超弦理论与量子引力
（作者卢杲研究员英国伦敦技术物理研究院cosmos9@https://www.doczj.com/doc/ef5957035.html,）
第一章量子引力理论
§1.1宇宙存在三级量子
恒星、中子星、黑洞、宇宙奇点四者之间存在体积、能量、质量、密度方面的巨大差异，可以断定它们是由三种不同量级的量子组成，恒星由原子组成，中子星由粒子（中子）组成，黑洞由引力子组成，宇宙奇点由奇子组成。从宇宙奇点看，引力子、粒子、原子都有一种泡沫结构，我们对其中的原子泡沫已很熟悉，从中子星向黑洞、宇宙奇点反推上去，粒子、引力子的内部还是很空旷的。
由于目前的科技水平所限，我们无法在人工实验室中分离出电子、光子、夸克、引力子的亚结构，但却可以利用宇宙天体这一天然实验场，用大量的原子或粒子或引力子构成的天体来研究物质的亚结构。当恒星塌缩成中子星，既可知中子是原子的构成材料之一，这是我们已知的。当中子星塌缩成黑洞，既可知引力子是中子等粒子的构成材料之一，黑洞是纯引力天体，是纯引力子的世界，当吞噬了宇宙大部分物质的宇宙黑洞塌缩成宇宙奇点时，既可知奇子是引力子的结构材料之一，黑洞奇点和宇宙奇点在能量、质量、密度、温度方面存在极大差异，且黑洞奇点产生向内的力，宇宙奇点产生的是巨大的向外爆发的力，所以，引力子和奇子不可能属于同一级量子。
构成宇宙万物的原子之内是很空旷的，原子核的直径约为原子直径的十万分之一，相当于标准足球场中心的一粒大豆，电子相当于足球场外围的几粒沙子，请大家切记原子与质子的大小之比，这种真实差距将凸显传统原子模型的致命缺陷（这种对比实验最好到足球场去做，图中的原子与原子核大小之比已严重失真）。当1.2个太阳质量的恒星死亡后，被自身引力压缩成直径10公里的中子星，这时星体的主要成分是中子，如果该中子星不断吸引空间物质，当达到一定质量时，会被自身引力压缩成极小的黑洞，这说明与中子同类的粒子之内也是很空旷的，在黑洞中任何粒子都被压缩成更小的量子――引力子。黑洞里有什么？起码有它自己，大量的引力子。
恒星的平均密度是1gcm－3，当恒星塌缩成白矮星，其平均密度是107gcm－3，由电子的简并压力和引力相平衡。质量大于1.2个太阳质量的白矮星不可能稳定，电子和核内的质子组合成中子，成为中子星。中子星的密度为1014gcm－3。中子星靠中子简并压来支撑。质量大于3个太阳质量的中子星不可能稳定，会进一步向内塌缩，成为黑洞。
电子与中子的简并压力实质上是一种与引力对抗的斥力，是反引力场的一种体现。
在中子内，既有强核力、弱核力，又是由正质子与负电子聚合而来，因此中子是强核力、电磁力、弱核力的聚合体，在中子星内，上述三种力聚合到中子内与引力作最后抵抗，也就是说在中子星中强核力、电磁力、弱核力已逐渐走向统一。
原子、粒子、引力子都有一种泡沫结构，支撑这些泡沫的关键因素是速度，电子的光速支撑着原子泡沫，而引力子级物质必须以超光速运行才能维持以光速运行的光子、电子等粒子级物质的结构稳定，而奇子必须以超超光速才能维持引力子泡沫的结构稳定。
原子的直径约10－8厘米，电子的直径约10－16厘米，由此反推上去，引力子的直径约10－24厘米，奇子的直径约10－33厘米，与普朗克尺度相当。
将太阳压缩成一个直径2.95公里的球体，就成为黑洞，这时中子泡沫被压碎，没有什么力量能阻止它进一步向内塌缩，如果按引力子的实际体积，一个太阳质量黑洞的引力子总体积只相当于一个直径为10－2厘米的球体。
如果将地球压缩成一个直径8.9厘米的小球体时，就成为黑洞，如果按引力子的实际体积，地球黑洞的引力子总体积只相当于一个直径为8.9310－8厘米的球体。
由原子构成的地球之内是如此的空旷，那我们看到的世间万物是什么？是电子以接近光速围绕原子核运行所形成的幻象。
作为宇宙最强大的、无所不在的引力的载体—“引力子”—是必然存在的，由于引力子只产生一种弧线向内的力，一种引力子不能组合出各种粒子，必然还有一种与引力子同级的物质产生相反的力，才能支撑住粒子泡沫，当溯源到宇宙大爆炸之初（10－43秒），引力是最先生成的，根据对称性原则，与引力子同时生成的必然还有一种同量对称的反引力子，它是反引力的载体，这些反引力子不可能消失，那现在它们又在何处？要回答这个问题，就要看引力时刻在与谁抗衡着，无疑是强核力、电磁力、弱核力，它们的载体是各种粒子，由此可知反引力子和引力子是所有粒子的结构材料，强核力、电磁力、弱核力是由反引力分化而来，所有粒子都是引力与反引力对立统一的平衡体。
从黑洞与宇宙奇点之间巨大的质量、密度、能量、温度差异看，宇宙奇点中的奇子是引力子和反引力子的结构材料之一，但一种奇子不可能组合出引力子与反引力子这两种性能差别很大的物质，引力子产生弧线向内的力，反引力子产生直线向外的力，根据对称性原则，以及从奇子的子代（引力子、反引力子）和孙代（各种粒子）的性质和结构中可反推出奇子有两种：正奇子和反奇子。正奇子产生直线向外的力，称为“正奇力”，反奇子产生弧线向内的力，称为“反奇力”。引力子中的反奇子略多于正奇子，即反奇力大于正奇力，使引力子总体上产生弧线向内的力，即“引力”；反引力子中的正奇子略多于反奇子，即正奇力大于反奇力，使反引力子总体上产生直线向外的力，即“反引力”；因此一个引力子产生的引力等于其内的反奇力减正奇力，一个反引力子产生的反引力等于其内正奇力减反奇力。正奇力与反奇力不能独立存在，只有同时存在这两种相互制衡的力，才能形成稳定的引力子、反引力子，才能形成稳定的宇宙万物。
正奇子、反奇子没有结构，是一种类点能量（点状能量），只是运行轨道不同，在黑洞的巨大压力中，反引力子中的部分正奇子会改变运行轨道，成为反奇子，从而使反引力子转化成引力子。从体积为0的“宇宙奇点”看，奇子有两态，一种是有形的正、反奇子，一种是无形无体积的“数学奇子”，一种信息态，代表能量“E”，信息是无形无体积的，当宇宙黑洞塌缩成宇宙奇点时，正、反奇子在极大的引力惯性作用下，融合成无体积的“数学奇子”，正奇力与反奇力统一成“奇力”，也就是说，所有的宇宙力在宇宙奇点中都统一成一种力—
“奇力”，宇宙万物统一成一种能量，并且形成新的宇宙大爆炸，宇宙新的轮回。“物质、能量、信息”是宇宙中同一事物的三个面，物质即是能量，物质中同时包含各种信息，即“物质＝能量＝信息”。
§1.2 所有粒子都是由反引力子和引力子构成，强核力、电磁力、弱核力是由反引力分化而来
正负电子对撞时先转化成一个虚光子，如果对撞能量比较低，则虚光子将变成一对正负电子或一对μ子，如果能量很高，虚光子会变成一对正、反夸克，当能量刚好达到某个矢量粒子的质量附近（称为该矢量粒子的产生阈）时，正反夸克对会形成束缚态，如果能量再高则共振态不会形成，正反夸克会背对背地飞离开来。
质子组分的夸克与另一个质子（或反质子）中的反夸克转化生成虚光子，然后虚光子产生一对轻子，这个过程刚好与轻子对转化产生夸克对相反。
光子可以由正、反质子或正、反电子相撞转化而成，反过来，光子相撞也可以转化成正、反质子或正、反电子，同时正、反电子可转化成正、反中微子，上述过程都是可逆的，而且介子、超子等所有不稳定粒子都会衰变成光子或中微子，所以组合成光子、电子、中微子、夸克、质子、中子及所有不稳定粒子的结构材料都是相同的，那就是反引力子和引力子。
各种粒子就象放在不同大小的杯子里的水，将两个不同杯子里的水（两个粒子）倒在一起就能形成另一杯或两杯水（另一种或两种粒子），反引力子和引力子就象水中的原子，这与在核聚变、核裂变中的原子相互转化类似，原理相同。粒子不可能是物质的最基本单位，物质的最基本单位有一个必要特征：无论怎样撞击它都不会转化或破碎。而粒子间的相互转化非常频繁。
强核力、弱核力在原子核附近的发力机制属一种短程力，但这种短程力对外界产生影响时，都全部转化成长程力，以光子为载体，如太阳辐射的巨大能量主要来自强核力。所以可以视强核力、弱核力、电磁力都有一个从短程力向长程力转化的过程，这种短程力表现为在原子内的发力机制，将原子比作一把枪，枪内使用同一种火药，但火药量不同，点燃火药方法不同（相当于强核力、电磁力、弱核力的不同发力机制），但射出的子弹都是相同的，光子就相当于枪内的子弹。
传递强核力的π°介子，传递弱核力的中性玻色子（Zo）都会很快衰变成光子，π＋与π－碰撞会转化成光子，W＋与W－碰撞也会转化成光子，而传递电磁力的也是光子，因此在光子中，强核力、电磁力、弱核力是不分的，是统一的，π±、πo、光子、W±、Zo是反引力与引力对抗中的不同态。光子可以生成正、反夸克，正、反电子，正、反夸克可以生成正、反质子、中子及其它重子，正、反电子碰撞可以生成正、反中微子，也就是光子中的反引力可以分化成强核力、电磁力、弱核力。
§1.3质子、电子生产流水线
在粒子世界千变万化的表象下，隐藏着一种粒子级物质相互转化的程序，或者称粒子转化的规律，就象一条生产流水线，我们知道工业生产流水线就是在执行一种电脑程序。这条“质子、电子生产流水线”的生产原料是“质子、电子”，能源是“引力、强核力、电磁力、弱核力”，这条流水线生产出的最终产品都是稳定的光子和中微子。质子、电子生产出的中子在核聚变、核裂变中有重要作用，就象枪内的撞针，流水线中必要的摧化剂。除质子、电子、中子、光子、中微子外的所有粒子都是生产过程中的半成品，所以它们都是极不稳定的，
寿命极短，最终转化或生产出的还是光子或中微子，我们在各种加速器中发现的新粒子都是上述流水线生产过程中的半成品，这条流水线还能将多余的生产原料“质子、电子”吐出来。稳定是粒子、原子、分子等宇宙物质的常态，各种不稳定的粒子是生产过程中的中间态。在不同能量级的加速器中产生了很多使人眼花瞭乱的半成品（各种不稳定粒子），我们绝不能被这些表象所迷惑，实际上只是质子、电子在不同能量环境中执行不同的程序，就象用不同的力摇晃“万花筒”，可以看到千变万化的花图（相当于整个粒子大家族），但实际上“万花筒”只是由几张彩色纸片组成（相当于质子、电子、光子、中微子等稳定粒子）。在一定条件下，这条生产流水线可以逆运行，即光子和中微子可以生产出电子和质子，最常见的是光子碰撞可以生产出正、反电子或正、反质子。在自然科学领域，最简单的解释往往是正确的。宇宙的本质是质朴的。
§1.4物质的幻象性
物质的幻象性可以拿电风扇作类比，一个原子就象一台电风扇，原子中央的原子核就象电动机，原子核外的电子就象电风扇的叶片，当电风扇没有转动时，我们可以看见风扇叶片旁的空间大部分空的，如果电风扇快速转动时，我们就看见叶片旁的空间被叶片转动形成的幻象所填补，如果将电风扇的最高转速再提高1万倍，我们就根本感觉不到叶片在转动，而当叶片形成的幻象是一种有质感的物质的一个面。而实际上原子幻象比电风扇的幻象程度高得多，原子核与电子在原子中所占空间只有电动机与叶片在电风扇幻象中所占空间的1/107，但电子却是以接近光速转动，速度是叶片转速的331010倍，任何可见的物质都象无数个微型电风扇一起快速转动所形成的幻象。物质的幻象性，可从X射线、γ射线的高穿透性中看出来，我们看到的上述射线的成像，正是物质幻象被穿透后形成的，而中微子则能穿过更大厚度的物质幻象。
§1.5 引力子级、奇子级物质的“质能方程”
从原子泡沫的结构可知，支撑原子泡沫、粒子泡沫、引力子泡沫的关键是速度，从结构稳定的角度看，反引力子与引力子必须超过光速很多倍，才能维持电子、光子泡沫的稳定性，正奇子与反奇子的运行速度必须是超超光速，才能维持引力子、反引力子泡沫的稳定性，如果光速运行的光子中的反引力子与引力子也是以光速运行，那光子在运行中早已分崩离析。
为什么光速是粒子级物质的速度极限？因为超过光速就会造成光子中超光速的引力子和反引力子运行不稳定，这种不稳定会使光子运行速度变慢，当光子回到光速时，也就回到了光子中引力子和反引力子运行的最佳状态，这就是光速恒定的原因，光速恒定性更说明光子有结构。
引力子的超光速和奇子的超超光速与笔者提出的下列疑问紧密联系在一起。为什么原子象一个“永动机”？为什么原子的寿命这么长？是什么能量支撑着电子以接近光速围绕原子核旋转1033年以上？如果是原子核能（已知的最高能量级），用E＝mc2方程计算，原子将在300年内耗尽能量，电子掉进原子核，这显然是荒谬的，就算按玻尔假设的电子运转时不向外界辐射能量，那也得有一个使电子转动的动力源。
为什么类星体的能量这么大？它的能量从何而来？
3倍太阳质量的黑洞在塌缩过程中经历了从恒星到白矮星、中子星到黑洞的阶段，经历了原子泡沫破碎、粒子泡沫破碎，原子泡沫的电子光速(c)与原子速度极限(h)（即超过此速度，电子就会脱离原子核），与支撑粒子泡沫的反引力子速度(b)有紧切关系，从结构稳定角度看，
只有c/h≤b/c 才能维持光子、电子在光速运行中的结构稳定，因此引力子级物质必然是超光速的。得出引力子级物质的质能方程E2=mb2，这正是类星体的巨大能量来源。类星体的中心是一个大型黑洞，类星体能量是太阳核聚变能的1016倍，粒子级物质的质能方程E=mc2，在此失效。并由此推测引力子级物质的速度（b）大概相当于107—108倍光速，面对这种速度，难怪牛顿认为引力是超距作用的，也使得爱因斯坦在“EPR争议”中认为，在光速运行的粒子之间存在“超距作用”。
原子速度极限“h”的测定：取3倍太阳质量的恒星所能聚合成的最重原子（如碳、氧、氮），将这些原子放在真空环境中加速到所有电子脱离原子核时的最高速度。
类星体是一种形成于宇宙大爆炸早期（100多亿年前）的不稳定星系，当时是类星体的繁荣时期，不仅数量多，而且能量大，活动剧烈。这些类星体的中心有一个质量相对于稳定星系中心黑洞还较小的黑洞，这种类星体中心黑洞不能完全将吸入的大量恒星物质（原子、粒子）压碎后转化成引力子，所以未消化的那部分粒子以接近光速与超光速的反引力子流从黑洞引力场轴两端喷出，使整个类星体以接近光速(0.9c)在空间中运行，如果没有反引力子与引力子的超光速就不可能使巨大的类星体以接近光速运行。在类星体上出现了二种能量同时迸发，第一种是围绕黑洞的恒星将自身核聚变速率提高近百倍，第二种是黑洞压碎粒子后未能有效将全部反引力子转化成引力子，使部分反引力子从黑洞引力场轴两端喷出，服从E2=mb2方程，这部分能量是最大的。但最终必将是黑洞引力场取得胜利，类星体演变成稳定星系。
类星体、活动星系和稳定星系的中心都有喷射物质现象，这种喷流现象与星系中心黑洞质量有很大关系，即黑洞质量小，喷流多，黑洞质量大，喷流少，因为大部分粒子和反引力子已被黑洞引力场转化成引力子。
引力子泡沫是极难压碎的，就连1015个太阳质量的巨型黑洞也不能将引力子压碎，只有当吞噬了宇宙大部分物质的宇宙黑洞才能将引力子压碎，使引力子塌缩成正、反奇子。
速度支撑着物质泡沫，那正、反奇子必须以超超光速才能支撑引力子泡沫。笔者提出了支撑引力子泡沫的正、反奇子速度a 等于b乘以宇宙总质量（1056）除以3个太阳质量（1034），约等于b x1023。得出奇子级物质的质能方程是E1=ma2，这正是提供原子中的电子围绕原子核运行1033年以上的不竭动力源泉，这也是宇宙大爆炸的超级能量之源（原子寿命的下限是从“质子寿命”的实验中推导出来的）。
§1。6提出疑问
正如牛顿苦思一个似乎天真的问题，苹果为什么会掉在地上？最终发现了“万有引力”，笔者对一些人们熟视无睹的现象提出疑问，太阳的引力为什么这么大？是因太阳的质量大；那太阳是由什么构成？太阳是由氢氦原子构成。很明显太阳总质量等于其内原子质量之和。在太阳中，强核力、电磁力、弱核力时刻在与引力抗衡（在本文中“引力”即是指“万有引力”，下同），而且强核力、电磁力、弱核力三者之和必须等于引力，星体才不致被引力压塌，才能维持太阳的稳定（强核力又称强力，强相互作用，电磁力又称电磁相互作用，弱核力又称弱力，弱相互作用）。强核力、电磁力、弱核力产生向外的力，引力产生向内的力，四者的对抗形成长期平衡，即“引力＝强核力＋电磁力＋弱核力”。强核力、电磁力、弱核力都在原子之中，那引力也必然存在原子中，那太阳的引力等于其内每个原子输出的引力之和。
续表
续表
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在宏观宇宙中，我们已证实在引力、强核力、电磁力、弱核力四者中，引力是最强大的，它在四种宇宙力中始终占主导地位，在它的作用下形成星系团、星系、太阳系、恒星、行星，它使得千亿颗恒星绕着银河中心旋转，它将太阳束缚成炽热的火球，它使得我们每个人能生存于地球上，它使得宇宙万物能够存在。
引力在宏观宇宙中始终占主导地位，宏观物质是由微观物质组成，宇宙中的主角“恒星”、“行星”都是由原子构成，那引力必然存在于原子之中，而且每个原子的引力等于该原子内的强核力、电磁力、弱核力之和。
从恒星到白矮星、中子星、黑洞的演化中，我们可以看到引力在与强核力、电磁力、弱核力的对抗中，逐步取得阶段性胜利，并最终将强核力、电磁力、弱核力与引力统一，成为
纯引力的黑洞。
引力是宇宙最强大的存在。宇宙中的恒星、行星都是引力与强核力、电磁力、弱核力对立统一的平衡体，它们构成了可见的宇宙。为什么这种在宇宙占主导地位的引力一到人类居地的地球的微观物质中就失踪了呢？这只不过是人类的认知水平问题，引力无处不在。
人们将引力排除在微观物质之外，认为引力在微观物质中可以忽略不计，必将重蹈“地心说”的覆辙，两者都是以不科学的观测手段作出了错误的判断。
按照现有原子理论的逻辑，如果将太阳分割成无数个篮球大小的物体，那这些篮球大小物体的总引力就变得只有强核力的1/1040，这显然是荒谬的。合理的推论是：太阳是由原子构成，强核力、电磁力、弱核力都存在于原子中，那引力也必然存在于原子中，且引力等于强核力、电磁力、弱核力之和。原子中也确实存在这种引力，只不过因人们过去不了解引力的性质，将这部分吸引力归到了强核力中，实际上强核力只是一种强大的斥力。
原子所拥有的引力与强核力、电磁力、弱核力相当，原子就是一种引力与强核力、电磁力、弱核力相互对抗的平衡体，在无干扰的环境中，这种平衡可以保持1033年以上。
我们知道能量是守恒的，当宇宙进入黑洞期，宇宙原有的强核力、电磁力、弱核力都已与引力统一，也就是说宇宙中引力子的能量总和即是宇宙总能量。引力怎么可能象过去认为的那么小。引力是宇宙最强大的存在。
§1。7引力场与反引力场
一、引力场和反引力场的种类
从第二级量子即“引力子”与“反引力子”层面看，宇宙万物都是引力子与反引力子在相互作用中形成的，形成宇宙的两类场，一是引力场，二是反引力场。
引力场和反引力场都是球形场，引力场是一种球形的漩涡场，产生向内的力，反引力场是一种球形辐射场，产生向外的力，如电磁波。引力场的基本形状是旋涡形。反引力场的基本形状是水波辐射形。引力场的旋涡形在旋涡星系、旋涡星云及各种混沌现象中是常见的，反引力场的水波辐射形在有电磁力、强核力、弱核力参与的过程中是常见的，如电磁辐射，也见于各种混沌现象中。
笔者发现引力场有下列几种：
在宏观天体中存在：集成引力场、黑洞引力场。在微观物质中存在：左引力场、右引力场、质子引力场、原子核引力场、化合引力场。除黑洞引力场外，与上述引力场并存的还有各种反引力场。
二、宏观天体引力场
天体引力场中的引力子运行路线呈螺旋形，这从银河系等稳定星系的俯视图中可清楚看出，银河系的4条悬臂呈向内旋转的螺旋形，这很明显是银河中心黑洞引力场中的引力子的运行路线，在众多引力子的拉曳下，银河系中的可见物质都随着引力子的拉曳路线在运行，这就象将铁粉倒在垫有永磁铁的白纸上来观察不可见的磁力线实验一样，银河系等稳定星系及旋涡星云是观察、证实引力子运行路线的天然实验场所。
从银河中心黑洞引力场看，天体引力场就象一个球形的旋涡，与天体自转轴垂直处一个圆盘形的场，此外引力子流密度最低，引力最弱，称为“吸积盘”。如银河中心黑洞的吸积盘就是形状如饼的银盘，黑洞就在银盘中心的银核内。银盘外面是一个范围广大，呈球状分
布的系统，叫做银晕，银晕外面还有银冕，也呈球形，直径比银晕大3－5倍，银冕代表银心黑洞球形引力场所能束缚的可见物质的范围。
在类太阳系中，天体引力场将空间的氢氦原子束缚成球形的火球，在它的吸积盘上束缚着多颗行星，如太阳系的九大行星。在行星中，天体引力场将空间原子束缚成球形，在它的吸积盘上束缚着卫星，如土星、木星的光环。
在球形的天体引力场中，引力子流在球形的场内不停地向场中心旋转，最终引力子回到场中心点，并从引力场轴即天体自转轴两端输出，开始第二次绕行，图中箭头所指就是引力子的运行路线。在黑洞引力场中有一些未消化的恒星物质就从引力场轴两端喷出，形成可见喷流。
在天体引力场中自转轴附近引力最强，是因从自转轴两端输出的引力子在此就开始向内绕圈，而吸积盘离自转轴两端最远，所以得到的引力子流最少，因此引力最弱。在银河系中，银心黑洞已将球形的银河系内其它区域的绝大部分物体吞噬，只剩下吸积盘（银盘）上的一些恒星、行星物质，由此可推测银心黑洞的质量比过去认为的大得多，银心黑洞质量与银河系可见物质质量之比应该超过太阳系中的太阳质量与九大行星质量之比。
恒星的诞生过程也可展现天体的球形引力场。恒星是从“分子云”、“球状体”、“原恒星”逐渐发展而来，从“分子云”分裂出来的小物质群收缩并缓慢变成暗黑的球状天体，一个代表性的球状体像太阳系那么大，它的质量是太阳的1－200倍，它仍是个很冷的、黑色的天体，渐渐收缩而变得炽热起来，最后，它变成原恒星，开始发光。原恒星内的物质继续收缩，当它的中心温度达到1千万摄氏度时，核反应开始，一颗恒星就诞生了，原恒星看起来好象在一个气体防护层里发展的，它们发光，但不规则，气体从它们的两极（即自转轴两端）以极大的速度喷射出来。当恒星形成时，在原来“球状体”区域内的绝大部分物质已被恒星引力场吸到场中心，只留了引力最弱的吸积盘上一些小天体和气体，此后它们将发展成多颗围绕恒星公转的行星。
天体引力场的球形旋涡非常大，如太阳的集成引力场直径超过整个太阳系的直径，这样才能束缚住太阳系的所有天体。银心黑洞引力场的直径超过银冕直径，才能束缚住银河系内的所有天体，才能与其它星系组成星系团。
正因为天体引力场的引力子只能从自旋轴两端输出，使引力场分布是不均的，自旋轴附近的引力最强，吸积盘附近的引力最小，也造成大天体都是椭球形的，在自转轴附近引力大些，因此扁平一点，吸积盘附近引力小，因此凸起一点。引力场的这种特性与磁场相似，两个磁极相当于引力场自转轴两端，与两个磁极中心点垂直的地方磁场强度最小。在地球引力场的自转轴附近，引力应该是最强的，与自转轴垂直的吸积盘附近引力应该是最弱的，如有兴趣，可实地去测量。
宇宙中的星系约80％的旋涡星系，15％是椭圆星系，其余5％是不规则星系（包括特殊星系）是因星系相互碰撞、影响而形成的，椭圆星系的中心也有一个巨型黑洞，其所束缚的可见物质的范围也是椭球形的，椭圆星系会逐渐向旋涡星系发展，只在黑洞引力场的吸积盘附近留下可见物质，其它区域的物质会先被黑洞引力场吸入。
黑洞引力场是由恒星的集成引力场演变而来，所以引力场中引力子运行路线大致相同，唯一不同的是，恒星的集成引力场还需要束缚着氢氦原子，作为引力之源，黑洞引力场则已演变成纯引力场。
天体引力场可以将场内的物质吸入场中心（如太阳或黑洞奇点），在原子核引力场中却无法做到这一点，因为有核子的强核力、电磁力、弱核力的反斥作用，因此原子核引力场束
缚着电子呈球状环绕运行，原子核引力场中的引力子运行路线在天体引力场相同，因此构成的原子也是椭球形的，与天体相似。
大天体（如太阳、地球）之所以有如此强大的引力子流输出，去束缚远距离的物质，是因由原子构成的天体有一种“集成引力场”，在天体演化初期，随着“原恒星”束缚的氢氦原子越来越多，核心温度越来越高，原子已呈电离态，原子核引力场不用再花力量束缚电子，内部高压也可抗衡一部分强核力，这些相邻的原子核就将多余的引力子输出，聚合成球形的“集成引力场”，这种引力场输出的引力子相当于天体内全部引力子的10－30％，这是一个非常大的值，相当于天体质量的5－15％，所以大天体的引力场特别强，而象地球上的汽车、桌椅，因原子总量小，只能形成“化合引力场”，根本没有强大引力子流输出，其作用范围只相当于5－20个原子直径，所以很难测到它们的引力。
集成引力场和黑洞引力场具有以下特征：无论增加或减少质量，始终保持一个独立的球形引力场，引力场的大小和强度，随着质量增加而增加，随着质量减少而减少。天体引力场的这种性质与磁场相似，如将永磁铁分割成几块，每一块都能保持独立的磁场。
我们在地球上看到空中的物体受到地球引力场的拉曳是直线下落的，其实这是一种错觉，因为在地球引力子的拉曳下，整个地球与空中物体是均速旋转的，如果让地球停止旋转，就能看出空中的物体是以弧线落向地面，物体运动速度与地球自转速度相等。天体自转就是受到自身引力场的引力子拉曳形成的。
黑洞是一种不可见的球形引力场，在引力场中心有一个无形的点，即“黑洞奇点”，黑洞引力场的所有引力子都从这个点穿过。黑洞奇点的体积为0，每秒都有很多的引力子从奇点穿过，任何物体接近黑洞奇点都会被极强的引力子流击碎，如果黑洞质量足够大，引力子流密度是足够高，就能及时将粒子破碎后的反引力子转化成引力子，如果吸入恒星物质超过黑洞能有效吸收的量，就会通过黑洞引力场轴即自转轴两端喷射出来。由于黑洞奇点体积为0，所以用数学推算出质量、密度就会出现无限大，实际上总有个限度。
在黑洞中，是引力子泡沫内的正奇子产生的斥力与引力取得平衡，是它自己在支撑着自己。黑洞的自转方向与其引力场拉曳外围可见物质的转动方向相同。
黑洞的引力之所以远大于同质量的恒星，是因黑洞是纯引力天体，从恒星、中子星到黑洞的演化过程中，引力场最终战胜反引力场，即引力最终战胜强核力、电磁力、弱核力，并将中子星中的大部分反引力子转化成引力子，这使得黑洞的引力子翻倍，而且黑洞引力场已没有了反引力场的制衡，可以将全部引力子输出，形成强大的“黑洞引力场”。而恒星却要从原子中汲取引力子，必须维持有形结构，而且其引力场时刻与强核力、电磁力、弱核力组成的反引力场抗衡着。
在宇宙空间中运行的引力子和反引力子占宇宙暗物质的大部分，各种大小天体辐射出的引力子充满了宇宙空间，它象一张无形的坚不可摧的大网，控制着星系、总星系团、超星系团，当宇宙中反引力与引力的力量此消彼长，引力远大于反引力时，引力就拉紧这张大网，将各星系团慢慢拉回宇宙大爆炸的原点。就举一个我们最熟悉的例子，太阳之所以能控制住太阳系内的一切天体，就是因为太阳引力场象一张无形的大网紧紧地网住它们，编织这种大网需要大量物质，那就是引力子。
由于反引力子的直线向外性，使反引力场不能独立存在，必须与引力场形成相互制衡，才能稳定，不然反引力场象水波一样不断向外辐射，直至反引力场消失，就象电磁辐射。所以由反引力分化成的强核力、电磁力、弱核力都是以粒子为载体，以光速或亚光速运行，粒子是反引力场与引力场相互制衡的平衡体。而引力场却可以独立存在，最明显的是黑洞引力
场。宇宙空间运行的部分超光速反引力子来源于黑洞，因黑洞未能及时将部分反引力子转化成引力子，而从黑洞引力场轴两端喷出，使随同喷出的可见粒子获得极大动能，因此黑洞喷流能量极大，这些反引力子是宇宙暗能量的主要来源，使类星体、星系、超星系团获得极大动能。
从星系中心黑洞引力场喷出的强大反引力子流，是致使宇宙加速膨胀的暗能量来源。由于这些反引力子来源于黑洞吸入的粒子级物质，因此当宇宙进入黑洞期（约一千亿年后），黑洞引力场可吸入粒子级物质逐渐减少，因此宇宙暗能量逐渐消失，此时引力远大于反引力，宇宙停止膨胀，并在众多黑洞引力场的相互吸引下，宇宙开始收缩，最终必将融合成一个极大的宇宙黑洞，进而坍缩成“宇宙奇点”。我们现在观察到的宇宙是在加速膨胀，但并不等于宇宙将永远膨胀下去，正象我们在阴历每月初二晚八点三十分五十秒三皮秒看到的月亮是一轮弯月（可与我们现在看到的宇宙加速膨胀作类比），并不等于以后看到的月亮也都是相同的弯月，月亮的盈缺变化和宇宙膨胀收缩的道理是一样的，因此有膨胀必有收缩，宇宙奇点和宇宙万物不可能从“空无”——一种没有能量的真正“空无”中生成。
在大多数情况下，星系碰撞不会直接发生，且只是损失一些星系外部的恒星，它们被强大的引力牵扯走，然后被抛掷到太空，留下星系内部的恒星浸淫在星系间的星海里，若碰撞直接发生，结果会很戏剧化；两个旋涡星系相撞，气体圆盘被强烈的震憾力驱逐到空间里，然后合并成更大更亮的星系，即形成一个不具气体物质的椭圆星系（由此也可见“黑洞引力场”的形状）。宇宙中的棒旋星系，不规则星系都是几个星系碰撞或相互影响的产物。小星系呈旋涡状逐渐坠向最大的星系，直到被大星系“吞噬”掉为止，这些大星系则变得愈来愈大，继续吞食比它们小很多的星系。
天文学家采用了一种切片的方法，也就是把宇宙像切西瓜一样，切成一片片以我们为中心的扇形薄片。在这些切片上，一个个星系犹如一粒粒西瓜籽，我们就可以看清楚它们的空间分布。结果，天文学家看到在更大的尺度上，星系、星系团和超星系团连接成链状和蜂窝状的结构，从总体上看明显趋向均匀化，但也可以看到呈现出一些巨壁和巨洞，好似生物体的细胞壁和细胞，不过它们的大小是以十亿光年计的，大家一定会为微观世界与宏观世界的如此相似而吃惊。
太阳系以每秒230公里的速度，完成它围绕银河系中心的航行，银河系则以每秒90公里的速度，接近它的伴星系仙女星系，它们俩都属于绵延约1000万光年的“本星系群”，这个本星系群又以每秒约600公里的速度移动，被室女星系团吸进本超星系团，这些超星系团的范围约6000万光年。本超星系团及长蛇座与半人马座超星系团，接着又落向另一个更大的星系集团，天文学家称之为“大引力源”，这些星系团与超星系团，形成了范围有几亿光年大的垣状和丝状结构，这些垣状和丝状结构很象生物体内细胞和组织。
时空曲率在黑洞奇点中并没有出现无限大，当引力子从黑洞奇点（引力场中心点）中穿出时，时空曲率从极大走向了反面，出现了短暂的平直时空，即黑洞引力轴（自转轴）的两处直线喷流。球形的天体引力场中的时空是弯曲的，而且越接近球形引力场中心，时空弯曲度越高，因为引力子呈螺旋形向内旋转，越接近引力场中心，螺旋的弯曲度越高。
在主星序恒星中，引力与强核力、电磁力、弱核力在对抗中形成长期平衡，在红巨星、星体塌缩及（超）新星爆发的过程中，引力与强核力、电磁力、弱核力的对抗处于不稳定状态，有时引力占上风，有时则是后三种力占上风，当星体塌缩成白矮星或中子星，引力与强核力、电磁力、弱核力又形成长期平衡。而超过1.2个太阳质量的白矮星和超过3个太阳质量的中子星是不可能稳定存在的，是因大天体能将每个原子核引力场输出的多余引力子聚合
成一个整体，形成强大的“集成引力场”，而强核力、电磁力、弱核力的作用却比较分散，这就相当于引力能聚合成一支集团军，而强核力、电磁力、弱核力只能以分散的连团一级的军队与之抗衡，当中子星超过3倍太阳的质量，处于中子星引力场中心的中子首先被压碎，更准确地说，是被强大的引力子流击碎，中子星体不断向中心塌缩，引力最终战胜强核力、电磁力、弱核力，成为纯引力的黑洞。
强核力、电磁力、弱核力的直线向外性，源于反引力的直线向外性，反引力场必须在引力场的束缚下才能稳定存在，并且反引力在与引力的对抗中分化成强核力、电磁力、弱核力，且必须以粒子为载体，反引力的这些特性就注定它最终要败给引力。
是什么束缚着电子的光速围绕原子核运行？是什么束缚着太阳系九大行星长期围绕太阳运行？是什么束缚着银河系千亿颗恒星围绕着银心运行？为什么它的运行规律如此相似？是因为它们受到同一种力的束缚，那就是引力。为什么小到粒子、原子、水珠、球状病毒、细胞，大至行星、恒星、星系、宇宙，自然界中有非常多的物体都呈球形？如此多的相似，必然有共同的根源。笔者认为这是宇宙中存在的球形引力场和球形反引力场在相互对抗、相互协同中形成的，是一种平衡、对称的表现。
§1。8 传统原子模型存在致命缺陷
其致命缺陷在于：原子中的质子带正电，电子带负电，质子的电荷与电子的电荷大小相等而符号相反，电荷的数值为4.8033310－10静电单位＝1.6022310－19库仑，电子的电荷－4.8033310－10静电单位＝－1.6022310－19库仑；传统原子模型中，是正质子间的库仑静电斥力对抗质子间向内吸引的强核力，而且核聚变必须在超高温高压下才能实现，说明正质子间的库仑斥力大于质子间的强核力，起码两者力量接近。以上说明了质子与电子之间的正负电荷大小相等，那么由负电子包裹着的原子就不可能组合成分子，因为原子的表面都是同性相斥的负电子，想让两个原子靠近都需要用核聚变的超高温高压，这显然是荒谬的。这是传统原子模型的致命缺陷之一。
实际上正质子间的库仑斥力根本无法与强核力抗衡，那原子核就失去力的平衡，原子核会进一步向内塌缩，原子彻底毁灭。
如果说原子核是靠质子、电子间的库仑静电吸引力束缚住光速运行的电子，那么负电子之间产生的库仑静电斥力，就必然使外围电子飞离原子，多电子的重
原子就不可能产生，因为负电子间的距离比正质子与负电子间的距离近得多，且正、负电荷大小相等，这是致命缺陷之二。
正质子间的库仑斥力根本无法与强核力抗衡，两块0.5克的永磁铁之间的排斥力远小于1克铀(235U)裂变释放的强核力，831010焦，相当于2.5吨煤的燃烧热。同时与斥力对抗的强核力应该是一种向内的吸引力，实践证明，强核力是一种向外的力，由强核力主导的核裂变、核聚变产生的力都是向外的。
要证明强核力、电磁力、弱核力是三种直线向外的力，太阳就是一个最明显的例子，太阳内原子的强核力、电磁力、弱核力时刻与向内的引力对抗，不仅支撑着太阳不向内塌缩，而且时刻向外直线辐射光子、中微子，我们先不管原子内的强核力、弱核力、电磁力如何在短距离内开始发力，它们对外界施加的都是直线向外的力。直线向外辐射的电磁波是电磁力产生的，直线向外的放射性衰变是弱核力产生的，激烈向外爆发的核聚变、核裂变是由强核
要证明引力是一种弧线向内的力，很简单，在银河系等稳定星系中，无数恒星都在银河中心黑洞引力场中的引力子拉曳下呈弧线向内运行，旋涡星云也是在原恒星引力场的引力子拉曳下呈螺旋向内运行。如果消除地球自转，空中物体会在地球引力场的拉曳下呈弧线向下落向地面。
卢瑟福在1924年发现原子核附近存在一个电势很大的势垒，它像一个顽固的堡垒一样阻挡着外来粒子的轰击，他发现一个粒子在势垒之外较大距离时，它与原子核之间的静
电力遵守库仑定律，即与距离的平方成反比，但是在接近势垒时，静电力不再遵守库仑定律，而是斥力急剧增大，并与距离的四次方成反比，这就是“强核力”。弱核力也表现为一种斥力，它的作用范围在10—15厘米左右。众多实验表明，强核力、电磁力、弱核力是三种不同量级的斥力，如果原子内只有这三种力，那原子早已分崩离析。正象太阳如果没有引力就会炸散一样，从原子构成的太阳中我们可以看出，在原子中时刻制衡着向外的强核力、电磁力、弱核力的就是无所不在的“万有引力”。
如果强核力是一种向内的吸引力，那太阳就不可能向外辐射能量，而是向内塌缩，原子弹、氢弹就不会向外爆炸，而是向内缩。
过去人们发现原子中必须存在一种强大的吸引力，才能使原子核聚合在一起，因当时人们不了解引力的性质，所以让“强核力”担负了不可思议的“使命”，在极小距离内，强核力同时被描绘成即是一种斥力，又是一种吸引力，这就象一台涡轮喷气发动机，发动机前半段的涡轮产生向后的推进力（吸引力），而后半段的涡轮却产生向前的推进力（斥力），这样的发动机是不可能存在的，同样，这种强核力是不可能存在的。而且认为强核力是引力的1040倍，但这种理论一放到宇宙中就会立即崩溃，由原子构成的可见宇宙中的引力强于强核力。如果引力真的这么小，那太阳内部10千克氢核聚变产生的强核力就能将太阳炸散，或者在太阳中心放置一枚50万吨级氢弹就能将太阳炸散，这显然是荒谬的。实际上两个原子核之间距离为（0.8－2）310－15米时，原子核之间吸引力属于原子核引力场，强核力只是一种单一的强大斥力，即两个核子之间的距离小于0.8310－15米时那部分强大斥力。太阳内部每秒钟有6亿吨氢转变成氦，释放的能量相当于每秒爆炸900亿颗百万吨级（4.231012J）的氢弹，每年用掉231019kg的核燃料，但是相对于太阳的总质量231030kg，还是一个小数。束缚这样大的核聚变炉，需要多大的引力？相当于多少个“托卡马克”（Tokamak）磁约束核聚变装置的能量，试想在地球上要束缚住一枚装有10千克核装药的氢弹需要多少能级的“托卡马克”装置。如此强大的引力是传统引力理论和原子理论无法解释的。
在恒星中，反斥方（强核力、电磁力、弱核力）通过辐射高能光子来对抗“集成引力场”向内旋转收缩的引力子流在大质量恒星中，反斥方只能加快核聚变速率，来抵抗强大的引力，因此恒星的质量越大，寿命越短，最终必将是引力获胜。
传统原子理论认为原子核是靠库仑静电力束缚光速运行的电子，而且遵循平方反比的库仑定律，即库仑力的大小与距离的平方成反比。现在我们可以用下列实验来证明传统原子模型的致命缺陷，用几十个相同大小和磁性的球形永磁铁代表正质子和负电子，因为两者电荷相同，符号相反，永磁铁之间的同性相斥相当于负电子间的库仑斥力，永磁铁之间的异性相吸相当于正质子与负电子之间的库仑吸引力；另外用一些球形木代表电中性的中子。用这样方法立即就能发现正电原子核对外围负电子的库仑静电吸引力远远小于相邻的负电子之间的库仑斥力；我们知道，电子每秒围绕原子核旋转10万亿圈，那些相邻层面的负电子之间每秒都会相遇很多次，那么，多电子的重原子就根本无法存在，由此可见传统原子理论的致
在两个原子之间，存在着多种斥力，其中最直接的是原子外围负电子之间的库仑斥力，第二是正电原子核之间的库仑斥力，原子核中的强核力、弱核力也产生斥力。在单个原子内正电原子核与负电子之间的库仑吸引力相互持平，本不应出现负离子，即正电原子核已无力束缚一个多余的负电子，但这种情况是很常见的，所以它们之间肯定有一种未知的强大吸引力。要使原子结合成分子需要克服上述斥力，在没有引力的传统原子模型中已无法提供这种强大的吸引力。但在笔者提出的加入“万有引力”的原子模型中，一切问题迎刃而解。笔者进一步指出，“引力”是两个原子间的主要结合力，即化学键的主要成分；原子之所以能组合成分子、细胞、生物体、行星、恒星等宇宙万物，原子间的引力起着至关重要的作用。因为强核力、电磁力、弱核力是三种向外的力，如没有引力产生向内的力形成平衡，大至天体，小至原子都早已分崩离析。
原子中的电子除轨道运动外还自旋，原子核也自旋，这与天体的运行何其相似，太阳系就是一个超级原子模型，它们都受到同一种力的控制，那就是引力。
人们对引力存在极大的错误认识，如果原子中的电磁力真象过去认为的是引力的1038倍，那太阳就不可能诞生，更不可能产生核聚变，因为两个原子间负电子库仑斥力使它们根本无法靠近。实际上，主星序恒星的引力等于强核力、电磁力、弱核力之和，且最终必将战胜后三者。人们错误地用小物体形成的“化合引力场”与大天体的“集成引力场”相比，这两种引力场存在很大差异，在小物体中由于内部压力小，原子中的引力主要用于束缚强核力、电磁力、弱核力，辐射到原子外的引力子本来就很少，且引力场作用范围只相当于5－20个原子直径，这在原子组合成分子的过程中有很大作用，由于引力子的高穿透性，很难被目前的仪器测得。而在大质量天体中，情况完全不同，由于天体内部压力大，温度高，原子处于电离态，原子核引力场不用再束缚电子，且巨压可以束缚部分强核力，因此每个原子核引力场可以将多余的10－30％的引力子输出，形成球形的“集成引力场”，这种引力场辐射的引力子可以束缚住很远的物体。
§1。9 微观物质中的引力场与反引力场
为了探究引力场与反引力场的本质，我们就得溯源至它们的源头，微观物质中的引力场和反引力场。反引力子在与引力子的对抗中形成夸克、电子、光子、中微子，所以这些粒子具有最小单位的引力场和反引力场，称为“原始引力场”和“原始反引力场”。质子、中子、介子、超子等重子是由多个夸克组成，形成“复合引力场”。多个质子与中子能组合成“原子核引力场”和“原子核反引力场”。上述引力场有一个共同特点，即引力场始终保持球形，自转轴两端是引力子的输出口。随着引力场的形成，产生相应的“反引力场”。原子组合成分子，将形成一种“化合引力场”。
在球形的“原子核引力场”中，引力子的运行路线与天体相似，引力子束缚着电子的接近光速围绕原子核运行，可以将原子核比作太阳，电子比作地球等行星，在这里引力与强核力、电磁力、弱核力形成持久平衡。原子核引力场对原子外部的作用力很小，作用范围只相当于5－20个原子直径，所以它们有能力组合成分子，却无力束缚距离较远的分子或原子。粒子的自旋是由自身引力场的引力子拉曳造成的，与天体的自转一样。
两个核子势能U(r)和核子间距r的关系近似反映了原子核引力场和反引力场的基本性
质，质子、中子都是由引力场束缚反引力场形成的，当r逐渐减少时，首先触及的是向内吸引的引力场，且强度急剧增大，当r减少到r o=0.48F时，触及的是反引力场，在质子和中子中表现为强核力，产生向外的巨大斥力。在1.7F－0.48F这一范围内，主要运行着超光速的引力子，它们将超光速的反引力子束缚在小于0.48F的范围内。
夸克、电子、光子、中微子的“原始引力场”中又可分“左引力场”和“右引力场”。左、右引力场可以拿左手与右手来作比喻，如左手与右手互为镜像，在同一平面上，左手与右手不能互相重合，但将左手翻个面，便能与右手重合，所以左、右引力场可以存在同一粒子中，而不相互碰撞，但左引力场及束缚的左反引力场与右引力场及束缚的右反引力场的作用力却是相反的，左引力场中引力子全部向左呈弧线向内旋转，左反引力场中的反引力子在左引力场引力子的束缚下，全部向左作圆周旋转；右引力场中引力子全部向右呈弧线向内旋转，右反引力场中的反引力子在右引力场引力子的束缚下，全部向右作圆周旋转。
在电子、光子、中微子、夸克中存在左引力场，右引力场、左反引力场、右反引力场。引力子与反引力子自旋速度高，且方向相同。从正、反奇子的运行图可看出，独立的引力子和反引力子的自旋方向是相同的，但它们都是球对称的，在粒子中，反引力子翻个身，就变得与引力子自旋方向相反，如此就不阻碍两者的有序运行，所以在粒子中，引力子和反引力子看上去是自旋方向相反的，就象有机分子中自旋相反的负电子。
引力子、反引力子都有自旋轴，自旋轴即是反奇子的输出口，与引力场形状相同，宇宙中这些球形旋涡场的基本形状都是相同的。
在天体引力场中，引力子和反引力子都有质量，且质量相同。
在引力子、反引力子中，正奇子、反奇子自旋方向相反，质量为0。正奇子、反奇子没有结构，是点状能量，只是运行轨道不同，图39为反奇子运行轨道，图40是正奇子运行轨道。在黑洞的巨大压力中，反引力子外围的部分正奇子被压入反奇子的轨道，由于它们都是球对称的，正奇子翻个身就变得与反奇子的自旋方向相同，成为反奇子。正、反奇子自旋相反，使反奇子能有效束缚住正奇子，正奇子也能支撑住引力子、反引力子泡沫，将正、反奇子比作两个齿轮，它们在相互制衡中必须是自旋相反的。
一、粒子的质量生成
粒子的质量生成一直是物理学家感兴趣的问题，为什么同是自旋为1/2的轻子，μ子和电子的质量竟相差约207倍，任何理论都难解释，笔者认为这是粒子在转化过程中，左、右引力场，左、右反引力场也随之相互转化，使左右引力场、左右反引力场强度差增大造成的。
粒子的质量不仅与天体引力场有关，而且与自身引力场与反引力场也有紧切关系，由于粒子中的左引力场、左反引力场与右引力场、右反引力场在天体的强大引力子流产生两种相反的力，所以当左右引力场、左右反引力场强度相等时，粒子质量为0，如光子；但绝大部分粒子中左右引力场、左右反引力场强度并不相同，因此粒子的质量大小与自身左右引力场、左右反引力场强度差成正比。
光子的左引力场、左反引力场与右引力场、右反引力场都是平衡的，因此质量为0，能量高的光子中反引力子和引力子数量多，反引力场与引力场强，能量低的光子则反之。
三代轻子、夸克之所以出现巨大的质量差异，也源于左引力场、左反引力场、右引力场、右反引力场力量对比的不平衡，其中第一代是构成我们周围复杂纷纭的物质世界的基本组分，第二代和第三代构成的物质寿命都极短，这是因在高能加速器中高速碰撞使第一代轻子、夸克的左右引力场、左右反引力场出现不同程度的不平衡，如第三代τ子的质量略大于
1780MeV，是第一代电子的3500倍，τ子中的左引力场、左反引力场中引力子、反引力子远多于右引力场、右反引力场中引力子、反引力子，所以生成的质量很大，但左右引力场、左右反引力场严重失衡的粒子是极不稳定的，以极快的速度转化成左右引力场、左右反引力场较平衡的小质量粒子，如电子、光子、中微子。
0质量光子碰撞可以生成有质量的正、反电子，是因光子内部的左右引力场、左右反引力场在碰撞中形成不平衡，生成自旋相反的正、反电子。在正电子中，右引力场、右反引力场强于左引力场、左反引力场，电子右旋，带正电；在负（反）电子中，左引力场、左反引力场强于右引力场、右反引力场，电子左旋，带负电，正、反电子质量之差等于光子。其它正、反粒子也可以此类推。
二、夸克禁闭的原因
夸克的左右引力场与左右反引力场很不平衡，有些夸克的右引力场、右反引力场中的引力子和反引力子远远多于左引力场与左反引力场，有些则反之，所以由夸克组成的强子质量远大于电子，也造成单个夸克是极不稳定的，以极快的速度转化成光子或轻子，所以我们无法分离出单独的夸克，夸克的这种特性可以从π、k介子、超子等不稳定粒子中清楚看出，强子相撞会转化成光子或轻子，也就是夸克都转化成光子或轻子。三个夸克组合成质子形成“质子引力场”，这种引力场能使夸克不衰变，就象中子进入原子核，组成“原子核引力场”而不再衰变一样，所以夸克必须被禁闭在质子内才能稳定。
正粒子和反粒子都有左右引力场和左右反引力场，差别只在于两者的左右引力场、左右反引力场的强度差正好相反，所以它们自旋方向相反，电符相反，质量相同。有质量的正反粒子碰撞转化成0质量的光子，是因在高速碰撞中使粒子的左引力场、左反引力场与右引力场、右反引力场形成平衡，就成了0质量的光子。
自旋为0的粒子是极不稳定的，因为它们内部的左右引力场、左右反引力场处于激烈的对抗之中，所以它们的质量都很大，但未形成主导的左引力场或右引力场，使粒子产生左旋或右旋。而且质量越大，说明它们的左右引力场、左右反引力场越不平衡，衰变速度越快。
三、化合引力场
在原子组合成分子的过程中，两个或多个原子核引力场相互吸引，首先克服原子外围负电子间的库仑斥力，使原子紧密的粘合在一起，分子中原子都是非球形的，象被压扁了似的，这是一种强大吸引力，传统理论已无法给出正确的回答，实际这就是原子核引力场，它们在彼此靠近中形成“化合引力场”。化合引力场实质上只是多个原子核引力场（图的相互作用，原子核引力场、化合引力场是离子键、共价键、金属键、色散力、氢键的主要成分。
金属键最能说明强大“原子核引力场”的存在。金属原子结构的特征是最外层价电子数目少（通常1－2个），而且价电子与原子核间的结合力很弱，极易脱离原子核成为自由电子，金属原子失去价电子后成为正离子。在金属晶体中大部分都是正离子，其余都是中性原子，这些正离子之间的库仑静电排斥力远远大于正离子对自由电子的库仑静电吸引力，因为原子核与自由电子（原来的价电子）的结合力很弱，而且金属原子外围有着很多负电子，因此金属原子间的库仑静电排斥力是很大的，按照传统理论推演，金属晶体本应该是最不坚固的，或者根本不能使两个金属正离子靠近，金属晶体根本无法存在。而实际上恰恰相反，金属键结合力最强，组合成的金属非常坚固，这是为什么？笔者指出，这是因为金属原子的原子核引力场强，组合成的“化合引力场”也最强，表现为金属键的结合力强。在金属晶体中，是
金属原子的“原子核引力场”的引力与原子外围的众多负电子之间的库仑静电斥力形成平衡。当金属原子相互靠近，形成“化合引力场”，由于金属原子最外层的价电子极易受到其它金属原子的原子核引力场的吸引，因此这些“价电子”极易成为“共用电子”，就象有机分子的“共用电子”。
离子键的特点是没有方向性和饱和性，那么与此有关的传统理论就存在很大漏洞。Na、Cl都是电中性的，Na+和Cl－组合后必然是电中性的，那么在NaCl晶体中，每个Na+离子就不可能用库仑静电吸引力吸引着6个Cl－离子，同样每个Cl－离子也不可能用库仑静电吸引力吸引着6个Na+离子，这显然与事实不符，因此其中必然还有一种未知的强大吸引力，那就是原子核引力场。
传统理论将正离子与负离子之间库仑静电吸引力描绘得很强，其实正离子的“正电”之源在原子核，它对负离子外围的负电子的库仑吸引力远远小于正、负离子外围的负电子之间的库仑斥力，因为后两者距离近，且正、负电荷同量级，因此用“库仑静电力”根本无法使正、负离子结合在一起。
离子键的本质：金属原子之所以容易形成正离子，是因为金属原子的原子核引力场强，束缚了大量的负电子，而使外围的负电子间存在较强库仑静电斥力，加之当中有大量负电子阻挡，使原子核引力场输出的引力子对最外围的负电子的束缚力降低，在负电子间库仑斥力作用下，金属原子最外围的负电子较易脱离原子核引力场，形成正离子，与太阳引力场对外围行星的束缚力低的情况相似。在离子型化合物中非金属原子的情况恰恰相反，非金属原子的原子核引力场相对弱，外围的负电子少，负电子间的库仑静电斥力也相对小，非金属原子的原子核引力场较易吸引一个额外的负电子，形成负离子。由于正离子的引力场强，能与负离子形成较强的“化合引力场”，因此离子型化合物一般都是固体。这其中当然也有过去认为的正负离子库仑静电吸引力的作用，但绝不是主要作用，因为正负离子的库仑吸引力还远不及正反离子间最外围的负电子间库仑斥力，因为后两者距离近。
共价键的本质：两个原子（A、B）在彼此原子核引力场的吸引下靠近，当下列吸引力与斥力形成平衡，即成键，吸引力：A（B）原子核引力场对B（A）原子核与B（A）负电子的引力，A（B）原子核对B（A）负电子的库仑吸引力；斥力：A负电子与B负电子的库仑斥力，A原子核与B原子核之间的库仑斥力。如两个氢原子互相靠近时，氢原子核引力场之间的引力克服负电子间的库仑斥力，当它们渐渐靠近直到两电子的波函数发生叠加，两电子由原来各从属于一个质子变成两个质子所共有，成为一个氢分子。两个质子组合成的“化合引力场”束缚着两个电子。
在有机分子中一般都具有自旋相反的成对电子，这些负电子都有相同的左右引力场和左右反引力场，之所以看上去自旋相反，是因原子在组合成分子的过程中，原子核引力场中的引力子运行路线有所改变，形成“化合引力场”，在这种引力场的作用下，其中一个负电子被倒置，就象两个人分别处于直立态和倒立态。
在分子中有一种规律，即大质量的原子居于分子的核心，如血红蛋白，原儿茶酸根3，4—双加氧酶，细菌核苷酸还原酶的R2蛋白质中都是以铁原子为核心，这是为什么？这是传统理论无法解释的。笔者提出，这是因为铁原子的引力场强，能束缚较多轻原子在它周围，如铁等重原子引力场能束缚15－20个原子直径范围内的原子。铅、铊、汞等重原子之所以对生物体有害，是它们的引力场过强，使周围分子的主链断裂，如汞离子对硫醇类化合物具有较大的亲和性，这种相互作用以及伴随所形成化合物的稳定性，使得许多蛋白质和酶结构中的必需硫醇类失去活性。
分子间作用力可分色散力、静电力、诱导力三种，其中色散力是其中主要成分，它存在于所有的分子之间，是一种吸引力，没有方向性和饱和性，作用范围约几百pm，属于长程作用力。色散力就是原子核引力场或化合引力场形成的。分子间相距较远时，主要表现为引力（万有引力），而当分子靠近时，就会出现排斥力，这是一种短程力，正是负电子间的库仑静电斥力。
四、引力场与反引力场综述
在微观物质中，单一粒子（夸克、电子）的“原始引力场”聚合成“复合粒子”（如质子）的“复合引力场”，复合引力场聚合成“原子核引力场”，原子核引力场再聚合成“化合引力场”。在宏观天体中，原子核引力场聚合成“集成引力场”，当恒星的集成引力场没有了由强核力、电磁力、弱核力组成的反引力场的制衡，就演变成纯引力的黑洞引力场。
原始引力场、质子引力场、原子核引力场、化合引力场及其对应的反引力场时刻参与物质的自组织过程，在此过程中形成各种旋涡或水波图案，如在“贝鲁索夫—扎索廷斯基反应”（BZ反应）中形成的螺旋和水波图案，化学钟里形成的螺旋波与原始粘菌、旋涡星系、飓风很相似。混沌是引力场和反引力场之间逐渐建立秩序的过程。
将引力场与反引力场分列开来，两者的运行都是线性的，但这两种对立的场相互作用，就使物质的运行呈现非线性，所以实际上宇宙万物的运行都是非线性的，加之现实宇宙环境各种引力场、反引力场之间相互作用，相互干扰，形成了众多混沌和不确定。
从微观角度看，宇宙万物的运行都是非线性的，而在宏观上近似线性，如理想无干扰的引力场是线性的，所以宏观天体的运行近似线性。
宇宙奇点是混沌的，在理想无干扰的状态下，正奇子、反奇子、引力子、反引力子的运行是线性的。宇宙万物正是在这种混沌中建立秩序，并在外界引力场、反引力场的干扰下打破秩序，形成混沌，如此循环往复，生生不息。
引力子之所以难以侦测，是因我们还没有设计出接收超光速引力子的仪器，目前我们连“中微子”都很难捕捉，更何况侦测比中微子小108倍的以超光速运行的引力子，引力子的穿透性比中微子强得多，小物体的引力之所以难以测量，是因小物体只能形成“化合引力场”，作用范围只相当于5－20个原子直径。在原子中引力时刻在与强核力、电磁力、弱核力抗衡，输出到原子外的引力子本就很少，加之地球环境中辐射着各种天体的强大引力子流，其中主要是地球引力场，月球引力场次之，原子辐射出的引力子有些被它们击散，要测量两本书之间的引力，就好比在一大块1021特斯拉的超级磁体上测量两粒10高斯的磁珠间的吸引力，是不可能得到准确数值的。
引力的大小与物体的质量、密度成正比，与天体引力场内引力子密度成正比，与天体引力场中的引力子穿入物体内与其内部的反引力子、引力子撞击的次数成正比。
牛顿、爱因斯坦的引力理论只是对宏观天体引力场（集成引力场、黑洞引力场）的近似描述，只适用于宏观天体引力场，而不适用微观物质中的质子引力场、原子核引力场、左右引力场，而且不管在宏观和微观引力场中引力的作用距离都是有限的，并不是无限长。
总体而言，爱因斯坦的引力理论适用范围比牛顿引力理论广，而笔者的量子引力理论适用范围则比前两者都广得多，发现了多种微观引力场，但并未推翻前两种引力理论，而是对引力理论的进一步完善。
在科学研究中，科学家先入为主的主观之见，会影响实验结果，如科学家希望电子具有波的性质，那么他们安排的实验给人的感觉经验电子就是波；反之，希望电子具有粒子的性
质，则其安排的实验给人的感觉经验电子就是粒子。又如科学家在相对论的“光速是速度极限”这种先入为主的思想影响下，并假定引力子是与电子同级的粒子，然后根据假定“光速恒定”的数学方程，推算出的引力波速度当然是光速的，如2002年9月8日有科研人员运用射电望远镜对经过木星的一个类星体的光进行测量来推测引力波的速度，这只不过是运用有严重问题的理论推导出的错误结果，只是一些深受旧范式影响的人对“光速是速度极限”这种旧范式的维护。
人们对引力存在极大的错误认识，认为引力效应非常微弱，设计的引力波探测器只能对如超新星爆发这类比较罕见的突发事件进行引力探测，实际上并不是引力效应非常微弱，而是引力子穿透性太强。加之人们对微观引力场不了解，并错误地认为引力场作用距离无限远，实际上宏观天体引力场和微观引力场的作用距离都是有限的，在原子尺度上我们实际上已经探测到微观引力场的吸引力，却将其归入“强核力”中，实际上，引力无处不在，空中物体的下落就是受到无所不在的地球引力场中强大引力子流的拉曳形成的，地球引力场要束缚住大气层，就需要有足够密度的引力子流时刻与大气分子形成相互作用，如果引力子流密度低，就无法形成大气层，地球引力场就象一张无形的大网，网住大气层，网住世间万物。人们过去认为天体引力波象水波一样辐射出去，这种水波辐射只能产生向外的力，如何能形成向内的吸引力，难道是引力波到达目标点后，突然掉头往回拉，这是显然是不合常理的，在这种错误的认识中推算出的结果当然是错误的。
法拉第、玻尔、爱因斯坦、费恩曼等科学巨匠都善于通过物理现象来探求物理本质和解释，并从哲学层面加以把握，而认为数学运算是第二位的，因为在新的未知科学领域，很可能还没有相应的数学工具。玻尔一向认为，对于物理学观念的讨论来说，数学是不重要的，我们已经见识过，在BKS那篇洋洋万言的论文里，只有一道简单的数学公式。物理学中的大部分重要进展都是由“物理直觉”造成的，笔者的量子引力理论属于一种唯象理论。
过去人们对引力存在极大地错误认识。纸片之所以轻，是因它的密度、质量小，地球引力子与纸中的反引力子、引力子撞击次数极少。铁块之所以重，是因它的密度、质量大，地球引力子与铁块内的反引力子、引力子撞击次数较多。
由于我们都是由反引力子和引力子构成，其中反引力子构成了我们可见的形体，我们时刻都在做反引力的事，包括我们的一举一动都需要克服引力，我们本质上是反引力的。从生理学、心理学角度看，只要我们盯着“旋涡场”看，就会出现头昏、眼花、恶心，而盯着“水波场”看，却是赏心悦目，同心圆在社会中运用极广。
我们目前捕捉不到引力子是因为科技的局限，但绝不能无视这种在宇宙的宏观和微观世界中占主导地位的引力和引力子，不然我们一生的科研成果将很可能被后人证明为是一种谬误，这也是牛顿和爱因斯坦在不同历史时期提出的引力理论都形成巨大科学革新的原因。
§1.10引力推进器
利用引力的特性，可以设计出一种引力推进器。用“纯反引力子”作为宇宙飞船的外壳涂层，这样宇宙天体的强大引力子流将无法穿透反引力子涂层，转化成宇宙飞船强大的推进力。这种宇宙飞船最好设计成“碟形”，在宇宙空间中，它的圆盘与引力子流垂直，便于接收更多引力子，进入行星大气层，则以“飞翼”方式飞行，还需加装一种推进器，使用“可转向喷口”，产生向下、向后或向前的推力。采用这种引力推进器就可以实现超光速飞行，这种宇宙飞船的能源是宇宙无所不在的引力，动力源是各种大天体，拥有无限续航力。
目前，可采用致密板（铅或其它更重的元素）产生推进力，金属板面与天体引力子流运
1、以下说法是否正确： （1）量子力学适用于微观体系，而经典力学适用于宏观体系； （2）量子力学适用于η不能忽略的体系，而经典力学适用于η可以忽略的体系。 解答：（1）量子力学是比经典力学更为普遍的理论体系，它可以包容整个经典力学体系。 （2）对于宏观体系或η可以忽略的体系，并非量子力学不能适用，而是量子力学实际上已 经过渡到经典力学，二者相吻合了。 2、微观粒子的状态用波函数完全描述，这里“完全”的含义是什么？ 解答：按着波函数的统计解释，波函数统计性的描述了体系的量子态。如已知单粒子（不考虑自旋）波函数)(r ? ψ，则不仅可以确定粒子的位置概率分布，而且如粒子的动量、能量等其他力学量的概率分布也均可通过)(r ? ψ而完全确定。由于量子理论和经典理论不同，它一般只能预言测量的统计结果，而只要已知体系的波函数，便可由它获得该体系的一切可能物理信息。从这个意义上说，有关体系的全部信息显然已包含在波函数中，所以说微观粒子的状态用波函数完全描述，并把波函数称为态函数。 3、以微观粒子的双缝干涉实验为例，说明态的叠加原理。 解答：设1ψ和2ψ是分别打开左边和右边狭缝时的波函数，当两个缝同时打开时，实验说明到达屏上粒子的波函数由1ψ和2ψ的线性叠加2211ψψψc c +=来表示，可见态的叠加不是概率相加，而是波函数的叠加，屏上粒子位置的概率分布由222112 ψψψ c c +=确定，2 ψ中 出现有1ψ和2ψ的干涉项]Re[2* 21* 21ψψc c ，1c 和2c 的模对相对相位对概率分布具有重要作用。 4、量子态的叠加原理常被表述为：“如果1ψ和2ψ是体系的可能态，则它们的线性叠加 2211ψψψc c +=也是体系的一个可能态”。 （1）是否可能出现)()()()(),(2211x t c x t c t x ψψψ+=； （2）对其中的1c 与2c 是任意与r ? 无关的复数，但可能是时间t 的函数。这种理解正确吗？ 解答：（1）可能，这时)(1t c 与)(2t c 按薛定谔方程的要求随时间变化。
量子力学发展简史 摘要： 相对论是在普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入能量子概念的基础上发展起来的，爱因斯坦提出光量子假说、运用能量子概念使量子理论得到进一步发展。玻尔、德布罗意、薛定谔、玻恩、狄拉克等人为解决量子理论遇到的困难，进行了开创性的工作，先后提出电子自旋概念，创立矩阵力学、波动力学，诠释波函数进行物理以及提出测不准原理和互补原理。终于在1925 年到1928年形成了完整的量子力学理论，与爱因斯坦的相对论并肩形成现代物理学的两大理论支柱。 关键词：量子力学，量子理论，矩阵力学，波动力学，测不准原理 量子力学是研究微观粒子（如电子、原子、分子等）的运动规律的物理学分 支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础，是现代物理学的两大基本支柱。经典力学奠定了现代物理学的基础，但对于高速运动的物体和微观条件下的物体，牛顿定律不再适用，相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。量子力学认为在亚原子条件下，粒子的运动速度和位置不可能同时得到精确的测量，微观粒子的动量、电荷、能量、粒子数等特性都是分立不连续的，量子力学定律不能描述粒子运动的轨道细节，只能给出相对机率，为此爱因斯坦和玻尔产生激烈争论，并直至去世时仍不承认量子力学理论的哥本哈根诠释。 量子力学是一个物理学的理论框架，是对经典物理学在微观领域的一次革命。 它有很多基本特征，如不确定性、量子涨落、波粒二象性等，在原子和亚原子的微观尺度上将变的极为显著。爱因斯坦、海森堡、玻尔、薛定谔、狄拉克等人对其理论发展做出了重要贡献。原子核和固体的性质以及其他微观现象，目前已基本上能从以量子力学为基础的现代理论中得到说明。现在量子力学不仅是物理学中的基础理论之一，而且在化学和许多近代技术中也得到了广泛的应用。上世纪末和本世纪初，物理学的研究领域从宏观世界逐渐深入到微观世界；许多新的实验结果用经典理论已不能得到解释。大量的实验事实和量子论的发展，表明微观粒子不仅具有粒子性，同时还具有波动性（参见波粒二象性），微观粒子的运动不能用通常的宏观物体运动规律来描写。德布罗意、薛定谔、海森堡，玻尔和狄拉克等人逐步建立和发展了量子力学的基本理论。应用这理论去解决原子和分子范围内的问题时，得到与实验符合的结果。因此量子力学的建立大大促进了原子物理。固体物理和原子核物理等学科的发展，它还标志着人们对客观规律的认识从宏观世界深入到了微观世界。量子力学是用波函数描写微观粒子的运动状态，以薛定谔方程确定波函数的变化规律，并用算符或矩阵方法对各物理量进行计算。因此量子力学在早期也称为波动力学或矩阵力学。量子力学的规律用于宏观物体或质量和能量相当大的粒子时，也能得出经典力学的结论。在解决原子核和基本粒子的某些问题时，量子力学必须与狭义相对论结合起来（相对论量子力学），并由此逐步建立了现代的量子场论。
量子力学论文 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
量子理论及技术的发展 【摘要】本文简述了在量子力学的发展过程中所带动的激光、半导体、扫描隧道显微镜、量子信息等技术的形成及影响，并借此强调了基础理论对于技术发明的重要性。 【关键词】量子力学激光半导体扫描隧道显微镜量子信息 回顾科技史，以量子论、相对论为代表的近代物理学掀起了以能源、材料、信息为代表的现代技术革命，其中量子理论在形成中便带动了相关技术群的出现并促进了自身研究的深入和拓展。 一、从“光量子假说”到激光技术 １９００年，德国物理学家普朗克为了解决有关热辐射现象的“黑体辐射”难题，提出了“普朗克假设”，其“能量子”概念的提出标志着量子力学的诞生。随后，爱因斯坦于１９０５年提出了“光量子假说”以解释“光电效应”，使人们对能量量子化的认识更深入了一步的认识。１９１６年，爱因斯坦指出辐射有两种形式：自发辐射和受激辐射，从而为激光器的发明奠定了理论基础。激光器在技术上的最终实现得益于二战后对与雷达相关的微波的深人研究。其中标志性的工作有：１９３３年拉登伯格观测到了负色散现象；１９３９年法布里坎特指出辐射放大的必要条件是实现粒子数反转；１９４６年布洛赫观察到了粒子数反转的信号；１９５１年珀塞尔第一次在实验中实现了粒子数反转并观察到了受激辐射；１９５１年汤斯首次提出实现微波放大的可能性；１９５４年汤斯等人成功地制成了世界上第一台“辐射的受激发射微波放大”的装置（简称脉塞Ｍａｓｅｒ）；１９５８年汤斯和肖洛论证了把微波激射技术扩展到 论的又一重大课题。在量子力学建立前，特鲁特于１９００提出了经典的金属自由电子气体模型，定性的解释了金属的电导和热导行为，但得到的定量比热关系在低温时与实验 偏离较大。１９０７年爱因斯坦应用了量子假说，所得结果得到了能斯特的实验验证和大力宣传，使量子论开始被人们认识，从而打开了迅速发展的局面。从１９１３年玻尔提出半 经典的量子论原子模型到１９２８年狄拉克发表电子的相对红外区和可见光区的可能性。最终，美国休斯研究所的梅曼于１９６０年成功制造并运转了第一台激光器——红宝石脉冲激光器，同年１２月贾万研制出第一台气体激光器——氦氖激光器。 这两种激光器的相继问世引起了全世界科技界研究激光的热潮，各种激光器陆续出现。其中有可获得大功率脉冲的钕激光器，连续输出大功率的二氧化碳激光器，可在室温下工作的小型半导体激光器，从化学反应获得能量的化学激光器，光谱线很宽的可以连续改变激光输出波长的染料激光器。后来，还出现了自由电子激光器、准分子激光器、离子激光器等等。激光的波长范围已扩展到从红外到紫外以至ｘ射线的所有波段，激光的应用更涉及到从日常生活到高新科技各个领域．如工业上的激光切割、焊接、打孔、表面改性、测距、大气污染分析；生物上的激光育种、水产养殖、品种改良、生命活细胞的全息照相；医疗上的激光外科手术、诊断；军事上的激光制导炸弹、强激光武器；此外，激光还应用于通信、光盘、分离同位素、激光核聚变等许多方面。 激光技术是以量子理论为主的现代物理学和现代技术相结合孕育出来的一门科学技术，它的发展历史不仅充分显示出物理科学理论对技术发明的预见性，而且它本身又作为现代科学技术家族中的一个优等生，大大促进和推动着现代物理学和现代科学技术的发展。 二、从“费米统计”到半导体技术 继黑体辐射和光电效应之后，固体比热的研究是量子论的又一重大课题。在量子力学建立前，特鲁特于１９００提出了经典的金属自由电子气体模型，定性的解释了金属的电导和热导行
从经典力学到量子力学的思想体系探讨 一、量子力学的产生与发展 19世纪末正当人们为经典物理取得重大成就的时候，一系列经典理论无法解释的现象 一个接一个地发现了。德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。德国物理学家普朗克为了解释热辐射能谱提出了一个大胆的假设：在热辐射的产生与吸收过程中能量是以 h为最小单位，一份一份交换的。这个能量量子化的假设不仅强调了热辐射能量的不连续性，而且与辐射能量和频率无关由振幅确定的基本概念直接相矛盾，无法纳入任何一个经典范畴。当时只有少数科学家认真研究这个问题。 著名科学家爱因斯坦经过认真思考，于1905年提出了光量子说。1916年美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果，验证了爱因斯坦的光量子说。 1913年丹麦物理学家玻尔为解决卢瑟福原子行星模型的不稳定（按经典理论，原子中 电子绕原子核作圆周运动要辐射能量，导致轨道半径缩小直到跌落进原子核，与正电荷中和），提出定态假设：原子中的电子并不像行星一样可在任意经典力学的轨道上运转，稳定轨道的作用量fpdq必须为h的整数倍（角动量量子化），即fpdq＝nh，n称之为量子数。玻尔又提出原子发光过程不是经典辐射，是电子在不同的稳定轨道态之间的不连续的跃迁过程，光的频率由轨道态之间的能量差△E＝hV确定，即频率法则。这样，玻尔原子理论以它简单明晰的图像解释了氢原子分立光谱线，并以电子轨道态直观地解释了化学元素周期表，导致了72号元素铅的发现，在随后的短短十多年内引发了一系列的重大科学进展。这在物理学史 上是空前的。 由于量子论的深刻内涵，以玻尔为代表的哥本哈根学派对此进行了深入的研究，他们对对应原理、矩阵力学、不相容原理、测不准关系、互补原理。量子力学的几率解释等都做出了贡献。 1923年4月美国物理学家康普顿发表了X射线被电子散射所引起的频率变小现象，即 康普顿效应。按经典波动理论，静止物体对波的散射不会改变频率。而按爱因斯坦光量子说这是两个“粒子”碰撞的结果。光量子在碰撞时不仅将能量传递而且也将动量传递给了电子，使光量子说得到了实验的证明。 光不仅仅是电磁波，也是一种具有能量动量的粒子。1924年美籍奥地利物理学家泡利 发表了“不相容原理”：原子中不能有两个电子同时处于同一量子态。这一原理解释了原子中电子的壳层结构。这个原理对所有实体物质的基本粒子（通常称之为费米子，如质子、中
鬼话连篇：荒诞量子力学 原创2017-01-15小学僧老和山下的小学僧 先来个绕口令渲染一下诡异的氛围，量子力学奠基人波尔曾曰：如果你第 一次学量子力学认为自己懂了，那说明你还没懂。” 为了理解这个叹为观止的理论的伟大，只能把起点设得低一些，就从认识论'说起吧！中学僧请跳过，直接看后半篇。 人类为了生存，一直试图认识和解释这个世界。最早的认识论”充满了想象，后来逐渐演化成了宗教”，比如上帝创造了万物。过了一阵子，有些人发现这种认识论"不靠谱，跪了半天祈雨，还不如萧敬腾管用！脑袋瓜好使的人就在思考世界的本源是什么”、东西为什么往下掉”，如此云云。早期的聪明人只是坐在办公室研究世界，于是这种单纯的思辨就慢慢变成了哲学” 大家围坐论道，逼格是挺高，但只能争个面红耳赤，张三说世界在乌龟背上，李四说世界在大象背上。我说哥们儿，你们就不能验证一下吗？当然不能！土鳖才动手，君子只动口，这种风气夸张到什么程度呢？亚里士多德认为女性的牙齿比男性少”，就这么一个理论，愣是被奉为经典几百年。 很长一段时间，大家就是这么靠拍脑袋研究世界。拍着拍着，突然有个家伙灵光一闪，拍出了逻辑思维，做起了实验，这就是伽利略”。伽利略是第一个系统地用严密的逻辑和实验来研究事物的人，这便是科学”的雏形，所以伽利略很伟大，属于一流伟大”这个范畴。 是不是觉得早生几百年，你我都是科学家？别天真了，其实经常以负面形象出现的亚里士多德，绝对属于当时最聪明的人，时代局限性造成的无知”不是无知。 打个补丁，本文说的科学”是单纯的一门学科，而不是形容词。啥意思呢？因为某党的某些需求，科学这个词在国内的意义急剧扩大化，以至于现在科学' 就是真理”的代名词，很多地方可以把科学”和合理”两个词互换。你的做法很科学”，你的做法很合理”，这两句话有区别吗？再看英文版：你的做法很Scienee :这可就是语病了。本文说的科学”就是“Scienee, 是—门学科，而不是理:。
量子力学与能带理论 孟令进 专业： 应用物理 班级：1411101 学号：1141100117 摘要：曾谨言先生在《量子力学》一书中用量子力学解释了能带的形成，从定态薛定谔方程出发，将原子中原子实假定固定不动，并且在结构上呈现周期性排列，那么电子则可以看成在原子实以及其他电子的周期性的势场中运动，利用定态薛定谔方程可以解出其能级结构，从而得到能带理论。 一、定态薛定谔方程 1.一维定态薛定谔方程 我们首先利用薛定谔方程解决一类简单的问题，一维定态问题，即能量一定的状态。我们设粒子质量为m ，沿着x 方向运动，势场的势能为V(x)，那么薛定谔方程可以写为 ),()(2),(222t x x V x m t x t i ψψ?? ????+??-=?? ，因为处于一定的能量E 状态，定态的波函数可以写为 /)(),(iEt e x t x -=ψψ，两式整理可得，)(x ψ满足的能量本征方程)(),()(2222x E t x x V x m ψψ=?? ????+??- ，或称为一维定态薛定谔方程。求解这个方程时，我们需要带入边界条件，连接条件。 2.定态薛定谔方程与方势垒 在经典力学当中，当一个具有能量E 的粒子射向高度为V 的势垒时，如果E>V ，则粒子能够顺利的越过这个势垒，如果E
量子力学的发展综述 量子力学是对经典物理学在微观领域内的一次革命，是现代物理学的基础，它从根本上否定了牛顿物理学。本文带大家再次回到那个伟大的年代，再次简要回顾下那场史诗般壮丽的革命。 标签：量子力学发展量子多世界解释 量子理论的中心思想是一切东西都是由不可预言的量子构成，但这些粒子的统计行为遵循一种可以预言的波动图样。简简单单的一句话，深入研究起来确实那样令人困惑，整个20世纪的物理学家们就是在不断的量子的迷雾中摸索着。现在我们也要沿着他们的航线领略一下量子理论奇。 一、量子的创生 19世纪末，物理学界取得了一系列举世瞩目的成就，当人们为所谓的物理学大厦已经根深蒂而感到皆大欢喜时，几个悬而未决的谜题却一直困扰着高瞻远虑的物理学家们[1]。“在物理学阳光灿烂的天空中飘浮着两朵小乌云”这句话在几乎每一本关于物理学史的书籍中被反复提到，具体一些的话，指的是人们在迈克尔—莫雷实验和黑体辐射研究中的困境。这两朵乌云带来的狂风暴雨，远远超出了人们的想象：第一朵乌云，最终导致了相对论革命的爆发;第二朵乌云，最终导致了量子论革命的爆发。1900年，普朗克在解决黑体辐射问题时，做了一个假定，“必须假定，能量在发射和吸收的时候，不是连续不断，而是分成一份一份的。”普通的一个假设，却推翻自牛顿以来200多年，曾被认为坚固不可摧毁的物理世界。这与有史以来的一切物理学家的观念截然相反，自牛顿和伽利略以来，一切自然的过程都被当成是连续不间断的，是微积分的根本基础，牛顿、麦克斯韦那庞大的体系，都是建立在这个基础之上，从没有人怀疑过这个物理学的根基。1900年12月14日，量子的诞辰，这一天，量子这个幽灵从普朗克的方程中脱胎而出。这个幽灵拥有彻底的革命性和无边的破坏力，物理学构成的精密体系被摧毁成断壁残垣，甚至推动量子论的某些科学家最终也站到了它的对立面。量子论这场前所未有的革命，从这个叫马克思·普朗克的男人这里开始了。 二、量子力学的建立和论战 量子这个概念已经诞生了，然而他的创造者普朗克却抛弃了它，不断地告诫人们，不到万不得已不要使用，不要胡思乱想。不怪普朗克本人畏首畏尾，实在是量子这个概念太过惊世骇俗，但是接下来一系列的成就证明了它的价值：1.为了解释光电效应，1905年爱因斯坦提出光量子论，揭示了光的波粒二象性;2.玻尔结合原子的核式结构模型和量子论，1913年提出了氢原子理论;3.德布罗意从光量子理论得到启发，于1923年提出物质波假说;4.海森堡抛弃了玻尔的轨道概念，建立了矩阵力学（1925年）[2]。海森堡建立矩阵力学标志着量子力学的建立，但是刚诞生的矩阵力学立刻受到了挑战：薛定谔于1926年把物质波的思想加以发展，建立了波动力学。矩阵力学？波动力学？全新的量子论建立不到一
文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 量子力学与经典力学的联系的实例分析 摘要：量子力学与经典力学研究的对象不同,范围不同,二者之间是不是不可逾越的？当然不是,在一定条件下,二者可以过渡.本文首先对量子力学和经典力学的关系进行了分析,其次通过具体的实例来说明量子力学过渡到经典力学的条件,最后分析出从运动学角度,经典力学向量子力学过渡可归结为从泊松括号向对易得过渡.
关键词：量子力学；经典力学；过渡 从高中到大学低年级,我们所涉及的物理学内容均为经典物理学范畴,经典物理学理论在宏观低速范围内已是相当完善,正如十九世纪末一些物理学家所描述的那样,做机械运动的物体,当运动速度小于真空中的光速时准确地遵从牛顿力学规律；分子热运动的规律有完备的热力学和统计力学理论；电磁运动有麦克斯韦方程加以描述；光的现象有光的波动理论,整个物理世界的重要规律都已发现,以后的工作只要重复前人的实验,提高实验精度,在测量数据后面多添加几个有效数字而已.正因如此为何在学完经典物理学以后还要继续学习近代物理学,如何引入近代物理学就显得格外重要. 毫无疑问近代物理学的产生是物理学上号称在物理学晴朗的天空上“两朵小小的乌云”造成的[1],正是这引发了物理学的一场大革命.这“两朵小小的乌云”即黑体辐射实验和迈克尔逊-莫雷实验.1900年为了解释黑体辐射实验,普朗克能量子的假设,导致了量子理论思想的萌芽,接着光电效应、康普顿效应以及原子结构等一系列问题上,经典物理都碰到了无法克服的困难,通过引入量子化思想,这些问题都迎刃而解,这就导致了描述微观世界的理论-量子力学的建立. 在经典物理十分成熟、完备的情况下引入静近代物理学,毫无疑问必须强调以下问题：（1）经典物理学的适用范围是宏观低速运动；（2）19世纪末20世纪初,物理学已经研究到微观现象和高速运动的新阶段；（3）新的研究范畴必须引入新的理论,这样,近代物理学的出现也就顺理成章了. 尽管强调经典物理学的适用范围是宏观低速运动,但碰到微观高速问题,人们依旧习惯于首先用已知非常熟悉的经典物理来解决物理学家如此,我们也不例外.无疑用经典物理学去解决高速微观问题最终必将以失败而告终.然而在近代物理学课程的研究中有意识地首先让经典物理学去碰壁,去得出结论,但结论是矛盾的和错误的,然后,引出近代物理学的有关理论,问题最后迎刃而解[2]. 经典物理学是在宏观和低速领域物理经验的基础上建立起来的物理概念和理论体系,其基础是牛顿力学和麦克斯韦电磁学.近代物理学则是在微观和高速领域物理实验的基础上建立起来的概念和理论体系,其基础是相对论和量子力学,必须指出,在相对论和量子力学建立以后的当代物理学研究中.虽然大量的是近代物理学问题,但也有不少属于经典物理学问题.因此不能说有了近代物理学就可抛弃经典物理学. 量子力学是物理学研究的经验扩充到微观领域的结果.因此,量子力学的建立必然是以经典力学为基础,它们之间存在必然的联系,量子力学修改了物理学中关于物理世界的描述以及物理规律陈述的基本概念.量子力学关于微观世界的各种规律的研究给
近代物理学史论文题目：量子力学发展脉络及代表人物简介 姓名： 学号： 学院： 2016年12月27
量子力学发展脉络 量子力学是研究微观粒子运动的基本理论，它和相对论构成近代物理学的两大支柱。可以毫不犹豫的说没有量子力学和相对论的提出就没有人类的现代物质文明。而在原子尺度上的基本物理问题只有在量子力学的基础上才能有合理地解释。可以说没有哪一门现代物理分支能离开量子力学比如固体物理、原子核粒子物理、量子化学低温物理等。尽管量子力学在当前有着相当广阔的应用前景，甚至对当前科技的进步起着决定性的作用，但是量子力学的建立过程及在其建立过程中起重要作用的人物除了业内人对于普通得人却鲜为人知。本文主要简单介绍下量子力学建立的两条路径及其之间的关系及后续的发展，与此同时还简单介绍了在量子力学建立过程中起到关键作用的人物及其贡献。 通过本文的简单介绍使普通人对量子力学有个简单认识同时缅怀哪些对量子力学建立其关键作用的科学家。 旧量子理论 量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的旧量子论包括普朗克量子假说、爱因斯坦光电效应光电子假说和波尔的原子理论。 在19世纪末，物理学家存在一种乐观情绪，他们认为当时建立的力学体系、统计物理、电动力学已经相当完善，而剩下的部分不过是提高重要物理学常数的观测精度。然而在物理的不断发展中有些科学家却发现其中存在的一些难以解释的问题，比如涉及电动力学的以太以及观测到的物体比热总小于能均分给出的值。对黑体辐射研究的过程中，维恩由热力学普遍规律及经验参数给出维恩公式，但随后的研究表明维恩公式只在短波波段和实验符合的很好，而在长波波段和实验有很大的出入。随后瑞利和金森根据经典电动力学给出瑞利金森公式，而该公式只在长波波段和实验符合的很好，而在短波波段会导致紫外光灾。普朗克在解决黑体辐射问题时提出了一个全新的公式普朗克公式，普朗克公式和实验数据符合的很好并且数学形式也非常简单，在此基础上他深入探索这背后的物理本质。他发现如果做出以下假设就可以很好的从理论上推导出他和黑体辐射公式：对于一定频率f的电磁辐射，物体只能以hf为单位吸收
量子力学论文题目: 量子力学发展历史及应用领域 学生姓名武术 专业电子科学与技术 学号_ 222009322072082 班级2009 级 2班 指导教师张济龙 成绩 _ 工程技术学院 2011年12 月
量子力学发展历史及应用领域 武术 西南大学工程技术学院，重庆 400716 摘要:量子力学发展至今已有一百年了，它发展的道路并不是一帆风顺的。这一百年虽是艰难的，但是辉煌的。此后，人们发现量子力学与现代科技的联系日益紧密，它的发展潜力是不能低估的。本文从两个部分逐次论述了量子力学的发展及应用。第一部分是量子力学的发展，这部分阐述了早期量子论。第二部分是量子力学的应用，这部分阐明了量子力学在固体物理和信息科学中的应用。 关键词：早期量子论；量子力学的发展；量子力学的应用 量子力学诞生至今一百年。经过一百年的发展，它由原子层次的动力学理论，已经向物理学和其他学科以及高新技术延伸。而事实上，它已超出物理学范围；它不仅是现代物质科学的主心骨，又是现代科技文明建设的主要理论基础之一。 建立在量子概念的量子力学及其物理诠释，促使人类的思想观念产生根本性转变；虽然这新概念很抽象，但就目前文明的空前繁荣而言，量子力学所产生的影响是相当广泛的。而看看量子力学的前沿性进展新貌，则会感到心驰神往。 量子力学可谓是量子理论的第二次发展层次，第一次常称作早期量子论，第三次就是量子场论。本文除了论述这三个层次以外，又说了它在现代物理乃至现代物质科学中的地位，阐述了它应用的状况。 一.量子力学的发展 19世纪末20世纪初，人们认为经典物理发展很完美的时候，一系列经典理论无法解释的现象一个接一个的发现了。经典力学时期物理学所探讨的主要是用比较直接的实验研究就可以接触到的物理现象的定理和理论。牛顿定理和麦克斯韦电磁理论在宏观和慢速的世界中是很好的自然规律。而对于微观世界的
经典力学与量子力学中的一维谐振子 物理与电子信息工程学院物理学 [摘要]一维谐振动是一种最简单的振动形式，许多复杂的运动都可分析为一维谐振动。本文以一维谐振子为研究对象，首先讨论经典力学与量子力学中的一维谐振子的运动方程和能量特征，然后分析坐标表象以及粒子数表象下的一维谐振子，最后讨论经典力学与量子力学中的一维谐振子的区别与联系。 [关键词]谐振子经典力学量子力学运动方程能量分布 1 前言 所谓谐振，在运动学中就是简谐振动。一个劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定，另一端固结一个可以自由运动的质量为m的物体，就构成一个弹簧振子[1]。该振子是在一个位置（即平衡位置）附近做往复运动。在这种振动形式下，物体受力的大小总是和它偏离平衡位置的距离成正比，并且受力方向总是指向平衡位置。这种情况即为一维谐振子。 一维谐振子在应用上有很大价值,因为经典力学告诉我们只要选择适当的坐标,任意粒子体系的微小振动都可以认为是一些相互独立的振子的运动的集合。普朗克在他的辐射理论中将辐射物质的中心当作一些谐振子,从而得到和实验相符合的结果。在分子光谱中,我们可以把分子的振动近似地当作谐振子的波函数。另外在量子场论中电磁场的问题也能归结成谐振子的形式。因此在量子力学中,谐振子问题的地位较经典物理中来得重要。应用线性谐振子模型可以解决许多量子力学中的实际问题。 本文将以一维谐振子为研究对象，首先分别讨论经典力学与量子力学中一维谐振子的运动方程和能量特征，然后讨论坐标表象以及粒子数表象下的一维谐振子，最后分析经典力学与量子力学中的一维谐振子的区别与联系并简要讨论经典力学与量子力学的过渡问题。从而帮助我们更加深入的理解一维谐振子的物理实质，充分认识微观粒子的波粒二象性。
十九世纪末期,物理学理论在当时看来已发展到相当完善的阶段.那时,一般的物理现象都可以从相应的理论中得到说明:物体的机械运动比光速小的多时,准确地遵循牛顿力学的规律;电磁现象的规律被总结为麦克斯韦方程;光的现象有光的波动理论,最后也归结为麦克斯韦方程;热的现象理论有完整的热力学以及玻耳兹曼,吉不斯等人建立的统计物理学.在这种情况下,当时有许多人认为物理现象的基本规律已完全被揭露,剩下的工作只是把这些基本规律应用到各种具体问题上,进行一些计算而已。 这种把当时物理学的理论认作”最终理论”的看法显然是错误的,因为:在绝对的总的宇宙发展过程中,各个具体过程的发展都是相对的,因而在”绝对真理的长河中,人们对于在各个一定发展阶段上的具体过程的认识具有相对的真理性.”生产力的巨大发展,对科学试验不断提出新的要求，促使科学试验从一个发展阶段进入到另一个新的发展阶段。就在物理学的经典理论取得上述重大成就的同时，人们发现了一些新的物理现象，例如黑体辐射，光电效应，原子的光谱线系以及固体在低温下的比热等，都是经典物理理论所无法解释的。这些现象揭露了经典物理学的局限性，突出了经典物理学与微观世界规律性的矛盾，从而为发现微观世界的规律打下基础。黑体辐射和光电效应等现象使人们发现了光的波粒二象性；玻尔为解释原子的光谱线系而提出了原子结构的量子论，由于这个理论只是在经典理论的基础上加进一些新的假设，因而未能反映微观世界的本质。因此更突出了认识微观粒子运动规律的迫切性。直到本世纪二十年代，人们在光的波粒二象性的启示下，开始认识到微观粒子的波粒二象性，才开辟了建立量子力学的途径。
量子力学诞生和发展的过程，是充满着矛盾和斗争的过程。一方面，新现象的发现暴露了微观过程内部的矛盾，推动人们突破经典物理理论的限制，提出新的思想，新的理论；另一方面，不少的人（其中也包括一些对突破经典物理学的限制有过贡献的人），他们的思想不能（或不完全能）随变化了的客观情况而前进，不愿承认经典物理理论的局限性，总是千方百计地企图把新发现的现象以及为说明这些现象而提出的新思想，新理论纳入经典物理理论的框架之内。虽然本书中不能详细叙述这个过程。尽管这些新现象在十九世纪末就陆续被发现，而量子力学的诞生却在本世纪二十年代，这中间曾经历一个曲折的途径，说明量子力学这个理论的诞生决不是一帆风顺的更不是靠少数科学家在头脑中凭空想出来的。 爱因斯坦在这次大会上作了题为《论我们关于辐射的本质和组成的观点的发展》的报告，首次提出光具有波粒二象性。爱因斯坦通过对光辐射的统计提醒的精辟分析得出结论：光对于统计平均现象表现为波动，而对于能量张罗现象却表现为粒子，因此，光同时具有波动性和粒子性。爱因斯坦进一步指出，这两者并不是水火不相容的。这样，爱因斯坦的第一次在更深的层次上及时处理光的神秘本性，从而也将他最尊敬的两位前辈——牛顿和麦克斯韦——关于光的理论有机的综合在一起。 量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对
经典力学与量子力学中的一维谐振子 [摘要]一维谐振动是一种最简单的振动形式，许多复杂的运动都可分析为一维谐振动。本文以一维谐振子为研究对象，首先讨论经典力学与量子力学中的一维谐振子的运动方程和能量特征，然后分析坐标表象以及粒子数表象下的一维谐振子，最后讨论经典力学与量子力学中的一维谐振子的区别与联系。 [关键词]谐振子经典力学量子力学运动方程能量分布 1 前言 所谓谐振，在运动学中就是简谐振动。一个劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定，另一端固结一个可以自由运动的质量为m的物体，就构成一个弹簧振子[1]。该振子是在一个位置（即平衡位置）附近做往复运动。在这种振动形式下，物体受力的大小总是和它偏离平衡位置的距离成正比，并且受力方向总是指向平衡位置。这种情况即为一维谐振子。 一维谐振子在应用上有很大价值,因为经典力学告诉我们只要选择适当的坐标,任意粒子体系的微小振动都可以认为是一些相互独立的振子的运动的集合。普朗克在他的辐射理论中将辐射物质的中心当作一些谐振子,从而得到和实验相符合的结果。在分子光谱中,我们可以把分子的振动近似地当作谐振子的波函数。另外在量子场论中电磁场的问题也能归结成谐振子的形式。因此在量子力学中,谐振子问题的地位较经典物理中来得重要。应用线性谐振子模型可以解决许多量子力学中的实际问题。 本文将以一维谐振子为研究对象，首先分别讨论经典力学与量子力学中一维谐振子的运动方程和能量特征，然后讨论坐标表象以及粒子数表象下的一维谐振子，最后分析经典力学与量子力学中的一维谐振子的区别与联系并简要讨论经典力学与量子力学的过渡问题。从而帮助我们更加深入的理解一维谐振子的物理实质，充分认识微观粒子的波粒二象性。 2 经典力学中的一维谐振子 在经典力学中基本方程以牛顿定律为基础，研究质点位移随时间变化的规
量子力学的发展进程 黑体2014 摘要：简述了量子力学的发展进程。量子力学是近代物理学的重要组成部分,是研究微观粒子(分子、原子、原子核、基本粒子等)运动规律的一种基础理论。它是本世纪二十年代在总结大量实验事实和旧量子论的基础上建立起来的。它的发展曾经引起物理思想上的巨大变革,它产生的影响,绝不局限于物理学和化学这两门学科,而且还涉及人类认识本身的种种基本问题。因此对它的发展进程进行研究有着特别的重要意义。笔者想在这篇文章中对量子力学的发展进程作一简要的回顾,并就自己在学习周世勋《量子力学教程》这门课程中一些疑惑和感想做一说明。 关键词：量子力学；进程；学习心得
The development process of quantum mechanics Abstract:Briefly describes the development process of quantum mechanics. It is an important part of modern physics, quantum mechanics is the study of microscopic particles (molecules, atoms, nuclei, elementary particles, etc.) a basic theory of the motion law. It is in the 20 s of this century in summing up a lot of experimental facts and the old quantum theory established on the basis of it. Its development has caused physical and ideological change, the impact of it, not limited to the physics and chemistry, the two subjects, but also the basic problem of human cognition itself. So the study of its development process has a special significance. In this article the development process of quantum mechanics makes a brief review of, and in their learning Zhou Shixun in the course of the quantum mechanics course some doubts and thoughts. Key words:Quantum mechanics; Process; The learning
量子力学原理及其应用 师燕光电8班2012059080029 量子力学是近代自然科学的最重要的成就之一.在量子力学的世界里，一个 量子微观体系的状态是由一个波函数来描述的,而非由粒子的位置和动量描述， 这就是它与经典力学最根本的区别。这是被爱因斯坦和玻尔用“上帝跟宇宙玩掷骰子”来形容的学科，也是研究“极度微观领域物质”的物理学分支，它带来了许许多多令人震惊不已的结论——例如科学家们发现，电子的行为同时带有波和粒子的双重特征（波粒二象性），但仅仅是加入了人类的观察活动，就足以立刻改变它们的特性；此外还有相隔千里的粒子可以瞬间联系（量子纠缠）：不确定的光子可以同时去向两个方向（海森堡测不准原理）；更别提那只理论假设的猫既死了又活着（薛定谔的猫）?? 诸如以上，这些研究结果往往是颠覆性的，因为它们基本与人们习惯的逻辑思维相违背。以至于爱因斯坦不得不感叹道：“量子力学越是取得成功，它自身就越显得荒诞。” 直到现在，与一个世纪之前人类刚刚涉足量子领域的时候相比，爱因斯坦的观点似乎得到了更为广泛的共鸣。量子力学越是在数理上不断得到完美评分，就越显得我们的本能直觉竟是如此粗陋不堪。人们不得不承认，虽然它依然看起来奇异而陌生，但量子力学在过去的一百年里，已经为人类带来了太多革命性的发明创造。正像詹姆斯·卡卡廖斯在《量子力学的奇妙故事》一书引言中的所述：“量子力学在哪？你不正沉浸于其中吗。” 一、量子计算机 量子力学的海森堡测不准原理决定了粒子的位置和动量是不能同时确定的( )。当计算机芯片的密度很大时（即很小）将导致很大, 电子不再被束缚, 产生 量子干涉效应，而这种干涉效应会完全破坏芯片的功能。为了克服量子力学对计算机发展的限制,计算机的发展方向必然和量子力学相结合，这样不仅可以越过 量子力学的障碍,而且可以开辟新的方向。量子计算机就是以量子力学原理直接 进行计算的计算机.保罗·贝尼奥夫在1981 年第一次提出了制造量子计算机的理论。量子计算机的存储和读写头都以量子态存在的，这意味着存储符号可以是0、1 以及它们的叠加。 近年来的种种试验表明，量子计算机的计算和分析能力都超越了经典计算机。它具有如此优越的性质正在于它的存储读取方式量子化。对量子计算机的原理分析可知，以下两个个特性是令量子计算机优越性的根源所在：存储量大，速度高；可以实现量子平行态。 随着现代科学技术的发展，量子计算机也会逐渐走向现实研制和现实运用。量子计算机不但于未来的计算机产业的发展紧密相关,更重要的是它与国家的保密、电子银行、军事和通讯等重要领域密切相关。实现量子计算机是21 世纪科学技术的最重要的目标之一。 二、晶体管 美国《探索》杂志在线版给出的真实世界中量子力学的一大应用，就是人们早已不陌生的晶体管。1945 年的秋天，美国军方成功地制造出世界上第一台真空管计算机ENIAC。据当时的记载，这台庞然大物总重量超过30 吨，占地面积接近一个小型住宅，总花费高达100 万美元。如此巨额的投入，注定了真空管这种
量子力学和经典力学的区别与联系 量子力学和经典力学在的区别与联系 摘要 量子力学是反映微观粒子结构及其运动规律的科学。它的出现使物理学发生了巨大变革，一方面使人们对物质的运动有了进一步的认识，另一方面使人们认识到物理理论不是绝对的，而是相对的，有一定局限性。经典力学描述宏观物质形态的运动规律，而量子力学则描述微观物质形态的运动规律，他们之间有质的区别，又有密切联系。本文试图通过解释、比较，找出它们之间的不同，进一步深入了解量子力学，更好的理解和掌握量子力学的概念和原理。 经过量子力学与经典力学的对比我们可以发现，量子世界真正的基本特性：如果系统真的从状态A跳跃到B的话，那么我们对着其中的过程一无所知。当我们进行观察的时候，我们所获得的结果是有限的，而当我们没有观察的时候系统正在做什么，我们都不知道。量子理论可以说是一门反映微观运动客观规律的学说。经典物理与量子物理的最根本区别就是：在经典物理中，运动状态描述的特点为状态量都是一些实验可以测量得的，即在理论上这些量是描述运动状态的工具，实际上它们又是实验直接可测量的量，并可以通过测量这些状态量来直接验证理论。在量子力学中，微观粒子的运动状态由波函数描述，一切都是不确定的。但是当微观粒子积累到一定量是，它们又显现出经典力学的规律。 关键字：量子力学及经典力学基本内容及理论量子力学及经典力学的区别与联系 三、目录 摘要............................................................ ............ ... ... ...... (1) 关键字.................................................................. ...... ... ... ...... (1) 正文..................................................................... ...... ... ... ...... (3) 一、量子力学及经典力学基本内容及理论...... ............ ... ............ ...... ... (3) 经典力学基本内容及理论........................... ...... ......... ...... (3) 量子力学的基本内容及相关理论.................................... ...... (3) 二、量子力学及经典力学在表述上的区别与联系.................. ...... ... ...... (4)
量子力学基本原理 量子力学的基本原理包括量子态的概念，运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。 状态函数 物理体系的状态由状态函数表示，状态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程，该方程预言体系的行为，物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示；测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作，对应于代表该量的算符对其状态函数的作用；测量的可能取值由该算符的本征方程决定，测量的期望值由一个包含该算符的积分方程计算。（一般而言，量子力学并不对一次观测确定地预言一个单独的结果。取而代之，它预言一组可能发生的不同结果，并告诉我们每个结果出现的概率。也就是说，如果我们对大量类似的系统作同样地测量，每一个系统以同样的方式起始，我们将会找到测量的结果为A出现一定的次数，为B出现另一不同的次数等等。人们可以预言结果为A或B的出现的次数的近似值，但不能对个别测量的特定结果做出预言。）状态函数的模平方代表作为其变量的物理量出现的几率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设，量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。 根据狄拉克符号表示，状态函数，用<Ψ|和|Ψ>表示，状态函数的概率密度用ρ=<Ψ|Ψ>表示，其概率流密度用（?/2mi）（Ψ*▽Ψ－Ψ▽Ψ*）表示，其概率为概率密度的空间积分。 状态函数可以表示为展开在正交空间集里的态矢比如 ，其中|i>为彼此正交的空间基矢， 为狄拉克函数，满足正交归一性质。态函数满足薛定谔波动方程， ,分离变数后就能得到不显含时状态下的演化方程 ，En是能量本征值，H是哈密顿算子。 于是经典物理量的量子化问题就归结为薛定谔波动方程的求解问题。
3、现代量子力学的几个疑难问题 核子的结构也不清楚。为什么氦核如此稳定？为什么铀238非常稳定，而铀235却是裂变的？为什么中子的寿命只有十几分钟，可是和质子结合在一起形成原子核以后就可以稳定了？为什么粒子的寿命相差几十个数量级？为什么物质的导电率相差几十个数量级？射电类星体到底是什么东西？ 1、高压物理实验：发现许多物质（包括单质、化合物）在超高压力作用下电阻要随之减小。例如，中国科学院物理研究所鲍忠兴等人所做的非晶碳电阻的压力效应实验，在高压物理实验中对非晶碳样品进行了多次电阻随压力变化的实验测量，非晶碳样品在2GPa内电阻发生较大变化，在2GPa时，其电阻值减小72%；在2～4GPa以内，电阻值随压力增加继续减小，在4GPa时，电阻值减小83%；而在4GPa以后，电阻随压力增加变化很小。旧量子论和旧量子力学是不能解释的。【3】 2．阿佛加德罗常数的测定：即阿佛加德罗常数定律：在相同的温度与压强下，相等容积所含任何气体的分子数（摩尔数）相等。并且多次物理实验证明是正确的。即在理想气体状下，任何气体的一摩尔体积内所含的分子数都等于6.022045×1023mol1 。理想气体是对实际气体的简化，它要求分子间除碰撞外没有能量耦合，这使得系统的内能严格地等于各分子动能的总和。当实际气体密度足够小时，它的行为接近理想气体，可以把压强趋于零的实际气体当作理想气体来处理。【4】为什么不同元素气体分子的体积在压强趋于零时其体积趋于一个相等的常数？即为什么任何理想气体分子体积膨胀量相等，并且是一个常数？如何从本质上解释，需要理论突破。 4、物质的热膨胀、冷收缩的实质问题：传统理论认为，物体的状态方程，在压强不变条件下气体的体积随温度升高而增加；对于液体和固体，在平衡位置附近作热振动的粒子间的平均距离随温度而改变，温度越高，距离越大。以上解释，只算得上是一种维象理论，尚未涉及热胀冷缩的本质。这种理论无法回答，当物体（分子）热膨胀的时候，其原子的体积是收缩或是膨胀；当物体(分子)冷收缩的时候，也不能回答其原子的体积是膨胀或是收缩。因此这个问题仍有待进一步的研究【6】。 5、固体的比热问题：1907年，由于Einstein和德拜的工作解释了固定比热在温度进入低温区时，其比热迅速减小的现象。但是，他们的解释并没有回答比热变化与原子内结构变化的相互关系，没有回答比热变化的本质问题。因此，固体比热的本质问题有待进一步探讨，以使理论趋于统一【7】。