在量子物理学中,物质具有两重性,既有粒子性,又有波动性,至于表现出何种性质,这要看它所处的环境,在有些情况下,粒子性占主导地位,在另外一些情况下则更象是波。这种两重性质也可以通过光或者其它任何电磁波显示出来,例如,光是以“量子”或者光子的形式发射或被吸收的,但是当光的粒子在空间里传播时却表现为电场与磁场的振荡,它显示出波行为的所有特点:电子是通常被看为粒子的,但当一束电子通狭窄的缝发生衍射时却象是束光,也就是说电子的行为也象是波。波是在空间里四下传播的,而粒子却意味着局于很小的地方,这两幅图景是完全不同的。物理学家花了很长时间才接受了这样的事实,物质看来是以不相容的方式来表现自己的。粒子是波,波也是粒子,只到在量子物理中引用几率波后,从某种意义上讲才解决了粒子同时为波的两难性。
为了看看如何在量子物理学中的粒子图象和波的图象之间来回变换,让我们进一步考察一番波和粒子的概念。波是在时空中的一种振动方式,我们可以在某一时刻观察它,就能看到一种周期性的图形,它有振幅和波长,振幅是振动强度。然后我们再看波上某点的运动,就会看到是一种振动,其特征是有一定的频率。如果我们看的是粒子的图象,按经典的观念,它的运动状态可以用速度和功能来描述,它在任何时候都有确定的位置,而在实际上用动量来描述它的运动状态的,可见同一物质的波动性与粒子性(振动)是密切相关的,是在不同侧面或环境中的不同形式。必须清楚,沿波传递的并不是物质性的粒子,而是引起波动现象的扰动,物质粒子而是处在与时空有关的振状态。
量子理论巧妙的把几率波的性质与粒子的相应性质联系起来,认识到在确定位置的波的振幅、与在该处找到粒子的几率有关,而关于粒子运动状态的信息则可以从波的波长和频率来得到,波长λ与粒子的动量P成反比,波的频率则与粒子的能E正成比,在量子物理学中,布罗意用数学公式进行了表述。
在中国古代的《周易》中,描述宏观大宇宙与微观小宇宙所有对立的,彼此不相容的现象变化,也用到了一套特殊的数学公式,这套公式就是卦象符号系统和卦爻辞文字系统的互相渗透结合在一起所构成的信息转换系统,只要我们赋与组成卦式(公式)各符号阳爻()和阴爻()一定的物理含义,那么上述的波粒二象性及其转化规律也可以表现出来。实际上在《周易》中,就是把宇宙能量或状态描述为两种互相转化的形式,即阴阳。在一个卦象中阳爻()可以转换为阴爻(),反之,阴爻()也可以转换成阳爻()。具体来说,在什么情况下才能转换,这决定不同的时间,地点与环境。如果用阳爻象代表粒子性,用阴爻象代表波动性,波粒二象性统一在卦象中,即反映了同一事物的阴阳对立的特点,也反映了它们相关联的特点。同一物质粒子何时何处表现为粒子性,又何时何处表现为波动性,又何时何处如何转换,这要由卦象符号系统和卦爻辞系统共同决定。虽然,在中国古代还没有波粒二象性这个术语,然而有如德布罗意表示式那样能够反映波粒二象性和描述这两种似乎不相容表现相关性和转换规律的框架(卦象)和哲理思想巳经存在了。
  • 打赏 支付宝扫一扫
  • 打赏 微信扫一扫