张朝阳:没有量子力学世界是一堆灰,量子力学有哪些深奥意义?

2024-05-15

1. 张朝阳:没有量子力学世界是一堆灰,量子力学有哪些深奥意义?

张朝阳:没有量子力学世界是一堆灰,量子力学有哪些深奥意义?哲学是什么?是讲本质的,是讲某个东西到底是什么的。比如一块石头到底是什么?有的人说是一个客观存在着的物体,而有的人却说是心中的意念的在现等等等等,即便无法证实,没有依据,也要说说。而这些东西不是科学所关心的。科学是一门讲经验的学问。对于科学来说,石头就是石头,只要它看得见摸得着,就要摸索它的规律。首先,量子在运行的时候是没有一个准确的位置的,它只有一个“可能的位置”,这些可能的位置相互叠加,并且行进过程中范围会扩大,叠加起来的路径和波的路径其实是相同的(重合的),所以不观测的话在双缝实验中结果会得到波的图像。

如果人为加以观测,量子就会在路上从这些可能的位置中确定一个位置。这个确定位置的动作就叫波函数塌缩。量子本身是一种粒子,之前产生波的图像是因为它的位置不确定,所以当在途中确定位置之后,也就是观测之后,双缝实验会得到粒子的图像,因为它们作为粒子以这种路径通过的可能性更大一点。因为量子可以得到这两种图像,所以我们说量子具有波粒二象性。其波图像是因为本身位置不确定性导致的。这只是国际上目前普遍接受的一种观点,大自然还有很多需要我们去探索的。

综述,量子力学中,观测者可以使量子波函数塌缩,说白了就是从一堆可能性中确定一个下来。如果不观测,这些可能性是都可能发生的,即是说只存在可能性不存在其概率影响后果的动作(波图像),观测之后,这些可能性发生的不同概率才会影响结果(粒子图像)。人家对你的意见肯定会影响你对他的感受啊。比如人家只是懒得理你,你会觉得人家沉默寡言这样。从这个角度来说,会影响。

张朝阳:没有量子力学世界是一堆灰,量子力学有哪些深奥意义?

2. 说爱因斯坦是量子力学的开路先锋,但他后来又反对量子力学思想,真的,介绍一下

量子力学的基本原理包括量子态的概念,运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。 
  在量子力学中,一个物理体系的状态由态函数表示,态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。 
  (一般而言,量子力学并不对一次观测确定地预言一个单独的结果.取而代之,它预言一组可能发生的不同结果,并告诉我们每个结果出现的概率.也就是说,如果我们对大量类似的系统作同样地测量,每一个系统以同样的方式起始,我们将会找到测量的结果为A出现一定的次数,为B出现另一不同的次数等等.人们可以预言结果为A或B的出现的次数的近似值,但不能对个别测量的特定结果做出预言.) 
  态函数的平方代表作为其变数的物理量出现的几率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。 
  根据狄拉克符号表示,态函数,用表示,态函数的概率密度用ρ=表示,其概率流密度用(ħ/2mi)(Ψ*▽Ψ-Ψ▽Ψ*)表示,其概率为概率密度的空间积分。 
  态函数可以表示为展开在正交空间集里的态矢比如|Ψ(x)>=∑|ρ_i>,其中|ρ_i>为彼此正交的空间基矢,=δm,n为狄拉克函数,满足正交归一性质。 
  态函数满足薛定谔波动方程,iħ(d/dt)|m>=H|m>,分离变数后就能得到不含时状态下的演化方程H|m>=En|m>,En是能量本征值,H是哈密顿能量算子。 
  于是经典物理量的量子化问题就归结为薛定谔波动方程的求解问题。 
  关于量子力学的解释涉及许多哲学问题,其核心是因果性和物理实在问题。按动力学意义上的因果律说,量子力学的运动方程也是因果律方程,当体系的某一时刻的状态被知道时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。 
  但量子力学的预言和经典物理学运动方程(质点运动方程和波动方程)的预言在性质上是不同的。在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进。因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言。 
  但在量子力学中,体系的状态有两种变化,一种是体系的状态按运动方程演进,这是可逆的变化;另一种是测量改变体系状态的不可逆变化。因此,量子力学对决定状态的物理量不能给出确定的预言,只能给出物理量取值的几率。在这个意义上,经典物理学因果律在微观领域失效了。 
  据此,一些物理学家和哲学家断言量子力学摈弃因果性,而另一些物理学家和哲学家则认为量子力学因果律反映的是一种新型的因果性——几率因果性。量子力学中代表量子态的波函数是在整个空间定义的,态的任何变化是同时在整个空间实现的。 
  20世纪70年代以来,关于远隔粒子关联的实验表明,类空分离的事件存在着量子力学预言的关联。这种关联是同狭义相对论关于客体之间只能以不大于光速的速度传递物理相互作用的观点相矛盾的。于是,有些物理学家和哲学家为了解释这种关联的存在,提出在量子世界存在一种全局因果性或整体因果性,这种不同于建立在狭义相对论基础上的局域因果性,可以从整体上同时决定相关体系的行为。 
  量子力学用量子态的概念表征微观体系状态,深化了人们对物理实在的理解。微观体系的性质总是在它们与其他体系,特别是观察仪器的相互作用中表现出来。 
  人们对观察结果用经典物理学语言描述时,发现微观体系在不同的条件下,或主要表现为波动图象,或主要表现为粒子行为。而量子态的概念所表达的,则是微观体系与仪器相互作用而产生的表现为波或粒子的可能性。 
  量子力学表明,微观物理实在既不是波也不是粒子,真正的实在是量子态。真实状态分解为隐态和显态,是由于测量所造成的,在这里只有显态才符合经典物理学实在的含义。微观体系的实在性还表现在它的不可分离性上。量子力学把研究对象及其所处的环境看作一个整体,它不允许把世界看成由彼此分离的、独立的部分组成的。关于远隔粒子关联实验的结论,也定量地支持了量子态不可分离 . 不确定性指经济行为者在事先不能准确地知道自己的某种决策的结果。或者说,只要经济行为者的一种决策的可能结果不止一种,就会产生不确定性。 
  不确定性也指量子力学中量子运动的不确定性。由于观测对某些量的干扰,使得与它关联的量(共轭量)不准确。这是不确定性的起源。 
  不确定性,经济学中关于风险管理的概念,指经济主体对于未来的经济状况(尤其是收益和损失)的分布范围和状态不能确知。 
  在量子力学中,不确定性指测量物理量的不确定性,由于在一定条件下,一些力学量只能处在它的本征态上,所表现出来的值是分立的,因此在不同的时间测量,就有可能得到不同的值,就会出现不确定值,也就是说,当你测量它时,可能得到这个值,可能得到那个值,得到的值是不确定的。只有在这个力学量的本征态上测量它,才能得到确切的值。 
  在经典物理学中,可以用质点的位置和动量精确地描述它的运动。同时知道了加速度,甚至可以预言质点接下来任意时刻的位置和动量,从而描绘出轨迹。但在微观物理学中,不确定性告诉我们,如果要更准确地测量质点的位置,那么测得的动量就更不准确。也就是说,不可能同时准确地测得一个粒子的位置和动量,因而也就不能用轨迹来描述粒子的运动。这就是不确定性原理的具体解释。 
  波尔波尔,量子力学的杰出贡献者,波尔指出:电子轨道量子化概念。波尔认为,原子核具有一定的能级,当原子吸收能量,原子就跃迁更高能级或激发态,当原子放出能量,原子就跃迁至更低能级或基态,原子能级是否发生跃迁,关键在两能级之间的差值。根据这种理论,可从理论计算出里德伯常理,与实验符合的相当好。可波尔理论也具有局限性,对于较大原子,计算结果误差就很大,波尔还是保留了宏观世界中,轨道的概念,其实电子在空间出现的坐标具有不确定性,电子聚集的多,就说明电子在这里出现的概率较大,反之,概率较小。很多电子聚集在一起,可以形象的称为电子云。

3. “任何微观粒子的运动都是量子化的,都不能在一定程度上满足经典力学的要求”,这样说正确吗?

这种说法是不正确的。
量子化也就是不连续性;
但是,实现量子化的微观物体要求微观物体受到限制。
所以“任何微观粒子的运动都是量子化的”这句话是错误的。
举个例子,电子在原子核外做运动,其轨道是量子化的,
它受到一个原子核对它的吸引力的限制,因而实现量子化。
但是一旦它脱离了原子核,那么它的运动就是连续的了。就不是量子化了。
以上,希望可以帮到你。

“任何微观粒子的运动都是量子化的,都不能在一定程度上满足经典力学的要求”,这样说正确吗?

4. 简述你对量子力学的看法

我不是学物理的,我也没有系统的专门的学过量子力学,不过我对这一块确实感兴趣,也非常认可。

量子力学是20世纪最伟大的发现,我们人类文明发展如此快速,量子力学是第一功臣。

未来人类对宇宙的深入了解,得靠量子力学了,因为这是真正的科学,它可以帮我们找到这个世界的真相,是值得信赖的。

5. ______是量子力学主要奠基人,发现了微观世界的物理规律与宏观世界的物理规律有很大的差异

波尔是量子力学主要奠基人,发现了微观世界的物理规律与宏观世界的物理规律有很大的差异.故答案为:波尔.

______是量子力学主要奠基人,发现了微观世界的物理规律与宏观世界的物理规律有很大的差异

6. 下面说法正确的是(  )A.普朗克最先提出能量子观念,但至于微观世界量子化的观念,是爱因斯坦跨出了

A、普朗克最先提出能量子观念,但至于微观世界量子化的观念,是爱因斯坦跨出了真正说明物质世界量子性质的第一步,故A正确;B、实物粒子也具有波动性,实物粒子所具有的物质波是概率波,故B错误;C、各种原子的发射光谱都是线状谱,线状谱是原子的特征谱线,故C正确;D、四种基本相互作用中,各种原子的发射光谱都是线状谱,线状谱是原子的特征谱线,故D正确;E、在核裂变的链式反应中铀235需要捕获热中子(能量小于0.1MeV的中子,即慢中子)才能保证反应继续下去,故E正确;故选ACDE.

7. 在当代量子力学思想者中,还有没有决定论者?

爱因斯坦之后,除了民科意外基本没有人去挑战量子力学几率解释的权威了。
1951年左右,Bohm就已经写出了系统的量子力学教材,1958年,大牛Dirac已经用“Principle”来形容自己写的量子力学书籍了,要知道,之前敢用Principle的只有Issac Newton啊!
近现代物理学的根基就是量子力学,如果这个被动摇的话,我想对于当代物理学界的冲击应该比上个世纪爱因斯坦对经典物理世界的冲击要大的多;
我只能说,量子力学的几率解释从原子分子物理,到凝聚态物理,到高温超导物理,当今物理在朝着更微观和能量更强的两方面前进时都没有观察到明显的反例。
当然,如果lz能够从纯数学的角度出发,来说量子力学几率解释是错的,量子力学就是客观实在,量子态就是确定的,纠缠态就是在扯淡,那么我觉得这起码是science/natural的级别的工作。
我鼓励lz有一些奇思妙想,毕竟现在学术界不鼓励离经叛道,当年狂如Dirac一般的人都不敢提出新粒子,让日本的汤川秀树捡了个大便宜(介子),一篇论文拿了一个炸药奖。
所以,我觉得在学习物理,尤其是学习量子力学的过程中,多思考绝对是一件好事~

在当代量子力学思想者中,还有没有决定论者?

8. 爱因斯坦的提出了用量子论解决了光电效应,为什么广义相对论中还认为空间是平滑的,不应该认为是量子化的

与量子相对应的,应该是连续.
而空间如果不连续的话,从逻辑上讲,我们对世界的观测就无法进行.
一切观测,必须通过声光电刺激人类的感观,才能实现.如果空间不连续,这些信号如何到达并刺激人类的感官从而使人类获得感知呢?
如果假设物质(包括声光电)能"瞬间"穿过这些空间的不连续区间,那么这些空间的"不连续"区存在与不存在又有什么区别呢?瞬间穿过,则意味着不连续区间的入口和出口是相连,连续.
如果物质需要时间穿过空间的"不连续"区间,那么物质就能够"存在于"这些空间的"不连续"区间,存在如果是事实,那么不连续就没有意义了.空间可是物质存在的基础.
而且,目前还没发现空间不连续的证据.
综上,空间是连续的,而不是量子化的.