UFO中文网

 找回密码
 注册会员
查看: 1988|回复: 4
收起左侧

量子力学的核心是什么?

[复制链接]
online_member 发表于 2019-6-26 22:18:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
量子力学的核心是什么?

量子力学的核心是什么?644 / 作者:kuaizio / 帖子ID:48347
online_member 发表于 2019-6-26 22:18:57 | 显示全部楼层
谢谢邀请!
量子理论在应用上,已经是百花齐放,从电脑到激光,从核能到生物技术,一直到现今国内一片火热的量子通信技术……
量子力学的核心是什么?677 / 作者:uqgtvoqjar / 帖子ID:48347
但是,负责任的说,量子理论的本质是什么?目前,仍然没有一个有说服力的统一的解释。即使是量子论的奠基者之一,著名科学家玻尔,也感叹过:“如果有人不为量子理论而感到困惑,那么他根本就没有理解量子论”!可以说,对量子论,我们每一个地球人,仍然是“百姓日用而不知”。
因此,接下来我们只能从表象上来说一说,量子理论的几个特征

第一个特征,庄子曰“一尺之捶,日取其半,万世不竭”,如果是在中学物理课上,这句话没什么错误,但在量子论中,是要打问号的!
常识告诉我们,宇宙中的能量和物质的总量是不变的(小说《三体》中,即以此为起点,推论出著名的黑暗森林法则,吼吼……),能量和物质可以相互转化。从能量的角度来说,能量在传输过程中,并不是连续不断的发送和接收,而是分成一小份一小份的,就像人民币,我递给你钱,最小的单位就是一分钱,不可再分!
——注意,能量不可无限分割!不可以!那么在微观世界里,物质是不是可以日取其半,万世不竭?——那也要打问号了,甚至时间和空间,是否也有最小单位?这个容后再表。
能量的这个不可分割的最小单位,就被称为“量子”!用公式表述也很方便,设单个量子的能量为E,则E=hv,h是普朗克常数,v是频率。
注意,普朗克常数h和大名鼎鼎的光速c、引力常数G,是我们这个宇宙中,恒定不变的3个基本物理常数。
第二个特征,具体来说应该是三个,这是目前主流的“哥本哈根解释”所构建的

玻尔的“互补原理”、波恩的概率解释、海森堡的不确定性,三位科学家,三大基础理论,共同构成了量子论“哥本哈根解释”的核心,至今,仍然深刻地影响我们对于整个宇宙的终极认识。
互补理论是说:波和粒子在同一时刻是互斥的,但它们却在一个更高的层次上统一在一起,作为物质的两面,纳入一个整体概念中。这个其实就是中学物理课上老师含糊的讲述却总也解释不明白的——光的波粒二象性。
简单来说,不仅是光,一切物质都有波粒二象性,“你”既是连续的波,又是离散的粒子!这事儿不太好解释,打个比方,就像是说,人性有善也有恶,但这却是人性统一的属性。不过呢,主流来说,人性还是以善为主,对于宏观物体来说,还是体现粒子性为主。
概率解释,既然量子是不连续的,那么就无法计算和观察微观粒子的运行轨迹了,那么应该如何判断微观粒子的位置呢?概率!
没错就是概率!就像是掷出一个骰子,它代表的是一种随机性,一种概率分布,电子电荷在空间中的实际分布,就是一种概率假设。电子本身不会像波那样扩展开去,但是它的出现概率,汇总起来,则像一个波。
不确定性,又叫做测不准原理,微观粒子的许多组数据,例如位置和动量,不可能同时测准,这不是误差造成的,这就是物理规律。
第三大特征,对于三观的颠覆

概率解释,不确定性原理和互补原理这三大核心原理中,前两者摧毁了经典物理世界的因果性,世界是概率,是不确定的,何来因果可言呢?
互补原理和不确定原理又捣毁了世界的客观性和实在性。观测行为决定了观测结果,世界不是客观实在的,是“观测”出来的?!
量子理论,简直违背了我们人类的理性本身。但是,它却能够解释量子世界一切不可思议的现象。这种主流解释被称为量子论的“哥本哈根”解释。

但是,哥本哈根解释只能说是武林中的少林武当,属于泰山北斗一样的存在,却一直没有一统江湖,其他各式各样的学说,就像小门派一样,也都有一席之地。目前最有可能一统江湖的“日月神教”,大概要算是超弦理论,但是路还没有完全走通。
online_member 发表于 2019-6-26 22:19:04 | 显示全部楼层
量子力学的有四大核心理念(main ideas):

①能量或物质是由不连续的量子构成的。

②微观粒子状态是不确定的:同一量子可同时正反转可同时身处异地,量子纠缠是超距的。

③电子云与电磁波都是概率波:1个电子或1个光子也可以成为物质波。

④电子质子等费米子与光子介子等玻色子,都是没有半径的质点,但都有自旋角动量。

这里,我想请教量子大神指点迷津:

就第①理念,量子是不连续的,量子之间的间隙是些什么东西?

就第②理念,微观粒子的不确定性——怎么变成——宏观实体的确定性?

就第③理念,1个量子可构成物质波,这个量子的能量是不是所有点迹能量的总和?

就第④理念,所有粒子无体积——怎么变成——宏观实体的有体积?
online_member 发表于 2019-6-26 22:19:48 | 显示全部楼层
这是下一个科技时代领域里问题,不好回答。我只会用土话描述,量子力学的核心大概是两种以上的质能,进行多重工作系相互交换的一种“无源或无燃料”的物理现象。重要的是,从中提取出任意一个个体工作系,它们就是基础的物理概念中的单体工作系。或者说,量子力学是由多个单体物理工作系拼凑出来的。不知这么说,行不行?忐忑呀!这不是我能回答的问题。悟空你是不是要把我踢出去呀?推荐这么难的题,要玩死我咋滴?学学也好,呵呵!不对之处,勿喷。老心脏不禁吓呀。
online_member 发表于 2019-6-26 22:20:16 | 显示全部楼层
某种意义上讲,没有核心。量子力学是唯一一个为了迎合实验结果,用数学手段组合成的逻辑上自洽的理论。要注意:量子力学的假设多达十几个。所以至今该理论还有很大的争论,特别是对波函数的解析。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

UFO中文网

GMT+8, 2024-11-23 21:26

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2021, Tencent Cloud.

快速回复 返回顶部 返回列表