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l********k
发帖数: 14844 | 1 量子力学之困惑
欧阳厚成
摘要
本文从量子力学的最基本概念，量子能量与宇宙内的事物联系，得到了量子学说
无法面对自然界的物理事实几方面的困惑。在此基础上，可以说，从对接收到的星体最
小能量感知数量级上，则我们看到的实际宇宙空间比我们现在已经通过各种媒体使世人
知晓的宇宙空间小得多。所谓宇宙大爆炸的二个最重要的证据：背景辐射和哈勃定律是
需要重新认识。薛定锷方程是量子力学数学计算的最重要的基础。而德布罗意波是否存
在，则决定着薛定锷方程能否进行的最重要的理由，需要重新设计，进行更仔细的试验
来验证德布罗意波来是否存在，才能认可薛定锷方程是否有存在的理由。
关键词 光量子 频率 背景辐射 德布罗意波
我们已知量子力学的最基本概念之一是：
1900年德国科学家马克斯·普朗克提出了一个大胆的假说．这一假说认为物体发射或吸
收的能量（即光波能）是不连续的，存在着能量的最小单元。他把这种最小单元的能量
叫做量子．一个光量子的能量大小取决于光的频率ν（即颜色）且与一个物理量成正比
，即E=hν，物体发射或吸收的能量必须是这个能量的整数倍，而且是一份一份按不连
续的方式进行的。现在被称为普朗克常数的h＝6.63×10－34J·S。这个学说以后就叫
光量子假说。
太阳常数是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量，要在地球大气层之外，垂直
于入射光的平面上测量。以人造卫星测得的数值是每平方米大约1366瓦特，近年来通过
各种先进手段测得的太阳常数的标准值为1353w／m2。一年中由于日地距离的变化所引
起太阳辐射强度的变化不超过上3.4％。1981年，世界气象组织(WMO)公布的太阳常数值
是1368w/m2。
太阳的光谱是一连续光谱，即所有的电磁波频谱都在其中．伽马射线的频率是可达到
1022Hz之上的。太阳的能量主要在可见光。可见光的频率只是其中很小一部分。可见光
的频率是介于3.9×1014Hz至8.6×1014Hz之间。这样，按光量子假说，则相应的光量子
的能量是2.59×10－19 J至5.7×10－19 J。因此，可见光之间每一频率对应的光量子
的能量平均值可取4×10－19 J.
按照已知的太阳常数值1368w/m2。由每一频率对应的光量子平均值4×10－19 J.则可得
每平方米最多有3.42×1021个频率。可是，在地面上，我们在一平方厘米甚至在一平方
毫米内都能接收到太阳的光谱，则在一平方厘米内最多 只有3.42×1017个频率，一平
方毫米内最多只有3.42×1015个频率。
太阳常数值1368w/m2。是指在一平方米一秒钟内的能量累积。可现实是，可用相机在一
秒钟内的任一时刻得到太阳的连续光谱图的。这样，我们将如何理解太阳光谱的能量分
布？能认为在量子说法之内，认为太阳光谱不再是连续光谱，是在各种约束范围内呈现
出有限的光谱频率数目吗？
在光量子假说的基础上，人们将光量子给予了粒子的含义。即存在光子这一实物粒子。
建立了光的波粒二象说。本人在《光子悖论》一文中否定光子粒子性的存在。
本人在《光子悖论》一文中已经指出：离太阳一光年的位置每平方米每秒可接收到可见
光子数为9.35×1011个，类似太阳的恒星在离地球一百万光年的位置则每平方米每秒最
多只有一个光子到达了地球，那么，离地球一亿光年的距离则是一万平方米每秒最多只
有一个光子，或者说具有一万个太阳的能量才能在一平方米每秒内有一个光子。
2010年3月25日腾讯科技讯(编译/嘟嘟)据国外媒体报道，科学家发现一个早期宇宙中的
巨大星系，这个巨大星系不断制造出类似太阳的恒星，而且其制造恒星的速度是现今银
河系的100倍。同时由于巨大星系上光线到达地球的时间很长，科学家观测到的这个早
期宇宙星系存在于100亿年前，仅仅在大爆炸30亿年以后。
SMM J2135-0102 星系是用欧洲南方天文台的阿塔卡马探路者实验（APEX）望远镜发现
的。
可SMM J2135-0102 星系距离地球是超过百亿光年的距离，按照光子理论，则只有具有
上亿个太阳能量的恒星才能在一平方米每秒内有一个光子到达地球。
在宇宙中，离银河系最近的星系之一是仙女座。据目前估计，仙女座星系的质量不小于
3.1×1011个太阳质量。距离地球在二百万光年以上。因此，能够发出的能量最多相当
于3.1×1011个太阳的能量。SMM J2135-0102 星系的质量可以认为与仙女座星系的质量
相当，即3.1×1011个太阳质量，则只能够发出最多相当于3.1×1011个太阳的能量，可
SMM J2135-0102 星系距离地球是超过百亿光年的距离，因此，只有具有上亿个太阳能
量的恒星才能在一平方米内每秒有一个光子到达地球。即SMM J2135-0102 星系到达地
球的一平方米内每秒只有3.1×103个光子。这样，即使用目前世界上最大的天文望远镜
，直径为10米，则最多能在每秒钟内接收到3.1×105个光子。因此，可以认为如认可光
子理论，则不能有上述照片存在，或者说是此星系的距离计算错误太大形成的。
据英国《每日邮报》在线版及美国每日科学网10月21日（北京时间）报道，欧洲天文学
家已证实有测量记录以来最遥远、最古老的宇宙天体出现。由这个星系辐射出的光芒要
历经131亿光年才能到达地球，而该星系出现时，宇宙尚且“年幼”。研究结果发表于
20日出版的最新一期英国《自然》杂志。 该星系在早些时间由哈勃天文望远镜发现，
但其年代和距离的判定最终应归功甚大望远镜（VLT）。位于智利帕瑞纳山的欧南台（
ESO）观测站环境得天独厚，而4台8.2米口径的甚大望远镜就是其王牌设备。它们的最
佳研磨精度达到了8.5纳米，组合起来的聚光本领相当于口径16米的镜面，构成了此次
判定“最远星系”的有利条件。
目前，这个位于宇宙“超深空”（Ultra Deep Field）区域的星系被命名为UDFy-
38135539，其质量相当于银河系的1％至10％，比银河系要小得多。由于天体移动时，
在可见光波段光谱的谱线会朝红端移动一段距离（即红移），而来自遥远星系光线的红
移又与其距离成正比，因此经过持续16小时观察该星系的红移程度后，天文学家用了两
个月时间测算出其与地球相距至少131亿光年，即来自该星系的光芒要历经131亿光年才
能到达地球。这使UDFy-38135539星系一举成为人类迄今观察到的最遥远宇宙天体。
据论文合著者、英国杜伦大学博士马克·斯温班克介绍，UDFy-38135539星系应出现
在宇宙的“起步阶段”——距宇宙诞生不足6亿年的时间里。对宇宙诞生后最初几亿年
的情况，科学界一直知之甚少。研究人员普遍认为，当时存在一个导致现有恒星、行星
等各种天体形成的“宇宙再电离”时期，本次发现将有助于探索“宇宙再电离”时期的
演化情况。依据大爆炸理论，宇宙肇始于137亿年前，俟宇宙稍事冷却后，氢原子开始
生成，氢原子雾在数亿年间充斥宇宙，导致宇宙彼时并未完全透明，亦使得观察这个本
就昏暗的星系更加困难。幸而，甚大望远镜的技术力量能拨开“迷雾”，终使人们见证
这一古老星系的辉煌。
我们已知银河系是太阳系所在的恒星系统，包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云
，还有各种类型的星际气体和星际尘埃。它的总质量是太阳质量的1400亿倍。这个UDFy
-38135539星系，其质量只相当于银河系的1％至10％，则只能够发出最多相当于14-140
多亿颗太阳的能量。由于同地球相距至少131亿光年，即UDFy-38135539星系到达地球的
一平方米内每秒最多有8.2—82个光子。因此，当使用甚大望远镜（VLT）观测此星系时
，虽然组合起来的聚光本领相当于口径16米的镜面，也最多只能每秒接收到UDFy-
38135539星系的1.6×103—1.6×104个光子。
我们已知现在天文学对宇宙认识的一个重要的方式是对光谱信息的解释。高温物体和宇
宙中恒星与星系产生的可见光是一连续光谱。频率范围为3.9×1014Hz至8.6×1014Hz，
即至少具有4.7×1014个波长，就是说相应有4.7×1014个光子才能形成一最小的连续光
谱线。
仙女座星系的质量不小于 3.1×1011个太阳质量，距离地球在二百万光年以上。因此，
到达地球表面时每平方米每秒内的光子数量将小于3.1×1011个，就是说使用直径10米
的望远镜对仙女座星系接收的光线无法形成一最小的连续光谱线。
可现实是，仙女座星系只是离我们地球近距离的星系之一。我们的天文学者在天文望远
镜的观测中已经得到各种星体的连续光谱。其中近距离的星系只是很少的一部分。
面对上述以量子学说理念解读天文数据而产生的悖论。可以认为，现有的关于大部分星
体的空间数据，是不合理的，需要重新进行检测。或者可以说，从对接收到的星体最小
能量感知数量级上，则我们看到的实际宇宙空间比我们现在已经通过各种媒体使世人知
晓的宇宙空间小得多。
我们已知在天文观测中对星体的距离计算方法之一最重要的方式是哈勃定律：即由于天
体移动时，在可见光波段光谱的谱线会朝红端移动一段距离（即红移），而来自遥远星
系光线的红移又与其距离成正比，因此经过持续16小时观察UDFy-38135539星系的红移
程度后，天文学家用了两个月时间测算出其与地球相距至少131亿光年。
可是，当以量子学说理念解读此天文数据，则能明白此数据是根本不合理的。或者可以
说，从对接收到的星体最小能量感知数量级上比较，意味着从哈勃定律计算得到的宇宙
星体间距离数据是不能成立的。而哈勃定律则是所谓宇宙大爆炸最重要的证据之一。
大学生们在学习普通物理学中得知：普通光源的发光机理是自发辐射。光源中众多分子
，原子或离子等级微观粒子在通常情况下都处于能量较低的状态。从外界吸收能量后可
以跃迁到能量较高的状态，高能态是不稳定的，即使不受外界的影响也会自发的向低能
态跃迁，在跃迁过程中发出一列光波，每次辐射的光波都是一段长度有限的正弦波，称
为波列。由于微观粒子的这种跃迁完全是自发行为，具有独立性，随机性，和偶然性。
因此，不同微观粒子发出的波列很难有相同的频率，相同的振动方向和初位相。这样一
来，普通光源发出的光总是包含了不同频率，不同振动方向和不同初位相的波列。
辐射跃迁过程叫自发辐射（见图17．10）。这一跃迁过程所经历的时间是很短的，
不超过10-8s，这也就是一个原子一次发光所持续的时间。显然，这光波在真空中延长
的长度l=cτ。我们把这种具有确定频率v而长度有限的一段光波叫做一个波列（见图17
．11）。相应的波列长度小于3m，因为光波波长很短，在10-7到10-6m范围内，所以在
一个波列内有数百万个波长，在时间τ内仍然包含了数百万次振动，一次发光相当于发
出了几百万个波长的余弦波。
原子发光的基本特点是发光的断续性，当然，一个原子经过一次发光跃迁后，还可以再
次被激发到较高的能级，因而又可以再次发光，因此原子的发光都是断续的。一个原子
在什么时候发光具有随机性，所以同一个原子先后两次发光的相无必然联系。发光体内
有大量原子在轮流发光，才能保持光源发光的连续性。
依据量子学说的理念，电子发光跃迁后，发出一列光波波列，即辐射出一个光量子，由
上述得知，此光波波列的长度小于3m，时间是很短的，不超过10-8s，因此，对任一可
见光频率，在一秒钟内，则至少需要108个光量子才能保持此频率光波波列的连续。按
照此说，则上述二个距离地球上百亿光年的星系能得到它一个频率的连续光波波列都是
困难的。我们在现实中得到的太阳常数值只有1368w/m2，是一连续光谱。这样，若认为
上述说法是物理现实，按照已知的太阳常数值1368w/m2。由每一频率对应的光量子平均
值4×10－19 J.则可得每平方米内的太阳光谱最多只有3.42×1013个频率。在一平方厘
米内太阳光谱最多 只有3.42×109个频率。这样，我们则更无法说明白太阳连续光谱内
频率的能量分布。同理，离太阳一光年的位置每平方米每秒可接收到可见光频率数为9.
35×105个，类似太阳的恒星在离地球一百万光年的位置则是每百平方米每秒最多只有
一个频率到达。这样，是更彻底否定天文观测得到各种星体的光谱的存在合理性。但现
实是，我们已经得到了宇宙中已经观测到的各个星体的光谱。
宇宙背景辐射是来自宇宙空间背景上的各向同性的微波辐射，也称为微波背景辐射。背
景辐射是温度近于2.7K的黑体辐射，习惯称为3K背景辐射。黑体谱现象表明，微波背景
辐射是极大的时空范围内的事件。因为只有通过辐射与物质之间的相互作用，才能形成
黑体谱。由于现今宇宙空间的物质密度极低，辐射与物质的相互作用极小，所以，我们
今天观测到的黑体谱必定起源于很久以前。微波背景辐射应具有比遥远星系和射电源所
能提供的更为古老的信息。微波背景辐射的另一特征是具有极高度的各向同性
二十世纪六十年代初，美国科学家彭齐亚斯和R.W.威尔逊为了改进卫星通讯，建立了高
灵敏度的号角式接收天线系统。1964年，他们用它测量银晕气体射电强度。为了降低噪
音，他们甚至清除了天线上的鸟粪，但依然有消除不掉的背景噪声。他们认为，这些来
自宇宙的波长为7.35厘米的微波噪声相当于3.5K。1965年，他们又订正为3K，并将这一
发现公诸于世，为此获1978年诺贝尔物理学奖金。
所谓的宇宙大爆炸的证据之一是宇宙微波背景辐射产生于大爆炸后的三十万年。宇宙大
爆炸学说认为：发生大爆炸时，宇宙的温度是极高的，之后慢慢降温，到现在约150亿
年后大约还残留着3K左右的热辐射。
我们已知在宇宙中，能量的转移最主要的方式是光辐射，产生光辐射能量的来源是恒星
内的核反应。在太阳的核心，每秒能将超过400万吨物质转化为能量，生成中微子和太
阳幅射。
我们已经得知的能量不灭定律是：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一
种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总
量不变。即由恒星核反应产生的辐射—光量子，在星际空间运行中所具有的能量不会消
失，只是转变形式。我们已知宇宙空间的物质密度极低，即是无数的恒星量与空间相比
较而言。但是这无数的恒星进行的核反应产生的辐射—光量子所具有的能量，在漫长岁
月的时间过程中能量的累积，不正是背景辐射的来源吗？为何只认为是宇宙大爆炸到现
在约150亿年后残留的能量？而否认在这150亿年内在这宇宙中无数恒星进行核反应产生
的累积能量？在宇宙中，是由实体物质和各种辐射充满空间的。并且，在物理学内目前
我们还没找到这些能量是如何转变为其他的方式（如实体物质）的过程。则将面对着背
景辐射不断增加，即宇宙内实体物质不断减少的现实啊。
法国物理学家德布罗意于1924年首先提出。他把当时已发现的关于光具有波粒二象性这
事实加以推广，提出一切微观粒子也都具有波粒二象性的论点，而且一个动量为 、能
量为 的自由运动的粒子，相当于一个波长为 、频率为 、并沿粒子运动方向传播的平
面波（ 为*普朗克常数）。这论点为实验（如电子衍射）所证实，并成为建立量子力学
的重要基础之一
1927年汤姆孙（英国）通过电子在多晶膜上的透射得到了环状的电子衍射图象。它与光
的圆孔衍射图象极为相似。
光的圆孔衍射图象 电子穿过金箔的衍射图象
光的波粒二象说的认为光是粒子的重要指标一是光子的质量，而光子质量是依据相对论
的推导而得到的结果，相对论不存在，就没有了光子质量是依据了。二是光同实物粒子
的相互作用，光电转换过程中其实际是电子对光波能量的接收过程，并没有显示出光的
粒子性。所谓康普顿效应是以光子为粒子与电子碰撞进行说法的，碰撞的前提是二个物
体都具有质量，才能进行的过程，光没有质量，就不存在碰撞的说法。我们已知，拉曼
对光的散射的解释就已经说明了光与物质相互作用的过程，实际上就否定了康普顿效应
的说法。
德布罗意提出一切微观粒子也都具有波粒二象性的论点。1927年汤姆孙（英国）通过电
子在多晶膜上的透射得到了环状的电子衍射图象。它与光的圆孔衍射图象极为相似。并
认为这是德布罗意波的有效证据之一。可是此实验只是从表面上是可以这样认为的。即
从图像的形状好象是符合德布罗意波的说法。但是，在实际上电子在多晶膜上的透射的
过程中，由于电子束的直径远大于原子晶格的距离，电子的直径是在10-18m以内，原子
核的直径是在10-14m以内，原子晶格的距离是在10-10m数量级。必然有不少数量的电子
在透射过程中与多晶膜内的原子即原子核外众多的电子（电子之间的库仑力随距离的减
少而快速增大）相互作用时转变运行方向，就会产生新的轨迹，对图像的形成产生作用
。可是，人们对此视而不见，没有说法啊？
薛定锷方程是量子力学数学计算的最重要的基础。而德布罗意波是否存在，则决定着薛
定锷方程能否进行的最重要的理由。
德布罗意波是比照光的波粒二象性而产生的，否定了光的粒子性，就意味着不存在光的
波粒二象性。这样，德布罗意波就没了光这个比照对象。即德布罗意波是一种想象而已
了。如上面所述，现有证明德布罗意波存在的试验并没有在实际上证明存在德布罗意波
。因此，需要重新设计，进行更仔细的试验来验证德布罗意波来是否存在，才能认可薛
定锷方程是否有存在的理由。
量子力学诠释的困难主要在于：即人们将量子力学看成是客观的真实反映，量子力学反
映的现象就是客观的真实表现，将量子力学看成 是真实的物理理论，没有将量子力学
看成是一种方法或手段。利用量子力学所做的计算与一些实验有很好的符合，常使人们
对量子力学的正确性深信不疑。然而，量子力学的成就，量子力学解释体系的混乱和不
足及与自然界现实深层次的尖锐矛盾，使得全世界没有一个物理学家完全懂得量子力学
，其原因是波函数没有相应的物理图像和量子框架无法相容量子测量问题。 量子力学
是将有定域性的的客观世界转化为非定域性的波动及其理论来进行描写的。这是一种变
换方法你的描写，并没有改变客观世界的本质，也不代表客观世界客观世界就有这样的
性质；换句话说，量子力学是将经典波动理论（成熟的简谐波动理论）与德布罗意波结
合而形成的理论。将粒子赋予波动性是因为量子力学描述的需要，不是客观存在。正如
玻尔所说的：“根本就不没有什么量子世界，仅仅只有一个抽象的量子物理描述。认为
物理学的任务是发现自然是怎样的观点是错误的，物理学关心的是我们关于自然能说什
么”。的确不存在量子世界，量子世界是因函数转换而形成的假象。量子世界是由量子
化引起的，量子化的实质是将光的动能同普朗克能量子；将粒子的动能同德布罗意波等
同起来，再经过薛定谔方程来描述世界的。从上面所述，量子化的基本定义是存在没法
明白的事了。因此，需要更多的努力，必须弄清楚—光这种人们认为是电磁波的一种所
表达的物理图象是什么，它的物理实质是什么？
面对前面所述的量子力学的困惑，需要合作，需要更多对物理学愿意进行探索的人参与
，不要盲从，才能在物理学领域内写下新的辉煌篇章。
参考文献
普通物理学
程守洙 江之永 编
王志符 朱詠春等 修订
高等教育出版社 1982出版
大学物理学
主编 陈曙光
副主编 王鑫 文利群
张智 聂玉华
主审 余洪伟
湖南大学出版社 2006年12月第一版
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发帖数: 9629 | 2 太民科勒。
按照已知的太阳常数值1368w/m2。由每一频率对应的光量子平均值4×10－19 J.则可得
每平方米最多有3.42×1021个频率。可是，在地面上，我们在一平方厘米甚至在一平方
毫米内都能接收到太阳的光谱，则在一平方厘米内最多 只有3.42×1017个频率，一平
方毫米内最多只有3.42×1015个频率。
频率是跟面积成正比的？呵呵。
【在 l********k 的大作中提到】
: 量子力学之困惑
: 欧阳厚成
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: 本文从量子力学的最基本概念，量子能量与宇宙内的事物联系，得到了量子学说
: 无法面对自然界的物理事实几方面的困惑。在此基础上，可以说，从对接收到的星体最
: 小能量感知数量级上，则我们看到的实际宇宙空间比我们现在已经通过各种媒体使世人
: 知晓的宇宙空间小得多。所谓宇宙大爆炸的二个最重要的证据：背景辐射和哈勃定律是
: 需要重新认识。薛定锷方程是量子力学数学计算的最重要的基础。而德布罗意波是否存
: 在，则决定着薛定锷方程能否进行的最重要的理由，需要重新设计，进行更仔细的试验
: 来验证德布罗意波来是否存在，才能认可薛定锷方程是否有存在的理由。
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发帖数: 9629 | 3 我们已知现在天文学对宇宙认识的一个重要的方式是对光谱信息的解释。高温物体和宇
宙中恒星与星系产生的可见光是一连续光谱。频率范围为3.9×1014Hz至8.6×1014Hz，
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
即至少具有4.7×1014个波长，
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~WHY?
就是说相应有4.7×1014个光子才能形成一最小的连续光
谱线。
【在 l********k 的大作中提到】
: 量子力学之困惑
: 欧阳厚成
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: 本文从量子力学的最基本概念，量子能量与宇宙内的事物联系，得到了量子学说
: 无法面对自然界的物理事实几方面的困惑。在此基础上，可以说，从对接收到的星体最
: 小能量感知数量级上，则我们看到的实际宇宙空间比我们现在已经通过各种媒体使世人
: 知晓的宇宙空间小得多。所谓宇宙大爆炸的二个最重要的证据：背景辐射和哈勃定律是
: 需要重新认识。薛定锷方程是量子力学数学计算的最重要的基础。而德布罗意波是否存
: 在，则决定着薛定锷方程能否进行的最重要的理由，需要重新设计，进行更仔细的试验
: 来验证德布罗意波来是否存在，才能认可薛定锷方程是否有存在的理由。
| F******n
发帖数: 160 | 4 这类民科的特点是：
1. 具体技术分析经不起认真推敲，而真正的技术分析（量子场论的模型分析）他们又
不明白，还不愿意去学明白。他们老围绕将近一百年前的最简单的“思想”打转转，还
不思进取。
2. 他们认为“闪光”的思想，比如
“利用量子力学所做的计算与一些实验有很好的符合，常使人们对量子力学的正确性深
信不疑。”- 谁真正深信不疑了？否则这将近一百年量子光学都白研究了？
“因此，需要更多的努力，必须弄清楚—光这种人们认为是电磁波的一种所
表达的物理图象是什么，它的物理实质是什么？”- 其实搞量子光学研究（基础和实验
方面）的专业人士，几十年都在努力的事，而这类民科只是嘴上说说而已，而且还晚说
了好几十年，呵呵。。。
【在 l********k 的大作中提到】
: 量子力学之困惑
: 欧阳厚成
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: 本文从量子力学的最基本概念，量子能量与宇宙内的事物联系，得到了量子学说
: 无法面对自然界的物理事实几方面的困惑。在此基础上，可以说，从对接收到的星体最
: 小能量感知数量级上，则我们看到的实际宇宙空间比我们现在已经通过各种媒体使世人
: 知晓的宇宙空间小得多。所谓宇宙大爆炸的二个最重要的证据：背景辐射和哈勃定律是
: 需要重新认识。薛定锷方程是量子力学数学计算的最重要的基础。而德布罗意波是否存
: 在，则决定着薛定锷方程能否进行的最重要的理由，需要重新设计，进行更仔细的试验
: 来验证德布罗意波来是否存在，才能认可薛定锷方程是否有存在的理由。
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