科学外传(4)------正粒子和反粒子

Dirac是个有成就的物理学家.曾看到有篇文章说Dirac的科学成就要比爱因斯的高.这倒是真难比较.如果是爱先生给人们从牛顿力学的重重黑暗中给了人类光明的种子,那么D先生则是为人们如何发扬光大这量子力学的光明而提供了工具和基础.比如说他的场论,以及一些伟大的预测.从数学公式的完美性出发,Dirac 预测了电子和反电子,并且认为任何微观粒子都都正反粒子.后来的高能物理实验验证了这一预测.并且欧洲的科学家们还合成了反类氢粒子.

在微观粒子的相互作用中,开创性的人物就是Feyman,即量子电动力学的发现者,以及他的著名的Feyman diagram(实在是看不懂色动力学,也与我的知识实在是距离遥远,只好做"色盲"好了).

实验的证实和理论的推导都可以让人们相信,每个微观粒子都有一个反微观粒子.正微观粒子和反微观粒子相互作用,即碰撞后发射出光子.但是要将一个光分解为正反粒子策需要很高的能量,也就是很不容易发生.

不难理解如果是正粒子遵循量子力学,那么反粒子也应该是满足量子力学的规律.并且因为正反粒子的尺寸是在同一水平上,所以,他们的波粒二象性的基本特征也是一致的.

那我们就可以有一个胆大的假想.因为偶本人到目前还没有看到这样的猜想,就自以为是是偶自己的独创,当然需要说明的是在这方面偶绝对是见少识更少.不管怎样,我们继续我们的伟大假想.正反粒子具有波粒二象性,而正反粒子间的关系又是绝对的同一关系,即由一个正粒子存在就有一个反粒子存在.那么这假想就是,如果是正粒子的波动性在被测定,那么它的粒子性似乎就消逝了;想对应的,反粒子的粒子性得到了保留,而波动性被认为消逝.这样的结果就是其实一个粒子的波动性和粒子性都存在.如果粒子性在正粒子身上,在明处,则波动性体现在它的反粒子身上,在暗处.反之亦然.

这个关系有些想纠错态,即也有些象量子力学基础上量子计算机的单三态的四重纠错态.这不同于现在计算机即0101的二进制.而这0101的二进制就有些象爱因斯坦理解的确定性,不是这0就是那1,或者不是1就是0,这关系是可以确定的,也与我们的常识相一致.同样地,这复杂的纠错态有些象Bohr等的不确定性.因为从二维来看,即单从正粒子来看,波动性或者粒子性确实是由测定来决定.但如果我们把正反粒子同时来看话,即从四维来看,粒子性和波动性都是可以确定的,因为粒子性和波动都没有消逝,只是一个是显性的一个是阴性而已.而正粒子的粒子性通过反粒子的波动性来关联;这关联可以解释爱因斯坦的EPR思想实验一致,因为正反粒子的碰撞产生光子,而且与时空和时间没有关系,即只是产生能量.

因为微观粒子的正反粒子都是微观尺寸,所以他们的关联和纠错是四维的,复杂和具有明显的不确定性,非得由量子力学来说明.那么当粒子物体的尺寸远远大於纳米,物体的粒子性远远大於波动性,即在牛顿力学上,量子力学哲学上的不确定性又是如何发挥作用?且看我们下回分解.