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量子理论为现代物理学提供了新的关于微观物理世界的思考方法和表述方法，对固定物理学、原子物理学、粒子物理学以及核物理学的发展奠定了理论基础。量子理论的发展经历了旧量子论、量子力学、量子场论三个重要阶段，为我们从微观层面理解宏观现象提供了理论基础。 1量子力学
量子力学是物理学的分支学科，主要研究微观粒子的运行规律，与相对论一起构成了现代物理学的两大基本支柱。量子力学是在普朗克的量子假说、玻尔的原子理论以及爱因斯坦的光量子理论等旧量子论基础上发展起来的，根据量子态理论，经典物理量的量子化问题可以归结为薛定谔波动方程的求解问题:
ih əət
Ψ(r ,t )=H
^Ψ(r ,t )1.1量子矩阵力学
矩阵力学是量子力学的一种表现形式，是由海森堡博士于1925年提出的，用辐射频率和强度等光学等可观察的量来取代电子轨道概念以及有关经典运动学的量，将参与跃迁过程的状态量排成矩阵并引入方程，
从而得到一种不同于y ·x 的x ·y 不可对易代数，海森堡博士以相对简单的线性谐振子作为矩阵力学的支撑点，试图只用光谱线的频率、强度、偏极化等来观察电子在原子中的轨道，这显然受到了爱因斯坦相对论中对空间和时间作“操作定义”分析的影响。矩阵力学呈现的内容可以概括为四点：用厄米特矩阵表示任何物理量，其中也包括哈密顿量；坐标矩阵X 和动量矩阵Px 满足一定的对易关系(PxX__XPx=-ihE)；系统的正则运动方程是X=[X,H],Px=[Px,H]；物理系统的光谱线频率hvmn=Emm-Enn 决定(Emm 为H 的本征值)。1.2量子波动力学
说出来就过时
奥利利理论物理学家薛定谔对物理学最大的贡献就是独立创立了量子波动力学，并提出了薛定谔方程，薛定谔方程是量子力学中用来描述运动速度远比光速小的微观粒子(如电子、质子、中子等)运动状态的基本规律，这种波动方程与海森堡博士的矩阵描述是等价的。薛定谔波动方程没有考虑到电子的自旋，所以他的波函数描述是非相对论性的。 Ψ(t )〉=u (t ,t 0)Ψ(t 0)〉
u (t ,t 0)=e
-i h
H (t-t 0)1.3玻尔的互补原理
互补原理是于1927年提出的一个基础原理，玻尔认为，不管量子物理现象怎样远远超越经典物理解释的范畴，所有证据的说明必须用经典术语来表达，在量子力学里，微观物体可能具有波动性或粒子性，有时会表现出波动性，有时会表现出粒子性，因此，当描述微观物体的量子行为时，有必要同时对其波动性和粒子性进行考虑。互补原理所要说明的是：不能用单独的一种概念来试图完备地描述整体量子现象，要想完备地描述整体量子现象，就应该分别对波动性、粒子性的概念进行描述。从理论上讲，根据位置—动量不确定性原理和能量—时间不确定性原理，在描述微观物体的量子行为时，位置或能量的不确定性越小，则动量或测量时间的不确定性越大；反之也是如此。互补原理是在不确定原理基础上对量子力学所给出的信息，来判断其可观察量，得到的也是类似的结论：其中一个可观察量的不确定性越小，则另一个可观察量的不确定性越大，反之也是如此。玻尔认为，位置与动量互补，能量与测量时间互补；同样波与粒子也是互补的，但所有的互补
不等同于统一[1]。
ΔxΔPx ≥ћ复配食品添加剂通则
2
ΔE ·Δt ≥ћ
2
φ(x )=n
∑c n øn (x )
1.4量子力学波函数的统计解释
微观粒子具有波粒二象性的特点，对其运动状态的描述自然不能等同于经典力学对粒子运动状态的描述，换言之，对微观粒子运动状态的描述不能用坐标、速度、加速度等物理量，为了解决这一问题，量子力学引入了一个新的概念：波函数，即通过运用一个复函数Ψ(x,y,z,t)来描述微观粒子的运动状态。波函数在空间中某一点的强度与粒子在该点出现的概率成比例，波函数描述自由粒子的波是具有确定能量和动量的平面波，是处在相同条件下，一个粒子的多次行为或大量粒子的一次行为。
dw (x ·y ·z ·t )=c ø(x ·y ·z ·t )dτ
2量子场论
量子场论是量子力学和经典场论相结合的物理理论，是量子力学的进一步发展，在粒子物理学和凝聚态物理学中被广泛应用。量子场论主要描述的是多粒子系统，特别是粒子产生和湮灭过程的系统，并为此提供了有效的描述框架。狄拉克于1928年首次发现了描述单个电子的相对论波动方程，并将量子力学应用到电磁场领域，这为处理电子的产生和消失问题创造了条件。2.1量子电动力学
量子动力学是在侠义相对论和量子力学基础上发展起来的一种关于带电粒子通过电磁场发生电磁相互作用的理论学说，在量子场论发展过程中，量子动力学是历史最长和最成熟的分支，主要对电磁场与带电粒子相互作用的基本过程进行研究。该理论学说是在约旦和维纳将电子场量子化后，进一步研究的成果。
γμə
əxμ()+m {}φ=0
φ⎺γμ
əəxμ
+ieA μ
()-m {}=0
2.2量子味动力学
量子味动力学是一种研究引起微观粒子自发衰变的内在弱相互作用的量子性理论，主要描述夸克所参
小平十章与的电磁相互作用和弱作用的量子场论分支。一般相信夸克是有和味两种自由度，其中，味是指夸克具有各种味量子数(即s、c 等)，量子味动力学则认为夸克通过味和媒介场能够发生电磁相互作用和弱相互作用，味和媒介场是指由光子场和中间矢量玻子场构成的为味觉规范场。量子味动力学可以有不同的方案，其中最有希望的是一种格拉肖———温伯格———萨拉姆模型(G-W-S)。
l q =-14F i μv F i
μd -14
G μv G μd
2.3量子动力学
除了味量子外，夸克另一种自由度就是，量子动力学是一种强相互作用的规范理论，主要描述组成强作用粒子的夸克和与量子数相联系的规范场的相互作用。按照强子结构以及由此组成的夸克模型，所有中子都由三个夸克组成，所有介子都由一对正(下转第18页)
作者简介：刘乐(1992—)，女，辽宁清原人，物理学专业，学号11028039。
量子力学与量子场论研究
刘乐
(沈阳师范大学物理科学与技术学院，辽宁沈阳110034)
【摘要】本文介绍并分析了量子力学与量子场论的主要内容，对相关理论进行了探讨和研究。【关键词】量子力学；量子场论；研究
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界2.1系统硬件
本系统主要对感知层的硬件进行设计。硬件框图如图2，主要是对感烟、感温传感器检测信号进行A/D 转换，对火灾点进行GPRS 定位，以及其他硬件的通信等。控制器MSP430F449通过对传感器检测信
号进行处理、火灾判断、声光报警，并建立与无线网关的通信。
AD 采集模块将烟感、温感等传感器检测的信号进行模数转换，由MSP430F449单片机进行处理、判断、分析。当判断有火灾信息时，将信息传输到网络层，同时通过GPRS 模块将火灾点定位。当然,MSP430F449单片机自带模数转换模块，但是为了检测更多的点，多路AD 还是应该通过扩展AD 转换模块来实现。其他模块的功能是，串行口模块主要完成电平转换；通信接口完成与网络层的通信;I/O 口模块完成报警、显示等；电源模块完成对最小控制系统的供电。
也就是说，本硬件电路主要是完成火灾点的检测、筛选和定位，并完成与网络层的通信，网络层再完成与应用层联络。2.2系统软件
系统软件主要是完成对各层的通信协议的编程。感知层的协议应用比较成熟的IEEE802.15.4协议。感知层和网络层需要编写TCP/IP 协议来实现，但是TCP/IP 协议过于复杂。然而并不是所有的TCP/IP 协议都需要在网络服务器中实现，注意到TCP/IP 协议族中的许多协议在实际应用中完全可以不采用。因此需根据具体应用进行适当裁剪，几个必要的网络协议包括:APP 协议，它提供IP 地址和MAC 地址的转换，是TCP/IP 协议中不可缺少的部分:IP 协议，它用于网络层的数据传输,ICMP 协议，用于报告数据传送过程中的差错情况。 另外就是工作在网络层的TCP 协议，它是整个TCP/IP 协议的核心也最为复杂。TCP 协议分为4层：
链路层、网页层、传输层、应用层。链路层主要是由网关控制器来实现，其数据通信协议采用IEEE802.3标准。网络层实现IP、APP 和ICMP 协议。IP 数据包的首部保留20字节的基本控制信息，每个IP 数据包包含一个分片；实现完整的APP 协议，对于ICMP 协议，只实现ICMP 中类型号为0，代码为0的PING 应答协议。传输层实现TCP 协议。在系统中,TCP 协议只用于支持HTTP 协议，由于在连接是一直处于被动服务的状态，因此在设计中让它一开始就处于LISTEN 状态，来监听客户端得连接请求，避免了主动打开的操作，可更高效的服务于客户机。应用层实现HTTP 协议。现场监测设备与用户的交互式数据交换通过HTTP 协议来实现。HTTP 在端口80上使用TCP 的服务。系统需要监听网络状态，对以太网数据帧进行解包分析，根据结果分别进入处理程序，完成嵌入式TCP/IP 协议处理，将现场的监测数据发送到以太网，网内所有采用TCP/IP 协议的计算机都能收到此数据帧。
应用层服务器模块：嵌入式Web 服务器的实现是以TCP/IP 协议来传输数据，以HTTP 协议来进行客户端与服务器之间的请求和相应。Web 服务系统采用B/S 模式，由位于服务器的Web 服务器和位于客户端的Web 服务器的任务是等待客户机得连接。系统主要用HTTP 协议，并使用URL,HTML 和CGL 等方法进行信息的定位，存储和显示。HTTP 协议是实现客户端到服务器之间的静态文件传输协议，采用请求/相应的握手方式，客户端向服务器
请求文件对象，服务器把文件对象发往客户端作为响应。HTTP
采用TCP 连接，该连接状态仅在此次连接中保持，无论浏览器或服务器都不会记忆上次连接的状态。
本系统的实现需要硬件和软件共同完成，优化的软件设计方案可以很大程度的减轻硬件成本负担，只有软硬件同时达到优化才能使整个系统达到最高优化。整个系统的软件部分采用自上而下的模块化程序设计，各分支部分分别实现，其主要子程序如图3所示。
图3系统流程图
3结束语
采用物联网技术，可以使火灾自动报警系统更加快速、准确地探测火灾的发生，提高火灾报警的准确性，降低误报率；采用物联网技术传递火警信息，可以极大地缩短报警时间，提高系统的稳定性，而且可以大幅度提高系统的兼容性和扩展性，便于系统维护升级和互联互通。
但是，物联网在火灾预防和报警中应用还没达到大规模的程度，当然在应用中还需要解决一些问题，如传感器的地址编码问题、与应急救援平台的联网问题、与已经在使用的火灾自动报警系统的兼容问题等等。随着研究人员不断探索和深入，相信这些问题都会得到解决，使得物联网在火灾报警系统的应用更加成熟。所以，当成熟的物联网火灾自动报警系统的应用，必然会在社会经济上产生巨大的效益[5]蜗轮蜗杆传动
[1]张翔.基于物联网技术的火灾自动报警系统研究[J].防灾科技学院学报,2011,3.[2]李振雷.物联网技术在火灾预警中的应用[D].青岛理工大学,2010,12.
[3]汪洋文杰，王楠，司轶芳.基于ZigBee 技术的火灾自动报警系统[J].电子技术,2010,5.
[4]王慧琚.基于物联网的火灾监测系统[D].兰州大学,2012,5.[5]王忠敏.EPC 与物联网[M].北京：中国标准出版社,2004.
[责任编辑：薛俊歌]
(上接第5页)反夸克组成，夸克的自旋就是1/2，由于中子中的三个夸克各带不同的，介子中的一对正反夸克带相反的量子数，在强作用下，三种夸克的性质几乎相似，因此强作用与其具有相应的对称性。根据规范理论，微扰量子动力学与渐近自由，所以是可以重正化的，其微扰论展开式可以计算到高阶，这在其他的强作用量子场论中，由于耦合常数大，微扰论展开式不能用来作可靠的计算。在量子电动力学中，量子动力学有它独特之处，借助真空极化的屏蔽作用，能够让电子的有效电荷随着对电子距离减小而变大。量子动力学解释了质子和中子以及其他强子的相互作用和内部构
造体现出的强相互作用力，与量子味动力学一同被认为是最有希望的强作用基本理论[2]。
λp 2,λp
2[]
=if pδηλη2
L=-φ(əμ⁃igB P μ)φ-φmφ-14
F p μv F
p
μv
3结论
量子理论的发展经历了旧量子论、量子力学、量子场论三个重要阶段，旧量子论反映了物质的粒子性，
量子力学反映了物质的波粒二象性，从旧量子论过渡到量子力学，是微观粒子研究乃至物理学研究的一大突破，而量子场论则通过量子化规则将经典电磁场量子化
，在量子力学基础上又取得了进一步的发展。量子力学描述的是微观粒子的运动规律，量子场论描述的是高能微观粒子的产生和消失，从二者涉及的假说和理论中，我们能够发现，该科学理论存在限制性条件，还有待进一步的研究。
[1]游阳明，张向牧，张春华，等.量子力学与量子场论[J].沧州师范专科学校学报,2004,01:41-44.
[2]李继弘，张耀文.量子力学和量子场论中的质量与能量[J].赤峰学院学报：自然科学版,2012,19:15-16.
[责任编辑：薛俊歌]
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