怎么向牛顿解释量子力学？

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怎么向牛顿解释量子力学？

给我闪

牛顿是经典力学的大师，但要向牛顿解释量子力学，他还需要补一补经典电磁学和经典统计力学的知识，当然这些对牛顿大人来说应该不难。

有了这些知识后，牛顿就基本上达到了19世纪末物理学家的理论水平了。这时候我们给牛顿提出三个难题：1.氢原子问题；2.黑体辐射问题；3.太阳能量来源问题。

这三个问题都是综合题，需要牛顿综合利用经典力学（他自己发展的），经典电动力学（麦克斯韦发展的）和经典统计物理（玻尔兹曼和麦克斯韦等发展的）三样屠龙神技。

氢原子问题讲的是“电子-质子”系统的问题，电子带负电，而质子带正电，它们之间存在静电库仑力，与牛顿的万有引力一样，静电库仑力也是一个平方反比的引力，牛顿立刻得出结论说电子将作正圆或椭圆的运动，但考虑到电动力学，加速运动的电子将向外辐射出电磁波，这样电子将不断损失能量最终掉在质子上，因此原子是不稳定的。

这是第一个问题，本质上是一道力学加电磁学的综合题，问题是我们计算出了与事实相悖的结果，这样一种困境应如何解决？

第二个问题是黑体辐射问题，需要综合运用经典电动力学和经典统计，黑体辐射的能量谱密度应当是态密度（单位体积单位频率间隔里电磁波振荡的个数）乘以单个电磁波振荡模式的能量的热力学平均。

这样计算出来的结果是发散的，这意味着任何一个小空间里都孕育着无穷多的能量（紫外发散），这在物理上是莫名其妙的。

第三个问题是太阳能量来源问题，我们可以设想太阳是个很大很大质量分布均匀的球，假设球以一定的速度坍缩，太阳的势能会转变为太阳里面各种粒子运动的动能，动能经无规则的碰撞又会变成热能，为了使太阳具有今天看起来的光度，太阳就必须以一定的速率收缩，这样我们就可以估算出太阳的寿命了，这么计算出来的寿命大概有几千万年，远小于我们观测到的太阳的寿命——四十亿年。

这三个问题都是用经典物理学无法回答的。可以说只要经典物理学发展到一定程度，这些难题就一定会自动冒出来，在19世纪末有无数这样的物理难题，它们很难被经典物理学解释，直到量子概念出现，量子力学诞生这些难题才获得了非常简单清晰的解决。从这个角度说量子力学是经典物理极度成熟的必然成果。

牛顿作为经典物理学大师应该能听懂这个逻辑，即经典物理学在这里很可能是错的。在理解了这一点之后，我们再把量子力学的基本概念和基本方法一点一点教给牛顿，并向牛顿展示我们是如何用这些概念和方法解决这三道难题的。

eromy

或许你还没有解释，牛顿就自然领悟了。要知道，大师之牛，就是牛在很高的理解力，他们不会抱着固有观念，而是相信实验中的经验事实。