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首先，我要说清一点：绝对零度是不可以达到的。这是热力学第三定律。因此，这个命题是不准确的。但是我们可以思考一个极限过程，即T逼近于0，那么这个命题就可以改写为：温度趋于绝对零度时，粒子是否会失去波动性。答案是：不会。因为微观粒子本身就是波粒二象性统一于一体。也就是说，无论什么情况，波动性和粒子性都是不会失去的——答案就这么简单。 现在，我想解释一下这里面一个很重要的物理概念：温度。温度其实来自于热力学。热力学是宏观理论，本身无量子与经典之分。温度反映了体系粒子热运动剧烈程度。一般认为温度可以按照下述方法定义： 这里的E表示体系粒子的动能和，K是与体系有关的常数。由于不同粒子可能会有不同类型的动能，比如平动动能、转动动能、振动动能，就导致这里的K可能不尽相同。但是体系粒子一旦确定，K就是常数。注意，这里只考虑动能，没有势能；而且这里必须是大量粒子的动能和，不能是单个粒子。 接下来，我们考虑T趋于零，那就是动能趋于0。对于量子力学而言，这会造成一些问题。由于动量趋于0，那么粒子的德布罗意波长就要趋于无穷大，这就造成粒子之间会存在十分明显的波函数交叠。这时候就不能才用研究单粒子的方法来研究问题了。一般认为，绝对零度下的理论等同于（非相对论）量子场论。这个时候波函数必须采用体系波函数，而且还把波函数理解为是算符（即所谓的“二次量子化”）。这里不多解释。 另外，比较有趣的事情是：如果温度不为0，我们只需要把温度的倒数看成是虚时间，这样就能把量子场论的那一套方法“搬”过来使用。只不过一般意义的量子场论是相对论性的，而这里说的更多是非相对论的。 |
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