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GrasaVampiro(金币+10,VIP+0):“我们认识任何新事物的重要方法之一总是试图将新事物用我们所熟悉的概念模型来理解，从而建立起联系。”思想正确，但似乎没到最根本实质的 12-20 01:00
hxj2009(金币+1,VIP+0):非常感谢，没有更多的金币给你了，很受启发。谢谢了！ 12-20 17:55
hxj2009(金币+1,VIP+0): 12-25 17:56
个人意见：
微观粒子的基本属性就是粒子的波粒二象性。但是我们对于微观粒子的观测信息时远远不足的。能够被我们所观测到的仅仅是粒子的宏观属性。用量子力学的语言就是可测量物理量的统计平均值。
波粒二象性的提出：
历史上很早就有了光的粒子性和波动性之争。这里不重复了，相信高中物理课就曾经讲过。这里只说一下本人的理解。我们认识任何新事物的重要方法之一总是试图将新事物用我们所熟悉的概念模型来理解，从而建立起联系。举个例子，记得在哲学课上老师总是说，西方的宗教中的神，总是高鼻梁大眼睛的西方人模样，而中国文化中的对鬼神的描述也见到我们现实生活中的各个事物形象的片段。比如牛头，马面，雷公，电母的形象就是这些形象的简单拼凑。举这个例子和我们要讨论的波粒二象性有什么关系呢？我认为，微观粒子这一概念，是我们从宏观角度不曾接触的，也就是不容易理解的新事物。所以，人们试图用我们的宏观概念和模型来建立联系。于是就产生了波粒二象性这样一个“怪物”。微观粒子的波粒二象性最早是有爱因斯坦提出的。而记得见过爱因斯坦文集中有一段描述（具体记不清了）大概意思是我们用宏观的理论模型试图去理解微观，这只是一个很好的近似手段，并不一定是世界的真实。我认为，这个近似做的如此之高妙，以至于他牢牢的抓住了问题的物理本质，并在相当程度上解释和预言了物理现象。不可否认，如果某一天，某个天才发明了另外一种描述微观粒子基本属性的方法，并且能够更加完备的揭示出世界的本质，那么我们必将抛弃波粒二象性的概念。当然，这一新的理论必须与我们现在的量子力学、量子场论兼容，而不是简单的否定和抛弃。
微观粒子波动性与经典波的不同：
1）状态描述的不同：
微观粒子的状态用粒子的波函数描述。波函数往往是复数，所以没有直接与其对应的物理解释。波函数的复数平方对应于在某一时刻空间某点发现粒子的几率。
而经典波，比如机械波，的波函数则有确定的物理意义。代表某一时刻空间各点运动的状态分布。
2）动力学描述不同：
微观粒子的运动（以非相对论波动力学的角度）服从Schrodinger方程。这个方程式是一个复方程。并且，对时间分量求一阶偏导，而对空间分量求二阶偏导。（时间分量可空间分量并不是完全对称的）。而经典机械波波动方程，以绳子中波为例，对时间分量和空间分量都是取二阶偏微分。当然了，在相对论量子力学中的Klein-Gordon方程和Dirac方程，时间分量和空间分量享有了同等地位。前者均取二阶偏导，而后者均取一阶偏导。不过他们也是描述复数波函数的方程。
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以下是新加的内容：
非常感谢GrasaVampiro版主的意见“思想正确，但似乎没到最根本实质的”，但是我想有些事情我还需要再多说几句。（较多的涉及哲学的批判，欢迎有兴趣的虫子来一起探讨!）
其一，关于微观粒子的波粒二象性是否就是微观粒子的真实存在状态？
我觉得的未必。或者肯定一点说，不是。理由见下面。
其二，关于绝对真理和相对真理的问题
我们现代科学体系，尤其是物理学体系，采用的实证主义观点。任何理论都必须有实验来验证。于是在没有被充分验证之前，确切的说任何理论都还只能被称之为“假说”。但不幸的是，很多人，错误的认为那些已经在很大程度得到验证的理论就是我们这个世界的不变的自然法则，也即绝对真理。我想说，我们这种逻辑还是不完全归纳的论证逻辑。一旦有一天，实验上发现了一个奇怪的现象，与理论解释相反的现象，用现在的理论完全无法解释，那么是否就意味着我们理论大厦的崩溃了呢？（数学中曾经出现过这样的危机，比如集合论中的罗素悖论）这是谁也无法保证的事情。我想，任何理论，定理定律都是存在适用范围的，而现代的量子力学的重大缺陷之一就是无法定量的明确给出这样一个明确的范围，即在哪些问题和体系应用量子力学的概念是有效的。而我们现在只能笼统的说，微观尺度。而量子场论（本人不十分精通，但听老师说的）不负责任的将对称性的破缺归结为虚无的真空所导致。这些都是理论的困难。所以说了这么多，物理理论不是绝对真理，而只是相对真理，从而也不可能是世界真实的全部，它们只是侧面的反映这个世界的面貌。而这其中最重要的概念“波粒二象性”当人也是我们为了更好的理解微观世界而提出的模型，自然也是相对真理了。
以下的几个问题是我曾经想过几个问题：可能会对你有所启发，没有统一答案，仁者见仁，智者见智。主要目的是想告诉大家，我们的理论完全不等于世界的全部本质。
1）假如在宇宙的某个角落（比如在暗物质中，反物质中）存在外星人，那么它们认识的世界是否就和我们的世界一样呢？他们发现的物理规律是否会与我们发现的物理规律相同呢？即使本质上相同，他们还会用“波粒二象性”这个概念来描述微观世界吗？
2）如果近代物理的发展，是由一些其他的人来做出的，那么他们的描述方式：理论和实验的描述，是否还会是和现在一样呢？我们知道相对论几乎是爱因斯坦个人的研究成果。那么，由于个体的差异，个人创造力和主观能动性的不同，是否会出先另一种情况，即由另一个人去独立的创造这样一个理论时，是否会有所不同呢？即使是物理本质相同，是否会因为某个人的发明创造（比如发明出一个更加简便的易于接受的描述方法或符号体系）而使相对论更为人们所了解呢？
我想无论你的答案是什么，在讨论“波粒二象性”时不难看出其实这是一个人们为了理解方便而创造出的一个“长着两张脸的怪物”。按这样的逻辑，我们同样可以认为，它其实是个多面怪，只不过到目前为止，我们还不曾窥探到过它的第三，第四张面孔罢了。
[ Last edited by msphy on 2009-12-21 at 08:05 ] |
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