為什麼物理學家費曼會說:世界上沒有人真的懂量子力學?

2020-11-29 科學認識論

費恩曼是物理學中的全能大師,他一生的主要精力都集中在量子力學。

不僅費恩曼表達了量子力學的反常識性,波爾曾經也說過類似的話,他曾經表示:「如果你第一次接觸量子力學而不感到驚訝,那你一定是沒有弄懂它」。

事實上,量子力學確實晦澀,但放在現在卻有點不合時宜,經過100多年的發展,量子力學基本上已經婦孺皆知了,甚至村裡的農民都聽過量子糾纏這樣的術語。

量子力學的反常識之處已經經過多年的宣傳了,人們似乎已經將這種反常識認為成常識。

人類在20世紀之前,基本對分子以下的微觀世界一無所知,當時的物理學還被經典力學統治著,而經典力學就是基於宏觀世界歸納出的科學理論。

在經典力學領域,我們秉持著這樣的常識:

一:某一時刻,指定物體的時空位置是單一的。

也就是某年某月某日的八點,你只能在一個地方,而不會既在A地又在B地。

二:位置隨著時間的變化是連續的。

比如:你從家到學校不管是怎麼去的,總能找出某一時刻狀態下的你,使其處於總路程中的任意一個位置。

三:超距作用是不存在的。

不管是什麼作用,都需要介質傳遞這種影響。即便看起來是超距作用的萬有引力,牛頓也不得不引入「以太」這種假象物,使其符合非超距作用的理念。

在人類沒有深入到微觀世界以前,我們甚至一度認為以上三點就是經典物理學的普遍性規律。

然而量子力學全部顛覆這些「普遍性」規律

最早引起人類疑惑就是1900年由普朗克提出的能量量子化概念,由此標誌著量子力學的建立。

普朗克為了解決黑體輻射問題,硬是拼湊出能量量子化的概念,因為只有這樣才能更好地詮釋實驗結果。

能量量子化打破了能量傳遞的連續性,用分立間斷的量子(不可再分的基本單位)表述能量的傳遞。

這種非連續性跳躍在波爾的電子能級上體現得淋漓盡致。

科學家驚呼電子居然可以從低能級直接跳到高能級,而不需要經過任何過程。就好像瞬間移動一樣,你可以「瞬間」地從北京挪動到上海,而不需要經過任何路程。

隨後,電子的雙縫幹涉實驗更是詭異

實驗的結果就是單個電子在不被觀察時,會同時經過兩個細縫,而觀察行為會導致這一特性消失。我們只能基於這樣的現象歸納出微觀粒子的波粒二象性,而不理解為什麼會存在如此令人詫異的現象。

量子力學曾經也讓愛因斯坦苦惱,在1927年的第五屆索爾維會議上,愛因斯坦曾經舌戰波爾。

他認為量子糾纏這種鬼魅般的超距作用是不存在的,肯定是量子力學不完備造成的。這其中的隱變量還未被發現而已。

愛因斯坦甚至用左右手套比喻量子糾纏的超距作用只是起始狀態就決定好的結果,這種超距作用只是邏輯推理而已。

然而事實並非愛因斯坦想得那麼簡單,在經歷80餘年的各種實驗驗證後,量子糾纏是客觀存在的超距作用已經是不爭的自然事實。甚至這種超距作用的速度至少是光速的一萬倍。

量子力學帶給普通人的不僅是詫異,更是世界觀的顛覆。面對這樣的量子力學,誰也得表現出謙遜!

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    費曼是上個世紀愛因斯坦之後最傑出的幾位物理學家之一,他在量子力學方面的貢獻就是開創了量子力學的路徑積分方法,這是和海森堡的矩陣力學以及薛丁格的波動力學等價的量子力學的第三種形式。費曼能夠給出量子力學的一種新形式,按理說他應該非常懂量子力學,可是費曼用自己的一句名言道出了他對量子力學的認識——我確信沒有人能夠懂量子力學(Iamconvincedthatnoonecanunderstandquantummechanics)。其他物理學家也有過類似的表述,量子力學的旗手玻爾就曾經說過:「如果誰不對量子力學感到困惑,說明他不懂量子力學」。
  • 為什麼物理學家費曼說,世界上沒有人懂得量子力學?
    連事物的成因都不明白,能說懂嗎?而量子就是這麼一群,我們還無法確定具體成因的事物,這就是費曼的原意。首先,沒人懂量子。雖然1900年普朗克就提出了量子的概念,即一份一份傳遞的能量。但這樣的描述僅僅是給量子的概念開了個頭。
  • 沒有人真正懂得量子力學,物理學家費曼說這句話的含義是什麼?
    美國物理學家費曼想要表達的意思就是以以往的那一套經典物理經驗是無法理解微觀層面之下的量子力學的現象的,你如果嘗試想用,那只能碰得一鼻子灰。費曼量子力學真的這麼神奇、這麼難以理解嗎?薛丁格的貓量子力學中還有一個基礎實驗,就是雙縫實驗,可以說雙縫實驗就是量子力學的基本內容,大家可能在很多文章中已經對雙縫實驗有了很多的了解
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    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201810/393353.htm  費曼很小的時候,就對世界充滿了好奇,尤其喜歡動手,搞搞化學實驗、修修收音機什麼的,成年以後還經常做些開密碼鎖、敲邦戈鼓和學素描畫之類的事情。中學時他就表現出數學方面的天賦,在麻省理工學院上大學時,獲得過普特南數學競賽第一名。