质能守恒转化的量子当量方程E=mc^2（非相对论）推导途径与解释

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这就是我的量子论推导，跟相对论没有丝毫关系。

以及场势或势场以及质能。

我的拓变论首先是民族的，然后民族的才是世界的，在现有的世界范围内，一套全新的理论必然要冲破现有的成见和牢笼，我又相信相对论，国际上相信相对论，那是他们的事情，我何必要用我的热脸去贴人家冷屁股？再说我也没有那个本事，我还是首先立足于民族的，其次国际上只能够顺其自然了，如果他们愿意接受，他们自己翻译去吧。再说我何止是一篇论文，我建立的是全新的全科学理论体系，这些只是副产品而已，它将来会出现在拓变论整理先有科学的篇章里面。而且我将不再考虑任何与相对论有关的问题，置之不理是最好的漠视。

m和u都是变量，u是变量是物质体系m受到外力作用，m是变量是物质体系m受到内力作用，即如核爆炸力作用，而质量转化为量子辐射能量，量子辐射速度为光速c。因此∫ud(mu)=∫（u^2dm+mudu)=∫u^2dm+∫mudu=mc^2+mu^2/2。

分部积分法的全微分形式是：d(uv) = vdu + udv。

∫u^2dm+∫mudu中的u^2dm和mudu属于偏微分转化成常微分的结果，即u∂(mu)=u^2dm+mudu。

E=∫Fdx=∫(dp/dt)dx=∫dp(dx/dt)=∫ud(mu)=∫（u^2dm+mudu)=∫u^2dm+∫mudu，然后再对E=∫u^2dm和∫mudu进行分别定积分计算。得∫mudu=mu^2/2，∫u^2dm=mc^2。

数学物理上20多年前早就推算到这一步了：E=∫Fdx=∫(dp/dt)dx=∫dp(dx/dt)=∫ud(mu)=∫（u^2dm+mudu)=∫u^2dm+∫mudu=∫u^2dm+0.5mu^2。之所以∫u^2dm没有前进，就是出于谨慎的缘故，而没有把∫u^2dm=mu^2后直接就用u=c取代。又是思考20年，有了依据之后才下mc^2这个结论。
而当我在百度百科E=mc^2词条中见到了“同时公式说明物质可以转变为辐射能，辐射能也可以转变为物质。”的时候，我终于恍然大悟了，才终于在20年后迈出了定积分∫u^2dm=mc^2这一步。

速度的相对性则在于体动性属于整体的宏观运动性，属于表征运动，由地球既有自转又有公转来看，宏观的体动性是外在的和相对的，因为转动并没有改变体动的运动方向。速度的绝对性则在于微观速度的运动绝对性，是以速度c本征运动性。

力动属于能势运动的一种表现方式，其微观的特性具有其自身的特殊规律与属性。

时间秒是一个人择的过程次序度量单位，以这些人择的计量单位得出的量化数据都是相对而言的，并非转化为自然单位下的量值都不具有绝对性。类似化学上以碳12的原子个数为计量基准的的化学摩尔数，则具有绝对性，属于自然单位范畴。

量子力学和相对论存在怎样的矛盾？支持哪个？
补充：
哥本哈根学派是持怎样的观点？
满意答案
诺贝尔团队合作 高级团 合作回答者：1人 2011-06-18
爱因斯坦最早注意到量子力学与相对论的不相容性。在1927年的第五届索尔维会议上，爱因斯坦对刚刚建立的量子力学理论表示了不满，他在反对意见中指出，如果量子力学是描述单次微观物理过程的理论，则量子力学将违反相对论。1935年，在论证量子力学不完备性的EPR文章中，爱因斯坦再一次揭示了量子力学的完备性同相对论的定域性假设之间存在矛盾。在爱因斯坦看来，相对论无疑是正确的，而量子力学由于违反相对论必然是不正确的，或者至少是不完备的。
1964年，在爱因斯坦的EPR论证的基础上，贝尔提出了著名的贝尔不等式，这一不等式进一步显示了相对论所要求的定域性与量子力学之间的深刻矛盾，并提供了利用实验来进行判决的可能性。根据贝尔的分析，如果量子力学是正确的，它必定是非定域的。利用贝尔不等式，人们进行了大量实验来检验量子力学的正确性，其中最有说服力的是阿斯派克特等人于1982年所做的实验，他们的实验结果证实了量子力学的预言，并显示了量子非定域性的客观存在。
尽管量子非定域性的存在已经为实验所证实，然而，量子力学与相对论的不相容问题至今仍然没有得到满意的解决。根本原因在于，一方面，量子力学的理论基础仍没有坚实地建立起来，另一方面，量子力学所蕴含的非定域性又暗示了相对论的普适性将同样受到怀疑。
追问：
哥本哈根学派是持怎样的观点？
回答：
围绕着量子力学理论体系的物理解释问题 ,以玻尔为首的哥本哈根学派与爱因斯坦等人展开了旷日持久的论争。这是物理学发展史上持续时间最长,斗争最激烈,最富哲学意义的论战之。爱因斯坦虽然赞成光具有波粒二象性的提法但却坚信波和粒子可以因果性地相互联系起来。而玻尔则固守光的波动理论,否认光量子基本方程的有效性并强调要同经典的力学概念作彻底的决裂。
1924年康普顿实验证实了光量子的粒子特性之后玻尔与爱因斯坦的论战第一次进人高潮。为了固守自己的理论,玻尔在1924年写的一篇文章中完全摒弃了爱因斯坦的辐射能量子观念 ,取而代之的是一种全新的几率方法。
他认为能量和动量守恒定律对单个原子构成基元过程并不成立只有在统计意义上才能谈及守恒。对此爱因斯坦在同年4月29日致玻恩夫妇的信中予以反驳“我觉得完全不能容忍这样的想法 ,即认为电子受到照射而辐射时 ,不仅它的跳跃时刻 ,而且它的运动方向都由自己的自由意志去选择。……”
1926年4月 ,薛定谬在一篇题为《关于海森伯 —玻恩—约尔丹的量子力学与我的波动力学之间的关系 》 的论文中 ,用数学变换的方法证明了波动力学和矩阵力学的等价性。同年12月 ,狄拉克又提出了新的变换理论 ,他从海森伯的矩阵力学出发 ,导出了薛定谬的波动方程。至此 ,众多物理学家对两者的数学处理结果的一致性已无人怀疑 ,但对波函数的物理解释却仍各持己见。薛定愕坚持认为德布罗意提出的物质波是一种在三维空间中真实存在的,可观察测量的波 。薛定愕试图创立一种纯粹由波动理论所构成的物理学。为此 ,他对量子力学中一些不合常理的特殊概念,尤其是“该死的量子跃迁 ”十分反感。
他在一次对玻尔的谈话中说“如果我们打算保留这些可恶的量子跃迁的话 ,那我总对自己曾同原子物理学打过交道而感到遗憾。”在此后较长一段时间内,薛定愕一直认为量子跃迁能够完全避免一个系统的稳定态实际上完全可 以看作是一种驻波 它们的能量取决于波的频率。一个粒子钓运动可以用波动方程中的一个波包来描述。但是 ,按照他自己的波动理论推算 ,波包将随着时间的推移而散开这显然与粒子能长期稳定这个事实不相符合。
为此玻恩于1926年6月提出了波函数的统计解释。他认为*是粒子在位形空间中出现的几率。按此观点,事件的全过程决定于概率定律对应于空间的一个状态就有一个由跟此状态相关的物质波所确定的几率。因此薛定愕方程中的波函数只能给出某力学过程一个确定的几率,而不能给出力学变量的确定值。
爱因靳坦对玻恩关于波函数的几率解释深为不满他在年1926年12月写给玻恩的信中说“量子力学固然是堂皇的可是有一种内在的声音告诉我它还不是那真实的东西 这理论说得很多但是它一点也没有真正使我们更接近这个‘恶魔’的秘密我无论如何深信上帝不是在掷般子。很明显爱因斯坦坚信能够提供关于客观世界的确切知识 ,因而认为玻恩的几率解释是“含糊不清”的。
玻思等人认为情况并非如此 ,任何既定时刻我们对于客观世界的描述虽然只是一种粗糙的近似但正是由于这种近似,应用某些象量子力学几率定律这样的规律 ,我们可以预知未来时刻的情况。至此 ,双方争论的焦点已经由波函数的统计解释的有效性发展到哲学上的认识论问题‘年海森伯在《关于量子论的运动学和力学的直觉内容 》 一文中提出 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 ,存在着一个基本的限度。
同时 ,他用严密的数学方法推算出粒子的位置与动量的不确定量之间存在的关系，就是后来非常著名的测不准关系式。它表明微观粒子的某些对应的物理量不可能同时具有完全确定的数值。例如粒子的位置和动量角位移和角动量能量和时间等等 ,其中一个量越精确 ,另一个量就越不准确,此关系式给出了经典的粒子概念及其力学量对微观粒子适用的限度。为了使测不准关系更具普遍性和透彻性 ,玻尔对此进行了大量的分析研究。
1927年9月,在纪念意大利著名的物理学家伏打,逝世100周年的科摩国际物理学会议上,玻尔发表了为“量子公式和原子论的最近发展 ”的演讲 ,首次全面系统地阐述了“互补性原理。”他认为微粒和波的概念是互相补充的,同时又是互相矛盾的 ,微观客体和测量仪器之间的相互作用是不可控制的,其数学表示是“测不准关系式”它决定了量子力学的规律只能是几率性的 ,因此 ,必须抛弃决定性的因果原理。玻尔还特别强调微观客体的行为有赖于观测条件,一个物理量不是依靠其本身即为客观存在,而是只有在人们观测它时才有意义。
玻尔的互补原理被哥本哈根学派推崇备至 ,被认为是一个普遍适用的科学原理。在布鲁塞尔举行的第五届索耳威物理会议上,以玻尔为代表的哥本哈根学派对量子力学的解释为当时大多数物理学家所接受 ,因而成为正统的解释。玻恩和海森伯在他们的报告结尾中断言“我们认为量子力学是一个完备的理论 ,它的基本物理和数学假设是不允许进一步加以修改的。“在此次会议上 ,爱因斯坦几乎是单枪匹马地进行论争 ,他断然拒绝哥本哈根派对量子力学的几率解释 ,称之为“海森伯—玻尔的绥靖宗教”。指出对方人多势众是因为“这种宗教向他们的信徒们暂时提供了一个舒适的、一躺下去就不容易惊醒的软枕。”他坚持认为量子力学只能描述处于相同环境中为数众多而又彼此独立的粒子全体 ,而不能描写单个粒子的运动状态 ,因为单个粒子的运动状态必须是决定性的而不能是统计几率性的。
由此可见 ,量子力学理论是不完备的。在1930年召开的第六届索耳威物理会议期间,爱因斯坦精心设计计了一个由时钟和量尺构成的理想实验—光子箱 ,想以此证明能量和时间的不确定量不满足测不准关系。玻尔为了回答爱因斯坦的挑战,经过一个不眠之夜的紧张思考,发现爱因斯坦在作上述推理时,竟忽视了他自己创立的广义相对论的红移效应。即在引力场中,时钟在运动过程中会延缓。结果这个由爱因斯坦设计的 ,试图用来否定测不准关系的光子箱,反倒变成了论证测不准关系的理想仪器 。
从1935年起,爱因斯坦与玻尔的争论焦点由哥本哈根学派方法的不连续性转移到方法的不完备性。同年5月 ,爱因斯坦与玻多尔斯基，罗森 共同发表了 一篇题为“能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗”的文章 ,即著名的悖论。它指出波函数所提供的关于物理实在的描述是不完备的 ,量子学的实质并没有放弃严格的因果律。文章强调物理学理论在对完全确定的实验结果的明确描述方面 ,并不存在任何局限性。对此 ,玻尔不久便撰文进行了答辩与驳斥。双方的论争又一次进人高潮。
论战持续了几十年之久 ,直至爱因斯坦和玻尔两位科学巨人相继逝世这场争论仍没有最终结束。作为后人,我们了解和研究这场争论的目的并不在于得出谁是最后的胜者或败者,而是应该关注,在争论中双方共同澄清了一些什么问题创立了什么新的科学方法同时 ,我们也应看到 ,两位科学大师的争论 ,为世人树立了科学争鸣的光辉典范。毫无疑问,争论本身推动了量子力学的建立和完善,并为量子力学的进一步发展提出了新的问题。
——转引自SOSO问问，问题库。

续：康普顿效应
4注意
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1.散射波长改变量lD 的数量级为 10-12m，对于可见光波长 l~10-7m，lD<<l，所以观察不到康普顿效应。
2. 散射光中有与入射光相同的波长的射线，是由于光子与原子碰撞，原子质量很大，光子碰撞后，能量
康普顿效应
不变，散射光频率不变。
康普顿效应的发现，以及理论分析和实验结果的一致，不仅有力地证实了光子假说的正确性，并且证实了微观粒子的相互作用过程中，也严格遵守能量守恒和动量守恒定律。
5发现者
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康普顿(Arthur Holly Compton)教授是美国著名的物理学家、“康普顿效应”的发现者。 1892年9月10日康普顿出生于俄亥俄州的伍斯特，1962年3月15日于加利福尼亚州的伯克利逝世，终年70岁。
康普顿出身于高级知识分子家庭，其父曾任伍斯特学院哲学教授兼院长。康普顿的大哥卡尔(KarL)是普林斯顿大学物理系主任，后来成为麻省理工学院院长，他是康普顿最亲密的和最好的科学带路人。
康普顿中学毕业后，升入伍斯特学院。该院具有悠久的历史传统，这对康普顿一生的事业具有决定性的影响。在这里，他所受的基础教育，几乎完全决定了他一生中对生活、科学的态度。在学院以外，康普顿熟悉许多感兴趣的事物，诸如密执安的夏令营、卡尔早期的科学实验等等。所有这些对康普顿以后的科学生涯也都具有重要的作用。
1913年，康普顿从伍斯特学院毕业后，进入普林斯顿大学深造,1914年取得硕士学位，1916年取得博士学位。他的博士学位论文起先由里查逊(O·W·Richardson)指导，后来在库克(H·L·Cooke)指导下完成。取得哲学博士学位后，康普顿在明尼苏达大学(1916—1917)担任为期一年的物理学教学工作,随后在宾夕法尼亚州的东匹兹堡威斯汀豪斯电气和制造公司担任两年研究工程师。在此期间，康普顿为陆军通讯兵发展航空仪器做了大量有独创性的工作；并且还取得钠汽灯设计的专利。后面这一项工作跟他以后在美国俄亥俄州克利夫兰内拉帕克创办荧光灯工业密切相关；在内拉帕克期间，他跟通用电气公司的技术指导佐利·杰弗里斯(Zay Jeffries)密切配合，促进了荧光灯工业的发展，使荧光灯的研制进入最活跃的年代。
康普顿的科学家生涯是从研究X射线开始的。早在大学学习时期,他在毕业论文中，就提出一个新的理论见解，其大意是：在晶体中X射线衍射的强度是与该晶体所含的原子中的电子分布有关。在威斯汀豪斯期间(1917——1919)；康普顿继续从事X射线的研究。从1918年起，他在理论在获得X射线吸收与和实验两方面研究了X射线的散射。散射数据之间的定量吻合之后，根据J·J·汤姆逊的经典理论，康普顿提出了电子有限线度(半径1.85×10-10”cm)的假设，说明密度与散射角的观察关系。这是个简单的开端，却导致了后来形成的电子以及其它基本粒子的“康普顿波长”概念。这个概念后来在他自己的X射线散射的量子理论以及量子电动
康普顿
力学中都充分地得到了发展。
在这一时期他的第二项研究，是1917年在明尼苏达大学跟奥斯瓦德·罗格利(Oswrald Rognley)一起开始的，这就是关于决定磁化效应对磁晶体X射线反射的密度问题。这项研究表明，电子轨道运动对磁化效应不起作用。他认为铁磁性是由于电子本身的固有特性所引起的，这是一个基本磁荷。这一看法的正确性后来由他在芝加哥大学指导的学生斯特思斯(J·C·Stearns)用实验得出的结果作了更有力的证明。
第—次世界大战后，1919至1920年间，康普顿到英国进修，在剑桥卡文迪许实验室从事研究。当时卡文迪许实验室正处于最兴旺发达的年代，许多年轻有为的英国科学工作者从战场转到这里跟随卢瑟福、J·J·汤姆逊进行研究。康普顿认为它是一个最鼓舞人心的年代，在这段时间里他不仅限卢瑟福建立了关系；而且也得以与汤姆逊会面。当时，汤姆逊对他的研究能力给以高度的评价，这极大地鼓舞了康普顿，使他对自己的见解更加充满信心。康普顿跟汤姆逊的友好关系二直保持到生命的最后一刻。
在剑桥期间，由于高压X射线装置不适用，康普顿便改用γ射线进行散射实验。这—实验不仅证实格雷（T·A·Gray)其他科学家早期研究的结果，同时也为康普顿对X射线散射实验作更深入的研究奠定了基础。
之后，康普顿于1920年回到美国，在圣路易斯华盛顿大学担任韦曼·克劳(Wayman Crow)讲座教授兼物理系主任。在这里他作出了对他来说是最伟大的一个发现。当时，康普顿把来自钼靶的X射线投射到石墨上以观测被散射后的x射线。他发现其中包含有两种不同频率的成分，一种频率(或波长)和原来人射的X射线的频率相同，而另一种则比原来人射的父射线的频率小。这种频率的改变和散射角有一定的关系。对于第一种不改变频率的成分可用通常的波动理论来说明，因为根据光的波动理论，散射不会改变入射光的频率。而实验中出现的、第二种频率变小的成分却令人费解，它无法用经典的概念来说明。面对这种实验所观测到的事实，康普顿于1923年提出了自己的解释。他认为这种现象是由光量子和电子的相互碰撞引起的。光量子不仅具有能量，而且具有某些类似力学意义的动量，在碰撞过程中，光子把一部分能量传递给电子，减少了它的能量，因而也就降低了它的频率。另外，根据碰撞粒子的能量和动量守恒，可以导出频率改变和散射角的依赖关系，这也就能很好地说明了康普顿所观测到的事实。这样一来，人们不得不承认：光除了具有早巳熟知的波动性以外，还具有粒子的性质。这就说明了一束光是由互相分离的若干粒子所组成的，这种粒子在许多方
康普顿效应
面表现出和通常物质的粒子具有同样的性质。康普顿的这一科学研究成果，陆陆续续发表在许多期刊上。1926年他又把先后发表的论文综合起来写成《 X射线与电子》一书。
1923年，康普顿接受了芝加哥大学物理学教授职位(R·A·密立根曾经担任过这一职位)，同迈克尔逊共事。在这里担，他把自己的第一项研究定名为“康普顿效应”。由于他对“康普顿效应”的一系列实验及其理论解释，因此与英国的A·T·R威尔逊一起分享了1927年度诺贝尔物理学奖金。这时他年仅35岁。同年，他被选为美国国立科学院院士，1929年成为C·H·斯威夫特(C·H·Svift)讲座教授。
1930年，康普顿改变了自己的主要兴趣，从研究X射线转为研究宇宙射线。这是因为宇宙射线中的高能γ射线和电子的相互作用是“康普顿效应”的一个重要方面(今天，高能电子与低能光子相互作用的反康普顿效应是天文物理学的重要研究课题)。第二次世界大战期间，许多物理学家都关心“铀的问题”，康普顿更不例外。1941年l1月6日，康普顿作为国立科学院铀委员会主席，发表了一篇关于原子能的军事潜力的报告，这篇报告促进了核反应堆和原子弹的发展。劳伦斯在加利福尼亚大学发现钚，不久，曼哈顿工区冶金实验室负责生产钚，这些方面的工作主要也是由康普顿和劳伦斯领导的。费米设计的第一个原子核链式反应堆，也曾受到康普顿的支持和鼓励。
战争末期，康普顿接受了圣路易斯华盛顿大学校长的职位。二五年前，他正是在该校做出了最大的物理发现——“康普顿效应”。1954年，康普顿到了应从大学行政领导岗位上退休的年龄了。退休后，他继续讲学、教书并撰写著作。在此期间他发表了《原子探索》一书。这是一部名著，它完整而系统地汇集了战争期间曼哈顿计划中所有同事的研究成果。
康普顿是世界最伟大的科学家之一。他所发现的“康普顿效应”是发展量子物理学的核心。他的这一发现为自己在伟大科学家的行列中取得了无可争辩的地位。