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量子力学为何接近神

 五花八门555 2023-01-26 发布于山西

1. 没有人懂量子力学。这不是我说的,是不止一个物理大牛说的,比如费曼。

2. 虽然没有人“懂”,但一般合格的物理学家或化学家都会“用”量子力学,并且根据量子力学算出的东西到现在为止还没有跟实验违背的。我们现在熟悉的各种科技产品,背后都有量子力学的道理。事实上,现实世界的一切,其背后都有量子力学的道理。有人甚至认为我们的精神世界、我们的意识,本质上都与量子力学有关,不过只是一家之言。

3. 微观世界的事情只能用几率描述。

4. 这些几率的计算方式跟我们日常生活中计算几率的方式不一样。

比如,一个房间有两扇窗户,打开左边的窗户或者打开右边的窗户都能让屋子里面接收到光线(你可以把屋子里每个地方的亮度理解为光线到达的几率),现在如果两扇窗户同时打开,生活常识告诉我们屋子会更亮,但根据量子力学,屋子里有些地方会更亮,有些地方会更暗。为什么平时我们看不到这样的现象呢?因为窗子太大了,如果你把窗户的尺寸减小到微米量级,就能看到了。这便是所谓“双缝干涉”。

5. 计算这些几率需要用到叫做“波函数”和“算符”的东西,这些东西只是数学对象,不存在直观的现实对应,也就是说,你不能指着某个东西说,这是个“波函数”或者这是个“算符”。

6. 波函数是“函数”,也就是说,在空间的每个点,都对应着一个数字。但其实不是“一个”数字,而是两个,组成所谓的“复数”(也许你高中学过)。有时候空间每个点对应两个数字都不够了,需要更多的数字,可以用来描述一个东西的自旋(可以理解为自转的方向和快慢)。

7. 量子力学虽然跟经典力学大大不同,可是,在实践的意义上,量子力学却不能独立于经典力学存在。比如,上面说的“算符”的形式往往要参考经典力学才能得到。为什么强调“在实践的意义上”?因为“理论上”量子力学是不需要以经典力学作为基础的,经典力学和量子力学在“地位”上不存在先后关系。当然了,经典力学可以作为量子力学的宏观近似。真正用量子力学算东西的时候,常常需要参考经典力学对类似系统的处理方式。

8. 量子力学本身不是“混沌而不确定的”,量子力学的计算规则是明晰的。所谓的混沌和不确定,一方面可能指的是由于量子力学不好理解导致的争议,另一方面可能指的是关于微观世界一切都是几率这一点。

9. 比方1:经典力学里我们说“他一脚把球踢飞了”,在量子力学中我们说,“假设脚与球的作用方式是如此如此,假定球和脚的初始状态是如此如此,脚和球发生相互作用后,两者新的状态会是如此如此,其中,球往前飞出的几率是多少多少,球往后飞出的几率是多少多少”,差不多就是这样。

比方2:想象人很少的街道,大家各走各的路,互不干涉,想怎么走都可以,这相当于经典力学的世界;然后想象拥挤的街道,人与人之间推推搡搡,迈步都困难,你要么站着不动,要么偶尔挪动一下,这大致相当于量子的世界。

 

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