xexz 写了： 2025年 9月 6日 00:01‘波粒二象现象’是人类‘理性认知、理解能力‘的边界，这个大家都是有共识的，
如何突破它，杀猪杀屁股，各村有各村的高招，这不是宗教，你死我活似无必要，
正确的认识，自己有它的生命力，雷教授有这个自信就行，确实不必强求别人认同，不必要，也没可能。
波粒二象性（全局诠释之十七）
已有 42141 次阅读 2021-8-27 09:20 |个人分类:量子力学|系统分类:论文交流
波粒二象性是量子力学建立过程中提出来的。
经典的波和粒子都是人们容易理解的概念，但这两个概念是不相容的。爱因斯坦说的量子“有时候是波，有时候是粒子”是不确定描述，不可预先计算，只能通过结果来判断。传统量子力学把波粒二象性作为微观粒子，实际上是所有物质的基本属性，不可再讨论。但量子力学并不知道基本粒子和基本相互作用是什么。
波必须震荡，必须占有一定大小的空间。一列理想的波广延到全空间，不能局限在一个点上。波的位置是不确定的，所以一般也不能说有速度，而只有波的传播速度，和波长，相速度，群速度等概念。经典图像中，波没有实体，需要依托在某种介质上。电磁波略有不同，可以把电磁场理解成无静止质量的实体，也可以将真空（时空）理解成一种介质。
粒子一般用一个质点表示，也就是一个点，可以有位置和速度，再加上粒子的性质，如质量，电荷，等。要注意，即使在经典图像中，质点的概念也是不能真实存在的，因为会导致无穷大的密度和场强。一般经典图像中，粒子本身是实体。
在微观描述中，经典粒子概念仍然是存在的，比如我们可以用云室观察所有的基本粒子。现代加速器的粒子检测相当于另一种云室。云室中，我们可以看见粒子的运动轨迹，完全可以用经典力学描述，比如直线运动，回旋，碰撞，等。如果我们不讨论核反应，经典力学足够。即使对于微分散射截面这样的概念，也可以认为是粒子的深层结构引起的。
微观粒子波动性的讨论，首先是从光究竟是波还是粒子开始的。牛顿认为光是粒子，杨氏双缝实验确定了光是波，爱因斯坦对光电效应的解释又把光变成了粒子，即光子。应该说，爱因斯坦光电效应的解释并不是很令人信服，一直有不同意见，但光的波粒二象性就此建立起来了。后来还有更多实物粒子，如中子，原子，甚至大分子，都有相应的双缝实验确定它们的波动性。作为正式的概念，微观粒子的波粒二象性确立。
但是，弥散在较大空间中、不断震荡的波，和空间上非常局限的粒子，这两个概念仍然是不相容的。波的基本特征是相干性，粒子没有此属性。强行把两个矛盾的概念赋予同一实体，严重挑战人类的认知。
从理解的角度，波就是波，这点没有疑问。但是粒子却不是经典意义的粒子，因为粒子不可能无穷小。
但粒子究竟有多大呢？这取决于定义。如果考虑一个粒子对周围的影响，任何一个粒子都是无穷大的。即使不考虑引力，所有基本粒子都参与电磁（电弱）相互作用，也就是具有电磁属性。带电粒子影响距离无穷可以理解，中性粒子呢？或者复合中性粒子呢？光子本来就是电磁波，所以不用解释，而复合中性粒子一定有结构，存在电荷分离，也就是存在高阶电磁矩，比如电偶极矩，四级矩，磁偶极矩，等等。高阶电磁矩虽然衰减更快，但是仍然影响无穷远。也就是说，任何一个粒子的影响都是无穷远的。所以，任何一个粒子，一旦发生变化，其变化的影响至少会通过电磁相互作用以光速传递出去，也就是电磁波。反过来，其它粒子发生的变化，也至少会以电磁波的形式影响到本地的粒子，导致共振，激发，等。也就是说，任何一个粒子，也同时受到其它所有粒子的影响（要考虑光速有限，也就是局域性原理）。
上面的讨论可以看出，所有的低能相互作用，都是通过电磁波传递的，包括光。所以，也可以说，电磁波是引起所有低能相互作用的媒介，或者原因，包括原子激发，如屏幕显影，CCD记录，等等。
我们再回过头来看波粒二象性。
粒子都表现出波动性该怎么理解？是因为粒子与其它粒子相互作用是通过电磁波实现的。电磁波自然表现为波动性。而发生变化的粒子也是接受到了一列电磁波的影响，而不一定是直接被源粒子撞上。源粒子发出的电磁影响（电磁波），还会影响到中间的所有粒子，比如形成双缝的所有粒子，并被这些粒子调制，在双缝后面形成波干涉后的能量分布，而能量是引起一切变化的原因，所以这一能量分布将决定在屏幕上发生变化粒子的密度分布。在这里，波仍然是完全的波，发出的粒子只是激发了一个波，是波影响了最后发生变化的粒子，而不是源粒子以波的形式走到屏幕上。
这样就回答了下面这个问题：双缝实验的电子，电子究竟是从一条缝中过去，还是同时从两条缝过去？同时从两条缝通过是无法理解的。但是如果不是同时过去的，又无法解释干涉行为。电磁波为媒介的解释和场论的观点是一致的，只是这里涉及了所有相关粒子的响应，也就是其它粒子对源粒子，及发生变化的目标粒子的影响。这些影响的综合，导致了波动（干涉）效应的表观结果。
油滴实验(walking droplet experiments)可以为上述解释提供生动的图像。
这就是量子力学全局诠释对波粒二象性的解读。这一解读并不存在不可理解的矛盾。
可以设计一个实验，也许会导致标准诠释的解读与哥本哈根波函数概率诠释有不同的实验结果。比如用碳，或者其它原子做双缝实验，而屏幕用CCD记录激发。CCD不含碳，可以观察溅落到CCD上碳的位置是不是与CCD记录激发的位置相同。哥本哈根诠释认为碳原子落在那个点上，哪个点发生激发，全局诠释认为不一定，碳原子可以在另一个点上产生激发（电子和光子都无法做这个实验，因为找不到）。
两种诠释的差别：
全局诠释认为波和粒子同时存在，但波就是电磁波，粒子仍然存在，有自己独立的轨迹，但是相互作用是通过波实现的，而不是直接接触。粒子的轨迹不可探测，因为探测也是通过电磁波实现的，探测将影响全局电磁波分布，破坏原来的全局电磁波状态。
哥本哈根诠释认为所有的粒子都是一个几率波，粒子随机出现在哪里，哪里发生可观测的变化。几率波可以叠加，相干。测量导致几率波坍缩。
