我是个初一的学生,给婴儿学的量子力学(量子力学的本质是什么)
发布时间:2024-06-18 11:09:32
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狄拉克是量子力学体系的最终建立者,他打通了量子力学算符对易式与经典力学中泊松括号的关系,建立了量子力学的表象理论,猜测量子力学中传播子的相位可能与经典作用量S除以约化普朗克常数有关。如果你去翻阅大学的物理教科书,就会发现,量子力学相当的难懂,从黑体辐射开始讲起,通篇都是高等数学和方程式的推导,相当的“枯燥无趣”,与“量子力学史话”这样的科普书籍描写的场景完全不一样。
1、量子力学的本质是什么?
量子力学的本质是一种力学体系,就这么简单。所以题主的问题很平庸,没有什么营养价值,物理学家所说的“量子力学没有人可以理解”指的是量子力学描述的客观世界是很难理解,客观世界的规律如果真的是像量子力学那样是用波函数来描述的,那么这个世界又如何会让一个明明服从决定论的动力学方程“变”出了非决定论的动力学解呢?我说到这里,题主觉得自己的问题出在哪了吗?至少在我看来,题主将量子力学和量子力学解释混淆了。
这也是很多人在理解物理学(不仅仅是量子力学)时候所出现的思想误区,物理学中的任何理论都是模型,都不能直接拿过来去解释世界,必须要对客观世界做近似才能用物理学去解释,反过来说,需要对物理学做一些假设才能用物理学解释世界。量子力学也不外乎这样,可问题是我们到底对世界做什么样的近似,或者说做什么假设才能用量子力学去解释世界的运动呢?这才是问题关键所在。
经典力学的质点模型很明显是和客观世界不相符合,真实世界里根本没有质点!因此要想用质点模型和动力学去解释世界,就必须要对世界做近似,让客观世界里的客体变成可以当成质点的近似模型,这样就能用经典力学去解释了,但是这种近似必定在一些情况下是错误的,因此我们又得想方设法解决这类问题。对于量子力学,我们同样也是对客观世界做了近似,
这些近似可以理解为物理学的假设,简单来说有两个假设:一是假设微观粒子是没有体积、表面积、长度等线度概念的点粒子;二是假设点粒子全部信息由相应的波函数给出。第一个假设很容易理解,第二个假设却很难理解,因为这个假设没有解释为什么粒子可以理解为波。换句话说,波粒二象性是量子力学的公理,量子力学对波粒二象性并没有做出合理解释,
从这一点上看,量子力学是唯象理论。爱因斯坦等物理学家对量子力学的反对,其实可以理解为是他们意识到了量子力学的唯象性,但是由于种种原因,他们无法指出量子力学到底哪里有问题。或许要想解决量子力学解释疑难,就得突破力学体系,用更高级的理论,从根本上解决量子力学的唯象性,【类似的问题还出现在了牛顿引力论上,牛顿引力论无法解释弱等效原理,只能将它作为公理纳入力学体系。
2、我是个初一的学生,请问初中生能懂量子力学吗?应该如何学?
如果初中生就可以读懂量子力学,量子力学为什么非要安排在大学课程里面呢?很多科普书籍也喜欢谈量子力学,其实都是以讲故事的形态,只是一些皮毛,而没有接触到根本,如果接触到根本,不是讲故事可以完成的,因为量子力学对外行来说,相当的枯燥无味。如果你去翻阅大学的物理教科书,就会发现,量子力学相当的难懂,从黑体辐射开始讲起,通篇都是高等数学和方程式的推导,相当的“枯燥无趣”,与“量子力学史话”这样的科普书籍描写的场景完全不一样,
物理学的基础是数学,天文学也是一样。很多人中学喜欢使用天文望远镜观测星空,以为上了天文系就是整天看看镜子,等你上了天文系,就会发现有一大半的时间就是在做数学题。科普书籍为了吸引读者,不把读吓跑,会用一段一段生动有趣的小故事,把量子力学各种理论的诞生过程描写的妙趣横生,好像量子力学很容易,就是科学家们在灵机一动下就发明了,
其实,量子力学的难度相当高,就是博士毕业也不敢说就懂透彻了。当然,有一类人认为量子力学实在太简单了,就是玩具,这类人就是民科,在民科眼中,没有什么是不可能的,一切皆有可能嘛,爱因斯坦,波尔,海森堡等大科学家在他们眼中,根本就不值得一提,对这类人,我们也没有什么办法,还是敬而远之。对于初中生,我建议不要好高骛远,应该先把文化功课的基础打好,尤其是学好数学,科普书籍也可以看看,增加一些了解,但不要全信,因为很多科普作者写量子力学的,他们自己未必就懂,一些道听途说的传闻也写了进去。