2021年11月30日，亞太地區(qū)規(guī)模最大的英文科技出版公司W(wǎng)orld Scientific旗下的新期刊Reports in Advances of Physical Sciences發(fā)表了一篇名為A New Understanding of the Origin of Wave-Particle Duality in Quantum Mechanics（量子力學(xué)波粒二象性起源的一種新理解）的開創(chuàng)性論文。
在這篇論文中，作者不但提出了一種解決困擾量子力學(xué)概率波和量子糾纏這兩個(gè)世紀(jì)難題的一種新思路，還提出了關(guān)于宇宙紅移和光速不變?cè)淼囊环N替代解釋。這意味著從牛頓時(shí)代到現(xiàn)在300多年間科學(xué)家們關(guān)于光的波動(dòng)性和粒子性的爭(zhēng)論有可能被終結(jié)，以及量子力學(xué)概率波和量子糾纏的困惑或被解開；還意味著大爆炸膨脹宇宙理論（哈勃定律）或?qū)⒈桓膶懀约皭垡蛩固沟莫M義相對(duì)論將有可能被取代。據(jù)悉，論文的作者是來(lái)自于中國(guó)的一名科研人員。
在論文里，作者認(rèn)為：
1：光是一種介質(zhì)縱波，可以從光的波動(dòng)性解釋光的粒子性。
2：微觀物質(zhì)粒子只適合討論能量密度或散射粒子量，而不適合討論位置和動(dòng)量，強(qiáng)行討論微觀物質(zhì)粒子的位置和動(dòng)量將導(dǎo)致概率波的困惑。當(dāng)只討論微觀物質(zhì)粒子的能量密度或者散射粒子量時(shí)將可以消除概率波的困惑。
3：量子糾纏是勢(shì)場(chǎng)中兩個(gè)對(duì)稱的位勢(shì)點(diǎn)的對(duì)稱態(tài)的一種體現(xiàn)形式，并非真的存在量子糾纏。
4：宇宙紅移是光作為一種介質(zhì)波在傳播過(guò)程中需要克服介質(zhì)的哈密頓量而發(fā)生能量損耗后產(chǎn)生的紅移，否認(rèn)宇宙紅移是因?yàn)橛钪媾蛎泴?dǎo)致。
5：光速不變?cè)硎且驗(yàn)楣獠ㄏ鄬?duì)于傳播介質(zhì)總保持恒定速度，否定光速不變?cè)硎且驗(yàn)楣馑俳^對(duì)或光速是宇宙上限速度導(dǎo)致。
無(wú)論如何，這樣的論文是劃時(shí)代和具有顛覆性的，如果獲得認(rèn)可，將深刻的改變現(xiàn)代物理學(xué)和我們的教科書。
附上對(duì)作者論文的一種通俗理解
1：光的起源（光是一種介質(zhì)縱波）
具體而言：作者認(rèn)為普朗克黑體輻射發(fā)現(xiàn)的能量的非連續(xù)性（離散性）并不是光波所特有，而且所有不同種類的波的能量都是非連續(xù)性（離散性）的。
原因是：作者認(rèn)為在《量子光學(xué)》中光是電子振動(dòng)產(chǎn)生的，而電子在輻射可見光以后沒有產(chǎn)生質(zhì)量損耗，這說(shuō)明光不是一種粒子而是一種介質(zhì)波，不然電子不能把能量傳遞出去。只有介質(zhì)的存在，電子的振動(dòng)才能傳遞能量以形成可見光。由于電子的振動(dòng)屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，從而光波是一種機(jī)械波（注：在我們的教科書中我們一直認(rèn)為光或電磁波不是一種機(jī)械波，這是基于19世紀(jì)末的觀點(diǎn)。因?yàn)楫?dāng)時(shí)確實(shí)不知道光產(chǎn)生的機(jī)理，直到20世紀(jì)中期量子光學(xué)的建立我們才知道光是電子振動(dòng)產(chǎn)生的?，F(xiàn)在看來(lái)，電子的振動(dòng)確實(shí)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的波確實(shí)是機(jī)械波）。
由于機(jī)械振動(dòng)存在周期，而周期與周期之間存在時(shí)間間隔，這個(gè)時(shí)間間隔將導(dǎo)致機(jī)械振動(dòng)輻射的能量產(chǎn)生非連續(xù)性（離散性），從光學(xué)原理上將導(dǎo)致波節(jié)（學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)）的產(chǎn)生，從視角上表現(xiàn)為波峰和波谷的凹凸變化。（通俗的說(shuō)就是波峰與波峰之間存在波谷，波谷的存在離散了波峰與波峰之間的能量。所以，所有機(jī)械波的能量都是離散的）
由于機(jī)械波這種能量的離散性，可以用來(lái)解釋普朗克黑體輻射中光的粒子性或能量的離散性。從而作者從光的波動(dòng)性的角度解釋了光的粒子性，最終解釋了光的波粒二象性。
同時(shí)，作者還提出光是一種機(jī)械縱波，而不是橫波（我們現(xiàn)在的教科書認(rèn)為光是橫波）。因?yàn)閭鞑M波需要固體介質(zhì)的存在，而光波可以在非固體介質(zhì)中傳播（只有縱波可以同時(shí)在氣體、液體和固體介質(zhì)中同時(shí)傳播），所以，這說(shuō)明光波只能是縱波。另外，他還從縱波的角度解釋了支持光是橫波的馬呂斯定律中光的偏振現(xiàn)象。
2：其它物質(zhì)粒子波粒二象性的起源。
對(duì)于，其它物質(zhì)粒子的波動(dòng)性，作者認(rèn)為：微觀物質(zhì)粒子只適合討論它的散射粒子量或者能流密度，而不適合討論它的位置和動(dòng)量，當(dāng)強(qiáng)行討論它的位置和動(dòng)量時(shí)會(huì)不可避免的導(dǎo)致概率波的困惑，而當(dāng)只討論它的散射粒子量或能流密度時(shí)，可以從粒子性的角度解釋它的波動(dòng)性，從而消除微觀物質(zhì)粒子概率波的困惑。
3：量子糾纏的起源。
對(duì)于量子糾纏的起源。作者認(rèn)為波是球?qū)ΨQ的勢(shì)能場(chǎng)，量子糾纏是一個(gè)波上兩個(gè)對(duì)稱的位勢(shì)點(diǎn)的位勢(shì)的對(duì)稱態(tài)的一種表現(xiàn)形式。當(dāng)測(cè)量其中一個(gè)位勢(shì)點(diǎn)時(shí)，這個(gè)勢(shì)能場(chǎng)將遭到破壞，位勢(shì)點(diǎn)與位勢(shì)點(diǎn)的對(duì)稱狀態(tài)被打破，從而體現(xiàn)為波函數(shù)坍塌，進(jìn)而導(dǎo)致一種位勢(shì)點(diǎn)與位勢(shì)點(diǎn)的糾纏效應(yīng)。也就是說(shuō)，在現(xiàn)實(shí)世界中兩個(gè)物體之間并非真的存在量子糾纏，而僅僅是兩個(gè)物體處于同一個(gè)勢(shì)能場(chǎng)里面同時(shí)受到這個(gè)勢(shì)能場(chǎng)的場(chǎng)勢(shì)的作用，當(dāng)所處場(chǎng)的場(chǎng)勢(shì)受到破壞，處于場(chǎng)內(nèi)的物體就會(huì)受到牽連而產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)效應(yīng)。
4：宇宙紅移的另外一種解釋
由于光作為一種介質(zhì)波的屬性被定性。那么，光波在穿過(guò)宇宙中各個(gè)不同的引力場(chǎng)時(shí)，需要克服不同引力場(chǎng)中的介質(zhì)所具有的動(dòng)能和勢(shì)能，也就是需要克服不同引力場(chǎng)中介質(zhì)所具有的哈密頓量，從而就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)哈密頓阻尼。這個(gè)阻尼的存在將導(dǎo)致光波在傳播過(guò)程中存在普遍的能量損耗，這種損耗的能量將以光譜紅移的形式表現(xiàn)出來(lái)，從而產(chǎn)生一個(gè)宇宙范圍內(nèi)普遍的光譜紅移量，且，光波傳播距離越遠(yuǎn)，它產(chǎn)生的紅移量越大。這就為宇宙紅移提供了一種全新的替代解釋。其中，損耗的能量正好可以用來(lái)解釋宇宙微波背景輻射溫度的存在。
我們知道，星體退卻的哈勃定律是對(duì)宇宙紅移的一種有效解釋， 但不是唯一的解釋。在這篇論文中，作者認(rèn)為根本不用假設(shè)宇宙在膨脹和星體之間在相互退卻也能解釋宇宙紅移，并且可以獲得一種更好的解釋（因?yàn)榧僭O(shè)宇宙膨脹需要再假設(shè)存在一種維持宇宙膨脹的能量，若使用能量損耗的光譜紅移則無(wú)需引入任何假設(shè)）。
另外，根據(jù)哈勃–勒梅特定律（英語(yǔ)：Hubble-Lema?tre law），如果宇宙在膨脹，這意味著所有的星云都在相互遠(yuǎn)離。根據(jù)天文觀察表明，仙女座星云、大麥哲倫星云、小麥哲倫星云、人馬座矮星云等都在靠近銀行系，表現(xiàn)為光譜藍(lán)移。這意味著宇宙膨脹理論是不符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的。
5：光速不變?cè)淼牧硗庖环N解釋
由于光作為一種介質(zhì)波的屬性被定性。那么，光速就是相對(duì)于其傳播介質(zhì)而獲得的速度，又由于光的傳播介質(zhì)相對(duì)于引力場(chǎng)靜止分布，那么，我們?cè)谌魏我?chǎng)中測(cè)量到的速度都是相對(duì)于所在引力場(chǎng)為慣性參考系而獲得的一個(gè)恒定的速度。我們可以把這種原理叫為相對(duì)速度不變性原理。（注：這種原理其實(shí)適合所有種類的介質(zhì)波）
也就是，我們可以去做一個(gè)飛機(jī)與地面的聲速傳播實(shí)驗(yàn)，地面上的人測(cè)量到的飛機(jī)內(nèi)部發(fā)出的聲波的聲速是340m/s,并不是飛機(jī)的速度240m/s 與聲速340m/s 疊加后的580m/s。 原因是：聲波從飛機(jī)內(nèi)部傳播到地面的過(guò)程中，存在一個(gè)介質(zhì)慣性系的切換，當(dāng)聲波傳播到飛機(jī)外殼時(shí)，會(huì)引發(fā)飛機(jī)外殼二次振動(dòng)，對(duì)于地面的觀測(cè)者，聲源來(lái)源于飛機(jī)外殼，而并不是來(lái)源于飛機(jī)內(nèi)部。
當(dāng)光波從一個(gè)引力系（約束系統(tǒng)）切換到另外一個(gè)引力系（約束系統(tǒng)）時(shí)，存在光波的二次發(fā)射。我們通常測(cè)量的光速值，都是以光波的傳播介質(zhì)為參考系測(cè)量得出的光速值，而光波的介質(zhì)總是相對(duì)于引力場(chǎng)靜止，故而，光速在任何引力場(chǎng)中測(cè)量的速度值都是一樣的.從而，我們說(shuō)光速與參考系的選取無(wú)關(guān)，并不表示光速是宇宙上限速度.我們知道，洛倫茲變換是對(duì)光速不變?cè)淼囊环N可行的數(shù)學(xué)表達(dá)模型，而今天我們發(fā)現(xiàn)，采用其它數(shù)學(xué)表達(dá)模型也能解釋光速不變?cè)?。也就說(shuō)我們提出了另外一種關(guān)于光速不變?cè)淼囊环N可行性解釋方式。（注：在這里其實(shí)說(shuō)明了一個(gè)問題，任何波的波速都是相對(duì)于其傳播介質(zhì)測(cè)量的速度，與參考系的選取無(wú)關(guān).）
6：總結(jié)
基于以上原因，作者在嘗試解決量子力學(xué)波粒二象性和量子糾纏這兩個(gè)世紀(jì)難題的同時(shí)，順便提出了一個(gè)取代哈勃定律和愛因斯坦狹義相對(duì)論的新理論。否定了膨脹宇宙和光速是宇宙上限的觀點(diǎn)。
參考來(lái)源：
https://doi.org/10.1142/S242494242150002X
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