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发表于 2019-5-17 21:19:44
施郁
(复旦大学物理学系教授)
唯象理论是从实验或观察事实总结、概况和提炼出规律,但是没有从基本的概念出发构造理论,后者有时可以叫做第一性原理。当然唯象理论与基本理论的区分有一定的相对性。 唯象理论实际上只是描述了现象,但是也能预言新的事实,但是这种预言并不像基本理论那样有把握,有可能不符合实验,从而就要修改唯象理论。比如,行星运动的开普勒三大定律就是唯象理论,而牛顿的万有引力定律就是一个理论。
量子力学不是唯象理论,而是一个基本理论。对于它所适用的范围,所有的物理理论都必须在量子力学的框架中。所以有很多量子科学,比如量子凝聚态物理、量子光学、量子场论等等。
但是量子力学历史发展的早期,有过唯象理论的发展阶段。 比如玻尔的原子结构模型就是一个唯象理论。玻尔模型之处电子在原子核外受到原子核吸引力,这仍然是牛顿力学的图像。但是在这个基础上,作了几个限制性规定:电子只能处于满足“量子化规则”的轨道,即轨道角动量必须是普朗克常数的整数倍。这个限制性规定没有理由,只是实验事实的总结。所以它是唯象理论。
后来有了量子力学后,可以发现,玻尔模型就只是量子力学用在原子核外电子运动的近似。准确来说,所谓的轨道其实是具有确定能量的状态的近似描述。这些确定能量只能是某些特定值,与玻尔模型给出的一致。但是,给定这样的能量值,电子在原子核外的运动由波函数描述,也就是说,在很多位置都有出现的几率。 |
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