量子空間

來自維基學院

量子空間是量子化的空間,即空間是分立的,非連續的,空間擁有結構[1]

王濤的《量子空間》一書從普朗克量子論開始分析,普朗克為解釋黑體輻射而計算不同波長能量,他假定光是以分離群體或說量子形式被射出或吸收,也就意味着光的產生和傳導是在空間非連續分布。如果說能量或者光在空間是「跳越式」前進的,而光速的絕對性又說明光速是光在空間傳播的本性。那麼,光或能量沒有理由跳躍於連續的空間。所以,只能有一種可能,即空間本身是分立的,空間有最基本的結構:空間元。光子是在分立的空間元中依次傳遞。由此,作者確定了空間的量子化。而斷續的空間,必然是兩種性質的元素排列,即空間元的間隙是什麼?對於所有的物質和能量,如果我們把它分立了,其間隙可以認為是由空間來填充的,但是空間本身的間隙肯定就不能由同一性質的元素來填充了,否則分立就無法成立。由此哲學分析,作者得出了空間是由空間元和反空間元組合成立體的網格結構,至此,給出了空間的結構。

Structure of space

在這個正反空間元的結構空間中,每一個空間元都對它周圍的六個反空間元形成強大吸引。同樣,每一個反空間元也對它周圍的六個空間元形成同樣強的吸引。由於空間元的分布結構是完全對稱且抗衡的,所以整個的空間是均勻的,剛性的,穩定的,宏觀上也是平滑的,連續的。既然正反空間元強烈的相互吸引,這說明兩者是具有能量的,且分出正反,就好象一塊磁鐵的兩極。空間是正向的能量,反空間是反向的能量。空間的結構決定了空間在宏觀上能量趨於零;在微觀上能量趨於最大。這種由空間結構決定的空間的性質,作者用來對物理學眾多基礎概念和現象的解釋都變得非常自然和容易。比如,該結構解釋了光的運行軌跡,解釋了光的波長頻率光速的物理學含義,得出波長和頻率的極限值及光速的絕對性。解釋了波粒二象性的物理學含義:當光子聚在一個空間元的點上的時候,它表現為粒子的特性。當光子在運行的時候,其散開的波面又表現為波的特性。所以,光具有波粒二象性是光與空間的本性決定的。光既是粒子又是波,但某一時刻,它傾向於其中一種。同一個時間點粒子性與波動性互補的。一個較低頻率的光子在波態占用的時間較長,那麼在單位時間內,它更大概率地是以能量的波態出現。即粒子出現的概率與頻率成正比,與波長成反比,把單位時間換成單位空間,便是粒子在空間分布上的幾率波的概念。作者還給出了光所擁有的最大波長和頻率的理論極限。

該量子空間的概念,推導出更加寬廣的物理學其它概念的解釋,比如時間的單向性,質量能量的轉化公式 E = mc2 從動力學的推導,物質的生成,元素的差異,狄拉克大數假說的解釋等等,涉及到量子學,宇宙論等諸多物理學概念。該書更像是一本物理哲學的書籍,大量推論採用的是物理哲學角度的邏輯推論,而並沒有使用很多的數學。


參考資料[編輯 | 編輯原始碼]

  1. 《量子空間》 王濤, 中國科學技術出版社,北京, 2004.7, ISBN 7-5046-3847-1

在CC BY-SA 3.0許可下,該頁面部分使用空間的量子化 - 物理--思想的天堂的博客的內容,原博客授權協議說明於授權聲明 - 物理--思想的天堂的博客