一、量子力學的的由來

    量子力學是學習現(xiàn)代物理的第一道門坎,，難教,、難學、難理解。每個進入物理專業(yè)的學生都要歷經(jīng)量子力學的洗腦,，達到波是粒子,、粒子也是波的波粒二象性境界。要達到這樣的境界,，就要淡化邏輯,、擱置理性。早在幾十年前,，勤于思考的北京大學物理系的學生就發(fā)出了吶喊：“量子力學不講理,，量子力學是從天上掉下來的！”

    宏觀世界的實物不可能同時既是粒子又是波,，為什么到了微觀世界就要換一套思維、換一個邏輯,？一個世紀的量子力學的詮釋史,，幾乎就集中在認識波粒之魔的“本來面目”上，大師們費盡了腦筋,，對學習經(jīng)典物理一路走來的學生更是一個痛苦的過程,。人們?yōu)槭裁匆涞壿嫼屠硇缘慕?jīng)典物理，而去研發(fā)復雜深奧的量子力學,？我們先來看看量子物理的來歷,。

    100年前，物理學開始向微觀世界深入探討,，探究者們作出了黑體輻射頻率與輻射量之間關系的實驗曲線（圖一,，A實驗裝置，B實驗曲線）,。其中著名學者普朗克所寫出的數(shù)學表達式與實驗曲線擬合得相當好,，但是，普朗克的公式中,，代表能量的數(shù)值不能是連續(xù)的,，而必須是某個最小值的整數(shù)倍，這個最小值就是普朗克常量,。

    普朗克常量表達了微觀世界的實在,，它揭示了在微觀世界，能量是不連續(xù)的,，輻射能量也不能是無限小,，它必須是普朗克常量的整數(shù)倍！自從經(jīng)典物理建立以來,，學者們在宏觀世界習慣了連續(xù)無級量變的思想方法,，面對黑體輻射出現(xiàn)的量的不連續(xù)，陷入了深深的困惑,。這給在宏觀世界的常規(guī)思維帶來了沖擊,，也把科學帶入到了量子時代,。

            A        圖一            B

    接下來,，物理學界相繼做出了光電效應、康普頓效應,、湯姆孫實驗等等當時經(jīng)典物理難以解釋的實驗,。愛因斯坦提出：在光電效應實驗中，光象個胡桃（粒子）“敲打”出了電子（于是就有了“光子”之說）,。在湯姆孫實驗實中,，射出的電子在靶上形成了明顯的同心圓——衍射環(huán)，衍射是波的鮮明特征,，那么電子就應該是波,，而落在靶上時它又象是粒子，種種實驗,，波,、粒混雜的事實頻繁出現(xiàn),。

    盡管這些實驗效應令人困惑,，卻是自然的真實、必須認真面對,，于是學界把波,、粒統(tǒng)稱為量子，并提出假說：微觀世界的量子具有波,、粒二象性,，導致了二象性理論的建立，促成了量子力學的建立和發(fā)展,，也帶來物理學的諸多茫然,。

    量子力學形成于20世紀20年代，針對經(jīng)典物理的困惑,，多位物理大師提出了新的猜想和假說,，歷經(jīng)了激烈的思想的碰撞。與此同時又不斷地有新的實驗出現(xiàn),，給一些新假說提供了有力的支持,。于是，在多位泰斗的假說堆砌,、相互印證之下,，量子力學應運而生。

   經(jīng)大師們的后續(xù)補充，量子物理興隆了80年,，有實驗,、有理論、有公式,、有習題,，自成體系。其間良莠交織,、魚龍混雜,。二象性的理論雖然牽強難懂，暗藏不確定的危機,，但泰斗之名如雷貫耳,，其氣勢如虹，不容置疑,。

    需要說明的是：量子物理中,核外電子的躍遷輻射是有級的,玻爾先生的氫原子假說是符合實在的,；量子物理揭示了微觀世界自然物質的一種基本特性——分立性或非連續(xù)性，理當予以肯定,。泡利先生提出的不相容理論，經(jīng)歷了實踐的檢驗,，是應當遵循的原理,。

正因為量子力學有這些對的成分，對的部分有實驗,、有事實,，錚錚如鐵。而錯謬暗藏其間,，因而有很大的蒙蔽性,。

    因為夾雜謬誤底氣不足，量子力學沒有科學應有的邏輯,、理性,；沒有精確、嚴謹?shù)囊蚬P系,。公式復雜,、結果又不準確，總有一只不知死活的貓藏身其中,。（物理泰斗薛定諤為解釋波,、粒的不確定性所提出的著名的思想實驗：在裝有劇毒物品的鐵箱內有一只貓，貓的死活是不確定的,，用以解釋物質是波,、是粒子也是不確定的。因為有這種不確定性，有人戲稱原子中存在著幽靈,。）

    有幾個版本的《量子力學》第一章,，為了陳述本學科存在的前提和必要性,，一般都要列舉經(jīng)典物理的五大困惑,，這五大困惑實際上是包括上述實驗在內的五大實驗，實驗事實是不容置疑的,。面對這些問題,，經(jīng)典物理無能為力,、陷入困境，所以要拋棄經(jīng)典另立量子力學,。

    需要指出的是,，量子物理除了在“量”的思想方法上有所建樹外，仍然延續(xù)著電子云,、自由電子這些物理源頭的疏誤,，并沒有清楚地解釋五大實驗中的問題，只是用波,、?；煜亩笮赃@深層的迷茫替換經(jīng)典物理直觀的困惑、用臆想的物質波偷換電子運動所伴生的波,；量子力學的數(shù)學基礎——波函數(shù)不具備物理模型,，對物理實在的描述是不完備的，多了些復雜而又不準確的計算,，走了一條更彎的彎路,。

            二、幾十億人見證的實驗

    早在1820年,，奧斯特發(fā)現(xiàn)了直流電對導線外小磁針的作用,，180多年來，這個實驗就一直占據(jù)著我們的物理課堂,，凡上過中學的人都觀察到或親手做過這個實驗,，這是個幾十億人見證的實驗。

    該實驗顯示：只要直流電導通,，電珠發(fā)光,，導線的周圍立刻會產(chǎn)生磁場，導線附近的小磁針立即偏轉,，雜亂無章的鐵粉在導線周圍形成了規(guī)則的同心圓,；用右手定測能測定電流方向與磁場之間的確定的關系。斷開,，小磁針立即復原,，人人都知道實驗結論：電流（電子的直流）會產(chǎn)生磁場,。

見圖二。

                                                圖二

     物理學是一門揭示自然規(guī)律的科學，是一門仰賴于實驗的科學,。奧斯特實驗是一個非常明顯的宏觀的電,、磁現(xiàn)象，其微觀機理是什么,？應當引起深思,。其實，奧斯特實驗就是最早的波粒二象同時顯現(xiàn)的實驗,，實驗中,，導線內定向流動的電子是粒子（每個電子有穩(wěn)定的質量、電荷,，電子的粒子性不容置疑）,。在通電后，雜亂的鐵粉立即形成環(huán)繞導線規(guī)則的同心圓,，同心圓是衍射的表象,、是波的明顯特征。這個早在180年前的實驗,，就有了波,、粒二象的同時呈現(xiàn)。

    面對磁針偏轉,，流傳的理論是：電流產(chǎn)生磁場。電流為什么能產(chǎn)生磁場,？場是波的集合,，波是場的本源，磁場發(fā)生的微觀效應是什么,？實驗中,，電子只能在導線內定向移動；波的集合（同心圓）在導線周圍顯現(xiàn),，導線內的粒子（電子）與導線外的波涇渭分明,，雖然波、粒同時呈現(xiàn),，但粒子是粒子,，波是波，不存在所謂的粒子是波的二象性,。實驗顯示：電流導通磁場產(chǎn)生,；電流反向磁場反向,，二者相依相伴。導線周圍的磁場總是伴隨著電流的導通而隨即發(fā)生——伴生,。

    電流伴生著磁場,，是自然事實，同心圓的呈現(xiàn),，是自然規(guī)則的顯示和闡述,。電流是大量電子的同向流動，形成（伴生）的是宏觀的磁場,；那么,，微觀、少量（乃至單個的）電子運動所伴生的是電磁波,，大自然在奧斯特實驗中提示著我們：——電子的運動伴生著電磁波,。

    盡管電子的運動伴生電磁波的微觀機理尚待我們探索；但電子的運動伴生著電磁波的自然事實我們必須承認并真誠面對,。

    粒子和波是不同的概念,，電子不可能二者都是，也不會都不是,，然而這樣的伴生則是自然事實,，而且經(jīng)常發(fā)生，事物運動時周圍伴生著其信息是大自然的普遍現(xiàn)象：走路伴生著腳步聲,、飛機伴生著轟鳴,、船行伴生著波浪；溫血動物體外伴生著紅外線,、并伴生氣味標識勢力范圍,、昆蟲伴生著信息素、植物的花果飄香……人們用鉗形電流表測量的是電磁的感應,，得到的是電子的流量,。

    一百年來，人們相繼作出：光電效應,、約恩孫實驗,、湯姆孫實驗等多種波、粒同時呈現(xiàn)的實驗,，波的照射發(fā)生了粒子效應,；粒子具有波的特征。由于忽視奧斯特實驗,、忽視伴生這個自然的普遍現(xiàn)象,，忽視了電子的運動伴生著電磁波，探索者在波,、粒的問題上糾纏,、琢磨,，先是在“是粒子還是波”中刻意選擇，厘之不清,，然后就提出了“既是粒子又是波”,，把波粒混為一體,，使量子物理陷入波,、粒悖論的泥沼。

   電子是波與電子運動伴生著波是不同的概念,，（人走路伴生著腳步聲能不能說人就是腳步聲,？）波是連續(xù)延伸擴散的；粒子是單個獨立的,，既是波又是粒子的提法是與邏輯相悖的,，既是又是構成了量子力學不講理的起端。而今,，用電子運動伴生電磁波的理念來領悟會上述種種實驗,。會有非常恰適的闡釋，因為實驗本身就是電子的運動伴生著電磁波的自然事實的表現(xiàn),。

參考文獻：

晏成和：  《物理新視點》  湖北人民出版社   2006,、10、

李學生：  《量子力學基礎的思考》           2006,、

曾謹言:   《量子力學》第一冊,第二版,科學出版社,1998 ,。

吳錫瓏    《大學物理教程 》第三冊  第二版高等教育出版社，1999,、