《物理学原理（第二卷）哲学、数学、物理学》

第三章 物理学与逻辑学

3.4.3 量子现象的物理内涵

从普朗克发现黑体辐射的量子现象、经过爱因斯坦在光电子发射中发现同样的光量子现象，后来玻尔又用量子理论来解释氢原子的结构，这些量子现象的发现是人类对于物质世界认识的一次飞跃。虽然首先发现的是一个高温腔体内发射的光的能量与频率的关系，但是量子现象的本质是由玻尔的氢原子的结构模型所奠定的。所以对于玻尔的氢原子结构模型的理解是正确理解物质结构和建立正确的物质模型的基础。但是在普朗克的时代不论数学上还是物理上都还没有为建立正确的物质结构模型准备好条件。玻尔的氢原子模型的理论完全是靠对电子假设各种量子数而建立起来的，他的那些假设从现在我们对于电子和电磁场相互作用的知识，都是完全用不着的。实际上这一模型与现代微波电子器件中常用的微波辐射有类似的原理。那里出现的振荡频率同样也具有不连续性。

如果电子只于库仑场进行相互作用，那么就是经典的情况，现在多了一个力，就是电磁波的力。电子是在库仑力和电磁波的力联合作用下运动，是这两种力产生了电子轨道的不连续性。在某些特定轨道上电子运动有稳定性，这个稳定性是电磁波的力与库仑力联合作用所产生的结果。在量子力学中人们用人为的对于电子的量子数来解释存在稳定轨道的现象，这种假设是造成逻辑混乱的原因。其实量子数是齐次波动方程的本征问题中自然出现的，完全不必任何人为的假定。

物质世界是复杂的，当我们在物质存在的第二层次上找到了一对相反的粒子——电子和正电子，但是，我们始终没有找到与牛顿引力和质量相联系的反物质。物质世界需要人们思维在类比中获得发展，但是思维的类比只能给我们以启发，而并不能产生任何真实的物质存在和规律。根据现在的大量事实可以比较肯定万有引力是主要是中子的属性。电子和正电子有双重的属性，既有引力的又有电磁力。而质子则不是基本粒子而是中子和正电子的结合物。人们从电性的正反极性中希望中子也能有对应的极性，引力也有相吸和相斥的性质。但是与中子相反的物质——反中子我们并没有发现。从逻辑推理上说，反中子如果存在，它应该与中子是相斥的。引力与电磁力不同，是同性相吸，异性相斥。如果存在反中子应该与电子有相吸的引力，而与正电子和中子之间有斥力，反中子就应该和电子组成反质子吸引外部的正电子组成反物质，这是理论物理学家所爱想象的反物质的世界。但是从进一步的逻辑推理，这样的状况是不大可能的。因为同性相吸的引力物质会凝聚成巨大的物体，如果这样的巨大的物体，也存在极性，没有力量能够阻止它们之间的排斥力。所以如果有反物质存在也会在宇宙中越离越远，我们人类要感受它们的存在大概是不可能的了。

由于在宏观层次上不可能观察到两类相反的物质，也就不会有引力波存在，质量也就只能成为一个孤零零的逻辑基元。为了描述物质结构必须进入电磁力的层次。我们相信在电磁力层次上能够建立起与空间和时间对应的一对逻辑基元，而引力场中的逻辑基元——质量可以在与下一个层次电磁力的逻辑基元和逻辑体系的联系中，来真正解决物质的结构，并在物质的力学运动，在既有引力，又有涡动力，还有电磁力的复杂的物质运动体系中发挥出作用。这才是理论物理学发展的方向。“波粒二象性”的量子模型和量子物理体系必须破除，因为它只是把波和粒子的复杂的物质结构和相互作用僵化地结合在一起的，没有逻辑的数学体系的一种玄思式的概念。在这样的概念的支配下，就不会有理论物理学发展的正确方向。

这个问题与电子器件中的电子与电磁波的相互作用问题的差别只是，这里由一个电子轨道的稳定性条件代替了电子器件中的由人们所特殊设计的电路所具有的特定的边界条件。在自然界的原子结构中，没有人为产生和加以控制的电子流和特殊加工的电路所提供的边界条件，一切都是自然存在的，单个电子绕正电荷的核所作的回旋运动代替了人工产生的电子束，电子在库仑力和电磁波的作用力下轨道的稳定条件代替了电路所提供的边界条件，其电子与波的相互作用过程并没有实质的差别。 所有关于量子性质的神秘的假定实际上只是电子运动与原子核 (或电路边界)上的正电荷之间存在的两类不同的力——保守的库仑力和非保守的电磁波的力之间的相互作用和两类不同性质的能量的相互转换过程。研究这种非保守力和与非保守力相联系的能量体系，是整个理论物理学发展的核心。 而用没有逻辑明确性的量子化的概念是无法说明这些现象的本质的。当然在爱因斯坦和玻尔的时代，用任何语言来表达出牛顿单一的力和粒子模型的不合理性，对于人类的思维发展都是巨大的历史性的贡献，它们之间的争论更是给后人提供了思维发展的方向。但是 随着自然科学的历史发展，以波粒二象性为基本内容的“量子理论”已经像统治了中国三千多年的“盖天说”和基督教的宗教裁判所的“地心说”一样，成为人类思维发展的一个最大的障碍。 因为量子理论没有逻辑的明确性，永远说不清楚物理世界中某个有限论域下的确实的东西，不冲破这一障碍科学就不可能向前发展，

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