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能通俗地讲解一下量子理论是什么吗?
量子力学,量子,物理学能通俗地讲解一下量子理论是什么吗?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
但是不是发现而决定,而是看了一眼就足矣致命!正如莎士比亚的名言:生存还是毁灭这是个问题!
但量子力学带给我们的困惑还不仅如此!量子力学存在一个中间态,即猫不死也不活,只有在你观测的时候才选择死或者活!
那么在哲学领域就会产生很多困惑,我们在宏观观察中是否是常规形态!即,我们在晚上背对着月亮行走,你回头望天会看到月亮形态,但你不观察他的时候,他会不会变成其他形态!月光只不过是能量的一种转化!
另外,我曾经在很小的时候听过这样一个量子哲学问题:你如何证明你看到的红色就是我眼中的红色?
爱因斯坦说,上帝不会掷骰子!
那么,上帝真的不会掷骰子吗?
我是Neo,这里是矩阵,最会讲故事的科学号,6月太空宇宙篇即将上线!关注我,不走丢!
回答于 2019-09-11 08:43:50
陀螺仪传起来为什么会重量会减轻?如果两个陀螺仪合不同传动能减少多少重量?陀螺仪内创作多钭叶片,或多层陀螺仪成园锥型高速传达到飞行器飞碟为什么没人创造?
回答于 2019-09-11 08:43:50
如果你要问的是教科书式的答案,那我记得应该是这几条:
1、“态”构成希尔伯特空间;
2、“可测量”由希尔伯特空间上的厄米算符表示;
3、态的“时间演化”满足薛定谔方程;
4、“测量”相关:态之间的内积(波函数)的模平方等于坍缩概率。
没有翻书,如果有遗漏欢迎补充。
那么怎样通俗地理解呢?
当然我不赞成向广场舞大妈科普量子力学,所以我所说的“通俗”至少是建立在高中理科物理知识基础上。
很多科普都会向你解释量子力学的理论,每个人思路不同,我也只是提供一种思路,未必适合所有人,但我希望可以启发一些人。
(你也许用到的知识包括并不仅限于:函数、向量空间、概率与平均值、牛顿力学
*** 经典力学回顾 ***
首先,让我们仔细看看非量子力学是什么样的。原则上,到了大学学习分析力学才能系统地了解经典力学,我们这里只是大概描述一下框架。
任何力学里都有一个概念:相空间。相空间里的元素是“物理状态”,简称“态”。在经典力学里,相空间由质点的位置和动量描述,意思就是当你知道一个质点的位置和动量,你就完整的知道了它的状态。同理,如果你有很多质点组成系统,那么相空间就由每个质点的位置和状态描述,自由度就多了很多,但基本思路还是这样的。
有了“态”的概念,我们就考察它怎么变化。由于“态“涵盖了所有可能的物理信息”,所以它的变化率应该已经确定了。也就是说,我们知道了所有质点的位置和动量,我们就应该能够知道它们的加速度,否则我们的相空间就没有定义好。
怎样通过“状态”知道“状态的变化率”呢?就是通过各种力的公式,比如胡克定律,库仑定律,牛顿引力定律,磁力(洛伦兹力,依赖于速度),它们结合牛顿第二定律,就能告诉你在特定状态下所有质点的加速度。
所有这些力的公式,它们的信息可以隐含在一个量里,叫哈密顿量,你暂时不用明白它怎么来的。你需要知道的是,经典力学运作的框架就是:你知道一个相空间长什么样,然后你知道一个叫哈密顿量的东西,这个量能够告诉你在相空间里任意一处状态会随时间怎样变化。
*** 向量空间与波函数 ***
那么量子力学的理论有哪些本质上的不同呢?在以上的图像里,有一点对于“经典力学”尤为重要,那就是相空间的结构(余切丛)。量子力学主要就是相空间的结构不同,量子力学里的相空间是个线性空间,也就是中学学的向量空间。
我们来看看量子力学的相空间怎样描述状态的。作为一个向量空间,
回答于 2019-09-11 08:43:50
量子理论最初来自于普朗克对黑体辐射的解释,认为能量是一份一份的,并计算出普朗克常数。之后爱因斯坦提出光电效应理论。对双缝实验的研究导致了微观物质的波粒二象性假说。海森堡提出测不准原理。薛定谔提出波函数和薛定谔方程。之后量子纠缠和薛定谔的猫相继出现。贝尔不等式成为量子纠缠存在性的判据。
粒子物理综合了量子理论和狭义相对论,提出量子场论。杨•米尔斯理论统一了弱力和电磁力,提出了规范不变的概念,成为统一场论的开路先锋。之后逐渐形成了粒子物理的标准模型。随着引力波、引力子的研究,可见宇宙加速膨胀的发现,暗能量斥力、引力、电磁力、弱力和强力有望统一。
虽然粒子物理使用了量子理论,但是它们在研究方向和研究对象方面还是有区别的。粒子物理主要研究微观粒子、各种力及其统一。量子理论主要解释双缝实验、量子纠缠和薛定谔的猫等量子现象。
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