般的物質也具有這兩種性質。德布羅意認為：既然粒子概念在波的領域里成功的解釋了令人困惑的光電效應，那么，波動概念也應該能解釋在粒子領域中令人困惑的定態問題。
1923年~1924年期間，德布羅意陸續發表了《波和粒子》、《光量子，衍射和干涉》等論文，提出了物質波的概念，他認為一個能量為E ，動量為P 的粒子與頻率為，波長為的波相對應。仿照愛因斯坦關系，粒子的能量、動量與相應的頻率、波長之間的關系為：
這個關系我們稱之為德布羅意關系。
在此基礎上，他用物質波概念分析了玻爾量子化條件的物理基礎。氫原子中電子波繞原子核的圓周軌道傳播一周后應光滑的連接在一起，否則將會由于干涉相互抵消，不能形成穩定軌道。這就要求軌道的周長應是波長的整數倍，即滿足：
式中r是電子繞核的軌道半徑，是電子波的波長。利用德布羅意關系，可以得出玻爾量子化條件：
德布羅意的物質波假設在當時并沒有引起很大的注意，原因為：
首先，這個假設只是對玻爾的量子化條件提供了一個解釋方案，并沒有得出新的結論。其次，這種物質波究竟是什么東西，并不明確，在試驗上也沒有證實。最后，由于經典物理學的傳統概念，對粒子看作既是粒子又是波的觀念太超乎一般人的認識。
后來，德布羅意的導師朗之萬將他的論文推薦給愛因斯坦并得到了愛因斯坦的高度贊揚，這才引起人們的重視。薛定諤正是在愛因斯坦的建議下，對德布羅意的假說進行了仔細的研究，導致了波動力學的誕生。
1927年美國物理學家戴維遜和革莫用電子的衍射實驗證實了電子波的存在，而且也證實了德布羅意關系，德布羅意物質波的假設得到了實驗的證實。
2 玻恩對波函數的統計解釋
按照德布羅意物質波假設，一個能量為E ，動量為P 的粒子與頻率為，波長為的波相對應，在三維空間中，可以用這樣一個平面波來代表它。C是常數，稱為波函數，那波函數又有什么物理意義呢。
起初，一些物理學家仍按照經典物理中的粒子和波相對立的觀點，總想將一個寓于另一個之中，或認為粒子性比波動性更基本，或認為波動性比粒子性更重要，但這些解釋都不能符合眾多的實驗事實。1927年，德國理論物理學家玻恩給出了波函數的統計解釋：波函數在空間某一點的強度即振幅絕對值的平方和在該點發現粒子的幾率成正比。
在證明電子具有波動性的衍射實驗中，當電子通過晶體衍射打到屏上時，出現明暗相間的衍射圓環，衍射環的明暗程度代表了到達那里的德布羅意波的強度的大小。最亮的地方表示最大，最黑的地方表示=0。
當減小電子流的強度，以致電子可以一個一個的到達屏上時，在屏上出現的圖樣則變成完全是毫無規則的，只有當時間足夠長以后，有眾多的電子到達屏上之后，屏上才出現明暗相間的衍射條紋。這說明所描述的粒子遵循著滿足統計規律的運動。玻恩正是利用電子衍射實驗中出現的這樣特殊的規律，提出了他對波函數的統計解釋：波函數在空間某一點的強度（振幅絕對值的平方）和在該點發現粒子的幾率成正比。按照這個解釋，物質波又可以叫做幾率波。
按照波函數的統計解釋，波函數告訴了我們粒子在某處出現的幾率是多少，在另一處出現的幾率又是多少等等。當然這也是對粒子運動狀態的一種描述，因此量子力學中，對一個系統狀態的描述與經典力學中完全不同。在經典力學中，一個質點的運動狀態可以用它的位置和動量來確定，運動狀態隨時間的變化規律可以由牛頓定律來決定，即經典力學對質點的運動狀態給出了決定性的預言。但是在量子力學中，由波函數的統計解釋可知，對粒子運動狀態的描述是幾率性的，它不能告訴我們粒子到底在什么位置，只能告訴我們粒子處于某處的幾率大小。當系統由一種狀態變化為另一種狀態時，我們得到的仍然是系統狀態的幾率性描述。因此，量子力學中對粒子運動的描述沒有確定的軌道概念，我們對粒子運動狀態的演化只能給出幾率性預言，而不是決定性預言。造成這種現象的根本原因就是波粒二象性。
但是，量子力學中的幾率波和經典波是完全不同的。首先，經典波，例如聲波、水波等代表了某種介質中振動的傳播過程，而幾率波不代表任何介質振動，其次，經典波的振幅本身大小有絕對意義，它的平方和振動能量成正比，而幾率波振幅絕對值的平方表示該點發現粒子的幾率，同時由于波函數可以歸一化，所以幾率波的振幅卻可以任意乘以一個常數，但它們代表得卻是相同的物理狀態。
參考文獻
[1]屠慶銘.大學物理[M].北京：高等教育出版社，2009.
第7篇：量子力學結論范文
對普朗克黑體輻射公式的推證及總結
摘要：黑體輻射現象是指當黑體（空腔）與內部輻射處于平衡時，腔壁單位面積所發射出的輻射能量與它所吸收的輻射能量相等。實驗得出的平衡時輻射能量密度按波長分布的曲線，其形狀和位置只與黑體的絕對溫度有關，而與空腔的形狀和組成物質無關?；谀芰苛孔踊募僭O，普朗克提出了與實驗結果相符的黑體輻射能量公式：
ρvdν=8πhν3c3?1ehvkT-1
普朗克的理論很好地解釋了黑體輻射現象，并且突破了經典物理學在微觀領域內的束縛，打開了人類認識光的微粒性的途徑［1］。本文主要介紹了普朗克公式的推導過程及其能量假設并將普朗克對黑體輻射的解釋做了總結。
關鍵詞：黑體輻射
能量量子化
普朗克公式
麥克斯韋-玻爾茲曼分布
1.
普朗克的量子化假設：
黑體以hν為能量單位不連續地發射和吸收頻率為ν的光子的能量.且能量單位hν稱為能量子，h為普朗克常量（h=6.62606896×10-34J?S）
2.
普朗克公式的推導過程：
2.1
任意頻率ν下的輻射能量：
假設有一處于平衡狀態的黑體，其內有數量為N的原子可吸收或發出頻率為ν的光子，其中Ng
為這些原子中處在基態的原子數，Ne為處在激發態（此處指可由基態原子受頻率為ν的光子激發達到的能態）的原子數，n為頻率為ν的光子平均數。則由統計力學中的麥克斯韋-玻爾茲曼公式[2]知：
Ne∝Ne-EekT
Ng∝
Ne-EgkT
由此可得
NeNg=e-Ee-EgkT
=e-hνkT
(2.1.1)
平衡狀態下，體系內原子在兩能級間相互轉化的速率相等，且其速率正比于轉化的概率和該狀態下的原子數目。結合愛因斯坦系數關系［3］可得：
Ng
n=Ne
(n+1)
(2.1.2)
結合(2.1.1)，可解得：
n=1ehνkT
-1
(2.1.3)
則該狀態下光子總能量為：
ε0=
nhv
=
hvehνkT
-1
(2.1.4)
2.2
v~v+dv頻率段中可被體系接收的頻率數目
設所求黑體為規整的立方體，其長，寬，高分別為Lx，Ly，Lz。體積為V0。不妨先討論一維情況：
體系線寬為L，則L必為光子半波長的整數倍，設其波數為K，有
k
j
=
jπL
（j為整數）
(2.2.1)
成立。
則兩相鄰可被體系接收的頻率所對應的波數間隔為
δk=kj+1-kj=πL
(2.2.2)
由此可得在?k波數段內，可被體系接收的頻率數目（或稱波數數目）為：
?N
=
?kδk
=
Lπ?k
(2.2.3)
因空腔內光波為駐波（波數為K和-K的兩列波合成），考慮K值的正負
，(2.2.3)式可修正為：
?N
=L2π?k
(2.2.4)
由此可得，在三維情況下，有
?Nx
=
Lx2π?kx
?Ny
=
Ly2π?ky
(2.2.5)
?Nz
=
Lz2π?kz
并由此得到
?Nk=?Nx??Ny??Nz=
LxLyLz
8π3?kx?ky?kz
(2.2.6)
因LxLyLz為黑體體積V0，?kx?ky?kz為K體積元d3k
，考慮半徑為K，厚度為dk的球殼，則2.2.6式可化為：
dNk=V08π3d3k
=V08π34πk2dk
即dNk=V02π2k2dk
(2.2.7)
由
k=2πvc
代入(2.2.7)可得
dNv=4πν3c3V0
dν
(2.2.8)
因光為電磁波，對任意波矢K可有兩正交的偏振，其頻率相互獨立，所以(2.2.8)應修正為：
dNv=8πν3c3V0
dν
(2.2.9)
此即為v~v+dv頻率段中可被體系接收的頻率數目。
2.3
v~v+dv頻率段內的黑體輻射能量
由(2.1.4)和(2.2.9)可得v~v+dv頻率段內的黑體輻射能量為：
ε0dN(v)
=
8πhν3c3ehνkT
-1V0
dν
繼而可得：
ρvdν=ε0dN(v)V0=8πhν3c3?1ehvkT-1
(2.3.1)
由此，普朗克公式已推出。
結論：
相較于同時提出的維恩公式及瑞利-金斯公式，普朗克提出的(2.3.1)式精確地貼合了實驗得出的黑體輻射能量分布曲線（如下圖）。
普朗克對黑體輻射光譜的研究以及他對(2.3.1)的發現開創了量子力學整個學科。［4］
推導過程中的不足：論證結果是在黑體為規整的立方體的前提下得出的，沒有進行更具有一般性的論證。
參考資料：
［1］
周世勛
，陳灝
《量子力學教程（第二版）》
北京：高等教育出版社
,2008
［2］
何麗珠，邵渭泉
《熱學》
北京：清華大學出版社，2013
［3］
［4］費恩曼，萊頓，桑茲
第8篇：量子力學結論范文
[關鍵詞]計算材料學；綜合教學；課程起源
[中圖分類號] G40-011 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）08-0155-02
一、前言
計算材料學是一門正快速發展的材料科學與計算機科學交叉的新興學科，它能夠利用相應計算方法對材料的組成、結構、性能進行設計與模擬；廣泛涉及材料、物理、計算機、數學、化學等多門學科。[1]可以說，計算材料學是材料學理論和實驗的橋梁連接。[2]學習計算材料學能讓學生進行模擬實驗，使學生養成在制備材料前從理論上設計新材料并預測其性質的良好思路。
作為材料類專業的重要課程，我們在教學過程中存在著不少的問題：1.具有計算材料學研究背景的師資力量欠缺；2.授課方法單一、枯燥，課堂效果不好；3.實踐條件的欠缺很難保證教學效果。為了提高計算材料學課程的教學質量，使學生更好地掌握材料設計和性能預測的基本能力，我們結合存在的問題和教學改革的實踐，對計算材料學的課程教學提出一些改革方法。
二、了解起源，培養興趣
計算材料學是一門十分抽象、理論性極強的課程，書中理論眾多并伴隨著數不清的陌生的符號、公式和注釋，這往往讓學生在學習過程中望而卻步。傳統的計算材料學教學通常是讓學生在課后反復操練習題，以至可以靈活應用這些公式定律來解題。結果不言而喻，學生往往知其然，而不知其所以然，很難提起學習的興趣。因此，授之以魚，還得授之以漁，在教學過程中追本溯源，將理論的來龍去脈講述清楚，教給學生創造的思維和方法顯得更為重要。
計算材料學不僅蘊含著復雜的變量、方程和實驗方法等知識，而且還充滿了疑問，這些疑問把學生帶入充滿曲折的探索之旅。所以，在計算材料教學中將課程重點和難點融為一體，可以在不知不覺中起到“潤物細無聲”的獨特效果。
計算材料學課程教改的目標是轉變教學理念，讓學生懂得計算模擬的起源、材料計算設計的基本方法和基本內容以及與之相關的計算材料的前沿知識，引入與之相關的計算模擬案例介紹，從而使其具有一定的理論素養，培養其科學的態度、方法和精神。
三、引入拋錨式教學模式，提高課堂質量
拋錨式教學也稱實例式教學，是由美國溫特貝爾特大學匹波迪教育學院開發的一種教學模式。其要求學生在某種類型個案的實際環境中去感受和體驗問題，而不是聽經驗的間接介紹和講解。真實的感受案例或情境，可以激發學生興趣，引導學生觀察和思考，形成一種探索與研究的習慣。
根據課程的特點，適當選擇講述一些有關課程的起源與發展的案例，使其自然地融入課堂。再結合教材內容“見縫插針”，讓學生理解重要定理、公式是怎么來的，為什么要這么命名，相關定理、公式背后都有哪些有趣、有意義的故事，使學生產生一種情景記憶，而不是死記硬背，從而引導學生對知識點進行深入的學習和挖掘。
以本課程中的量子力學基礎為例，詳細介紹量子力學的發展歷程可以讓學生更好地理解量子力學的基本意義和它對于學好計算材料學的重要作用。如利用信息技術創設一個量子力學發展歷程的故事或一段經歷，用一根主線將求解量子力學波函數問題融入情境故事或經歷中，使學生趟著主線求解復雜的問題。見表1：[3] [4]
圍繞相關原理、公式如不確定性原理、薛定諤方程等，開發可共享的經驗，展開教學活動，使學生掌握態矢量、波粒二象性和量子測量等概念知識，老師在學生獲得概念知識的初始階段需要提供較多的指導。創造機會使學生擁有更多的自進行獨立探究或小組探究，圍繞求解薛定諤方程所做的近似求解思想和方法，查找或探究相關的隱藏或缺失的信息。
運用知識作為問題求解的工具。學生運用相關定理、公式中隱含的信息或線索，積極制訂解決問題的計劃。為此，學生需要先探究一些問題，以確定輔助解決整個問題的補充信息。教師們應該根據實際情況，將計算材料軟件如CASTEP、VASP和Abinit等引入教學中，使學生有接觸解決實際問題的工具的機會。同時，教師們更需要了解學生的理解能力、決策能力和推理能力，從而更好地為學生的問題求解提供“腳手架”。
制訂一套整合相關原理、公式的教學方案。引導學生們閱讀更多學科知識的內容，共同探究相關的故事，使學生們沉浸在相關的模擬情境中，從而加深對概念知識的理解并整合不同學生的概念知識，在潛移默化中培養學生的知識遷移能力。
共同分享所學內容。學生們將他們對相關原理、公式問題和拓展性問題探究結果呈現出來，從不同角度探討解決綜合問題的策略，深層次地理解學習內容，從而為學習共同體作出貢獻。[4]
四、以史為鑒，培養科學精神
科學精神包括探索精神、求真精神、民主精神、實踐精神和懷疑批判精神等等。中國的應試教育使得廣大學生太相信書本和教師，摧殘了學生批判性思維能力，因此在教學中可結合一些計算材料學的歷史，加強學生批判思維能力的培養。
例如，在計算材料學課堂中引入愛因斯坦對薛定諤、德布羅意等的觀點提出質疑的案例。[5]
愛因斯坦在1924年對泡利反對連續區理論的觀點上發表示了“完全的因果性”的看法，針對玻爾關于輻射的波動在本質上是幾率波的假設而評論：“玻爾關于輻射的意見是很有趣的。但是，我決不愿意被迫放棄嚴格的因果性，將對它進行更強有力的保衛。我覺得完全不能容忍這樣的想法，即認為電子受到輻射的照射，不僅它的跳躍時刻，而且它的方向都由它自己的自由意志去選擇?！?/p>
愛因斯坦對“量子力學僅可建立在可觀察量的基礎上”這一觀點也提出異議。1926年春天，他在海森堡的一次談話中，提出了“是理論決定我們能夠觀察到的東西”的觀點。
通過學習計算材科料學史，可以引導學生去發現和認識公式、方程的產生。如引導學生思考：從薛定諤方程產生到解決過程中真正創造了些什么？哪些思想、方法代表著薛定諤方程相對于以往的實質進步？科學工作者在求解薛定諤方程遇到瓶頸時，成功創造了近似求解的方法，這種方法可以從微擾理論到變分理論再到密度泛函理論，這不僅體現了量子力學理論的一大進步，更體現科學工作者對尋求真理的孜孜不倦的精神。[6]通過對計算材料科學史的學習，可以鍛煉學生的創造性思維，同時學習薛定諤為追求真理，而百折不撓、義無反顧、獻身科學的精神，感受薛定諤治學嚴謹、剛正真誠、淡泊名利的風范和人格魅力。
五、結論
計算材料學作為一門新興科學，是材料類專業人才培養中的重要基礎課程。然而在教學過程中由于師資力量薄弱、教學方法單一、研究對象復雜、實踐條件有限等問題，使學生的學習興趣低下、教學效果不明顯。我們在教學過程中應運用科學發展過程中蘊藏的豐富的教育資源，通過講授學科起源、發展以及應用的案例，使學生了解知識的形成過程，同時引入拋錨式教學模式將一個個真實生動的科學形象，融入日常課堂教學之中，從而提高課堂教學質量。同時，應有意識地加強計算材料學發展史的講授，使知識、原理和規律變得生動而鮮活，更使學生的科學思想、科研方法、科學精神、科學態度和科學素養等得到熏陶和培養。
[ 注 釋 ]
[1] 張躍，谷景華，尚家香.計算材料學基礎[M].北京：航空航天大學出版社，2007.
[2] （德）D?羅伯，項金鐘，吳興惠.計算材料學[M].北京：化學工業出版社，2002.
[3] 許良英.愛因斯坦文集[M].北京：商務印書館，1977（1）.
[4] （美）J?梅拉H?雷琴堡.量子理論的歷史發展[M].北京：科學出版社，1990.
第9篇：量子力學結論范文
一、引言
化學在發展的前期主要運用歸納法，因此被強調為“實驗的科學”。量子力學建立起來以后，化學有了堅實的物理理論基礎，原則上化學變化是可以通過計算定量地說明和預測的。1929年量子力學奠基人之一Dirac就指出:“大部分物理學和全部化學的基本規律已經完全知道了，困難只是在于運用這些規律得到的數學方程太復雜，無法求解”。盡管杰出的理論化學家如凡uling、Mulliken、Fukui等運用量子力學的概念和方法定性地處理化學問題獲得豐碩而且能在一定程度上預測新實驗的結果。計算機模擬在實際化學問題的研究中占據重要地位，正在發展成為一種其他方法不能代替的強有力的化學研究工具，化學理論計算軟件作為商品蓬勃興起，廣泛流通。當前，理論化學計算的發展趨勢是研究對象力求逼近真實的化學休系，通常是復雜的大體系;力求得到明確的定量的結論。對大體系的理論計算研究，包括發展計算方法及應用，成為理論化學的前沿研究領域。下面重點對這方面的工作做簡要介紹。
二、理論化學計算方法
1.從頭計算(abi赫切)法量子化學從頭計算法不求助可調參數求解微觀粒子體系的真實的量子力學方程。為簡化間題引進三個近似:非相對論近似，Bo二一oppenhei~近似，單粒子近似或軌道近似。在上述近似下導出描寫電子運動的Hartree一Fock(H一F)方程或H側rt祀e一Fock-Rooth~(H一F一R)方程。為減少計算誤差，可以針對上述三個近似作校正。從頭計算法有嚴格的量子力學和數學理論基礎，原則上可以達到任意精度。缺點是計算量太大，與體系電子數目的4一7次方成比例，難于處理較大的體系。目前，高等級H一RR方法可以計算上千個電子的體系。若包括精確的相關能計算，則只能處理100個左右電子的體系。2.密度泛函理論(DP】，)方法密度泛函理論用電子密度分布函數而不是用波函數來描述體系，對于多電子體系是極大的簡化。目前密度泛函理論計算方法是依靠求解近似的Koha一Sh。方程，計算量大體與體系粒子數的3次方正比例。對于大的體系，它的計算量比從頭計算(H-F-R)法要小得多而計算精度可以達到MPZ方法的水平，得到廣泛的應用。目前用DFI，方法可以對100一200個原子(包含幾千個價電子)的體系進行高等級的計算。局限性有兩點:一是由于還不知道精確的能量密度泛函形式，計算結果的精度有限制，無法系統地提高計算的精度;二是還不能很好地嚴格處理與電子激發態及多重態結構有關的過程和性質。3.半經臉1子化學方法從頭計算法和密度泛函理論方法被統稱為第一性原理方法。半經驗量子化學方法實質上是在量子力學理論框架下的擂值方法，擂值函數中的特征參數通過擬合一組標樣分子的實驗與計算值來確定。半經驗方法的計算量比第一性原理算法小2一3個數量級，用于有機分子體系比較成功，缺點是計算誤差難于估計。隨著計算能力的提高，第一性原理算法不斷發展，半經驗方法逐步退居較次要的地位。目前仍在廣泛使用的半經驗方法是AMI和PM3，對F扭uenheim等提出基于緊束縛近似的半經驗密度泛函理論方法，其半經驗參數的普適性好，有可能發展成為一種有用的計算方法。4.相對論蚤子化學計算相對論效應對重元素化合物的結構、性能均有很大影響。包含相對論效應的嚴格計算要求解狄拉克方程，比非相對論計算更加困難。已經提出了Di~F沈k(一cI)方法、相對論質勢方法、相對論密度泛函理論方法、相對論半經驗方法等。相對論計算的計算量一般比相應的非相對論計算要大一個數量級。近年來發展了近似的相對論效應計算方法，比較重要的有三種:基于狄拉克算符Pauli展開式的微擾方法、DKH方法、ZORA方法，后兩種方法更好一些。用DKH或ZORA方法，可以用比非相對論計算稍多的計算量，得到與直接求解狄拉克方程相接近的結果，可望得到廣泛的應用，特別是應用到比較大的含重元素的體系中。5.分子力學和分子動力學方法分子力學方法利用分子力場確定分子體系的穩定構型，模擬分子的振動光譜，計算氣相熱力學函數等。分子力場是分子的經驗勢能函數，其中包含的參數通過擬合一組標樣分子的實驗與計算值確定。分子力學方法的計算量比半經驗方法少2一3個數量級，可以處理成萬個原子的體系。缺點是:計算結果的誤差難于估計，不能用來研究過渡態結構，更不能用于討論有化學鍵形成或斷裂的間題。分子力學方法最大的用處是研究生物大分子(或高聚物)的構型和構象變化。分子動力學方法是在給定的分子力場下用數值方法求解多原子體系的經典力學方程，模擬體系中各原子的運動過程，現在可以模擬幾千個原子組成的體系的運動。可以求得體系的熱力學函數，也可以尋找分子的優勢構象。分子動力學計算結果依賴于采用的分子勢函數。1985年Car和P恤幣neno將密度泛函方法和分子動力學方法結合起來，提出C一P方法，克服了分子動力學方法中由于使用經驗勢函數產生的缺點，但計算量也就增大了許多。
三、大體系的分區計算方法
1.電子可分離性理論[s]實現對很大體系的計算是當前的前沿熱點。解決問題的基本思路是分區進行計算。早在1959年Mcweeny就提出電子可分離性理論:將大體系分割為若千子體系，其波函數寫成子體系波函數的全反對稱積，不同子體系波函數滿足強正交條件。分別求解各子體系的H一F方程，就可以得到大體系的波函數及能量。Huz還昭a、Adall陽和今比ert等后來深人研究了上述方法。1992年F班ncisc。等提出了不要求子體系間波函數強正交條件的方程。上述分區處理辦法雖然解決了可以計算大分子的間題，但總計算量并未減少。2.“分而治之(divids一叨d一conquer，D&C)”方法[‘，，]1991年楊偉濤在密度泛函理論的框架下提出“分而治之”的方法。將大體系分剖為若干子體系，對各子體系進行Kohn~Sham方法的密度泛函理論計算，在子體系周圍添加緩沖基函數以減少基組截斷誤差。電荷在各子體系間的分配由電負性均衡原理確定。各子體系間的庫侖及交換相關作用包含在子體系的Kohn一sham方程中。D&C方法計算盤比整體計算小得多，并且便于實現并行計算，是一種有效的計算大體系的方法。1995•年楊偉濤等將D&C方法推廣到分割一階約化密度矩陣，整體密度矩陣分解為若干個子體系密度矩陣的迭加。由子體系的F加k矩陣求得其分子軌道，在同一費米能級下構造各子密度矩陣，迭加得到總密度矩陣。用于半經驗計算，處理過幾千個原子的體系。3•線性比率(linear。e‘ng，o(N))算法I。]降低計算量隨體系粒子數的增長速率是很關鍵的問題。1991年楊偉濤在提出“分而治之”算法的基礎上提出實現對大體系線性比率算法的可能性。1995年，楊偉濤等在把D&c方法用于密度矩陣的基礎上，實現了半經驗方法的線性比率算法。1996年Kohn指出線性比率算法的物理基礎是在外場中的量子力學多粒子平衡體系，其粒子具有“近視性，即一個小區域的靜態性質，對于較遠距離的外場變化是不敏感的。與此相聯系，體系的一階約化密度矩陣是主對角線帶狀矩陣。隨著體系加大，矩陣帶只是成比例增長，構造密度矩陣及將其對角化的計算量只是線性增加。D&C方法構造密度矩陣的計算量比較大。提出過幾種效率更高的辦法:Fenni算符展開法(1994)，Fe雙‘算符投影法(1995)，密度矩陣優化法(1993，1996)等。線性比率算法在半經驗方法框架內已得到廣泛應用。例如，Scuseria等用AMI計算過2O口以)個原子的體系(1998)。用大基組作精確計算的線性比率算法還難于實現，但研究在取得進展，例如提出了庫侖矩陣的高效率算法，交換矩陣的線性與準線性比率算法，FOCk矩陣的線性比率算法等。線性比率算法要對大的體系才發揮作用。從小體系計算量隨粒子數3一7次方增長速率到大體系實現線性比率算法，計算量隨粒子數增長的速率逐漸降低，轉變點大概在1以}一500個原子之間。
四、對大體系局部的計算
對于很多大體系，性能只與其局部有關，其余部分只起到一種支撐基體的作用。在這種情況下，對體系整體進行精確計算，事倍功半;而完全忽略基體的作用，又與實際情況差距太大，計算結果不能說明間題。針對上述情況，人們提出將體系分為環境區和活性區，分區進行不同精度計算的方法。1.分區域作不同精度計算[9]最簡單的比較粗略的做法是用近似的嚴格定域軌道(孤對、。鍵、二鍵等)堆砌出環境區的電荷分布，產生靜電勢，用于活性區的半經驗自洽場計算。Bax-ter等(i卯6)提出se留(。e琢eonsistent卿pfield)方法。通過較小分子的計算得出分子片的密度矩陣。環境區的密度矩陣由分子片密度矩陣組合出來，用以計算環境對活性區的靜電勢，作自洽場計算。楊偉濤等(1998)在把D&C方法用于密度矩陣的基礎上提出凍結環境分子軌道的半經驗計算方法，用來研究大體系局部構型變化。Kau加陽n等(l990)提出先用較小基組對大體系作從頭計算，將所得定域于環境區的分子軌道凍結，再對活性區作精確的從頭計算。Morokuma等(1996)提出IMOMo方法，用模型分子代替活性區作精確從頭計算，半經驗地扣除模型誤差?！畆t~等(1993，1996)提出局域量子化學方法，用于Hartree~FOCk計算:將環境和括性區各自的密度矩陣之和作為整個體系的起始密度矩陣，凍結環境部分，用Mcweeny提出的等幕性優化的方法，得到在環境下活性區的密度矩陣。M二等(20(犯)提出基于D&C方法的復合哈密頓方法，對精確計算的子體系用D碑哈密頓，對環境區用半經驗哈密頓，兩部分之間的電荷分配由電負性均衡確定?？梢杂冒虢涷灳€性比率算法處理很大的環境。2.基體上添加外物的局部計算〔10.川對晶體中摻雜的局部進行計算，提出過多種方法，如原子簇近似、鑲嵌原子簇、超晶胞法等。D~si等對鑲嵌原子簇方法作了系統的研究，方法是:在雜質周圍劃出一個原子簇進行計算，考慮晶體環境對原子簇的作用。將體系的格林函數矩陣分割為原子簇部分Cc。、環境部分‘D。和兩者相互作用部分‘cD和“。令‘DD部分與純晶體的相同，求解格林函數矩陣方程，可以得到‘cc和Cc。以及相應的密度矩陣。固體表面吸附是另一類要求局部精確計算的間題。Head等(1996)提出的方法是:將基體表面原子的基組分為活性區及環境區，將環境區與活性區有相互作用的基函數成分吸收到活性區的基組中，凍結環境區的密度矩陣，將吸附分子的基組加人到擴充的活性區基組中去，進行精確計算。Salahub等(1998)提出計算金屬表面上吸附的方法，將表面分為吸附中心、軟環境區和硬環境區，凍結環境區的分子軌道，將吸附分子加到活性區作D打計算。電子在吸附區與軟環境區之間可以流動，保持電負性均衡
五、量子力學/分子力學(QM/MM)方法
對于很大的分子，上述精粗結合的QM/QM方法仍然計算量太大。分子力學方法不能用于有化學鍵斷裂或形成的研究，但在確定有機分子骨架結構方面很有成效。QM/MM方法是把大體系分為兩個子體系，其一用量子力學處理，另一用分子力學處理。要解決的問題是對兩個子體系邊界的適當處理。當QM/MM區分界處有化學鍵x一Y被切開時，QM區的游離價需要飽和。提出過兩類處理方法。1.等效原子法MoIDkulna等用一個氫原子模擬X一Y鍵中MM區的原子Y作QM計算。在作MM計算時，不考慮這個氫原子的存在。MM區邊界上各Y原子間的非鍵作用要計算，與X原子的作用不計算。也有人用準鹵素原子模擬Y原子。楊偉濤等提出準鍵(Pseudo-bond)方法，用一個等效邊界原子BY代替Y原子并人QM區作計算。BY原子只有一個成鍵價電子，通過模擬具有類似X一Y鍵的小分子的計算選擇其有效勢函數參數，使得計算出的xeeBY鍵長、鍵強及對活性區的影響與X一Y鍵很接近。在作MM計算時，不考慮Y原子，但在計算QM/MM區的相互作用時考慮MM區其余原子與Y原子的作用。2.等效健方法凡vail等用一個嚴格定域的軌道(填充兩個電子，由類似小分子計算得到)代替x一Y健作QM計算。高加力、Friesner等對這一方法進行改進，使計算結果更符合實際。MM計算時QM/MM區邊界上的原子與MM區其余原子間的相互作用勢參數要作適當調整。QM/MM方法已經得到廣泛的應用，盡管還有問題沒有滿意地解決。顯然，QM/MM方法很容易推廣為QM/QM/MM方法，即對活性區和對活性區影響大的區域分別采用高精度和低精度的QM計算，對遠離活性區的環境作MM計算。QM/MM方法也容易推廣為QM/MD方法，QM/MD區邊界以及兩區的相互作用勢問題采用類似的辦法處理。
