宇宙能量为什么不是连续的，而是一份一份的，说明什么？

能量一份份的释放，与物质的内在结构有关。螺旋分子结构物质，不仅仅是克里克和沃森发现的构成人体的DNA，实质宇宙里所有生命物质和非生命物质，都是螺旋结构！而螺旋正好是一个周期连着一个周期的结构，它是不会以几分之几周期就进入下一个周期的，都是以满一个周期才进入下一个周期，能量也就只能以同样的周期份量释放，而不能自由的以几分之几的方式释放，普朗克在研究黑体辐射时，发现了能量以波包的形式，一份一份的释放，波是螺旋的另一个形态，同样具有周期性，螺旋即可以是扁平的，也可以如地球引力作用下的漏斗形的锥状，如果螺旋作用力的运动方向，是沿中心轴直线的方向，在我们看来就是波。

无数条物质波同时运动，就形成了波的海洋。严格意义上讲，我们也可把圆和椭圆运动都看成是周期和轨迹重复的特殊螺旋，事实上也是如此，螺旋与圆的区别，仅仅是螺线的张与合，螺线张开递进为螺旋轨迹，闭合重复为圆或椭圆轨迹，星系为螺旋，星球为圆，这两种外观都形成于物质的圆周运动，没有本质区别，是闭合周期的圆，还是开放周期的螺旋，两种表现仅在于物质作圆周运动时是否进动，不进动重复同一个周期，即为闭合的圆，进动则为螺旋结构，所以说，圆和螺旋本质是一个东西。量子能量包一份份体现的就是物质结构的周期性，普朗克等量子科学家是从微观上发现这个份量性的，他们没有发现能量为什么会以一份份释放的原因，跟牛顿发现了万有引力，却不知道引力产生的因，情况相同。沿着前辈的足迹，可研究的科学未知数，多的是，只要肯动脑，就有探索不完的科学知识。

光与一切物质同在充满整个物质世界。太阳、恒星、一切星系是光聚焦取得能量，只有光永远聚焦才能永远发光发热。我们看到的会发光发热的星星、星系、恒星、太阳、行星中心，行星的卫星中心、地球中心、小行星中心、慧星中心、都是光聚焦的中心。 星星、星系、恒星、太阳、行星的外面外层都有一个圆球面可以光聚焦到中心。圆球面是平凸透镜、凹凸透镜, 只要形成平凸透镜、凹凸透镜就可以光聚焦。光聚焦……光是用不完的循环的。

对环流层{上层与下层对环流}

自转与公转运动的动力层，宇宙间天体的公转自转都是有对环流层推动带动运动的。同一个星球自转有对环流层推动自转……公转有对环流层带动运动，自转与公转运动是二个环流层，二个对环流层不是在同一个中心上的。没有大气层或有大气层大气只对流不进行对环流的星球（孤独行星、流浪行星）、行星、小行星、行星的卫星是一定不会自转的。

本文主要从量子论起源、能量子假设、光电效应、康普顿散射、玻尔量子论、德布罗意物质波、概率波函数、量子叠加态原理、不确定性原理、薛定谔方程等十大概念理解量子力学基本原理，见证二十世纪真正的神话。

量子力学其实描述的是物质的行为，特别是发生在原子尺度范围内的事件。在极小尺度下事物的行为与我们有着直接经验的任何事物都不相同。它们既不像波动，又不像粒子，也不像云雾，或悬挂在弹簧上的重物，总之不像我们曾经见过的任何东西。

量子论的起源来自一个大家熟悉的现象，这一现象并不属于原子物理学的核心部分。任何一块物质在被加热时都会发光，并在高温度下达到红热和白热，发光的亮度与材料的表面关系不大，而对于黑体，只与温度有关。因此，黑体在髙温下发出的辐射作为物理学研究的适当对象，被认为应该可以根据已知的辐射和热学定律找到一个简单的解释。但是物理学家瑞利和金斯在十九世纪末的努力却以失败告终，揭示了黑体辐射问题的严重性。

普朗克大胆舍弃了“能量均分定理”，代之以“量子假设”——能量只能以分立的能量子的形式发射或吸收，这在概念上是一次革命性的突破，以致它不再适合于物理学的传统框架。

频率为v的电磁波和原子、分子等物质发生能量转换时候，能量不能连续变化，只能一份一份的跳变，且每份“能量子”为：

ε=hv=?ω，其中约化普朗克常数?=h/(2π)

普朗克公式

普朗克根据能量的量子化，得出角频率为ω的电磁振动模式在温度T下的平均能量不再取“能量均分定理”给出的KT，而是：

E(ω)=?ω/(e^(?ω/kT)-1)

利用热力学和物理统计理论，导出了著名的（描述电磁波能量和角频率关系）的普朗克公式：

ρ (ω)=(?ω?/π?c?)/(e^(?ω/kT)-1)

光和其他物质发生相互作用时，基元过程通常表现为光子—电子作用，作用电子的能量与光的强度无关，而只与光频率有关。因此，爱因斯坦假设，光本身是由穿过空间的能量子组成的，一个光量子的能量应当等于光的频率乘以普朗克常数：

E=hv

光电效应中电子的动能由逸出功W（由金属性质决定）和入射光的频率v所决定，而与光的强度无关：

1/2mv?=hv-W

除了光电效应外，爱因斯坦关于“量子假设”的另一个应用是固体的比热。从传统理论推导出来的固体比热值与高温时的观测记录相符，但在低温时却不相符。于是，爱因斯坦将量子假设运用到固体中原子的弹性振动上，从而解释了这种现象。

最初关于散射光干涉的实验中，散射主要以下列方式解释：入射光波使得处于光束中的一个电子以光波的频率振动，然后振荡的电子发出一个同样频率的球面波，从而产生了散射光。

1923年康普顿在关于X射线的散射实验中发现，散射出来的X射线的频率与入射X射线的频率不同。于是，康普顿假设散射过程是光量子和电子的碰撞，光量子在碰撞过程中改变了能量，因为频率乘上普朗克常数是光量子的能量（hv），所以频率才发生了改变。

通过对散射过程应用能量守恒定律：

hv+mc?=hv?+E

可以推导出波长变化量：

λ?-λ=h(1-cosθ)/mc?

最后得到康普顿波长：

λ=h/mc?

早先的卢瑟福原子模型并不能解释原子具有的最突出的特性，即原子的巨大稳定性，按照牛顿的力学定律，从来没有一个行星系统在它和另一个这样的系统碰撞以后能够恢复它原来的形态。但是对于一个碳原子，在化学结合过程中的任何一次碰撞和相互作用之后，都可以始终保持为一个碳原子。

因此，玻尔提出了三大初等量子理论：

（1）定态

原子核外电子的能量只能取分立值：E1、E2、E3等

（2）定态跃迁

原子可以从能量较高的定态向较低的定态的跃迁，从而决定了频率：

v=(E2-E1)/h

（3）角动量量子化

原子核外电子角动量必须满足：

J=m?

通过量子假设在原子模型上的应用，不仅解释了原子的稳定性，而且，对原子加热受激发后所发射的光谱线也作出了很好的理论解释。

德布罗意根据一个光波对应于一个运动光量子，假设了一个运动电子对应于某种物质波云。物质波波长为：

λ=h/P

概率波函数的概念是牛顿以来理论物理学中全新的东西。在数学或统计力学中，概率意味着我们对实际状况认识程度的陈述。 然而，玻尔、肯纳德、玻恩认为，概率波意味着对某些事情的倾向，它是亚里士多德关于“潜能”的哲学槪念的定量表述，是一种抽象的数学量，一种在无限维希尔伯特空间中的波。概率波引入了某种介于实际事件和事件观念之间的东西，是一种介于可能性和实在性之间的新奇的物理实在。

通过电子的双缝干涉实验发现，探测屏检测到电子的概率P(x)，并不是简单的两缝单独开启时的概率P1(x)、P2(x)之和，而是存在互相影响的干涉项：

P(x)=P1(x)+P2(x)+干涉项

而对于经典波函数存在干涉项是很自然的，总波幅ψ(x)是两缝的波幅之和：

ψ(x)=ψ1(x)+ψ2(x)

于是可以假设概率波函数为：

ψ(x,t)=Ae^i(kx-ωt)

量子态叠加原理是“态的叠加性”和“波函数完全描述一个微观系统的状态”两个概念的概括，表明了整个量子系统的状态空间必须是线性空间。

ψ=c1ψ1+c2ψ2

因为概率波是德布罗意物质波，所以量子态叠加原理与经典波的线性叠加有本质不同。例如，同样的波函数叠加仍然描述同一个系统、测量会导致波包坍缩、每次测量得到的力学量数值都是本征值等等。

海森堡于1927年给出了不确定性原理的论述。根据他当时的表述，测量这动作不可避免的搅扰了被测量粒子的运动状态，因此产生不确定性。后来肯纳德指出，位置的不确定性与动量的不确定性是粒子的秉性，它们共同遵守某极限关系式，与测量动作无关。

位置的不确定性ΔX与动量的不确定性ΔP遵守不等式：

ΔXΔP≥?/2

关于动量的概率波函数Φ(p)与位置的波函数ψ(x)构成了傅里叶变换对，标准差σ可以定量地描述位置与动量的不确定性。因为傅里叶变换对的频域函数与空域函数不能同时收缩或扩张，所以必然有误差宽度。数学上已经证明了傅里叶变换的空域宽度Δx和频域宽度Δy的乘积有一个下限：

ΔxΔy≥1/(4π)

因此可以得到动量和位置的关系式：

ΔXΔP≥h/(4π)=?/2

可见不确定性原理根源于粒子的波粒二象性，是一种内禀属性，蕴含着相当深刻的意义。

薛定谔方程是量子力学最基本的方程，其地位与牛顿方程在经典力学中的地位相当。它是量子力学的一个基本假定，无法从理论上证明，它的正确性也只能从实验检验。

当概率波函数ψ(x,t)确定以后，微观粒子的各种可能的测量概率都完全确定，下一个核心问题就是解决量子态怎样随时间变化及各种情况下如何求得概率波函数。薛定谔对量子实验进行理论分析主要分三个步骤：

（1）将初始实验状况转述成一个概率波函数。

（2）在时间过程中追踪概率波函数的改变。

（观测本身不连续地改变了波函数，需要从所有可能的事件中选出了实际发生的事件）

（3）系统的测量结果可以通过概率波函数推算出来。

在1626年，薛定谔终于得出该方程，揭开了量子世界的基本规律：

综上所述，量子力学引人以无限遐想，同样也引来众多非议，尤其是近年来，“貌似”不确定性原理的一种常见的解释被实验证伪，但是正如当年“不确定性原理”创立之时，海森堡自己所说，科学是从信仰开始的，或者应该说是从幻想开始的。这在很大程度上使得我们坚信，能够确定地描述这个世界，而丝毫不用牵涉到我们自己。

量子力学与相对论是20世纪物理学最重要的发展，构筑了近代物理学的理论基础。尽管量子论的实质尚未明确，与相对论彼此冲突，然而，量子力学已然辉煌，风采依旧。

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