量子力学的最新理论由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“量子力学的基本理论”。
摘要：提出物质质量与时空的量子理论，给出波粒二象性新概念和粒子波的量子性物理性质，引进数字分析波函数、数字分析薛定谔方程和广义测不准关系。定性描述粒子在微观时空中的精细行为和数字变化状态及规律，建立数字量子力学，从基本理论上解决量子力学理论解释物理界中心问题。
数字量子力学为数字微观物理与数字现代物理建立了可靠的数字科学基础，开辟数字物理与数字科学实验科学数字化领域。建立数字量子技术科学（数字科学实验，瞬间态数字技术，微观数字分析检测技术，数字物理教学与实验技术等）。从而引发数字量子科技革命与量子全息网络革命。
关键词：数字量子力学；数字量子技术科学；瞬间态数字技术；量子全息网络。
成果核心理论获国际优秀学术成果奖，中国科技优秀成果特等奖，科技创辉煌金牌奖，第二届中国科学家论坛优秀成果一等奖，第二届中国未来与发展论坛新世纪优秀成果一等奖，2004中国管理科学优秀学术成果奖等。多篇理论发表于多国家学术刊物，获奖多篇成果入编大型国家级与国际级学术文献。
拟申请国家自然科学奖与世界诺贝尔物理奖成果。引言
量子力学 [ 1~ 6 ] 的发展及理论解释是现代物理中存在的一个重大问题，也是物理界争论迄今尚未解决的中心问题。爱因斯坦等人[ 7~ 11 ] 认为：量子力学理论是不完备的，波函数对体系的统计描述只是一个中间阶段，应寻求更完备的概念。德布罗意，玻姆等人[ 7 ] 认为：目前的量子力学是一个统计理论，是因为还存在着未被发现的“隐变量”，微观体系的规律正是由这些隐变量确定的，如果能找出这些隐变量，就可以准确地决定对微观现象每一次测量的结果，而不是决定各种可能出现的结果的几率。
如果我们按照玻姆提出的隐变量思路来考虑量子力学的发展，那么量子力学中应存在着尚未被理论与实验发现的时空量子隐变量，目前波函数对体系的统计描述只是一个中间过程，微观体系的变化状态及规律将由时空量子隐变量来确定，如果从理论与实验发现时空量子隐变量，那么将准确地定性描述与定量观测粒子精细行为的各种状态及规律，使量子力学得到深层次发展，从基本理论上解决量子力学理论解释问题。因此目前的量子力学既不是最终理论，也不会停留在现有水平上将会继续深入发展。
我们经过多学科系统研究大量科学实验分析，96年提出质量与时空量子理论（成果见文献[12~22]）为量子力学发展指出了方向。结合现有理论与科学实验我们用大型计算机进行逻辑分析演绎，归纳推理建立数字量子力学体系。引进数字分析波函数、数字分析薛定谔方程和广义测不准关系。定性描述粒子在微观时空中的精细行为和数字变化状态及规律，从基本理论上解决量子力学理论解释物理界中心问题。
数字量子力学为数字微观物理与数字现代物理，数字物理教学与数字科学实验建立可靠的理论与实验基础。建立数字量子技术科学（模型）引发数字量子科技革命与量子全息网络革命。质量量子性【 1 2 ~ 1 4 】
统一量子场物质质量具有量子性物理性质，遵从量子物理规律。时空量子性【1 4 ~ 2 0】
统一量子场中粒子时空与粒子波具有量子性物理性质，遵从量子物理规律。
质量与时空的量子尺度及分析论证参阅文献【 12~22 】。数字量子力学基本理论【1 ~ 6，12 ~ 22】
4.1基本概念
粒子波粒二象性新概念
根据量子力学，量子场论 和粒子（波）时空量子理论，变革与发展粒子波粒二象性物理性质，给出其新概念：粒子波是由它描写的粒子的空间（时间）量子组成的，粒子运动的空间（时间）量子连续分布的表象为粒子波。因此，粒子流的衍射现象是由组成波的这些粒子的空间量子（波量子）相互作用而形成的。实验证明：在粒子流衍射实验中照片上显示出来的衍射图样和入射粒子流强度无关，即和单位体积粒子数无关。如果减小入射粒子流强度，同时延长实验时间使投射到照片上粒子的总数保持不变，得到的衍射图样完全相同。即使把粒子流强度减小使得粒子一个一个地被衍射，只要经过足够长时间所得到的衍射图仍然一样。这说明每一个粒子被衍射的现象和其它粒子无关，而与粒子本身的空间与时间量子（波量子）相关，衍射图样是由粒子的空间（时间）量子（波量子）相互作用产生的。因此，我们将变革与发展粒子波粒二象性物理性质，给出其完备深刻的新概念，揭示出粒子波粒二象性的起源及演化关系，使物质本身的物理性质和时空量子性普遍联系。将物质波的量子性还原于时空的量子性，使其达到和谐完备协调统一。粒子波粒二象性新概念将普遍适用泛系微观系统。
4.2数字分析波函数与数字分析薛定谔方程[ 1 2 ~ 2 2 ]
以量子力学、时空量子分析和物质波粒二象性新概念为依据，引进描述微观粒子（体系）在量子时空中的状态波函数 —— 数字分析波函数。用以定性（量）描述微观粒子（体系）的数字变化状态。
（1）数字分析波函数
描述微观粒子（体系）在量子时空中的数字变化状态的波函数称为数字分析波函数，或称瞬间态波函数。
记为w（r w , t w）。
数字分析波函数尺度（略）。
原理1 数字量子力学态迭加原理，w = Z 1w1 + Z 2 w 2
n
w n = Z i i
(2)数字分析薛定谔方程（略）
4.3数字分析等效守恒原理
原理2 数字分析状态等效协变原理
微观粒子在经典时空与数字量子时空中的变化状态等效协变。
一般等效协变分析形式：
(r , t)= w(r w , t w)
对应等效协变分析形式：
(r , t)= w n(r w n , t w n)
其中r , t 与r w , t w分别为粒子波与波量子（时空量子）尺度。，为比例系数。
4.4 基态定性数字分析波函数与薛定谔方程（略）
4.2~4.4理论的数学表述及分析参阅文献【12~22，30 】。.推论 当微观粒子基态定性数字分析波函数：w n（r w n , t w n）及其薛定谔方程确定后，可以准确地决定对微观过程每一次测量的结果，而不是只决定各种可能出现的结果的几率。因此，微观粒子的时空量子性导致粒子的几率在时空中具有特定分布。广义测不准关系【 1 ~ 6，1 2 ~2 2，3 8 ~ 4 2】
根据量子力学，时空量子性，数字分析波函数和薛定谔方程，发展测不准原理引进与数字量子力学相适应的广义测不准原理。
原理3 广义测不准原理
在确定微观粒子的每一个动力学变量所能达到的准确度方面，存在着广义基本限度。数学表示为：
A B
测不准关系
A B
超测不准关系
测不准关系是描述微观可观测范畴的测不准规律，超测不准关系是描述微观不可观测范畴（量子时空）的测不准规律。二者具有广义对称性与统一的自然规律。
广义测不准原理数学证明参阅文献【20，38~42 】。
应用
数字量子力学可定性（量）描述计算物理和化学中物质精细行为的瞬间变化状态及规律。关于瞬间态1889年Arrhenius [ 4 9 ] 提出过“活性分子”概念，1920年Marcus等提出过“活化络合物”假设。HinsheIwood 和 Semenoff提出“链反映理论”。核弹和高分子材料等都是在这种“反映瞬时中间多步态”理论基础上出现的奇迹。这些瞬时中间体非常活跃，寿命一般不到万分之一秒。由于当时技术水平所限，所以长时期未能观测到瞬间态过程的真实信息。
理论与实验研究表明，任何物理与化学变化，从始态（反映物）到终态（产物），中间都要经过振动激发，电子跃迁、自由基、离子对、三线态等多瞬态过程的性质和行为，决定着物理和化学反应的方向、速度和效率。凡是有分子、原子、电子和质子等发生变化的过程，都有瞬间态中间体存在，所以对泛系量子力学和各种瞬间态的研究，关系到物理与化学反应、化学激光和同位素分离等的深入研究。而且同光合作用过程、太阳能光电转换、高聚物老化、生物细胞衰老、肿瘤的起因以及火箭推进剂过程等都密切相关。因此对泛系量子力学和瞬间态的研究不仅是物理和化学前沿，而且是分子生物学、遗传工程、现代医学、材料科学、电子学及半导体等多学科研究中的“共相领域”。即“泛系多瞬间态领域”。
由于泛系量子力学分析可定性（量）描述计算物理和化学中物质精细行为的瞬间态过程及规律，因而比用统计方法的现有量子力学处理瞬间态过程及规律要精确优越的多。因此，泛系量子力学是继原子分子论及量子论后出现的一次新的物理、化学和量子论的理论革命。由泛系量子力学将研发瞬间态技术科学引发瞬间态科技革命。数字量子技术科学（模型）
我院与王汰非院士经过多年研究完成了数字量子力学国内外创新学科（成果获中国科技优秀成果特等奖，科技创辉煌金牌奖，第二届中国科学家论坛优秀成果一等奖等）。将成果快速高效转化为数字量子核心技术，在此特邀我国与国际相关科研院所科研机构、著名高校及相关专家，联盟合作共同研发数字量子技术系列软件，从而引发21世纪数字科技革命，推动人类科学科技进入数字全球化时代。
数字仿真实验技术科学（重点合作实用项目）
在现有科学实验基础上，依据数字量子力学与数字核物理研发数字模拟仿真科学实验技术。变革发展传统经典的人工科学实验方法与技术，将实验课题项目转换为数字技术编入计算机程序，用计算机进行模拟仿真科学实验。可全方位节省人力智力设备材料、缩短实验周期简化实验过程，提高实验质量效率和精确度，将研发数字仿真实验核心技术科学。
微观数字结构分析与检测技术（重点合作实用项目）依据数字量子力学与数字核物理建立微观数字分析检测系统，将微观粒子各层次数字结构，数字变化状态及规律（粒子数字状态普）编入计算机程序。用计算机进行模拟防真物理教学和科学实验。可研究基本粒子 —— 终极粒子（终极时空尺度：
r ~10 –35 m ,t~ 10--44 s）各层次数字结构及数字变化状态及规律，可进行分析、检测基本粒子、原子核 —— 终极核之间的任意或全部结构及分布规律。可达到与理论及实验结果相拟合的精确数值。简化现有的理论模型 —— 实验验证 —— 实践应用复杂的泛式过程，大大节省人力智力设备材料科研周期，用计算机的速度进行科学观测检测及实验，将引发数字微观科技革命。
数字物理教学与实验技术（重点合作实用项目）
在现有物理教学与实验基础上，依据数字量子力学与核物理研发数字物理教学与实验技术，将物质与粒子数字结构，数字变化状态及规律编入计算机程序，用计算机进行模拟仿真物理教学与实验。数字物理教学与实验变革发展传统经典的人工教学与实验方法，将教案与实验课题转换为数字技术编入计算机程序，用计算机进行模拟仿真物理教学与与实验。可缩短简化教学与实验周期及过程，提高质量效率和精确度，将引发数字物理教学与实验技术革命。
瞬间态数字技术科学 [43,44]
依据泛系量子力学分析，质量与时空量子性及物质精细行为的瞬间态过程，建立瞬间态数字技术科学引发数字量子科技革命。
瞬间态数字科技：用于飞机激波实验材料断裂、桥梁应变、核弹起爆、导弹跟踪、卫星与飞船姿控、物理与化学反应、生命过程、生物细胞衰老、基因变异、肿瘤起因与防治、瞬间态医疗器械、瞬间态养生疗法、化学激光、同位素分离、光合作用过程、太阳能光电转换、火箭与飞船推进剂燃烧过程、飞船发射、运行、回归瞬间态变化过程等。
激光技术、高速计算机、微弱信号检测技术可实测瞬间态科技性能、指标各种参数。现代物理、化学中可利用闪光光解，脉冲放电和高能射线撞击等多种方法，产生的自由基、三线态、正电子、负离子等十几种瞬间态中间体，然后通过高分子辩率的核磁共振仪、顺磁共振仪、荧光光谱仪和单光子计算机以及分子束实验装置等，测量出寿命只有10－2～10－12秒至
10－ 24秒各种瞬间态物质数量，寿命和衰变过程。
在宇航与交通领域利用数字量子技术与瞬间态技术，可对火箭和宇航推进剂燃烧过程中各种分子原子的瞬间态量子过程进行技术处理，将一部分或大部分分子原子无规则热运动转变成平动能，使它们象光子定向辐射产生高能激光光束，制造出“亚光子火箭”和“亚光子飞船”。利用瞬间态技术可极大的提高汽车和飞机的速度，使其达到极限速度与音速或超音速比美。人们可以利用这些高速与超高速运输工具进行地内与地外旅行。在核反映中利用泛系量子力学和瞬间态技术科学可研制微观终极巨能释放出微观元素的全部能量..数字量子全息网络技术
根据数字量子力学及时空量子理论可研制数字量子全息网络系统，具有超高灵敏度，超高清晰度，超高速（亚光速）运行。可用于民用军用航天太空全息系统网络。可观测天体星系结构演化及发展状态。建立宇宙全息网络系统。
未来高端科技 物质全息复制技术
技术1 根据数字量子力学，数字粒子物理与数字核物理及质量与时空量子理论，提取物质全息量子基因（类比生物遗传基因），进行全息复制物质。与现代克隆生命类同。可全息复制微观粒子，宏观物质和宇宙天体。实现人造太阳梦想。
技术2 利用数字量子全息网络技术，对物质进行全息扫描在电脑中三维复制，程序分析提取物质全息量子基因（类比生物遗传基因），重新组合物质。时空弯曲折叠与时空隧道技术
根据数字量子力学及时空量子理论与泛系相对论超光速时空理论，可研发时空弯曲折叠与时空隧道技术。宇航飞船可进行银河系和宇宙边际的星际旅航。
人类对自然界的认识不断地提高和深化，对自然规律的掌握和应用不断地精化，数字量子力学分析是人类探索微观物质一般态与瞬间态，可观测与不可观测全部量子过程精细行为的整体规律，发展完备现有量子力学开辟微观数字分析新领域，从基本理论上解决量子力学理论解释问题。预期随着理论深入发展和科学实验的精确测试，对物质基础结构、整体状态与规律的研究及在多学科中的广泛应用将具有新的突破
