尺縮效應產生的根本原因是什麼?鐘慢效應產生的根本原因是什麼?量子的本質是什麼?為什麼相對論和量子力學不相容?究竟是相對論錯了還是量子力學錯了甚至是兩種理論都有問題?量子究竟是波還是粒子,不觀測的時候是波觀測的時候就成了粒子,從波態轉換成粒子態的時候為什麼沒有能量的變化?狹義相對論研究的時空依然是平滑的,為什麼與量子理論結合而成的狄拉克方程甚至是量子場論研究的時空就成了劇烈漲落的?怎麼解決以上問題,只有回到過去,回到1900年,從新開始。
邁克爾遜莫雷實驗證明了光速不變。邁克爾遜莫雷實驗的基礎是牛頓第一定律,洛倫茲變換乃至狹義相對論都是以牛頓第一定律為基礎推導的。
狹義相對論的理論基礎是牛頓第一定律,即
物體在不受外力的情況下保持勻速直線運動或是相對靜止。上圖中的宇宙飛船也是勻速直線運動。這一切在經典力學時代都是正確的。進入二十世紀物理學進入量子時代,牛頓第一定律就不再成立。一個量子在不受外力的情況下還是做勻速直線運動嗎?顯然不是。那麼一個高速運動的粒子在不受外力的情況下是做曲線運動嗎?很顯然也不是。光是沿直線傳播的。
量子力學第一定律量子在不受外力的情況下做勻速直線運動。量子是如此運動,但量子中的粒子卻不是做勻速直線運動。
粒子不是波
量子具有波粒二象性,即具有波的性質,也具有粒子的性質。薛定諤只抓住了波的性質,忽視了粒子性。之後物理學家為解決粒子性提出了波坍縮、退相干。再者波和粒子的轉換過程更是無法說清楚。
實際上任何時間任何地點做量子的粒子性實驗都得到的是粒子。實驗證明了粒子存在於任何時間任何地點。現在面臨一個選擇,究竟量子的本質是波還是粒子?
量子的本質是粒子,或者說量子就是具有波動性的粒子。
量子的本質
透過現象看本質,不要糾結單個粒子的運動,從整體上把握量子的本質。
沒有找到光子直接打在光屏上的影象,只好從衍射影象上來分析光量子的規律。首要非線性光量子整體影象滿足二維正態分佈,每一個光量子也都滿足二維正態分佈。什麼力量使得光子的運動規律呈現這種狀態?
電磁波的傳播速度是30萬公里每秒,光的速度也是30萬公里每秒,光子的速度也是如此。這不是偶然的,它們當中有著必然的聯絡。普朗克說光量子是一份一份的。
光量子的本質就是電磁場包裹著光粒子在以30萬公里每秒的速度在運動。這是一種不同於一般意義上的開放的場,而是一種閉合的有限的場或者是電磁場球包裹著光粒子在運動。
推而廣之,任何一個量子都是由量子場球包裹著粒子在運動。
從哲學的角度來說物質本身就是在以曲線的方式運動,外力才能使物體改變運動方向。外因是事物變化的條件,內因是事物變化的依據。外因透過內因起作用。粒子本身就在做曲線運動,外力才能改變運動的方向。
粒子做曲線運動並不一定會改變粒子的能量。能量是一份一份的,如果粒子的運動速度沒有達到能量變化的下限,那麼粒子的能量就不會發生變化。量產不一定會產生質變。在這裡能量的變化就是質變,速度的變化就是量產。
這就是量子運動學的基本內容。
量子相對性
不同動量的波不同,同一物體不同速度下波也不同。同一物體速度越快,頻率也就越大,相同直線長度下物體運動軌跡越長。
也就是說紅色軌跡的物體速度慢,頻率低,路徑長度短。
藍色軌跡的物體速度快,頻率高,路徑長度最長。綠色軌跡的物體速度比紅色軌跡的物體快,比藍色軌跡的物體快。
同一物體不同速度的情況下,速度越快,路徑越長。相同路徑長度,速度越快,直線距離越短,這就是尺縮效應產生的根本原因。