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量子化学论文精品(七篇)

时间:2022-09-23 21:56:39

量子化学论文

量子化学论文篇(1)

乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。

大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架--《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。

但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实:

1.1关于"量子化"根源问题。

微观世界"量子化"已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是"量子化"根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄!

就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈"量子"的"科学"。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状!

可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:"量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的"。

虽然,这量子力学家利用了"微小量子"数学"极限"概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程!

不可否认的事实是:阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。

1.2理论与实践关系问题

既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠――"符合"试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实:

世界著名理论物理第六册--《量子力学》(文献[1])中著:"量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统"。

这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。"科学学"研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:"量子力学是建立在实验基础上的科学"。这不是弥天大谎么?!

文献[1]在建立对易关系:

pq-qp=(?/i)E―――――――――(1)

时说:"这是一基本假定"。并告诫人们:"不可懂"!就是说(1)式不能用任何数学--物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,(1)式就是昭著世界的"波动方程"的基础,也就是量子力学的理论基础。

所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识!

研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意"物质波"理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说"建立在实验基础上"呢?!

研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出"物质波"概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出"波函数"(Ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即(1)式上,便铸成了著名的"波动方程"--量子力学的理论基础:

(h2/2m)2Ψ+(E-V)Ψ=0―――――(2)

由于量子力学凭空引进"波函数Ψ",实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。

1.3量子力学诡辩伦理

1.3.1关于理论基础诡辩

以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:"量子力学是建立在实验基础上地科学"。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。

1.3.2关于物质波的狡辩

对于"物质波"概念,量子力学[1]应用了三个基本假定:其一假定"对易关系"即(1)式,由此构成量子力学骨架;其二假定"测不准原理",由此编造了电子"几率云"图像;其三假定"波粒互补原理",这种原理本身就是一种诡辩,因为"波粒二象性"问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出"波函数Ψ"并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质--量子力学家们的主观意识。

然而"波函数"的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论!

如果需要,量子力学(文献[1])首先拿出:

2πa=n――――――――――――――(3)

很明显式中2πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言(3)式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现:

1.3.3关于"经典"与"近代"狡辩

量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。

然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数Ψ的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实--量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!1.3.4量子力学方法论狡辩

确切说,量子力学不能给波函数Ψ做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用:①波函数Ψ表示粒子中心轨迹波动;②波函数Ψ表示粒子出现几率;③波函数Ψ表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都"迎刃而解"了。

然而,量子力学同时又"有权"轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要--否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。

似这样,在哲学面前,用"建立在实验基础上"量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心"量子化"根源,又由"领地"限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威!

1.4关于"符合"试验问题

以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰"符合"试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实:

基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。然而却出现本质性原则错误,请看:

1.4.1量子力学推广(一)

由于氢原子的试验电离能与玻尔理论真实能级相近,于是量子力学推广为:

试验电离能=原子真实能级――――――――――(4)

将该式推广到多电子原子中显然很省力气,但这是严重错误。请看氦原子事实:

试验(文献[1])测得氦原子两个电离能,这里分别用E1,E2表示为:

E1=1.80(Rhc)=24.58(ev)――――――――(5)

E2=5.80(Rhc)=79.01(ev)――――――――(6)

量子力学[1]认为这就是氦原子的两个真实能级。

若用E玻表示类氢氦离子基态能玻尔理论值,则

E玻=54.42(ev)―――――――――――――(7)

显然下式成立:

E2=E1+E玻――――――――――――――(8)

该式明确表明E2不是氦原子的真实能级,因为其中包含有E1,即第一电离能。

那么,实验值E2即(8)式表示什么物理内容呢?

研究表明:要使氦原子第二电子电离,仪器必先付出能量E1=24.58(ev)先使第一电子电离,这好比代价,氦原子于是变成类氢氦离子,其基态能为E玻=54.42(ev)。要使它电离,仪器必须再付出与E玻相等的能量,才能使第2电子电离。那么仪器付出总能量必为E2=E1+E玻,这就是氦原子电离实验真实过程,由此不难结论:

1.4.2据电离实验本文结论

电离实验结论一:氢原子及类氢氦离子玻尔理论值正确。

电离实验结论二:目前电离能实验值≠原子真实能级。

电离实验结论三:所有元素最低能级皆为其类氢离子能级,不存在比这更低的能级。

然而量子力学(文献[1]、[3])却竞相用"微扰法"、"变分法"乃至用修正核电荷方法逼近计算这氦原子的"能级"E2:

E2=5.80(Rhc)=79.01(ev)――――――(9)

显然,量子力学这种下意识"符合"实验,拙劣以极,形同瞎子摸象!

这是由于量子力学对原子结构缺乏了解,又没有搞清电离实验真实物理过程所致。

对此,进一步证明如下,参见表(一):

表(一)几个元素的类氢离子能级

原子序元素E1(ev)E玻(ev)E1+E玻E实(ev)注

13Al5.9862299.37992305.35692304

14Si8.1512666.73642674.88742673

15P10.4863061.30463071.79063070

16S10.3603483.08433493.44433494

17Cl12.9673932.07563945.04263946

18Ar15.7594408.27864424.03764426

表中E1为元素第一电离能实验值,E玻为类氢离子基态能玻尔理论值,E实表示类氢离子电离能实验值,可见下式成立:

E实=E1+E玻―――――――――――――(10)

该式明确表明类氢离子电离能实验值E实不能直接代表其真实能级,因为E实中包含有E1(第一电离能)。有说这是巧合。然而表中六个元素都完全巧合必有规律,这种规律就是以上三条结论。实际上(9)、(10)二式等价,但(10)式只对表中几个元素成立。对于其它元素或其它情况问题变得更为复杂,不可一日而语。

这进一步证明了上述三条结论,再做如下推论:

1.4.3据电离试验本文推论

电离实验推论一:任何电离实验过程都是电子几经碰撞交换能量综合结果。注意氢原子的电离能与真实能级相近但并不相等的事实,因此

电离实验推论二:任何元素任何电离能目前实验值均不能直接代表原子的真实能级。

电离实验推论三:随着理论与技术进步将来完全可以试验直接测得原子的真实能级。

以上证明(4)式完全错误,然而量子力学对此未经证明却实际应用。可见,量子力学逻辑上粗糙、理论荒诞!

1.4.4量子力学推广(二)

根据玻尔理论的成功,量子力学(文献[4])又作一项重要推广:认为多电子原子结构不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为n=1,2,3,4…

显然,这种推广也很省力,然而也是严重错误!

参见图(1)氢原子的能级,这代表玻尔理论的成功。可是量子力学毫不思索原封不动将图(1)推广到多电子原子中。量子力学很善于做这种貌似合理实则谬之千里的推广。从中可见量子力学理论思维完全不具物理学素质。

稍经分析不难发现,图(1)所示物理意义可用图(2)类比。谁都知道图(2)表示的内容是三个人在同一时刻的官位(级),或者表示一个人在三个不同时期的官位。但决不表示一个人在同一时刻具有三种官位(级)。

那么图(1)也如此:或者表示在同一时刻三个氢原子的能级(画在一起),或者表示一个氢原子在三个不同时刻的能级。但图(1)决不表示在同一时刻氢原子有三个能级(注意氢原子只有唯一电子)。

要知道,这种认识上的差异将产生完全不同乃至相反的结论。同样,量子力学这种推广也未经证明而普遍应用。

研究表明,原子结构这种性质是由量子化根源决定的。量子力学对此一无所知,严彦却夸夸其谈什么"量子"、什么"力学",实在误人不浅!

经量子力学如此推广,其结果必然使得原子结构--物质世界变得一塌糊涂。因之,物质结构必然由测得准变为测不准的了。这就是量子力学的【测不准原理】。稍经分析也不难发现【测不准原理】的哲学错误。

所以如上述,量子力学所谓符合实验,实际上是对实验进行貌似合理(但谬之千里)的猜测并作勇敢推广而已。

1.5关于【测不准原理】问题

如果人们要问,量子力学就会说:【测不准原理】是根据实验的总结。

根据什么实验?

还是根据"物质波"。

但须知,与其说世界公认量子力学是理论物理权威,毋宁说世界公认"波粒二象"性问题仍是世界性遗难问题。在此问题尚未彻底解决之前怎么可以总结呢?!

所以,在问题循环不解情况下,由于量子力学诡辩性及其狡辩能力,方才成为世界理论权威!以致人们对量子力学【测不准原理】的哲学错误丧失分辨能力。又由于这种错误原理隐藏在高深难懂的量子力学之中,常人不可涉才得以免遭非难。现在有必要给这错误原理充分揭露!

大量研究可以结论,目前为止的实验已经给出大部物理世界准确信息,这就是普朗克常数h

=2π?给出的信息。根据这种信息,本文已经给出目前大部物理学问题以准确具体描述,其中包括目前困难问题,也包括"波粒二象"性问题。并且这种描述全部具有8位数字有效精度与并实验完全相符的结果,以下将做这种描述。这表明〖测得准原理〗成立(参见提要)。这就在事实上完全打了破了量子力学【测不准原理】的神话--鬼话!

然而量子力学由于缺乏了解又理论贫乏,却完全错误地应用了大自然给出的准确信息:

Δp·Δx≥(1/2)?―――――――――――(11)

这就是量子力学【测不准原理】的数学表达式。显然竟将大自然给出的准确信息--普朗克常数?作为测不准的量度,是乃天大谬误。

第二章普朗克常数给出物质世界准确信息

本文大量研究,现总结普朗克常数:

h=2π?――――――――――――――――――(12)

给出的物质世界准确信息:

2.1?已经给出所有元素原子结构的准确信息

据此可以准确具体描述任何原子的真实结构,并都将与实验符合很好。文献[5]、[6]、[7]已经做了这种描述,这在事实上已经打破了量子力学【测不准原理】的神话--鬼话。

2.2?已经给出任何微观粒子(质子、中子、电子、光子以及场粒子等)自身结构准确信息

例如,可以算得质子自身结构理论半径,以rP表示,准确为:

rP=1.3214100×10-13(cm)―――――(13)

并可从能量、电荷、自旋、磁矩、元素周期率五方面算得完全相同的这一结果,已无可否认地证明这结果唯一正确。这是目前任何理论都办不到的!

又例如,可以算得电子自身结构理论半径,以re表示,准确为:

re=2.9742175×10-14(cm)----------(14)

同样可证明此结果唯一正确(繁琐,略),量子力学对此望尘莫及。

2.3?已经给出普适常数Φ的准确信息

普适常数定义:任何光子的波长λ与发射该光子的电子在原子中的轨道半径r之比为常数,以Φ表示之,那么有:

Φ=λ/r=常量=1/(ε。·α)

=4π×137.03600=1722.0451--------(15)

(说明:当电子跃迁为r∞时,轨道半径直接用r;当电子跃迁为rArB时,式中要用当量轨道半径,略。)

研究表明这是一个斩新的物理常数,虽无量纲,但具有丰富重要物理意义。由(15)式已经看出,普适常数Φ严格规定着光子和电子;以下还将看到,普适常数还严格规定着质子和中子以及粒子的磁矩及其"反常"。相形之下,量子力学竟将光速C称作"普适常数",不知多么无聊!

此外,根据普适方程(见下)和普适常数Φ还可算得任何光子的形成机制、光子的尺寸、质量、能量、性质以及光子的自身内部结构。此类问题,由于量子力学【测不准原理】的限制,人们连想都不敢想。可见量子力学荒谬已极!并且,这种计算完全表明光子的粒子实在性,而所谓波动性只不过是粒子实在性的客观反映。

2.4?已经给出分子结构、晶体结构、固体性质、液体性质、气体性质等物质结构准确信息

本文如下普适方程可以变为:

V=n2?2/mr2――――――――――――(16)

式中V为引力势能,它将准确决定晶体晶格能;而r则决定晶体晶格常数(略)。

2.5?已经给出量子数n=0,1,2,3…真实物理意义的准确信息

但在量子力学中,量子数n=0,1,2,3…只表示自然数,除此之外无任何物理意义。大量研究可以结论:宏观温度T就是量子数n在统计意义上的单值函数,即:

T=f(n)――――――――――――――(17)

研究还表明,对单个粒子(原子、分子)该式也严格成立,只不过对单个粒子(原子、分子)则无需统计。这已表明,微观粒子的温度也是"量子化"的,不能连续取值。此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·秒2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·秒2)―――

(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6?已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7?已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即(20)式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:K1、K2、K3,其中K1、K2是基本的,K3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2太阳系第一天文结构常数K1:

K1=Vi2·Ri=常数

=1.327×1026(达因·cm2/克)――――(18)

式中Vi为各行星轨道速度,Ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3太阳系第二天文结构常数K2:

K2=mi2·Vi2·Ri2/ri5=常数

=9.747×1049(克2/cm·

2)―――(19)

式中mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8?已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证[参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数h=2π?真实物理意义如下:

3.1?对宏观,谓最小能量单位。

这就是:E=ω?=nh,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2?表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/Φn)?,其中,n=0,1,2,3…为量子数;而Φ=1722.0451为普适常数即(15)式。

3.3?表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号Le表示,那么有:Le=n·?,其中n=0,1,2,3…为量子数。

3.4?表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)?是完全错误的结果。

3.5?表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为?。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6?表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层K,L,M,N…中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3…是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

T=(1/2)V――――――①

T=E――――――――②―――(20)

E=n2·?2/2m·r2――――③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7?表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,?将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8?表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数?表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量子力学一无所知,严彦却夸夸其谈,自欺欺人又听不得不同意见。认真地研究表明,量子力学并未解决任何实质性物理学问题。量自力学的贡献主要在于在人类文明史上建立一个永久性纪念碑--【测不准原理】--科学史上奇耻大辱!历史将证明这是对量子力学恰如其分的评价。

上述可见,普朗克常数h=2π?已经揭示并将揭示大自然内在本质规律…

量子化学论文篇(2)

此乃特殊重要文稿,几乎涉及物理世界全部问题。文中全部用8位数字有效精度并与实验完全相符的计算结果表明下述原理成立:

〖测得准原理〗:世间万物,无例外,都是测得准的(准确程度最终都将取决于普朗克常数 h=2π? 的准确度),绝非测不准的;世间只存在测不准的学者,并不存在【测不准原理】--《量子力学》的基本原理。

文中用大量无可否认的事实,全面、系统、严格地证明了量子力学--世界权威理论,纯系伪科学。其基本原理--【测不准原理】系反科学的理论,由此量子力学已把科学引入歧途,并使之陷于恶性循环不解之中!

由于量子力学已修成了诡辩内禀属性,任何单方面对其论说全然无效,必须给量子力学以全面充分曝光,所以篇幅显得较长。实乃:

有道僧是愚氓忧可训,

奈何量子愚氓胜和尚!

第一章.世界是测得准的,并非测不准的

乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。

大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架--《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。

但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实:

1.1 关于"量子化"根源问题。

微观世界"量子化"已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是"量子化"根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄!

就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈"量子"的"科学"。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状!

可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:"量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的"。

虽然,这量子力学家利用了"微小量子"数学"极限"概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程!

不可否认的事实是:阴极射线中的电子、x射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。

1.2 理论与实践关系问题

既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠――"符合"试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实:

世界著名理论物理第六册--《量子力学》(文献 [1]) 中著:"量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统"。

这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。"科学学"研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:"量子力学是建立在实验基础上的科学"。这不是弥天大谎么?!

文献 [1] 在建立对易关系:

pq -qp = (?/i)e ――――――――― (1)

时说:"这是一基本假定"。并告诫人们:"不可懂"!就是说(1)式不能用任何数学--物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,(1)式就是昭著世界的"波动方程"的基础,也就是量子力学的理论基础。

所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识!

研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意"物质波"理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说"建立在实验基础上"呢?!

研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出"物质波"概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出"波函数"(ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即(1)式上,便铸成了著名的"波动方程" --量子力学的理论基础:

(h2/2m)2ψ + (e-v)ψ = 0 ――――― (2)

由于量子力学凭空引进"波函数ψ",实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。

1.3 量子力学诡辩伦理

1.3.1 关于理论基础诡辩

以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:"量子力学是建立在实验基础上地科学"。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。

1.3.2 关于物质波的狡辩

对于"物质波"概念,量子力学 [1] 应用了三个基本假定:其一假定"对易关系"即(1)式,由此构成量子力学骨架;其二假定"测不准原理",由此编造了电子"几率云"图像;其三假定"波粒互补原理",这种原理本身就是一种诡辩,因为"波粒二象性"问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出"波函数ψ"并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质--量子力学家们的主观意识。

然而"波函数"的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论!

如果需要,量子力学(文献 [1])首先拿出:

2πa=n ―――――――――――――― (3)

很明显式中 2πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言(3) 式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现:

1.3.3 关于"经典"与"近代"狡辩

量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。

然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数 ψ 的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实--量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!1.3.4 量子力学方法论狡辩

确切说,量子力学不能给波函数 ψ 做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用: ①波函数 ψ 表示粒子中心轨迹波动;②波函数 ψ 表示粒子出现几率;③波函数 ψ 表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都"迎刃而解"了。

然而,量子力学同时又"有权"轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要--否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。

似这样,在哲学面前,用"建立在实验基础上"量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心"量子化"根源,又由"领地"限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威!

1.4 关于"符合"试验问题

以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰"符合"试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实:

基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。然而却出现本质性原则错误,请看:

1.4.1 量子力学推广(一)

由于氢原子的试验电离能与玻尔理论真实能级相近,于是量子力学推广为:

试验电离能 = 原子真实能级 ―――――――――― (4)

将该式推广到多电子原子中显然很省力气,但这是严重错误。请看氦原子事实:

试验(文献[1])测得氦原子两个电离能,这里分别用 e1,e2 表示为:

e1= 1.80(rhc) = 24.58(ev) ―――――――― (5)

e2= 5.80(rhc) = 79.01(ev) ―――――――― (6)

量子力学[1]认为这就是氦原子的两个真实能级。

若用 e玻 表示类氢氦离子基态能玻尔理论值,则

e玻 = 54.42(ev) ――――――――――――― (7)

显然下式成立:

e2 = e1+ e玻 ―――――――――――――― (8)

该式明确表明 e2 不是氦原子的真实能级,因为其中包含有 e1 ,即第一电离能。

那么,实验值 e2 即(8)式表示什么物理内容呢?

研究表明:要使氦原子第二电子电离,仪器必先付出能量 e1=24.58(ev) 先使第一电子电离,这好比代价,氦原子于是变成类氢氦离子,其基态能为 e玻=54.42(ev)。要使它电离,仪器必须再付出与 e玻 相等的能量,才能使第2电子电离。那么仪器付出总能量必为 e2=e1+e玻,这就是氦原子电离实验真实过程,由此不难结论:

1.4.2 据电离实验本文结论

电离实验结论一:氢原子及类氢氦离子玻尔理论值正确。

电离实验结论二:目前电离能实验值 ≠ 原子真实能级。

电离实验结论三:所有元素最低能级皆为其类氢离子能级,不存在比这更低的能级。

然而量子力学(文献[1]、[3])却竞相用"微扰法"、"变分法"乃至用修正核电荷方法逼近计算这氦原子的"能级"e2 :

e2= 5.80(rhc) = 79.01(ev) ―――――― (9)

显然,量子力学这种下意识"符合"实验,拙劣以极,形同瞎子摸象!

这是由于量子力学对原子结构缺乏了解,又没有搞清电离实验真实物理过程所致。

对此,进一步证明如下,参见表(一):

表(一)几个元素的类氢离子能级

原子序    元素    e1(ev)     e玻(ev)    e1+e玻     e实(ev)    注

13    al    5.986    2299.3799     2305.3569    2304    

14    si    8.151    2666.7364     2674.8874    2673    

15    p    10.486    3061.3046     3071.7906    3070    

16    s    10.360    3483.0843     3493.4443    3494    

17    cl    12.967    3932.0756     3945.0426    3946    

18    ar    15.759    4408.2786     4424.0376    4426    

表中 e1 为元素第一电离能实验值,e玻为类氢离子基态能玻尔理论值,e实 表示类氢离子电离能实验值,可见下式成立:

e实 = e1+e玻 ――――――――――――― (10)

该式明确表明类氢离子电离能实验值 e实 不能直接代表其真实能级,因为 e实 中包含有e1(第一电离能)。有说这是巧合。然而表中六个元素都完全巧合必有规律,这种规律就是以上三条结论。实际上(9)、(10)二式等价,但(10)式只对表中几个元素成立。对于其它元素或其它情况问题变得更为复杂,不可一日而语。

这进一步证明了上述三条结论,再做如下推论:

1.4.3 据电离试验本文推论

电离实验推论一:任何电离实验过程都是电子几经碰撞交换能量综合结果。注意氢原子的电离能与真实能级相近但并不相等的事实,因此

电离实验推论二:任何元素任何电离能目前实验值均不能直接代表原子的真实能级。

电离实验推论三:随着理论与技术进步将来完全可以试验直接测得原子的真实能级。

以上证明(4)式完全错误,然而量子力学对此未经证明却实际应用。可见,量子力学逻辑上粗糙、理论荒诞!

1.4.4 量子力学推广(二)

根据玻尔理论的成功,量子力学(文献[4])又作一项重要推广: 认为多电子原子结构不同壳层 k,l,m,n …中电子的量子数分别为 n=1,2,3,4…

显然,这种推广也很省力,然而也是严重错误!

参见图(1)氢原子的能级,这代表玻尔理论的成功。可是量子力学毫不思索原封不动将图(1)推广到多电子原子中。量子力学很善于做这种貌似合理实则谬之千里的推广。从中可见量子力学理论思维完全不具物理学素质。

稍经分析不难发现,图(1)所示物理意义可用图(2)类比。谁都知道图(2)表示的内容是三个人在同一时刻的官位(级),或者表示一个人在三个不同时期的官位。但决不表示一个人在同一时刻具有三种官位(级)。

那么图(1)也如此:或者表示在同一时刻三个氢原子的能级(画在一起),或者表示一个氢原子在三个不同时刻的能级。但图(1)决不表示在同一时刻氢原子有三个能级(注意氢原子只有唯一电子)。

要知道,这种认识上的差异将产生完全不同乃至相反的结论。同样,量子力学这种推广也未经证明而普遍应用。

研究表明,原子结构这种性质是由量子化根源决定的。量子力学对此一无所知,严彦却夸夸其谈什么"量子"、什么"力学",实在误人不浅!

经量子力学如此推广,其结果必然使得原子结构--物质世界变得一塌糊涂。因之,物质结构必然由测得准变为测不准的了。这就是量子力学的【测不准原理】。稍经分析也不难发现【测不准原理】的哲学错误。

所以如上述,量子力学所谓符合实验,实际上是对实验进行貌似合理(但谬之千里)的猜测并作勇敢推广而已。

1.5 关于【测不准原理】问题

如果人们要问,量子力学就会说:【测不准原理】是根据实验的总结。

根据什么实验?

还是根据"物质波"。

但须知,与其说世界公认量子力学是理论物理权威,毋宁说世界公认"波粒二象"性问题仍是世界性遗难问题。在此问题尚未彻底解决之前怎么可以总结呢?!

所以,在问题循环不解情况下,由于量子力学诡辩性及其狡辩能力,方才成为世界理论权威!以致人们对量子力学【测不准原理】的哲学错误丧失分辨能力。又由于这种错误原理隐藏在高深难懂的量子力学之中,常人不可涉才得以免遭非难。现在有必要给这错误原理充分揭露!

大量研究可以结论,目前为止的实验已经给出大部物理世界准确信息,这就是普朗克常数 h

=2π? 给出的信息。根据这种信息,本文已经给出目前大部物理学问题以准确具体描述,其中包括目前困难问题,也包括"波粒二象"性问题。并且这种描述全部具有8位数字有效精度与并实验完全相符的结果,以下将做这种描述。这表明〖测得准原理〗成立(参见提要)。这就在事实上完全打了破了量子力学【测不准原理】的神话--鬼话!

然而量子力学由于缺乏了解又理论贫乏,却完全错误地应用了大自然给出的准确信息:

δp·δx ≥ (1/ 2)? ――――――――――― (11)

这就是量子力学【测不准原理】的数学表达式。显然竟将大自然给出的准确信息--普朗克常数 ? 作为测不准的量度,是乃天大谬误。

第二章 普朗克常数给出物质世界准确信息

本文大量研究,现总结普朗克常数:

h=2π? ―――――――――――――――――― (12)

给出的物质世界准确信息:

2.1 ? 已经给出所有元素原子结构的准确信息

据此可以准确具体描述任何原子的真实结构,并都将与实验符合很好。文献[5]、[6]、[7]已经做了这种描述,这在事实上已经打破了量子力学【测不准原理】的神话--鬼话。

2.2 ?已经给出任何微观粒子(质子、中子、电子、光子以及场粒子等)自身结构准确信息

例如,可以算得质子自身结构理论半径,以 rp 表示,准确为:

rp = 1.3214100×10-13 (cm) ――――― (13)

并可从能量、电荷、自旋、磁矩、元素周期率五方面算得完全相同的这一结果,已无可否认地证明这结果唯一正确。这是目前任何理论都办不到的!

又例如,可以算得电子自身结构理论半径,以 re 表示,准确为:

re = 2.9742175×10-14(cm) ---------- (14)

同样可证明此结果唯一正确(繁琐,略),量子力学对此望尘莫及。

2.3 ? 已经给出普适常数 φ 的准确信息

普适常数定义:任何光子的波长 λ 与发射该光子的电子在原子中的轨道半径 r 之比为常数,以 φ 表示之,那么有:

φ = λ/r =常量=1/(ε。·α)

= 4π×137.03600 = 1722.0451 -------- (15)

(说明:当电子跃迁为r∞时,轨道半径直接用r;当电子跃迁为rarb时,式中要用当量轨道半径,略。)

研究表明这是一个斩新的物理常数,虽无量纲,但具有丰富重要物理意义。由(15)式已经看出,普适常数 φ 严格规定着光子和电子;以下还将看到,普适常数还严格规定着质子和中子以及粒子的磁矩及其"反常"。相形之下,量子力学竟将光速 c 称作"普适常数",不知多么无聊!

此外,根据普适方程(见下)和普适常数 φ 还可算得任何光子的形成机制、光子的尺寸、质量、能量、性质以及光子的自身内部结构。此类问题,由于量子力学【测不准原理】的限制,人们连想都不敢想。可见量子力学荒谬已极!并且,这种计算完全表明光子的粒子实在性,而所谓波动性只不过是粒子实在性的客观反映。

2.4 ? 已经给出分子结构、晶体结构、固体性质、液体性质、气体性质等物质结构准确信息

本文如下普适方程可以变为:

v = n2 ?2/mr2 ―――――――――――― (16)

式中v为引力势能,它将准确决定晶体晶格能;而 r 则决定晶体晶格常数(略)。

2.5 ? 已经给出量子数 n=0,1,2,3… 真实物理意义的准确信息

但在量子力学中,量子数 n=0,1,2,3… 只表示自然数,除此之外无任何物理意义。大量研究可以结论:宏观温度 t 就是量子数 n 在统计意义上的单值函数,即:

t =f(n) ―――――――――――――― (17)

研究还表明,对单个粒子(原子、分子)该式也严格成立,只不过对单个粒子(原子、分子)则无需统计。这已表明,微观粒子的温度也是"量子化"的,不能连续取值。此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6 ? 已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7 ? 已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即 (20) 式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1 太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:k1、k2、k3,其中k1、k2是基本的,k3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2 太阳系第一天文结构常数 k1 :

k1 = vi2 ·ri = 常数

= 1.327×10 26 (达因·cm2/克) ―――― (18)

式中vi为各行星轨道速度,ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3 太阳系第二天文结构常数 k2 :

k2 =mi2·vi2·ri2 / ri5 = 常数

= 9.747 ×10 49(克2/cm·秒2) ――― (19)

式中 mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8 ? 已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章 普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证 [参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数 h=2π? 真实物理意义如下:

3.1 ? 对宏观,谓最小能量单位。

这就是:e= ω? = nh ,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2 ? 表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。 研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/φn)? ,其中,n=0,1,2,3… 为量子数;而 φ=1722.0451 为普适常数即(15)式。

3.3 ? 表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号 le 表示,那么有:le=n·? ,其中 n=0,1,2,3… 为量子数。

3.4 ? 表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)? 是完全错误的结果。

3.5 ? 表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为 ? 。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6 ? 表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层 k,l,m,n… 中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3… 是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

t= (1/2)v ―――――― ①

t= e ―――――――― ② ――― (20)

e=n2·?2 / 2m·r2 ―――― ③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7 ? 表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,? 将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8 ? 表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9 物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数 ? 表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10 ?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6 ? 已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7 ? 已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即 (20) 式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1 太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:k1、k2、k3,其中k1、k2是基本的,k3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2 太阳系第一天文结构常数 k1 :

k1 = vi2 ·ri = 常数

= 1.327×10 26 (达因·cm2/克) ―――― (18)

式中vi为各行星轨道速度,ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3 太阳系第二天文结构常数 k2 :

k2 =mi2·vi2·ri2 / ri5 = 常数

= 9.747 ×10 49(克2/cm·秒2) ――― (19)

式中 mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8 ? 已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章 普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证 [参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数 h=2π? 真实物理意义如下:

3.1 ? 对宏观,谓最小能量单位。

这就是:e= ω? = nh ,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2 ? 表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。 研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/φn)? ,其中,n=0,1,2,3… 为量子数;而 φ=1722.0451 为普适常数即(15)式。

3.3 ? 表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号 le 表示,那么有:le=n·? ,其中 n=0,1,2,3… 为量子数。

3.4 ? 表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)? 是完全错误的结果。

3.5 ? 表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为 ? 。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6 ? 表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层 k,l,m,n… 中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3… 是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

t= (1/2)v ―――――― ①

t= e ―――――――― ② ――― (20)

e=n2·?2 / 2m·r2 ―――― ③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7 ? 表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,? 将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8 ? 表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9 物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数 ? 表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10 ?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量此外还表明,任何微观粒子的温度都有真实物理意义和丰富物理内容。然而量子力学(文献[8])却说:"对于个别分子,温度这个概念是毫无意义的"。这表明量子力学先天不足后天亏损,由理论贫乏导致理论错误!

2.6 ? 已经给出宇宙最低温度准确信息

周知,由气体状态方程可以导出绝对零度。那么,由普适方程即(20)式可以推出宇宙最低温度。并且,不难证明宇宙最低温度就是宇宙奇点。以下证明奇点宇宙必然爆炸,那么宇宙的历程就是循环爆发过程。由此可以准确具体了解宇宙的过去、现在和未来。

2.7 ? 已经给出天体结构准确信息

据此可以准确描述任何天体的天文结构。

研究表明,任何天体天文结构与原子一样,都只能有唯一稳态解,他们遵循完全相似的基本规律,也就是普适方程即 (20) 式所揭示的规律。

也周知,据万有引力定律或开普勒定律也可描述天体的天文结构(位置、动能),但却实际上无穷多解,不能得到唯一稳态解。

这恰表明目前理论困难所在,量子力学对此无能为力,只能缺省"上帝一次推动"说!。

宇宙正在膨胀,没有稳态解呀!有人说。

不管你膨胀(例如银河系)还是稳态(例如太阳系),哪怕你收缩,都逃不脱普适方程严格支配!也所以这叫:普适方程!

2.7.1 太阳系唯一稳态解

太阳系的唯一稳态解的意义在于:若用强大火箭推动,改变任意行星(例如地球)轨道(黄道面内)半经大小,待火箭动力消失后,该行星(例如地球)将慢慢回复到原来既定轨道位置。这由太阳性质决定,也由普适方程所规定。

通过对太阳系天文结构唯一稳态解的计算,可以得到太阳系的三个重要天文结构常数:k1、k2、k3,其中k1、k2是基本的,k3是导出的(略)。可惜,量子力学半个也不知!

2.7.2 太阳系第一天文结构常数 k1 :

k1 = vi2 ·ri = 常数

= 1.327×10 26 (达因·cm2/克) ―――― (18)

式中vi为各行星轨道速度,ri为各行星轨道半径。并且,由此可直接推出开普勒定律(略)。

2.7.3 太阳系第二天文结构常数 k2 :

k2 =mi2·vi2·ri2 / ri5 = 常数

= 9.747 ×10 49(克2/cm·秒2) ――― (19)

式中 mi为各行星质量,ri为各行星携带半径(定义:包括大气尺寸在内的行星自身半径叫做携带半径)。

研究表明,太阳用这两个常数严格地规定着系内所有天体的质量、尺寸(包括大气)、轨道、速度以及轨道曲线性质,无一例外。这些都是普朗克常数给出准确信息的结果,并由普适方程所确定。(说明:①普适方程计算天文结构要经过变换;本文对太阳系天文结构的计算都与天文观测符合很好。②《太阳系天文结构计算》一文已送南京大学。)

2.8 ? 已经给出大自然内在本质规律准确信息

见以下,物理学的首要和本职任务就在于寻找这些规律。

第三章 普朗克常数的真实物理意义

上述可见,普朗克常数具有极为丰富的物理意义和内容,量子力学所知无几。不仅如此,由于缺乏了解,量子力学还经常混淆并滥用普朗克常数的物理意义。【测不准原理】正是量子力学滥用普朗克常数典型例证 [参见(11)式]。

现初步总结普朗克常数 h=2π? 真实物理意义如下:

3.1 ? 对宏观,谓最小能量单位。

这就是:e= ω? = nh ,这由普朗克首先发现,并由此人们公认能量"量子化"。

3.2 ? 表征微观能量交换的最大单位。

研究表明,?是微观能量交换的最大单位。 研究表明,还有更小级别的量子化能量单位:(1/φn)? ,其中,n=0,1,2,3… 为量子数;而 φ=1722.0451 为普适常数即(15)式。

3.3 ? 表征原子结构中电子轨道运动角动量的单位。

电子在原子结构中的轨道角动量若用符号 le 表示,那么有:le=n·? ,其中 n=0,1,2,3… 为量子数。

3.4 ? 表征微观粒子自旋角动量的单位。

实验已经表明微观粒子自旋也是量子化的。但对微观粒子自旋的描述量子力学明显力不从心,狄拉克用量子力学算得费米子(电子、质子)的自旋量皆为(1/2)? 是完全错误的结果。

3.5 ? 表征粒子自身能量量子化的单位。

实验已经表明人们也已公认,原子核自身能量也是量子化的,其量子化的单位为 ? 。

需要指出,原子核这种量子化状态并不是孤立的,然而量子力学却完全孤立看待。研究还表明,原子核这种量子化状态必然以某种方式作用于外界,尤其首先作用于核外电子。物理学重要任务就在于找出这种作用内在联系,遗憾的是所有理论均未能如此。并且,量子力学家们皆置此本职任务于不顾(可谓不务正业),而竞相与数学喧宾夺主。有目共睹!

3.6 ? 表征原子核与周围电子相互作用的能量单位。

研究表明,原子核的量子能量状态首先作用到核外电子,而周围电子必同时感受这种作用。于是核外所有电子都同时感受两种相互作用支配:

第一,核外所有电子同时受静电(库仑)引力能(场)支配,这种作用是经典的。在这种作用下,电子有落向原子核的趋势。

第二,原子中所有电子又同时受原子核量子化能量场的支配。因此,原子中所有核外电子必同时感受原子核这种量子化能量作用。并且,这就是原子结构中电子能量量子化的真实原因!也因此,核外所有电子的量子状态必与原子核一致,同一原子中核外所有电子的量子数必都相同,且都等与原子核的量子数。

也所以,量子力学认为原子不同壳层 k,l,m,n… 中电子的量子数分别为:n=0,1,2,3… 是完全错误的。纯系闭着眼睛摸大象!量子力学很善于这种猜测,又美其名曰"符合"试验。多么荒唐!

若用数学关系表达原子核这两种场量相互作用,这就是文献[5]、[6]、[7]推出的普适方程:

t= (1/2)v ―――――― ①

t= e ―――――――― ② ――― (20)

e=n2·?2 / 2m·r2 ―――― ③

该方程因具有普遍意义,故称普适方程。研究表明,普适方程适于所有元素的原子结构,还适用于天体的结构,并且计算与实验真正符合很好(普适方程物理意义见下)。

3.7 ? 表征任何粒子(含天体)间相互作用能量的最大量子化单位(还有更小单位)。

这不是简单推广,而有极为丰富的物理内容。例如,? 将准确决定晶体结构,还准确决定天体天文结构。

3.8 ? 表征物质与场、场与场间相互作用常数。

它直接与普适常数相关,还将决定粒子的"反常磁矩",附录中具体讨论。

3.9 物质波与波粒二象性问题恰系普朗克常数 ? 表演的内容(准确具体证明待续)。

3.10 ?(普朗克常数)将贯穿于全部物理世界全部内容,其中包括宇宙的爆炸和膨胀,光的干涉和衍射问题以及波粒二象性问题,核力与弱力问题等无一例外。

然而量子力学一无所知,严彦却夸夸其谈,自欺欺人又听不得不同意见。认真地研究表明,量子力学并未解决任何实质性物理学问题。量自力学的贡献主要在于在人类文明史上建立一个永久性纪念碑--【测不准原理】--科学史上奇耻大辱!历史将证明这是对量子力学恰如其分的评价。

上述可见,普朗克常数 h=2π? 已经揭示并将揭示大自然内在本质规律…

第四章 大自然(物质世界)内在本质规律一

大量研究,现总结普朗克常数已经揭示的大自然内在本质规律。对这些规律,量子力学完全科盲!

量子化学论文篇(3)

关键词:高中物理 量子论内容 演变

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)03(c)-0041-01

在现代化教育理念下,物理教育也必须要紧跟现代化教学要求设置内容。但是在设置量子论内容上不能空谈,需要分析量子论发展的演变,进而在发展基础上探析内容演变过程,再在该基础上逐步提升和发展,这才是量子论内容设置的发展方向。

1 高中物理量子论内容设置演变

对于我国教育改革来说,新的课程该正在如火如荼的进去,必须要改变传统课程内容的繁、难、旧以及偏以及照本宣科的现状,要结合时展发展新的课程内容,适应现代化发展要求和任务。在这种形势下,必须要强化内容和学生的生活及现代化科学发展相联系,让课程具备基础性、时代性以及选择性,分析学生学习中的兴趣与经验,从各种技能之中精选必备基础制度和技能,在这种情况下量子论成为了发展必然趋势。

事实上自从量子论问世以来,距今大约有一百年的历史了,它逐渐成为了支柱近代物理学两大理论之一,并且被物理学广泛使用到各个领域,给人类提供新方法与新思想,给人类科学乃至社会科学都产生出深远影响,依据相关统计到了20世纪中叶,具备量子论背景下获取了医学奖和其他生理学奖站占据比例较大。但是从近代先进发现,现代物理知识对社会科学素养具备基本要求,同时,还具备重要教育价值。但是对于高中物理的量子论来说,目前所涉及到的课程依然比较少。因此,要在高中物理课程中要适当引入一些量子论的知识。还必须要依据公众的科学素养需求深入到现代物理知识,并将量子论及其他一些内容融入到物理课程,这是高中物理发展必然趋势。而且在现代高中物理知识中渗透一些量子论,就能够为学习适当开设一些科学窗口,让学生通过这个窗口能够见识世界,一开眼界,让学生感受到外面世界的精彩,相关人士探究发现发达国家都开设课程较多,但是研究发现都将量子论作为重点内容,例如美国所用的《PSSCPhysixs》物理教材,就将电和原子结构作为了渗透原子论观点。并且在现代的物理学中也涉及到量子论的内容,在现代物理学中量子论内容占据比例相当大,很多宇宙学与天文学都将量子论与相对论作为主要内容。而且澳大利亚如今高中物理教材之中,对于宇宙、天体物理以及太空、量子到夸克等都是以单章节出现的。美国科学教师协会所指定出来的物理考的中都将现代物理作为重要内容,占据了15%的内容。

从许多文献研究中可知,一些国家都开始将量子论编入到近代的物理课程内容之中,而且多占据的比例逐渐变重。因此将量子论的内容编入高中物理是现代化物理课程发展必然趋势。而且将课改物理大纲以及新课程标准融入了量子论,就必须要对高中物理内容的设置演变进行适当探讨,清晰意识到物理量子论课程设置,期望该课程对物理教学有所指导,这也是我国物理量子论发展必然趋势。

1.1 新课程下物理大纲与量子论知识的关系

在新课程之下物理大纲有了较大发展,而且也是紧跟社会人才需求所编撰,因此就具备了现代性,这二者之间的比较主要体现在以下几个方面:

从改革开放以来,高中物理大纲与新课标都将量子论设为新知识、重要知识,也只有在数量上一致,并且这些知识点都造成数量在逐渐增加。在2005年、2008年以及2011年,大纲中所加入内容基本度差不多,在该基础知识上逐渐提升;而且应用渗透方式融入大纲之中,进而体现出原子结构,但是许多教学中并没有将量子论作为专题讲述。但是从实际课程设置来看,量子论内容正在逐渐成为专题课程步入正轨教育。

其实在2000年以来大纲之中就适当加入了一些量子论,各种内容都是大同小异,并且逐渐加入物质波,逐渐成为了必学内容,明确表明学生所能够接受形式,同时,还对现代科学技术进行适当介绍,通过量子论反映出现代物理学重要的观点,让学生进一步了解现代物理学发展必然趋势。事实上,1998年的教学大纲和2005年的新课程标准中所涉及量子论内容基本上相同,同时,还会加强知识点数量。2008年物理大纲之中就明确提出,物理教学内容必须要更新时展,处理好经典物理和近代物理之间关系,依据实况适当的加强现代物理观点,通过物理量子论来开拓学生眼角与思路,进而体现出物理量子论的重要内容。

1.2 通过物理大纲列置出量子论的部分知识点

虽然物理课程中量子论确实也是比较重要知识,但是也有学校将该课列入到选修课中,在讲解物理课程中量子论时划分成AB两个层次。自从我国融入进微观世界后,量子化就成为重要研究对象,而到了2003年大纲也是第一次列入到课程中,但是那个时候仅仅是将该类课程设置成选修课程,并没有设计出独立的量子论专题,也没有将量子论融入到原子与原子核中,这样学习的目标就比较模糊,就需要设置成模糊和选题模式相结合,把力学成绩和局限性相结合。在上面的大纲以及新课程有关量子论基础上,体现出新的局限性,从量子论因重要作用来看,还需要高中物理提进一步明确其内容,这样才能够加强物理内容的改革,加强现代物理知识可持续化发展。

2 结语

随着现代技术的高度发展,物理学成为高中重要的课程之一,尤其是一些特殊内容都是发展必然趋势。在这种情况下,就必须要分析高中物理的量子论演变过程,探究物理量子论涉及到的重要知识,进而在该演变基础上推动物理教学可持续发展。

参考文献

[1] 梁国志,郭玉英.从报刊看我国公众对近现代物理知识的需求[J].学科教育,2008(11):76-78.

[2] 李自强.浅析近现代物理知识的教学价值[J].现代物理知识,2007(2):108-112.

[3] 课程教材研究所20世纪中国中小学课程标准[S].教学大纲汇编,2005:37.

量子化学论文篇(4)

关键词:心理阻力;社会文化;幸福;性别文化

中图分类号:B84 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2013)27-0058-05

一、信息子与快乐模型

(一)信息子的概念、分类与性质

在神经系统内部可以传递使用的最小信息单位称为信息子。通过学习记忆过程,神经系统可以将新信息转换为自身可识别的信息子,称为新信息的标准化过程。在神经系统内部排列组合信息子时依据的特定规则或方式称为标准化新信息的标准。神经系统可以将新信息不断地标准化为自身可识别的信息子,这些信息子按照一定的标准聚集在一起形成信息库,新产生的信息子可以在神经系统内相应的信息库之间进行信息的交流。

根据信息子的传递方式不同,信息子可以划分为两种类型:只能单方向传递的信息子称为单子,可以双方向传递的信息子称为双子。在被标准化的信息库中,单子常常以“应该”、“不应该”、“必须”、“天生”、“不可以”、“不能”、“因为…所以…”等风格的语言组合在一起,双子常常以“可以”、“可能”、“也许”、“或者”等风格的语言组合在一起。

在学习记忆过程中,信息子是被标准化为单子还是双子完全取决于在标准化新信息时选择的标准。即使新信息被标准化为单子以后,单子还是可以继续被标准化为双子,但是需要进行学习记忆1个信息子的过程。因为双子可以进行信息的双方向传递,所以他不可以再被标准化为其他类型的信息子。双子也可以认为是由2个向相反方向传递的单子组成。因为信息子是在神经系统内部可以传递使用的最小信息单位,因此,1个单子是由1个信息子组成,1个双子是由2个信息子组成。不同信息子之间的信息交流并不是自由的,而是受到限制的,只有达到了在标准化新信息时设定的传递条件,相关信息库内的信息子之间才可能发生信息交流。

在某种标准的限制下,新信息被标准化为相应的信息子以后,还没有达到设定的传递条件的心理状态称为对此传递条件的心理渴望。当达到了设定的传递条件时,相关信息库内的信息子之间开始发生信息交流,这种心理状态称为对此传递条件的心理满足。个人一旦对某种传递条件产生了心理渴望,为了获得心理满足,他就会产生主动创造条件达到此传递条件的心理动机。对标准的选择和传递条件的设定决定着个体在神经系统内部建立起来的信息库结构和大小,也决定着个体可以体验到怎样的心理体验(如快乐或痛苦等感觉)以及何时才能产生这样的心理体验。

当按照一定的标准将新信息标准化为相应的信息子以后,如果多次达到设定的传递条件,但是其中只有一些信息子可以发生多次信息交流,而另外一些信息子却只能发生一次信息交流,那么我们就把那些可以发生多次信息交流的信息子称为可以重复使用的信息子,把那些只能发生一次信息交流的信息子称为一次性使用的信息子。当然这些信息子可能包括单子和双子两种类型。我们知道,只有通过学习记忆过程新信息才可以被标准化为信息子,如果一个人花费了大量的精力和时间建立起来的信息子只能使用一次,相对于可重复使用的信息子而言,他付出的精力和时间是有些浪费了。因此,在新信息的标准化过程中,选择合适的标准是非常重要的。

如果一个人根据不同的标准和传递条件建立了太多的信息库,由于信息库内的信息子发生信息交流的前提条件是达到设定的传递条件,因此即使他建立的信息库容量非常大,但是在神经系统内部发生的信息交流量还是有可能会非常小。发生这种现象的主要原因是,选择的标准和设定的传递条件不合理,导致各种信息库之间相互独立,信息库内的信息子不能跟其他信息库内的信息子发生信息交流。如果可以找到这样一种标准,个体在此标准下建立的信息库可以包括所有的其他信息库,那么信息库内的信息子在这个人的神经系统内部就可以很容易地进行信息交流。

(二)快乐(pleasure)模型

根据信息子所处的状态不同,我们可以把已经形成长时记忆的信息子称为正信息子,把正在处于学习记忆过程中的新信息子称为负信息子。由于神经依赖现象的存在,正信息子在发生信息传递时需要投入的精力和时间较少,而且心理感觉也比较轻松;而负信息子在发生信息传递时则需要个体投入较多的精力和时间,而且会产生阶段性的心理不适感觉。因此,我们可以把正信息子在发生1次信息传递时的轻松心理感觉和负信息子在发生1次信息传递时的心理不适感觉相互抵消。也就是说,如果正信息子在发生1次信息传递时的心理体验是(+1),那么负信息子在发生1次信息传递时的心理体验正好是(-1),因为(+1)+(-1)=0,所以正信息子和负信息子分别发生1次信息传递时的心理体验正好相互抵消。

根据所处的活动状态不同,可以把正信息子分为两种类型:激活状态和静息状态。虽然神经系统已经对正信息子形成了长时记忆,但是要想维持长时记忆还需要一定的精力和时间。我们把那些维持长时记忆状态的正信息子称为激活状态的正信息子。激活状态的正信息子如果长时间不使用,神经系统就会分阶段地将他们逐渐遗忘,从而形成静息状态的正信息子。激活状态的正信息子转变为静息状态的正信息子的过程称为神经系统的遗忘过程。在神经系统的遗忘过程中,个体在心理上会产生阶段性的不适感觉,这种在心理上表现出来的阶段性不适感觉是个体在产生神经依赖时的主要表现症状。正信息子发生的信息传递次数越多,一个人的心理感觉越轻松;负信息子发生的信息次数越多,一个人的心理不适感觉越明显。因此,我们可以把一个人在一段时间内正信息子发生的信息传递次数和负信息子发生的信息传递次数的差值称为在此段时间内的净信息子传递次数。

如果神经系统内的正信息子在时间t内共发生了n次信息传递,神经系统内的负信息子在时间t内共发生了m次信息传递,那么,个体在时间t内的净信息子传递次数是次,单位时间内发生的净信息子传递次数可表示为:

由于受到生理条件的限制,在单位时间内发生的净信息子传递次数P不可能达到无限大,而是存在一个最大值,我们把当时的心理状态称为快乐,把当P=0时的心理状态称为平淡。如果在单位时间内个体产生的正信息子传递次数小于负信息子传递次数(即n-m

由于神经系统内建立的信息子数量是确定的,而且一个人学习记忆新信息子的速度是受到生理条件限制的,因此,一个人的心理状态不可能一直保持在痛苦水平,只要学习记忆的时间足够长,足够数量的可以保持在幸福水平的信息子就可以被建立起来。由于某种类型的信息子可以被重复使用,因此,只要那些可以重复使用的信息子数量足够多,选择的标准和设定的传递条件非常合理,就可以使一个人保持在自由状态。另外,在某些极其特殊的情况下(一个人可能只有一次机会),在体验到强烈快乐的同时,一个人可能会在大脑内部体验到电流或者闪光的短暂出现。为了描述上的方便,可以把这个心理学模型称为快乐模型[1]。

二、创造性与科学理论的转换过程

(一)创造性

为了描述上的方便,我们可以把创造性的概念定义为:神经系统内部建立的双子数量与信息子数量的比值。用公式表示为:

根据定义可知,如果一个人在标准化新信息的过程中建立的信息子类型都是双子,那么他具有的创造性就是1,也就是说他具有最大的创造性;如果一个人在标准化新信息的过程中建立的信息子类型都是单子,那么他具有的创造性就是0,也就是说他具有最小的创造性或者没有创造性。在建立的信息子数量相同的情况下,一个人的创造性越大,他在接受新事物的过程中遇到的心理阻力越小。当一个人具有的创造性是1时,由于他遇到的心理阻力是0,我们就认为这个人是可以自由选择的。在建立的信息子数量相同的情况下,一个人的创造性越小,他在接受新事物的过程中遇到的心理阻力越大。因为1个单子需要进行学习记忆1个信息子的过程才可以被标准化为双子,如果一个人在神经系统内建立的单子数量很多,那么要想提高他的创造性就需要将这些数量很多的单子逐步地标准化为双子。在这种标准化过程中,很有可能会出现在短时间内学习记忆大量新信息子(即负信息子)的情况,从而使个体体验到抑郁或者痛苦等心理不适感觉,增加了个体接受新事物的心理阻力。因此,在时间充足的情况下,我们应该逐步提高一个人的创造性。

如果一个人想要获得持续时间很长的快乐,那么他应该建立足够数量的可以重复使用的信息子,即使这些信息子代表的信息目前还没有发现任何现实的使用价值,只要他们可以发生信息传递,我们就可以体验到快乐的心理感觉。例如,数学理论中存在着许多目前还没有发现具体应用价值的理论,但是数学家把他们创造出来了。因此,从获得快乐的角度分析,建立的可以重复使用的信息子数量越多越好,而且建立的信息子类型应该是双子。另一方面,自然科学的发展历史表明(以物理学为例),我们生活的现实世界是按照一些基本的科学理论在精确地运行,如果我们发现了这些基本的科学理论,那么我们就可以从这些基本的科学理论开始,通过严密的推理,一步一步地推导出整个现实世界。也就是说,这些科学理论是具有方向性的,而且他们在形式上也是很简洁的,是可以被人类发现的。当这些具有方向性的科学理论被标准化为信息子时,他们在信息库内的信息子类型应该是单子,而不应该是双子。因此,从科学研究的角度分析,建立的可以重复使用的信息子数量越多越好,而且建立的信息子类型应该是单子。于是就出现了一个看起来相互矛盾的问题:在建立信息子时我们是应该以获得持续时间很长的快乐为标准呢,还是应该以发现基本的科学理论为标准呢。如果以获得快乐为标准,应该建立足够数量的双子,如果以发现基本的科学理论为标准,应该建立足够数量的单子。我们应该怎样理解这个问题呢?或者说怎样才能统一理解他们呢?

首先,如果人类发现了终极的科学理论,那么只要建立足够的可以重复使用的单子,我们还是可以体验到持续时间很长的快乐。其次,自然科学的发展历史表明:我们已经掌握的科学理论并不是静止的,而是不断变化发展的,只要达到了需要的条件,现在的科学理论总是会被新的科学理论代替。而且没有任何迹象表明人类可以发现终极的科学理论,当发现了一个新的科学理论以后,总是可以发现一些用这些科学理论还不能解释的现象。因此,当我们标准化现在的科学理论时,如果可能,建立的信息子类型应该全部是双子,只有这样,我们才可能具有最大的创造性1,我们才可能比较容易地发现、创造出新的科学理论。或者即使我们没有发现新的科学理论,但是当面对新的科学理论时,由于遇到的心理阻力很小,我们也会很容易地认可并接受新的科学理论。因此,无论是以获得快乐为标准,还是以发现基本的科学理论为标准,我们建立信息子的类型都应该是双子。

(二)科学理论的转换过程

自然科学的发展历史表明:我们已经掌握的科学理论并不是静止的,而是不断变化发展的;只要达到了需要的条件,现在的科学理论总是会被新的科学理论代替。当发现并创立新的科学理论以后,因为在学习并接受新的科学理论的过程中会遇到不同程度的心理阻力,因此那些掌握现在科学理论的人并不会主动地放弃现在的科学理论,然后自觉地、积极地学习并接受新的科学理论。在科学理论的转换过程中,存在着一些相对稳定的结构。

一个理论想要发展为科学理论,通常需要具备以下3个条件:第一,这个理论可以较好地解释或者预测在一定范围内发生的足够数量的客观现象;第二,这个理论的正确性可以被精确设计的实验或者发生的客观事实进行证明;第三,这个理论已经被足够数量的人学习、接受和应用。

经过一段时间的争论和正确性证明,现在的科学理论终于代替了以前的科学理论。以现在的科学理论作为标准化新信息的标准,在足够数量的人的神经系统内部建立了大量的与现在科学理论相关的信息子,并且形成了与现在科学理论相关的信息库。按照通常的理解,因为可以解释或者预测更大范围内的更多数量的客观现象,所以现在的科学理论才有可能代替以前的科学理论。也就是说,现在的科学理论比以前的科学理论具有更大的优越性,科学理论的发展是具有方向性的,因此,在与现在科学理论相关的信息库中,必然存在着许多与现在科学理论相关的单子。因为一个科学理论的基本标准之一就是可以精确地解释或者预测发生的客观现象,因此,科学理论的应用也是具有方向性的。当这些具有方向性的科学理论被标准化为信息子时,他们在信息库内的信息子类型应该是单子。综上所述,如果不了解快乐模型和创造性的概念,在建立信息库时,相当数量的与现在科学理论相关的单子将会被建立起来。根据创造性的概念,信息库中以单子类型为主要结构的这些人的创造性必然会很小,他们在接受新事物的过程中将会遇到很大的心理阻力。

由于在短时间内学习记忆大量的新信息子(即负信息子)时,个体将会体验到抑郁或者痛苦等心理不适感觉,因此,如果在研究中发现了与现在的科学理论预测相矛盾的现象时,个体一般不会直接怀疑构成现在科学理论的基本原则是否正确,个体往往会采取这样的方式应对:在学习记忆新信息子的数量尽可能少的原则下,通过将已经建立的部分单子标准化为双子,或者学习记忆一些全新的信息子,使现在的科学理论预测现象与在研究中发现的现象达成一致。例如:把发现的矛盾现象解释为在观测或者试验过程中产生的在合理范围内的误差;或者在现在的科学理论基础上,增加一项补充规定;或者只是简单地把发现的矛盾现象记录下来,然后去研究其他的现象。

对现在科学理论的基本原则进行修改,意味着个体需要对以现在的科学理论作为标准化新信息的标准进行修改。以现在的科学理论作为标准化新信息的标准,个体在神经系统内部建立了大量的与现在科学理论相关的信息子,其中很有可能包含了许多单子。也就是说,对现在科学理论的基本原则进行修改,意味着个体需要在短时间内将相关信息库内的单子全部标准化为双子,在此过程中,个体很有可能会体验到一段时间的痛苦,也会遇到比较大的心理阻力。而且相关信息库内的单子数量越多,个体体验到痛苦的时间就越长,遇到的心理阻力就越大。因此,只有当建立的与现在科学理论相关的信息库内的单子全部被标准化为双子时,个体才有可能对现在科学理论的基本原则进行修改,才有可能比较容易地学习并接受新的科学理论。

虽然科学理论都是通过严密的推理过程建立起来的,但是科学理论的转换过程往往充满了不确定性和偶然性因素。科学理论的真实转换过程并不是像在教科书或者科学发展史中描述的那么简单:只要把与新的科学理论相关的内容通过或者出版书籍的形式展示给其他人,那么新的科学理论将会自动地代替现在的科学理论,那些掌握现在科学理论的人将会主动地放弃现在的科学理论,然后自觉地、积极地学习并接受新的科学理论。事实上,当面对一个新提出的理论时,那些掌握现在科学理论的人往往首先会怀疑新提出的理论的正确性,并且可能会想出各种方法试图证明新提出的理论是错误的,如果新提出的理论确实是即将代替现在科学理论的新科学理论,那么新的科学理论必然可以承受住来自各方面的挑战和怀疑,从而使试图证明这个理论是错误的想法不能实现。在这样不断地一次又一次地尝试过程中,个体建立的与现在科学理论相关的信息库内的单子逐渐地被标准化为双子,而且与新的科学理论相关的信息子也在不断地通过学习记忆过程建立起来。当建立的与现代科学理论相关的信息库内的单子全部标准化为双子时,如果个体建立的与新的科学理论相关的信息子也达到了足够的数量,那么个体就可以比较容易地接受新的科学理论。由于在神经系统内部存在着两种与科学理论相关的信息库,所以个体可以自由地从一种科学理论的思维方式进入到另一种科学理论的思维方式。

如果没有对学习新的科学理论产生强烈的动机,或者建立与现在科学理论相关的信息库内的单子数量太多,那么个体也有可能永远不会接受新的科学理论。虽然与新的科学理论相比他可能存在着一些不完美的方面,但是现在的科学理论也可以很好地解释或者预测大量的客观现象,也可以解决许多实际问题,他的正确性也是经过了严格的证明,所以现在的科学理论才会被足够数量的人学习、接受和应用。因此,个体建立的与现在科学理论相关的信息库内必然包含了许多可以重复使用的信息子,在应用现在的科学理论进行理论研究或者解决实际问题时,当单位时间内发生的净信息子传递次数达到了产生快乐的条件时,个体还是可以体验到快乐。

如果个体在学习新的科学理论以前还没有掌握现在的科学理论,或者个体只是一个处于学习阶段的学生,或者个体建立的与现在的科学理论相关的信息库内的信息子全部是双子,那么在学习并接受新的科学理论的过程中,他将不会遇到太大的心理阻力。仅对个体来说,首先学习并掌握的科学理论就是现在的科学理论,随后学习并掌握的科学理论就是新的科学理论,在学习过程中现在的科学理论与新的科学理论之间并没有太大的区别。但是,对整个社会来说,科学理论的发展是有方向性的。根据一些判断标准,我们就可以分辨出一种科学理论比另一种科学理论更优越。

当新的科学理论出现以后,在建立的与现在科学理论相关的信息子数量相同的情况下,那些创造性接近1的人最有可能首先理解并接受新的科学理论,那些创造性接近0的人在理解并接受新的科学理论过程中将会遇到非常大的心理阻力,经过不断地尝试那些创造性接近0.5的人中间将有一部分人可以理解并接受新的科学理论。由于建立的与现在科学理论相关信息库内的单子数量决定着个体在理解并接受新的科学理论过程中可能会遇到的心理阻力,因此,在创造性相同的情况下,建立的相关信息子数量越多,个体遇到的心理阻力越大。例如,虽然两个人的创造性都是0.8,但是如果一个人建立的信息子数量是10 000,另一个人建立的信息子数量是100,那么第一个人需要将2000个单子标准化为双子,第二个人需要将20个单子标准化为双子,显而易见,如果将两个人的创造性提高到1,那么第一个人遇到的心理阻力将会比第二个人大。在理解并接受新的科学理论过程中出现不同程度的心理阻力这种现象具有非常积极的意义,他的存在可以使人的思想在科学理论的转换过程保持相对稳定,不会出现剧烈的思想波动。

在现实生活中,当新的科学理论出现以后,我们常常会错误地认为:那些已经熟练掌握现在的科学理论方面的专家或者权威最有可能认识到新的科学理论的价值,并且他们在理解和接受新的科学理论时需要的适应时间比其他人要少。事实上,正是因为他们建立的与现在科学理论相关的信息库容量比别人大,建立的相关信息子数量比别人多,所以他们才会成为这方面的专家或者权威。如果让他们解决一个属于现在的科学理论领域范围内的实际问题,那么与其他人相比,他们当然具有明显的优势。但是,新的科学理论之所以能够代替现在的科学理论,就是因为他具有一些与现在的科学理论明显不同的特征,否则新的理论就不能称为新的科学理论。由于建立的与现在科学理论相关的信息子数量比别人多,即使他们具有较高的创造性,他们在相关信息库内建立的单子数量也有可能会非常多,因此,在理解和接受新的科学理论时,他们遇到的心理阻力很有可能会比其他人大,他们需要的适应时间可能会比其他人长一些。当然,在这些专家或者权威中间也有可能存在创造性接近1的人,经过短时间的适应和调整,他们就理解和接受了新的科学理论。正是由于这样的原因,在科学发展的历史中,当新的科学理论出现以后,往往会有一些熟练掌握当时科学理论方面的专家或者权威公开表示反对,在相当长的一段时间内拒绝接受被后来证明为正确的新的科学理论。上面的现象同样可以部分说明:为什么那些对人类科学发展进程产生重要影响的科学理论成果多数情况下是一个人在年轻的时候(25-40岁)提出来的。

经过一段时间的争论和尝试,理解并接受新的科学理论的人不断地增加,越来越多的处于学习阶段的学生开始直接学习新的科学理论,与新的科学理论相关的研究与应用也越来越多。在还没有熟练掌握现在的科学理论的情况下,越来越多的新人开始直接学习新的科学理论,这种现象的出现对推动新的科学理论代替现在的科学理论具有非常重要的意义。经过足够长时间的发展,新的科学理论成功地代替了现在的科学理论。现在的科学理论已经被认为是以前的科学理论,新的科学理论已经被认为是现在的科学理论[2][3]。

科学理论的转换过程与一个人学习语言的过程有一些类似。如果在学习语言时,你是在一个使用中文的生长环境中长大,那么你就可以比较容易地学会使用中文。如果在学习语言时,你是在一个使用英语的生长环境中长大,那么你就可以比较容易地学会使用英语。如果在学习语言时,你从小就有计划地坚持学习中文和英语两种语言,而且周围的生长环境也为你学习这两种语言提供了相应的条件,那么你就可以比较容易地学会使用这两种语言,而且你也可以比较自由地在中文和英语的语言系统中相互转换。如果从出生以后你一直在学习中文,到16岁以后才开始学习英语,虽然你使用的学习方法非常合理,但是却很难达到使用英语的能力与使用中文的能力一样好的理想目标。当然,经过不断地学习,即使在已经熟练地掌握一种语言以后,个体还是可以熟练地掌握另一种语言的,但是学习第一种语言的经历会对个体学习第二种语言的过程产生一定程度的干扰。在上面的情境中,已经熟练掌握的语言相当于现在的科学理论,需要学习的第二种语言相当于新的科学理论。由于新的科学理论比现在的科学理论具有更大的优越性,不同的科学理论可以解释和预测的现象有一部分是相同的,但是不同种类的语言系统在理论上的功能是一样的,因此,不同种类的语言学习过程与科学理论的转换过程还是有些差别的。

三、科学理论和社会文化

由于科学理论可以较好地解释或者预测在一定范围内发生的足够数量的客观现象,因此如果一个人已经熟练地掌握了现在的科学理论,说明他已经建立了大量的与现在科学理论相关的信息子,而且这些信息子主要是由可重复使用的信息子组成。即使新的科学理论的正确性和优越性已经获得了来自理论和事实方面的证明,而且新的科学理论已经在相关领域获得了广泛的应用,但是如果一个人建立的与现在科学理论相关的信息子类型主要是单子,由于在理解并接受新的科学理论的过程中将会遇到较大的心理阻力,为了避免体验到持续时间很长的痛苦,那么他很有可能会继续坚持现在的科学理论,直到与现在科学理论相关的单子全部被标准化为双子以后,他才有可能理解并接受新的科学理论。另外,由于建立的与现在科学理论相关的信息子主要是由可重复使用的信息子组成,因此,即使这个人一直拒绝接受新的科学理论,在现在科学理论的适用范围内他还是可以进行相应的科学研究,并且有可能做出相应的研究成果,还是可以从科学研究中体验到快乐。综上所述,在对科学理论的研究过程中,个体一般不需要在短时间内建立大量的信息子,因此,他很难体验到心理上的痛苦,特别是持续时间很长的痛苦。在科学研究过程中可能会体验到程度较轻的心理不适感觉(如抑郁等),而且这种心理不适感觉的变化幅度保持相对稳定,一般不会出现昨天感觉快乐今天感觉痛苦的心理感觉变化幅度。作为科学理论的研究对象——自然界,如果也像一个人一样对待同样的事情有可能做出两种完全不同的决定,例如,自然界今天可以按照现在的科学理论运行,明天也许会按照一种我们完全不能理解的规律运行,也就是说,我们建立的与现在科学理论相关的可以重复使用的单子有可能会出现需要在短时间内全部被标准化为双子的可能性,那么在已经熟练掌握现在科学理论的人中间将会体验到持续时间很长的痛苦。

总体上来说,现在的社会文化主要是属于幸福文化。在幸福文化的影响下,个体以幸福文化为标准化新信息的标准,建立了大量的一次性使用的信息子和一定数量的可以重复使用的信息子,这些信息子即包含单子也包含双子,并且根据需要为这些信息子设定了相应的传递条件,使个体对相应的传递条件产生心理渴望。在幸福文化的影响下,我们很容易会对一个人建立大量的单子,并且认为这样做是非常正常的,是理所当然的。

在幸福文化中,你很有可能会非常信任一个人,在毫无思想准备的情况下,如果你发现这个人完全地欺骗了你,你就需要在短时间内将以前建立的与这个人相关的单子全部标准化为双子,从而很有可能达到产生痛苦的标准,使你体验到持续时间很长的痛苦。当你非常喜欢或者爱的一个人也明确地表示喜欢或者爱你的时候,也就是说,当你们正在恋爱的时候,在毫无思想准备的情况下,如果这个人明确地表示要和你分手,你就需要在短时间内将以前建立的与这个人相关的单子全部标准化为双子,从而很有可能达到产生痛苦的标准,使你体验到持续时间很长的痛苦。在幸福文化中,你常常会拒绝建立与死亡相关的信息子,在毫无思想准备的情况下,如果你被确诊为患了一种重大疾病,将在不久后死亡,你就需要在短时间内将以前建立的与死亡相关的单子全部标准化为双子,或者建立足够数量的与死亡相关的新信息子,从而很有可能达到产生痛苦的标准,使你体验到持续时间很长的痛苦。因此,在幸福文化中,我们常常会遇到心理不适感觉出现大幅度变化的现象,也许在一分钟以前你还感觉到非常快乐,一分钟以后却体验到了剧烈的痛苦。

在幸福文化中,如果你在自己的房间里身上没有穿着任何衣服(例如在洗澡或者睡觉时),你被认为是正常的,如果你在公共场所时身上没有穿着任何衣服,你将被认为是不正常的。可以想象一下,当你身上没有穿着任何衣服出现在公共场所的时候,或者当你看到一个身上没有穿着任何衣服的人出现在公共场所的时候,在你的心里会出现什么样的想法,这些想法里面包含了多少具有单子风格的信息。在幸福文化中,针对不同的性别,我们分别建立了差异性很大的女性文化和男性文化。在正常情况下,虽然女性和男性都生活在同一个世界上,但是一个人很难在短时间内理解并接受另一个性别文化,并且主动放弃已经掌握的性别文化,完全按照另一个性别文化的标准规范自己的行为。我们可以把这两种性别文化看作两种不同的科学理论,从而可以深入了解不同科学理论之间的转换过程[1]。

我们的社会文化研究水平还没有达到与科学理论研究水平相同的精确度,在科学理论研究中已经广泛使用的许多研究方法和判断标准还不能直接应用到对社会文化现象的研究中。当出现了用现在的社会文化理论不能解释的现象时,或者当出现了与现在的社会文化理论预测相矛盾的现象时,我们的社会文化通常将这些现象当作不能解释的特殊现象,或者仅仅因为一些现象在社会生活中出现的可能性很小,而对他们选择性地保持沉默,一般不会对构成现在社会文化理论的基本原则产生怀疑,或者在没有出现新的社会文化理论以前就完全放弃现在的社会文化理论。事实上,在科学理论的发展过程中,正是由于出现了用当时的科学理论不能解释的现象,为了能够解释这些现象,所以才有可能发现并提出新的科学理论。我们完全可以按照科学理论的研究方法和判断标准对社会文化现象进行精确地研究,因此,现在的社会文化理论完全有可能被新的社会文化理论代替。例如,按照自然科学的研究标准,如果在生活中出现了一个具有生育能力但是却选择不生育的人,那么我们就不能得出这样的结论:生育自己的孩子是一个人天生具有的本能。我们只能得出这样的结论:一个人可以生育自己的孩子,也可以不生育自己的孩子。按照自然科学的研究标准,如果在生活中出现了一个具有进行的能力,但是因为没有产生渴望所以一直选择不进行的人,那么我们就不能得出这样的结论:在生长到一定年龄以后,一个人就应该产生渴望,并且应该进行有规律的,这是一个人天生具有的本能[4]。

四、结论

如果一个人在标准化新信息的过程中建立的信息子类型都是双子,那么他具有最大的创造性1,如果一个人在标准化新信息的过程中建立的信息子类型都是单子,那么他具有最小的创造性0或者没有创造性。在建立的信息子数量相同的情况下,一个人的创造性越大,他在接受新事物的过程中遇到的心理阻力越小,一个人的创造性越小,他在接受新事物的过程中遇到的心理阻力越大。无论是以获得快乐为标准,还是以发现基本的科学理论为标准,我们建立信息子的类型都应该是双子。

当发现并创立新的科学理论以后,那些掌握现在科学理论的人并不会主动地放弃现在的科学理论,然后自觉地、积极地学习并接受新的科学理论。在科学理论的转换过程中,存在着一些相对稳定的结构。只有当建立的与现在科学理论相关的信息库内的单子全部被标准化为双子时,个体才有可能对现在科学理论的基本原则进行修改,才有可能比较容易地学习并接受新的科学理论。在还没有熟练掌握现在的科学理论的情况下,越来越多的新人开始直接学习新的科学理论,这种现象的出现对推动新的科学理论代替现在的科学理论具有非常重要的意义。

我们的社会文化研究水平还没有达到与科学理论研究水平相同的精确度,在科学理论研究中已经广泛使用的许多研究方法和判断标准还不能直接应用到对社会文化现象的研究中。我们完全可以按照科学理论的研究方法和判断标准对社会文化现象进行精确地研究,因此,现在的社会文化理论完全有可能被新的社会文化理论代替。

参考文献:

[1]田聚群.身体性别与心理性别[J].中国性科学,2013,22(5):77-85.

[2][美]托马斯·库恩.科学革命的结构[M].金吾伦,胡新和,译.北京:北京大学出版社,2003,(1).

量子化学论文篇(5)

天体物理学属于应用物理学的范畴,是研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。由于天体物理学是一门很广泛的学问,天文物理学家通常应用很多不同学术领域的知识,包括力学、电磁学、统计力学、量子力学、相对论、粒子物理学等。

本书作者Leonard S Kisslinger是美国卡内基梅隆大学教授,他意在使任何学科的学生对于近几十年天体物理学取得的那些令人兴奋和感到神秘的发展有一些了解。本书解释了宇宙从早期到现在的演化过程,运用通俗易懂的讲述方式使任何一个拥有高等数学基础的大学生都能够理解。

全书由10章组成:1.天体物理学的物理概念:速度、加速度、动量和能量的基本概念,温度(作为一种能量形式),力和牛顿运动学定律;2.力和粒子:基本粒子的标准模型,原子、原子核、重子等;3.哈勃定律―宇宙膨胀:首先定义和讨论了光的多普勒频移和红移,然后从星系中光的多普勒频移的测量回顾了哈勃定律,最后讨论了宇宙的膨胀;4.恒星、星系等:地球怎样绕着太阳旋转,太阳(作为一个熔炉)的特性,大质量恒星由于引力坍塌导致脉冲星和黑洞形成的过程;5.中微子振荡、对称性和脉冲星冲击:称为中微子振荡的中微子相互转化的三种标准模型的重要属性,怎样利用中微子振荡来测量宇称性、电荷共轭和时间演化对称性,通过中微子发射来解释脉冲星冲击的可能原因;6.爱因斯坦狭义和广义相对论:狭义相对论中的重要假设,以及由此产生的长度收缩和时间膨胀,由洛伦兹变换得到的附加速度的爱因斯坦方程与假设的相一致性,利用相对动量和张量简单讨论了广义相对论;7.从广义相对论得到的宇宙的半径和温度:宇宙的弗里德曼方程、宇宙膨胀的引力辐射和重力波,以及引力量子场理论;8.宇宙微波背景辐射:宇宙微波背景辐射相关的一些概念,重点是温度和时间的相关性;9.电弱相变(Electroweak phase Transition):定义了量子力学的相变和潜伏热,重点讨论了电弱理论和电弱相变,电弱相变和其产生的重力波间磁场的建立过程;10.量子色动力学相变:量子色动力学相变和银河系和星系团之间磁场的关系,由于相对论性的重离子碰撞量子色动力的产生。

本书的目的是使大学生理解描述宇宙演化的基本物理概念,并基于此讲述早期到现在宇宙演化背后的天文物理学理论。本书不要求学生有太深的数学基础,适用于所有对科学尤其是天文科学感兴趣的大学生,同时也适合于对这些话题感兴趣的读者。

量子化学论文篇(6)

【关键词】超弦/M理论/圈量子引力/哲学反思

【正文】

本文分四部分。首先明确什么是量子引力?其次给出当代量子引力发展简史,更次概述当代量子引力研究主要成果,最后探讨量子引力的一些哲学反思。

一、什么是量子引力?

当代基础物理学中最大的挑战性课题,就是把广义相对论与量子力学协调起来[1]。这个问题的研究,将会引起我们关于空间、时间、相互作用(运动)和物质结构诸观念的深刻变革,从而实现20世纪基础物理学所提出的空间时间观念的量子革命。

广义相对论是经典的相对论性引力场理论,量子力学是量子物理学的核心。凡是研究广义相对论和量子力学相互结合的理论,就称为量子引力理论,简称量子引力。探讨量子引力卓有成效的理论,主要有两种形式。第一,是把广义相对论进行量子化,正则量子引力属于此种。第二,是对一个不同于广义相对论的经典理论进行量子化,而广义相对论则作为它的低能极限,超弦/M理论则属于这种。

圈(Loop)量子引力[2]是当前正则量子引力的流行形式。正则量子引力是只有引力作用时的量子引力,和超弦/M理论相比,它不包括其它不同作用。它的基本概念是应用标准量子化手续于广义相对论,而广义相对论则写成正则的即Hamiltonian形式。正则量子引力根据历史发展大体上可分为朴素量子引力和圈量子引力。粗略来说,前者发生于1986年前,后者发生于1986年后。朴素量子引力由于存在着紫外发散的重正化困难,从而圈量子引力发展成为当前正则量子引力的代表。

超弦/M理论的目的,在于提供己知四种作用即引力和强、弱、电作用统一的量子理论。理论的基本实体不是点粒子,而是1维弦、2维简单膜和多维brane(广义膜)的延展性物质客体。超弦是具有超对称性的弦,它不意味着表示单个粒子或单种作用,而是通过弦的不同振动模式表示整个粒子谱系列。

圈量子引力和超弦/M理论之外,当代量子引力还有其它不同方案。例如,Euclidean量子引力、拓扑场论、扭量理论、非对易几何等。

二、当代量子引力研究进展

我们主要给出超弦/M理论和圈量子引力研究的重大进展。

1.超弦/M理论方面[3]

弦理论简称弦论,虽然在20纪70年代中期,已经知道其中自动包含引力现象,但因存在一些困难,只是到80年代中期才取得突破性进展。

1)80年代超弦理论

弦论发展可粗略分为早期弦理论(70年代)、超弦理论(80年代)和M理论(90年代)三个时期。我们从80年代超弦理论开始,简述其研究进展。

1981年,M·Green和J.Schwarz提出一种崭新的超对称弦理论,简称超弦理论,认为弦具有超对称性质,弦的特征长度已不再是强子的尺度(~10[-13]厘米),而是Planck尺度(~10[-33]厘米)。

1984年,Green和Schwarz证明[4],当规范群取为SO(32)时,超弦I型的杨-Mills反常消失,4粒子开弦圈图是有限的。

1985年,D.Gross,J.Harvey[5]等4人提出10维杂化弦概念,这种弦是由D=26的玻色弦和D=10超弦混合而成。杂化弦有E[,8]×E[,8]和SO(32)两种。

同年,P.Candlas,G.Horowitz,A.Strominger和E.Witten[6]对10维杂化弦E[,8]×E[,8]的额外空间6维进行紧致化,最重要的一类为Calabi-丘流形。但是这类流形总数多到数百万个,应该根据什么原则来选取作为我们世界的C-丘流形,至今还不清楚,虽然近10多年来,这方面的努力从来未中断过。

1986年,提出建立超弦协变场论问题,促进了对非微扰超弦理论的探讨。在诸种探讨方案中,以E.Witten的非对易几何最为突出[7]。

同年,人们详细地研究了超弦唯象学,例如E[,6]以下如何破缺及相应的物理学,对紧致空间已不限于C-丘流形,还包括轨形(Orbifold)、倍集空间等。

人们常把1984-86年期间对超弦研究的突破,称为第一次超弦革命。在此期间建立了超弦的五种相互独立的10维理论,而且是微扰的。它们是I型、IIA型、IIB型、杂化E[,8]×E[,8]型和SO(32)型。

2)90年代M理论

经过80年代末期和90年代初期,对超弦理论的对偶性、镜对称及拓扑改变等的研究,到1995年五种超弦微扰理论的统一性问题获得重大突破,从此第二次超弦革命开始出现。

1995年,Witten在南加州大学举行的95年度弦会议上发表演讲,点燃起第二次超弦革命。Witten根据诸种超弦间的对偶性及其在不同弦真空中的关联,猜测存在某一个根本理论能够把它们统一起来,这个根本理论Witten取名为M理论。这一年内Witten、P.Horava、A.Dabhulkar等人,给出ⅡA型弦和M理论间的关系[8]、I型弦和杂化SO(32)型弦间的关系、杂化弦E[,8]×E[,8]型和M理论间的关系等。

1996年,J.Polchinski、P.Townscend、C.Baches等人认识到D-branes的重要性。积极进行D-branes动力学研究[9],取得一定成果。同年,A.Strominger、C.Vafe应用D-brane思想,计算了黑洞这种极端情形的熵和面积关系[10],得到了和Bekenstein-Hawking的熵-面积的相同表示式。G.Callon、J.Maldacena对具有不同角动量与电荷的黑洞所计算的结果指出,黑洞遵从量子力学的一般原理。G.Collins探讨了量子黑洞信息损失问题。

1997年,T.Banks、J.Susskind等人提出矩阵弦理论,研究了M理论和矩阵模型间的联系和区别。

同年,Maldacena提出AdS/CFT对偶性[11],即一种Anti-de Sitter空间中的IIB型超弦及其边界上的共形场论之间的对偶性假设,人们称为Maldacena猜测。这个猜测对于我们世界的Randall-Sundrum膜模型的提出及Hawking确立果壳中宇宙的思想,都有不少的启示。

2.圈量子引力方面[12]

1)二十世纪80年代

1982年,印度物理学家A.Sen在Phys.Rev.和Phys.Lett.上相继发表两篇文章,把广义相对论引力场方程表述成简单而精致的形式。

1986年,A.Ashtekar研究了Sen提出的方程,认为该方程已经表述了广义相对论的核心内容。一年后,他给出了广义相对论新的流行形式,从而对于在Planck标度的空间时间几何量,可以进行具体计算,并作出精确的数量性预言。这种表述是此后正则量子引力进一步发展的关键。

同年,T.Jacobson和L.Smolin求出Wilson圈解。在引进经典Ashtekar变量后,他们在圈为光滑且非自相交情形下,求出了正则量子引力的WDW方程解。此后,他们又找到了即使在圈相交情况下的更多解。

1987年,由于Hamiltonian约束的Wilson圈解的发现,C.Revolli和Smolin引进观测量的经典Possion代数的圈表示,并使微分同胚约束用纽结(knot)态完全解出。

1988年,V.Husain等人用纽结理论(knot theory),研究了量子约束方程的精确解及诸解间的关系,从而认为纽结理论支配引力场的物理量子态。同年,Witten引进拓朴量子场论(TQFT)的概念。

2)二十世纪90年代

1990年,Rovelli和Smolin指出,对于在大尺度几何近似变为平直时态的研究,可以预言Planck尺度空间具有几何断续性。对于编织的这些态,在微观很小尺度上具有“聚合物”的类似结构,可以看作为J.Wheeler时空泡沫的形式化。

1993年,J.Iwasaki和Rovelli探讨了量子引力中引力子的表示,引力子显示为时空编织纤维的拓朴修正。

1994年,Rovelli和Smolin第一次计算了面积算子和体积算子的本征值[13],得出它们的本征谱为断续的重大结论。此后不久,物理学者曾用多种不同方法证明和推广这个结论,指出在Planck标度,空间面积和体积的本征谱,确实具有分立性。

1995年,Rovelli和Smolin利用自旋网络基[14],解决了关于用圈基所长期存在的不完备性困难。此后不久,自旋网络形式体系,便由J.Baez彻底阐明。

1996年,Rovelli应用K.Krasnov观念,从圈量子引力基本上导出了黑洞熵的Bekenstein-Hawking公式[15]。

1998年,Smolin研究圈和弦间的相似性,开始探讨圈量子引力和弦论的统一问题。

三、当代量子引力理论主要成就

1.超弦/M理论方面

1)弦及brane概念的提出

广义相对论中的奇性困难、量子场论中的紫外发散本质、朴素量子引力中的重正化问题,看来都起源于理论的纯粹几何的点模型。超弦理论提出轻子、夸克、规范粒子等微观粒子都是延伸在空间的一个区域中,它们都是1维的广延性物质,类似于弦状,其特征长度为Planck长度。M理论更推广了弦的概念,认为粒子类似于多维的brane,其线度大小为Planck长度。为简单起见,我们把brane也称作膜。超弦/M理论中,用有限大小的微观粒子替代粒子物理标准模型中纯粹几何的点粒子,这是极为重要且富有成效的革命性观念。

2)五种微扰超弦理论

这五种超弦的不同在于未破缺的超对称荷的数目和所具有的规范群。I型有N=1超对称性,含有开弦和闭弦,开弦零模描述杨-Mills场,闭弦零模描述超引力。ⅡA型有N=2超对称性,旋量为Majorana-Weyl旋量,不具有手征性,自动无反常,只含有闭弦,零模描述N=2超引力。IIB型同样有N=2超对称性,具有手征性。杂化弦是由左旋D=10超弦和左旋D=26玻色弦杂化而成,只包含可定向闭弦,有手征性和N=1超对称性,可以描述引力及杨-Mills作用。

3)超弦唯象学

从唯象学角度来看,杂化弦型是重要的,E[,8]×E[,8]是由紧致16维右旋坐标场(26-10=16)而产生的,即由16维内部空间紧致化而得到,也就是说在紧致化后得到D=10,N=1,E[,8]×E[,8]的超弦理论。

但是迄今为止,物理学根据实验认定我们的现实空间是三维的,时间是一维的,把四维时空(D=4)作为我们的现实时空。因此我们必须把10维时空紧致化得到低能有效四维理论,为此人们认为从D=10维理论出发,通过紧致化有

M[10]M[4]×K

此中K为C-丘流形,此内部紧致空间维数为10-4=6,M[4]为Minkowski空间,从而得到4维Minkowski空间低能有效理论。其重要结论有:

(1)由D=10,E[,8]×E[,8]超弦理论(M[10]中规范群为E[,8]×E[,8])紧致化为D=4,E[,6]×E[,8]、N=1超对称理论。

(2)夸克和轻子的代数Ng完全由K流形的拓朴性质决定:为Euler示性数χ,系拓朴不变量。

(3)对称破缺问题。已知超弦四维有效理论为N=1,规范群为E[,6]×E[,8]的超对称杨—Mills理论,现实模型要求破缺。首先由第二个E[,8]进行超对称破缺,然后对大统一群E[,6]已进行破缺,从而引力作用在E[,8]中,弱、电、强作用在E[,6]中,实现了四种作用的统一。

4)T和S′对偶性

尽管五种超弦理论在广义相对论和量子力学统合上,取得了不少进展,但是五种超弦理论则是相互独立的,理论却是微扰的。尽管在超弦唯象学中,原则上-丘流形K一旦固定下来,在D=4时空中所有零质量费米子和玻色子(包括Higgs粒子)就会被确定下来,但是-丘真空态总数则可多到数百万个,应该根据什么原则来选取-丘真空态,目前还不清楚。T对偶性和S对偶性的提出,正是五种超弦理论融通的主要桥梁。

在M理论的孕育过程中,对偶性起了重要作用。弦论中存在着一种在大小紧致空间之间的对偶性。例如ⅡA型弦在某一半径为R[,A]的圆周上紧致化和ⅡB型在另一半径为R[,8]的圆周上紧致化,两者是等效的,则有关系R[,B]=(m[2,s]R[,A])[-1]。于是当R[,A]从无穷大变到零时,R[,B]从零变到无穷大。这给出了ⅡA弦和ⅡB弦之间的联系。两种杂化弦E[,8]×E[,8]和SO(32)也存在类似联系,尽管在技术性细节上有些差别,但本质上却是同样的。

A.Sen证明,在超对称理论中,必然存在着既带电荷又带磁荷的粒子。当这一猜测推广到弦论后,它被称作为S对偶性。S对偶性是强耦合与弱耦合间的对称性,由于耦合强度对应于膨胀子场,杂化弦SO(32)和I型弦可通过各自的膨胀子连系起来。

5)M理论和五种超弦、11维超引力间的联系

M理论作为10维超弦理论的11维扩展,包含了各种各样维数的brane,弦和二维膜只是它的两种特殊情况。M理论的最终目标,是用一个单一理论来描述已知的四种作用。M理论成功的标志,在于把量子力学和广义相对论的新理论框架中相容起来。

附图

上面给出五种超弦理论、11维超引力和M理论相容的一个框架示意图[16],即M理论网络。此网络揭示了五种超弦理论、11维超引力都是单一M理论的特殊情形。当然至今M理论的具体形式仍未给出,它还处于初级阶段。

6)推导量子黑洞的熵-面积公式。

在某些情形下,D-branes可以解释成黑洞,或者说是黑branes,其经典意义是任何物质(包括光在内)都不能从中逃逸出的客体。于是开弦可以看成是具有一部分隐藏在黑branes之内的闭弦。Hawking认为黑洞并不完全是黑的,它可以辐射出能量。黑洞有熵,熵是用量子态来衡量一个系统的无序程度。在M理论之前,如何计算黑洞量子态数目是没有能力的。Strominger和Vafa利用D-brane方法,计算了黑-branes中的量子态数目,发现计算所得的的熵-面积公式,和Hawking预言的精确一致,即Bekenstein-Hawking公式,这无疑是M理论的一个卓越成就。

对于具有不同角动量和电荷的黑洞所计算结果指出,黑洞遵从量子力学的一般原理,这说明黑洞和量子力学是十分融洽的。

2.圈量子引力方面

1)Hamiltonian约束的精确解。

圈量子引力惊人结果之一,是可以求出Hamiltonian约束的精确解。其关键在于Hamiltonian约束的作用量,只是在s-纽结的结点处不等于零。所以不具有结点的s-纽结,才是量子Einstein动力学求出的物理态。但是这些解的物理诠释,至今还是模糊不清的。

其它的多种解也已求得,特别是联系连络表示的陈-Simons项和圈表示中的Jones多项式解,J.Pullin已经详细研究过。Witten用圈变换把这两种解联系起来。

2)时间演化问题

人们试图通过求解Hamiltonian约束,获得在概念上是很好定义的、并排除冻结时间形式来描述量子引力场的时间演化。一种选择是研究和某些物质变量相耦合的引力自由度随时间演化,这种探讨会导致物理Hamiltonian的试探性定义的建立,并在强耦合微扰展开中,对S纽结态间的跃迁振幅逐级进行考查。

3)杨-Mills理论的重正化问题

T.Thiemann把含有费米子圈的量子引力,探索性地推广到杨-Mills理论进行研究。他指出在量子Hamiltonian约束中,杨-Mills项可以严格形式给出定义。在这个探索中,紫外发散看来不再出现,从而强烈支持在量子引力中引进自然切割,即可摆脱传统量子场论的紫外发散困难。

4)面积和体积量度的断续性

圈量子引力最著名的物理成果,是给出了在Planck标度的空间几何量具有分立性的论断。例如面积

此中lp是Planck长度,j[,i]是第i个半整数。体积也有类似的量子化公式。

这个结论表明对应于测量的几何量算子,特别是面积算子和体积算子具有分立的本征值谱。根据量子力学,这意味着理论所预言的面积和体积的物理测量必定产生量子化的结果。由于最小的本征值数量级是Planck标度,这说明没有任何途径可以观测到比Planck标度更小的面积(~10[-66]厘米[2])和体积(~10[-99]厘米[3])。从此可见,空间由类似于谐振子振动能量的量子所构成,其几何量本征谱具有复杂结构。

5)推导量子黑洞的熵-面积公式

已知Schwarzchild黑洞熵S和面积A的关系,是Bekenstein和Hawking所给出,其公式为:

附图

这里k是Boltzman常量,是Planck常量,G[,N]为牛顿引力常量,c为光速。对这个关系式的深层理解和由物理本质上加以推导,M理论已经作过,现在我们看下圈量子引力的结果。

应用圈量子引力,通过统计力学加以计算,Krasnov和Rovelli导出

附图

此处γ为任意常数,β是实数(~1/4π),显然如果取γ=β,则由式(3)即可得到式(2)。这就是说,从圈量子引力所得出的黑洞熵-面积关系式,在相差一个常数值因子上和Bekenstein-Hawking熵-面积公式是相容的。

Bekenstein-Hawking熵公式的推导,对圈量子引力理论是一个重大成功,尽管这个事实的精确含义目前还在议论,而且γ的意义也还不够清楚。

四、量子引力理论的哲学反思

我们从空间和时间的断续性、运动(相互作用)基本规律的统一性、物质结构基本单元的存在性三个方面进行哲学探讨。

1.空间和时间的断续性

当代基础物理学的核心问题,是在Planck标度破除空间时间连续性的经典观念,而代之以断续性的量子绘景。量子引力理论对空间分立性的揭示和论证,看来是最为成功的。

超弦/M理论认为,我们世界是由弦和brane构成的。根据弦论中给出的新的不确定性关系,弦必然有位置的模糊性,其线度存在一有限小值,弦、膜、或brane的线度是Planck长度,从而一维空间是量子化的。由此推知,面积和体积也应该是量子化的。二维面积量子的数量级为10[-66]厘米[2],三维体积量子的数量级为10[-99]厘米[3]等。

对于圈量子引力,其最突出的物理成果是具体导出了计算面积和体积的量子化公式。粗略说来,面积的数量级是Planck长度lp的二次方,体积的数量级是lp的三次方。这就令人信服地论证了在Planck标度,面积和体积具有断续性或分立性,从而根本上否定了空间在微观上为连续性的经典观念。

依据空间和时间量度的量子性,芝诺悖论就是不成立的,阿基里斯在理论上也完全可以追上在他前面的乌龟。类似的,《庄子·天下》篇中的“一尺之捶,日取其半,万世不竭”这个论断在很小尺度上显然也是不成立的。古代哲学中这两个难题的困人之处,从空间时间断续性来看,是由于预先设定了空间和时间的度量,始终是连续变化的经典性质。实际上在微观领域,空间和时间存在着不可分的基本单元。

2.运动(相互作用)基本规律的统一性

20世纪基础物理学巨大成功之一,就是建立了粒子物理学的标准模型,理论上它是筑基于量子规范场论的。这个模型给出了夸克、轻子层次强、弱、电作用的SU(3)×SU(2)×U(1)规范群结构,在一定程度上统一了强、弱、电三种相互作用的规律。但是它不含有引力作用。

超弦/M理论的探讨,在于构建包含引力在内的四种作用统一的物理理论。传递不同相互作用的粒子如光子(电磁作用)、弱玻色子(弱作用)、胶子(强作用)和引力子(引力作用),对应于弦的各种不同振动模式,夸克、轻子层次粒子间的作用,就是弦间的相互作用。在Planck标度,超弦/M理论是四种基本作用统一理论的最佳侯选者,也就是所说的万物理论(Theory of everything)的最佳侯选者。

在Planck时期,物质运动或四种作用基本规律的统一性,正是反映了我们宇宙在众多复杂性中所显现的一种基本简单性。

3.物质微观结构的基本单元的存在性[17]

世界是由物质构成的,物质通常是有结构的,但是物质结构在层次上是否具有基本单元,即德谟克利特式的“原子”是否存在?这是一个长期反复争论而又常新的课题。当代几种不同的量子引力,尽管对某些问题存在着不同的见解,但是关于这个问题从实质上来看,却给出了一致肯定的回答。

超弦/M理论认为,构成我们世界的物质微观基本单元是具有广延性的弦和brane,并非所谓的只有位置没有大小的数学抽象点粒子。粒子物理学标准模型中的粒子,都是弦或brane的激发。弦和brane的线度是有限短的Planck长度,它们正是构成我们世界的物质基本单元,即德谟克利特式的“原子”,这是超弦/M理论为现今所有粒子提供的本体性统一。

圈量子引力给出了在Planck标度面积和体积的量子化性质,即断续的本征值谱,面积和体积分别存在着最小值。由于在圈量子引力中,脱离引力场的背景空间是不存在的,而引子场是物质的一种形态,因此脱离物质的纯粹空间也就是不存在的。空间体积和面积的不连续性和基本单元的存在,正是物质微观结构的断续性和基本单元的存在性的最有力论据。

总之,超弦/M理论和圈量子引力从不同的侧面,对量子引力的本质和规律作出了一定的揭示,它们在Planck标度领域一致地得出了空间量子化和物质微观结构基本单元存在的结论。这无疑是人们在20世纪末期对我们世界空间时间经典观念的重大突破,也是广义相对论和量子力学统合的成果;同时更是哲学上关于空间和时间是物质存在的客观形式,没有无物质的空间和时间,也没有无空间和时间的物质学说的一曲凯歌!

【参考文献】

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[15] C.Rovlli,Black hole entropy from loop quantum gravity.Phys.Rev.Lett.74(1996)3288.

量子化学论文篇(7)

关键词: 个体域 广义量词 单调性 影响

1.引言

形式语义学(也称逻辑语义学),是用一套形式的方法把自然语言的句子翻译成一种逻辑语言以解决自然句子可能含有的歧义或语意不明等问题,然后得出这些逻辑表达式的真值条件(Truth conditions),从而对自然语言作出一种间接的解释。在形式语义学的研究领域中,广义量词理论(Generalized Quantifier,以下简称GQ)理论占据十分重要的地位。它一方面解决了传统的一阶谓词逻辑在解释含有非标准量词的句子时的力不从心的问题,另一方面使得对专有名词和量化名词的解释统一起来,从而更好地遵循组合性原则(The Principle of Compositionality)(方立)。

一阶逻辑是对命题的最小化,广义量词的提出(J.Barwise,and R.Cooper,1981)是因为一阶谓词逻辑在表达多个数量的概念时的不足性。在一阶谓词逻辑里,有全称量词(universal quantifier)?坌(every)和存在量词(existential quantifier)?埚(some)。一阶谓词逻辑能很好地处理自然语句中只含有every和some的句子,但也能区分句子的歧义,如:

Everyone liked someone.

但是在表达自然语句如:Four linguists laughed.用一阶谓词逻辑去表达:?埚x ?埚y ?埚z ?埚e(linguist)(laugh)且(x≠y≠z≠e)。这时的一阶逻辑的表达式就显得有点麻烦且不确定性。广义量词的表达式就是[laugh’]^m,g∈{XU|[linguist’]^m,g={e}∩e∈X}且0

2.广义量词的单调性

在GQ理论中,广义量词指任何指谓集合之集合的语义单位。例如,自然语言中的量词词组,如“every N”,不像专有名词那样指谓个体,而是指“every N”所具有的各种性质的集合,而这些性质本身也是个体的集合。从这个意义上来说,自然语言中的量词名词组就是一种广义量词(蒋严、潘海华)。从GQ角度看,专有名词也可以看成是一组性质的集合,如“鲁迅”可以是[中国人、作家、男人……]这一组性质的集合,所以说,专有名词也是一种广义量词。这样说来,自然语言中的名词词组,包括量化名词组和其它名词组,都是广义量词。广义量词是对一阶逻辑不足的补充,是把所有名词看成一个集合的量化。其中,量化名词组由限定词和类名词构成。

从数学上的函数概念引入“单调性”来解决语言中的推理逻辑的数学问题,这就是广义量词的语义特征。

在数学上,我们说一个函数f(function)是单调增函数,如果对于在其定义域内的任意两个元素X和Y来说,都有X>Yf(x)>f(y);反之,如果有X>Yf(x)

(1)一个量词Q是主语单调向上的,当且仅当QN1VPQN2VP,其中[N1][N2]。

(2)一个量词Q是主语单调向下的,当且仅当QN1VPQN2VP,其中[N2][N1]。

(3)一个量词Q是谓语单调向上的,当且仅当QNVP1QNVP2,其中[VP1][VP2]。

(4)一个量词Q是谓语单调向下的,当且仅当QNVP1QNVP2,其中[VP2][VP1]。

对上述四个单调性的结论,都是在陈述句及对于一般的词汇下提出的结论。对于All的左右元单调性,左元单调性是递减,右元单调性是递增。但是Gilad Ben-Avi(2007)提出在集合动词里,会使All失去这种单调规律。他在(2007)的博士论文里,举出了这样的一个例子:All students drank a glass of beer together.这个句子不能推出:All rich students drank a glass of beer together.原因的是together这个词限制了左元的单调递减性。(因篇幅有限,具体的分析可以看Gilad Ben-Avi的博士论文(2007)。)在特定的条件下,可以使有单调性的广义量词失去这种语义特征,也可以使没有单调性的具有这种特征。如:模糊量词,在Zuber(2009)里,提出local monotonicity,对模糊量词的单调性有新的发现。

3.个体域对广义量词的单调性

个体域的定义在离散数学给出了一个清楚的概念:指个体变换的取值范围。在给出的形式语句里,如果没有说明个体域的范围,那就默认的是全总个体域,也就是说对于广义量词所能表达的所有范围。在数学的函数里,我们讨论一个函数具有单调性,也会给出变项的范围。有没有个体域对自然语句形式时讨论广义量词的单调性有着很大的影响。如:存在量词:some。

在得出广义量词some的左右元单调性时,后面加上的都是单数名词。如:some linguist laughed。我们也在之前得出结论:some的左右元都是呈单调递增性。但是我们谈及任何一个单调性时,会有一个个域的范围,也就是说单调性的递增递减性,都是在一定的范围内的。在一阶谓词逻辑里,自然语句符号化时尤其注意个体域的范围。广义量词是由一阶谓词逻辑发展而来,而且讨论单调性,应该考虑个体域的范围。

我们在平时讨论的存在量词some的单调性时,后面加的是单数名词,Some linguist laughed.要使这个句子的语义值为1,则只要使[some]^m,g∩[linguist]^m,g≠?准。如果这个句子的语义值为一,那么some的左右元单调性也可以确定。但如果some后面加的是复数名词,同时也认为要使some的语义值为1,条件也是[some]^m,g∩[linguist]^m,g≠?准。笔者觉得要使句子“Some linguists laughed.”的语义值为一,则不仅是要[some]^m,g∩[linguist]^m,g≠?准而且|[some]^m,g∩[linguist]^m,g|>2,因为在一介逻辑谓词里面,把自然语言转变为形式语言时,要考虑个体域的范围,个体域的范围不同,则对应的句子的真值条件也不一样。

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聊城大学重点课程《离散数学》第4章《一阶逻辑基本概念》PPT里:

在不同个体域内,同一个命题的符号化形式可能不同,也可能相同。

同一个命题,在不同个体域中的真值也可能不同

结合笔者给出的这个例句:Some linguists laughed.如果转变成逻辑语言:[some]^m,g∩[linguist]^m,g≠?准,那这个形式句的意思是只要不是空集就可以了,那一个语言学家、两个语言学家都可以,但是却不符合原来句子(自然句子)的意思,原来句子“Some linguists laughed.”表达的概念是多余两个语言学家,并且在[some]^m,g∩[linguist]^m,g≠?准的形式句子中,可以分为两种表达个体域的范围:

A:|[some]^m,g∩[linguist]^m,g|>2

B:|[some]^m,g∩[linguist]^m,g|≤2

B的表达式不仅没有表达出原句的语义,也没有单调性。当加上这个条件的时候|[some]^m,g∩[linguist]^m,g|>2,笔者觉得符合了“Some linguists laughed.”自然语句的符号化,也有了单调性。

4.结语

本文只是粗浅地讨论了个体域对广义量词some的单调性影响。国外研究单调性的影响已经涉及了不同的范围:如:在不同的动词中、在否定句中、在疑问句中等。笔者觉得广义量词的单调性限制条件是很有看景的,尤其是在以后的研究涉及汉语时。希望更多的文献能提出汉语的广义量词的单调性。

参考文献:

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