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2024.09.21摘抄

 易心。 2024-09-21 发布于广东

概率波与粒子场

量子力学中,一个粒子也是一个波,即概率波,其波动性由波函数描述,也就是在时空中的概率分布。

有趣的是,在量子场论中,所有的已知粒子都被视为,“某种场”的微小振动(或说激发),并且每一种粒子都有其对应的场,如电子场、光子场(电磁场)、夸克场,如此等等,即:粒子是粒子场的最小激发单元。

因此,粒子的运动状态,也可以通过粒子场来描述,也就是在时空中的相互作用

(Field)——在物理学上,是指每个时空点,都有一个物理量与之对应。一个场可以是标量场、矢量场、或张量场,这取决于其所表示的物理量,是标量、矢量、还是张量。

那么,一个粒子的概率波粒子场,这两种视角有何不同呢?

  • 第一,量子力学描述了单个粒子的运动规律,量子场论描述了多个粒子的运动规律。

  • 第二,量子场论考虑了相对论效应,也就是在微观尺度引入了宏观尺度的物理规律。

  • 第三,在微观上概率波没有确定的物理实体,在宏观上粒子场具有确定的物理实体

注意,在某些情况下(如非相对论性的低能量区域),可以将量子场论简化为量子力学模型来处理。

对此,格林在《宇宙的结构》中,曾指出:

“量子力学的概率波,自身就可被看做是遍布于空间的,而正是这种,使得某个物质粒子,按一定概率出现在某个位置。”

据此来看,物质粒子可以通过自身的概率场,将其波动性(概率性)转化为粒子性(实在性),即粒子、波、场这三者可以是统一的——如:电子既是一个粒子,也是一个波,还是一个场。

需要注意的是:

  • 必须有(波通过场的变化传播,如电磁波),有不一定有(没有变化的场,如静电场);

  • 粒子必须有(粒子是波的坍缩),有不一定有粒子(低概率检测不到);

  • 粒子必须有(粒子是场的振动),有不一定有粒子(没有振动的场)。

可见,具有潜在的具有潜在的粒子——可以是虚无(无波动),可以是概率(不确定),粒子可以是实在(可观测)。

而从物质波的视角来说,物质粒子具有物质波物质场——物质场提供了相互作用物质波则呈现了概率分布,即:物质场通过相互作用,连接了微观概率宏观实体

例如,电子既是一个粒子,也是一个波,通过电子场的相互作用,电子可以从波动(概率)确定为粒子(实在);同理,光子既是一个粒子,也是一个波,通过电磁场的相互作用,光子可以从波动(概率)确定为粒子(实在)。

简而言之,可以转化粒子,即:相互作用可以——转化概率实在、转化无形有形、转化虚无现实、转化信息物质

或许,推广到宏观尺度,任何物体也都会具有——

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