马拉多纳踢人:什麽叫量子点

什么是量子点？ 电子在块体材料里，在三个维度的方向上都可以自由运动。但当材料的特征尺寸在一个维度上与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度等物理特征尺寸相当或更小时候，电子在这个方向上的运动会受到限制，电子的能量不再是连续的，而是量子化的，我们称这种材料为超晶格、量子阱材料。量子线材料就是电子只能沿着量子线方向自由运动，另外两个方向上受到限制；量子点材料是指在材料三个维度上的尺寸都要比电子的德布罗意波长小，电子在三个方向上都不能自由运动，能量在三个方向上都是量子化的。
由于上述的原因，电子的态密度函数也发生了变化，块体材料是抛物线，电子在这上面可以自由运动；如果是量子点材料，它的态密度函数就像是单个的分子、原子那样，完全是孤立的函数分布，基于这个特点，可制造功能强大的量子器件。

电子在块体材料里，在三个维度的方向上都可以自由运动。但当材料的特征尺寸在一个维度上与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度等物理特征尺寸相当或更小时候，电子在这个方向上的运动会受到限制，电子的能量不再是连续的，而是量子化的，我们称这种材料为超晶格、量子阱材料。量子线材料就是电子只能沿着量子线方向自由运动，另外两个方向上受到限制；量子点材料是指在材料三个维度上的尺寸都要比电子的德布罗意波长小，电子在三个方向上都不能自由运动，能量在三个方向上都是量子化的。
由于上述的原因，电子的态密度函数也发生了变化，块体材料是抛物线，电子在这上面可以自由运动；如果是量子点材料，它的态密度函数就像是单个的分子、原子那样，完全是孤立的函数分布，基于这个特点，可制造功能强大的量子器件。

（一）
1997年6月沈惠川将他与丁晓青、潘雅君在武汉钢铁学院学报上发表的《复合时空论和量子力学的多世界诠释》一文寄给我，拜读之下，觉得有些问题本来并不难讲明白。我很愿意与他们讨论。于是我诚心地邀请沈惠川先生参加那次秦皇岛会议，我甚至将他与会所需费用都为他解决了，遗憾的是他没来，甚至也不回封信。我本来以为他自己可能已经想明白了，所以也就没有理会。现在，已经过去八年了，有人告诉我说，沈先生似乎并没有想明白，甚至抱住上世纪50年代的别人的老想法不变，也许还有些变本加厉。我本来以为，1964年Bell不等式提出后，以及后来的一连串实验的否定结果，已经把EPR佯谬的讨论发展到了一个非常明晰的新阶段，现在看来，至今还有人根本不明白这种发展的深刻意义。
我想先回答沈惠川等所提出的几个问题。
（1） 沈丁潘文说：“一部量子力学发展史，在某种程度上来说，就是追求将量子力学改造得满足狭义相对论的历史，而不是相反。”我们中国人的一个悲哀就是只知道追随外国的名人的思路，去思考问题。而Bell不等式的实验的否定结果明确说明：“以狭义相对论为基础的因果律被证否了！凡是对量子力学的基础有一定认识的人都已明白：基于简单因果律的隐变量解释，包括“双波理论”都已被实验证明：它们存在的基础已被否定。在这种情势下，我们为什么不能另外开辟新的思路呢？认为别人不沿着半个世纪以前的少数人的思路去思考问题就好像是犯了法。（或用沈丁潘语言，叫“做了案”，我不明白他们为什麽在学术论文中要用这种非学术用语，其实我从来没有像有的人似地偷书往裤裆里装而被人家当场抓住！）如此地固执一已之见，实在令人哭笑不得。
（2）认为根据广义Lorentz变换，只能有4个时空，并不能推出16个时空。这就不对了！很多人（为Roman）早已指出，广义Lorentz变换L可以分为以下4块：
L+: detα=+1， α44≥+1
L- detα=-1， α44≥+1
L- detα=-1， α44≤-1
L-↓ detα =+1， α44≤-1
其中只有 L+ 成群，可定义一个时空，而另3个并不成群。所以沈先生的意见似乎是错的。但是这4个可以拼成二个，即
L+ : detα=±1， α44≥+1
L+ : detα=±1， α44≤-1
这可以构成两个时空。但是如果我们令detα=±1（因为已舍弃恒等变换条件）则可以有16个时空。这在数学上和物理上并没有错。
其实复合时空论的提出，还是从实际出发的。因为无论是基于晶体的分类，还是生物分子的结构都需要16重时空的背景，这我已在很多处说过了。（见：如，世界科技研究与发展，2002年第1期72-76；《量子力学与分子生物学的时空结构》（天津科技翻释出版社）
（3） 沈惠川等提出复合时空论不满足协变性要求。是的！是这样！但并不能为此而说复合时空论是错的！实际上，各位“量子力学大家”们应该有一点量子力学的最起码的常识，就是薜定格方程本来就不满足相对论协变性要求！那他们为什么不对薜定格方程提出指责？！实际上，复合时空论在1979年召开的数学物理讨论会上，已有不少人对我提出协变性问题。我自己的思想也在发展。但最后我可以明确地讲，我们不得不放弃狭义相对论原理，也就是放弃协变性条件。也只有这样，量子力学才能找到与之相协调的时空结构，那就是复合时空论，在此基础上发展量子理论才是比较恰当的。

（二）
沈丁潘文又写道：“对复合时空理论或多世界诠释的支持者来说，他们的自我感觉极佳，因为看上去这两种理论或诠释中不需要引入量子力学其它诠释所必须引入的认识论假设。”这是对的，但这又有什么错？我们中国有些人实际深受杜林哲学的影响而不自觉，杜林说过，学问有两门，一门自然科学，一门社会科学，而哲学是两者的概括和“最后补充”（实际上就是“ 总结”）。恩格斯为此而写了《反杜林论》，认为也只有狂妄的杜林才总想用哲学去“概括”科学，恩格斯认为哲学只是方法论。所以正确的研究科学的方法理应是使科学与哲学脱钩！而有的人就是对什么是科学总是浑浑噩噩，糊里糊涂地就成了杜林的信徒而不自觉。在这一点上沈惠川先生和何祚庥先生等人犯了共同错误。那就是（妄图用杜林哲学来干拢，甚至“指导”物理学的研究，以及其它研究，关于这一点本人已在1988年10月的张家界会议上明确地指出过了。何先生当时似乎很不高兴，可是他毕竟还是一位科学家，所以后来他还是用几种方式表示了他对我的意见的赞同。
（三）
复合时空论的提出，应该说 ，主要还是因为在实验中提出了问题，主要是两个方面
1、 Bell不等式及其实验。
2、 晶体与分子结构分析中对于时空背景的分析。
关于Bell不等式，前面己经讲过了，现在说第二个方面。在历史上，原苏联科学院院士、A、φ、иOφφе（约飞）曾在1955年写过一篇题为《纪念阿耳伯特·爱因斯坦》的文章。文中有这样一段记述：“有一次他注意到我的关于晶体特性的研究，要我向他谈一谈。我在下午三点开始，在二小时后结束了我的叙述。这时一个令人震惊的过程开始了，这是一个了解、掌握新的事实和新的观念，并以之和原来的存在于他的物理图量中的各式各样的那些侧面互相对照的过程。持续了9个小时，一直到深夜2点。整个这段时间，爱因斯坦完全沉浸于他自己的思维中，对周围的一切的事物似乎己毫无感知，比如他用餐时，按照他妻子的指点，用义子把各种食物放进嘴里，却似乎并不知道吃的是什么。” 约飞院士认为这可能是爱因斯坦的日常生活中的经常性的漫不经心。可是当我读到这里时，我却有了另外的理解。如果是随便的漫不经心，那么他为什么要与约飞一谈就是9个小时，并且直到深夜2点钟？我认为，当他刚刚深入了解到，晶体物理学的研究时，他就会立刻想到，在这里的事实和思路，与相对论的刚体运动观念是很不相同的，但却又明显地都与时空观念密切相关！所以才会有那“令人震惊的过程”，并且一谈就是9个小时。只可惜他们二人都未能更深入地了解对方的研究领域，所以虽然谈了9小时，那也只能算是一种蜻蜓点水式的“调研”，但是爱因斯坦毕竟是一位聪明绝顶的，具有极高素养的科学家，只是这9小时也可以使他敏锐地感到存在着大问题。只可惜他未能深入地进入晶体物理学的领域。也许他若能深入研究晶体物理学，哪怕只是2-3年时间，他就会看到更多更大的问题。
（四）
最后，我想建议沈丁潘先生，以及关洪先生等人。好好看一看在1956年-1958年，苏共20大之后，在原苏联科学界思想大解放的那一段时间苏联科学家们写的一些文章。在这里我只想引用B。A。φok院士写的一篇文章，《量力学的诠释》。在此文中，他写道：“如果在波动力学发展的最初几年，尝试用古典精神去解释它是很自然的话，那么对于德布洛依及其后继者近几年来所从事的尝试，就决不能这样说了。这些尝试的特点在于他们的极端矫揉造作和完全缺乏任何启发的价值，从事这些尝试的作者们并没有打算解决任何一个新的问题，恰恰相反，他们的论断却只是把早已从量子力学中，为众所周知的结果牵强附合起来。因此，按实践的准则来讲，就断然否定了这个学限。”而关于Bell不等式的实验结果则更加彻底地否定了这个学派。希望沈丁潘先生在经过进一步的努力学习以后，能尽早回头。否则，再回头就已百年过去了！