【2017年整理】普朗克时间和普朗克长度的含义.doc

普朗克时间和普朗克长度的含义 大理学院 工程学院 罗凌霄. 关键词：普朗克时间；普朗克长度；极限驻生次数；超微长度 中图分类号：O 413 文献标识码：A 1912年，普朗克在《热辐射理论一书中，、真空中光速和普朗克常这三个基本物理常，导出长度、时间和质量三.他如下: ； 普朗克时间 ； 普朗克质量 . 根据普朗克质量，容易构造出普朗克能量 . 后来，也有人主张把上述诸式中的普朗克常量换成约化普朗克常量（或者叫做狄拉克）.[1-2 ] 长期以来，人们不断地试图理解这些量，但一直未能明了其确切含义，原因是人们缺少理解这些量所需的基础性概念. 从2000年年末起，笔者致力于“量子现象解释性理论”的研究,这种理论是普朗克-爱因斯坦-德布罗意旧量子论的一种合理延续与发展,虽然在数学上它没有达到量子力学的高度，但它能够揭示能量的实在含义，能够化解狭义相对论和超光速现象的矛盾,能够提供理解普朗克时间和普朗克长度所需的概念基础. 1 量子现象解释性理论简介 在量子现象解释性理论中[3-4]，我们建立了物质结构的元态群模型： 一切粒子都是由元态群和协同元态群组构成的，元态群在做高度频繁的自我复现.元态群只能生起和熄灭，而不能移动.粒子的能量与单位时间内粒子中的元态群发生自再现的总次数的平均值成正比．粒子的速度分为猝移速度、脉动速度和经典速度三个层次. 我们还给出了一些定量的关系式： 粒子的能量与它的平均驻生时间的关系是 . (1) 其中的是速率趋近于时粒子在一个波长内的平均驻生次数，叫做极限驻生次数.它也是光子在一个波长内的平均驻生次数.当时我们用的是半波极限驻生次数，这里的. 速率为时粒子在一个波长内的平均驻生次数（简称波长驻生次数） . (2) 可见.之所以给标上“*”号，是由于我们曾经用没有标“*”号的表示体系处于激发态的时间内的驻生次数. 处于束缚态的粒子,在非相对论情形下,其动能在全周期内的平均值与脉动周期(即粒子越过半个波长所用时间)的平均值的关系是 . (3) 根据公式（3）和驻生脉动分布图，我们用简单的数学方法推出了一系列处于束缚态的粒子的能级公式[3-6]，还推出了量子化的角动量公式和转动动能公式[7]， 这项研究为在大学低年级甚至高中定量讲授量子力学的部分内容提供了可能. 但是，如何确定极限驻生次数的问题还没有解决. 2 普朗克时间的含义 2007年6月29日，笔者在研究极限驻生次数时给出了普朗克时间和普朗克长度含义的一种猜测，但犹豫再三，经过将近4年时间，确信想不出更好的解释，才决定把它整理出来. 笔者猜测，普朗克时间应该是某种粒子处于静止状态时的平均驻生时间.这种粒子应该具有简单的结构，即它就是一个元态群，而非协同元态群组.用粒子物理的语言来说，它没有内部结构.另外，这种粒子应该是稳定的，普遍存在的. 2000年，笔者在发表的论文“本底论”[8]中指出，真空中充满一种叫做本底偶极子的东西；通常情况下，本底偶极子的正、负电荷是重合的；当本底偶极子的正、负电荷的位置错开时就有了电场；当本底偶极子的正、负电荷绕各自的轴沿相反方向旋转时，就有了磁场；当本底偶极子的极化能和磁化能达到最大值时，其正、负电荷就游离开来，成为正电子和电子.按这种理论，电子应该是一种普遍存在的粒子.所以，电子同时具备了简单性、稳定性和普遍性这3个特点. 因此，笔者倾向于假定普朗克时间是静止电子的平均驻生时间. 把和代入（1）式，得 . （4） 可见极限驻生次数和波长驻生次数是大数. 把（4）式代回到（1）式，得 . （5） 3 普朗克长度和普朗克能量的含义 在X射线物理中，有一个重要的常量叫做电子的康普顿波长，它是能量与静止电子能量相等的光子的波长.[9]我们可以把这样的光子叫做康普顿光子.光子发生一次自再现的位置跃变叫做光子的无间位移.由于光子在一个波长内的平均驻生次数(亦即自再现次数)等于，所以康普顿光子的平均无间位移的大小 . （6） 可见普朗克长度等于康普顿光子的平均无间位移的大小. 波长等于普朗克长度的光子的能量等于 . （7） 可见普朗克能量是波长等于普朗克长度的光子的能量. 4 超微长度 能量等于普朗克能量的光子的平均无间位移的大小 . （8） 我们把长