量子空间

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量子空间是量子化的空间,即空间是分立的,非连续的,空间拥有结构[1]

王涛的《量子空间》一书从普朗克量子论开始分析,普朗克为解释黑体辐射而计算不同波长能量,他假定光是以分离群体或说量子形式被射出或吸收,也就意味着光的产生和传导是在空间非连续分布。如果说能量或者光在空间是“跳越式”前进的,而光速的绝对性又说明光速是光在空间传播的本性。那么,光或能量没有理由跳跃于连续的空间。所以,只能有一种可能,即空间本身是分立的,空间有最基本的结构:空间元。光子是在分立的空间元中依次传递。由此,作者确定了空间的量子化。而断续的空间,必然是两种性质的元素排列,即空间元的间隙是什么?对于所有的物质和能量,如果我们把它分立了,其间隙可以认为是由空间来填充的,但是空间本身的间隙肯定就不能由同一性质的元素来填充了,否则分立就无法成立。由此哲学分析,作者得出了空间是由空间元和反空间元组合成立体的网格结构,至此,给出了空间的结构。

Structure of space

在这个正反空间元的结构空间中,每一个空间元都对它周围的六个反空间元形成强大吸引。同样,每一个反空间元也对它周围的六个空间元形成同样强的吸引。由于空间元的分布结构是完全对称且抗衡的,所以整个的空间是均匀的,刚性的,稳定的,宏观上也是平滑的,连续的。既然正反空间元强烈的相互吸引,这说明两者是具有能量的,且分出正反,就好象一块磁铁的两极。空间是正向的能量,反空间是反向的能量。空间的结构决定了空间在宏观上能量趋于零;在微观上能量趋于最大。这种由空间结构决定的空间的性质,作者用来对物理学众多基础概念和现象的解释都变得非常自然和容易。比如,该结构解释了光的运行轨迹,解释了光的波长频率光速的物理学含义,得出波长和频率的极限值及光速的绝对性。解释了波粒二象性的物理学含义:当光子聚在一个空间元的点上的时候,它表现为粒子的特性。当光子在运行的时候,其散开的波面又表现为波的特性。所以,光具有波粒二象性是光与空间的本性决定的。光既是粒子又是波,但某一时刻,它倾向于其中一种。同一个时间点粒子性与波动性互补的。一个较低频率的光子在波态占用的时间较长,那么在单位时间内,它更大概率地是以能量的波态出现。即粒子出现的概率与频率成正比,与波长成反比,把单位时间换成单位空间,便是粒子在空间分布上的几率波的概念。作者还给出了光所拥有的最大波长和频率的理论极限。

该量子空间的概念,推导出更加宽广的物理学其它概念的解释,比如时间的单向性,质量能量的转化公式 E = mc2 从动力学的推导,物质的生成,元素的差异,狄拉克大数假说的解释等等,涉及到量子学,宇宙论等诸多物理学概念。该书更像是一本物理哲学的书籍,大量推论采用的是物理哲学角度的逻辑推论,而并没有使用很多的数学。


参考资料[编辑 | 编辑源代码]

  1. 《量子空间》 王涛, 中国科学技术出版社,北京, 2004.7, ISBN 7-5046-3847-1

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