量子力學核心結論 量子力學的核心是什么

量子理論在應用上,已經是百花齊放,從電腦到激光,從核能到生物技術,一直到現今國內一片火熱的量子通信技術……

量子力學核心結論 量子力學的核心是什么


但是,負責任的說,量子理論的本質是什么?目前,仍然沒有一個有說服力的統一的解釋 。即使是量子論的奠基者之一,著名科學家玻爾,也感嘆過:“如果有人不為量子理論而感到困惑,那么他根本就沒有理解量子論”!可以說,對量子論,我們每一個地球人,仍然是“百姓日用而不知” 。
因此,接下來我們只能從表象上來說一說,量子理論的幾個特征
第一個特征,莊子曰“一尺之捶,日取其半,萬世不竭”,如果是在中學物理課上,這句話沒什么錯誤,但在量子論中,是要打問號的!
常識告訴我們,宇宙中的能量和物質的總量是不變的(小說《三體》中,即以此為起點,推論出著名的黑暗森林法則,吼吼……),能量和物質可以相互轉化 。從能量的角度來說,能量在傳輸過程中,并不是連續不斷的發送和接收,而是分成一小份一小份的,就像人民幣,我遞給你錢,最小的單位就是一分錢,不可再分!
——注意,能量不可無限分割!不可以!那么在微觀世界里,物質是不是可以日取其半,萬世不竭?——那也要打問號了,甚至時間和空間,是否也有最小單位?這個容后再表 。
能量的這個不可分割的最小單位,就被稱為“量子”!用公式表述也很方便,設單個量子的能量為E,則E=hv,h是普朗克常數,v是頻率 。
注意,普朗克常數h和大名鼎鼎的光速c、引力常數G,是我們這個宇宙中,恒定不變的3個基本物理常數 。
第二個特征,具體來說應該是三個,這是目前主流的“哥本哈根解釋”所構建的
玻爾的“互補原理”、波恩的概率解釋、海森堡的不確定性,三位科學家,三大基礎理論,共同構成了量子論“哥本哈根解釋”的核心,至今,仍然深刻地影響我們對于整個宇宙的終極認識 。
互補理論是說:波和粒子在同一時刻是互斥的,但它們卻在一個更高的層次上統一在一起,作為物質的兩面,納入一個整體概念中 。這個其實就是中學物理課上老師含糊的講述卻總也解釋不明白的——光的波粒二象性 。
簡單來說,不僅是光,一切物質都有波粒二象性,“你”既是連續的波,又是離散的粒子!這事兒不太好解釋,打個比方,就像是說,人性有善也有惡,但這卻是人性統一的屬性 。不過呢,主流來說,人性還是以善為主,對于宏觀物體來說,還是體現粒子性為主 。
概率解釋,既然量子是不連續的,那么就無法計算和觀察微觀粒子的運行軌跡了,那么應該如何判斷微觀粒子的位置呢?概率!
沒錯就是概率!就像是擲出一個骰子,它代表的是一種隨機性,一種概率分布,電子電荷在空間中的實際分布,就是一種概率假設 。電子本身不會像波那樣擴展開去,但是它的出現概率,匯總起來,則像一個波 。
不確定性,又叫做測不準原理,微觀粒子的許多組數據,例如位置和動量,不可能同時測準,這不是誤差造成的,這就是物理規律 。
第三大特征,對于三觀的顛覆
概率解釋,不確定性原理和互補原理這三大核心原理中,前兩者摧毀了經典物理世界的因果性,世界是概率,是不確定的,何來因果可言呢?
互補原理和不確定原理又搗毀了世界的客觀性和實在性 。觀測行為決定了觀測結果,世界不是客觀實在的,是“觀測”出來的?!
量子理論,簡直違背了我們人類的理性本身 。但是,它卻能夠解釋量子世界一切不可思議的現象 。這種主流解釋被稱為量子論的“哥本哈根”解釋 。

【量子力學核心結論 量子力學的核心是什么】但是,哥本哈根解釋只能說是武林中的少林武當,屬于泰山北斗一樣的存在,卻一直沒有一統江湖,其他各式各樣的學說,就像小門派一樣,也都有一席之地 。目前最有可能一統江湖的“日月神教”,大概要算是超弦理論,但是路還沒有完全走通 。

    推薦閱讀