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？

2020-10-18 科學船塢

任何想要用我們熟悉的經典經驗去理解量子力學，這些嘗試都是徒勞的。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？

倒不是難以理解，而是微觀層面之下，科學家遇到的新奇現象讓人難以接受，可以說顛覆三觀。究竟是什麼呢？比方說：

在我們日常生活中，每一件事情都應該是確定以及肯定的，考試得了90分，即便老師沒有公布成績，它依然就是90分，這是肯定的，而在量子力學裡，居然沒有事情是可以被確定的，得到的都只有概率。比方說，在一個封閉的盒子裡有一個運動的粒子，沒有觀察它時，它在波函數的支配下可以存在於盒子中任意一個位置，它既在這裡又在那裡，處於一種疊加態，只有當你打開盒子觀測時，粒子才會坍縮為一種結果。

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，這個實驗的怪異反直覺的現象是即便每次只發射一個光子或電子，它也能夠自己與自己幹涉，從而在後面面板上形成幹涉條紋。奇怪的事情來了，如果人類想要在某個縫旁安置一個探測器意圖觀測單個粒子到底從哪個孔過去了，那麼幹涉條紋就會消失。

我們知道，探測器的探測效果是以粒子間的相互作用為基礎的，是因為探測器的探測粒子與光子或電子的相互作用導致了疊加態的坍縮，所以粒子只能以確定的一種可能通過狹縫。

雙縫實驗

量子力學中涉及的一些現象，不要問這些現象的原理是什麼，因為無人知曉，我們只是知道這一現象是存在的，它是一個客觀的規律，背後的原理還都不知道。

至於費曼所說的那句話，就像我開頭所說的那樣，費曼的本意並非是說沒有人真正懂得量子力學，而是不能用經典的經驗去理解量子力學，不能用日常的經驗去理解它，我們只能接受這確實是客觀的自然規律，但無法理解其深層的原理。

文/科幻船塢

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  • 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。
  • 費曼何以確信「無人能懂量子力學」?
    費曼是上世紀有名的物理學家，他開創了量子力學的路徑積分方法，因在量子電動力學領域做出了傑出貢獻獲得了1965年的諾貝爾物理學獎。費曼還是一位有名的老頑童，比起他建立起的理論，人們更了解他的軼事。
  • 量子世界意味著什麼？時至今日，量子力學仍然讓人們感到困惑
    這個原理是量子力學的一個基礎性構成，它意味著同時知道一個粒子的位置和動量是不可能的事情，這個原理幫助改變了很多詞語的意思，包括不確定性、隨機性、可能性、原因和概率。幾個科學家希望站穩腳跟恢復牛頓學說的世界，有些科學家試圖用公眾可以理解的語言來解釋發生了什麼。量子力學意味著什麼？
  • 為什麼費曼、玻爾、潘建偉等物理學家都說自己不懂量子力學?
    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」。
  • 理察·費曼是如何革命量子理論的,量子力學的時空方法
    美國理論物理學家理察·費曼是世界上最著名的科學家之一。費曼對理論物理學做出了巨大的貢獻。包括量子力學路徑積分、量子電動力學理論的發展（包括他著名的費曼圖）、冷液氦超流態、量子計算和納米技術等方面。1965年，他是諾貝爾物理學獎的獲得者之一。圖1：美國理論物理學家、諾貝爾獎得主理察·費曼。
  • 為什麼科學家費曼會說,世界上沒有人真的懂得量子力學?
    量子力學研究的微觀世界和我們熟知的宏觀世界完全不同，不確定性原理和不連續性是量子世界的主流，也正因為不確定性的存在 在路徑積分的研究中，費曼發明了一種用形象化的方法直觀地處理各種量子相互作用的圖——費曼圖。
  • 沒有人真正理解量子力學,包括你
    是時候重新審視一個早已被遺忘的解決方案：超決定論（Superdeterminism），即宇宙中沒有哪兩個部分是真正相互獨立的。這個方案讓我們對量子測量有了物理上的理解，並有望藉此改進量子理論。修正量子理論將成為物理學家們努力解決物理學中其他問題和尋找量子技術新應用的驅動器。
  • 費曼:魔術師般的物理學家—新聞—科學網
    湖南科學技術出版社幾乎出版了費曼寫的或與他人合作寫的所有的書籍。在這種眾人十分熟悉傳主的情形下寫一本費曼傳記，其難度可想而知。 作者楊建鄴先生說，他開始想用的書名是《魔術師費曼傳奇》。為什麼會用這樣一個書名呢？作者說這是因為美國著名物理學家馬克·卡克（Mark Kac）寫過一段很著名的話： 天才分兩種：普通天才和魔術師天才。
  • 普羅大眾要理解量子力學,先上七堂極簡物理課吧
    羅韋利說有一次自己駕車超速被警察攔下，他向義大利警察解釋，自己因為一個長久以來百思不解的問題忽然有了思路和靈感才一時分心開了快車。他頓悟到了什麼？羅韋利說自己認知到了如何為大眾寫一本有關量子力學的書籍。「現代物理學家不應該將其全部時間花費在單一的『萬物理論』上，還沒有足夠的數據顯示，我們尚未知道『現實』之外究竟有些什麼。」
  • 量子力學誕生後的120年，沒有人真正懂他
    因為量子世界看起來是如此的不合常理，以及如此的有違直覺，以至於半個多世紀後的1964年，理察·費曼說出了關於那句著名的：「沒有人真正理解量子力學。」爭論的一個中心問題是，波函數是否包含了關於一個系統的所有可能信息，或者說，是否有潛在的因素——隱變量——決定了一個特定測量的結果？根據量子力學，對於兩個「糾纏」的全同粒子，觀察者對其中一個的影響可以瞬間傳遞到另一個粒子之上，即便這兩個粒子在空間上是彼此相距甚遠，愛因斯坦將其稱之為「鬼魅般的超距作用」。
  • 量子力學誕生後的120年,沒有人真正懂他
    在1958年出版的《物理學與哲學 : 現代科學中的革命》一書中，維爾納·海森堡講述了他與尼爾斯·玻爾進行的那些徹夜長談後，他是如何不斷地對自己說：「自然真的有可能如此荒謬嗎？」自馬克斯·普朗克在1900年12月14日創立量子理論以來，物理學家一直對量子力學中的種種發現感到困惑。
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  • 量子力學新思考（5）—困境與希望
    「量子力學是很不錯，但我內心的聲音告訴我，它不是事物真正的本質。在1964年物理學家理察·費曼還在康奈爾大學的講座上說：「我想我可以有把握地說，沒有人真正理解量子力學「。一個不好的信號是即使那些只適應量子力學的物理學家們也無法就它的意義達成共識。這種分歧主要產生於量子力學中測量的本質……如果我們忽略其他關於電子的一切而只考慮自旋，那它的波函數跟波動性其實沒什麼關係。3、把概率引入物理學原理曾困擾物理學家，但是量子力學的真正困難不在於概率。
  • 科學頑童費曼:愛因斯坦之後最「好玩」的理論物理學家
    >理察·費曼是第二次世界大戰之後最受愛戴、最卓越、最具影響力的理論物理學家之一，他的名字之於量子電動力學，就像愛因斯坦的名字之於相對論、霍金的名字之於黑洞理論般如雷貫耳。費曼的父親很早就設法引導兒子用「科學的方式」去思考，並讓他懂得僅僅知道事物的名稱和充分了解事物的本質有著根本的區別。在費曼的自傳書《你好，費曼先生》中提到了這樣一個小故事，有一天當父子一起看《大英百科全書》時，書裡寫到，「恐龍的身高有25英尺，頭有6英尺寬。」父親便對年幼的費曼說，「讓我們想一下這是什麼意思。
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    我不是要解釋什麼是量子物理學，而是主要要解釋它不是什麼……1、「量子物理學全都是關於不確定性」並不是！事實上，量子物理學可能是人類創造的最精確的一門科學。它能夠以極高的精度預測某些性質，甚至可以精確到小數點10位之後，這都在後來的實驗中得到了證實。
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    熱點事件每天有，段子手在民間~每次爆出些熱點事件後，網友評論也是一個比一個精彩~下面就和大家一起看下引發了不少網友討論的【物理學家費曼】，這條新聞短短1小時內已經收到了1216條評論，有人表示質疑，有人贊同，有人甚至還在評論區激烈討論了起來，來看看這到底是怎麼一回事兒吧~
  • 2018年是費曼誕辰100周年:紀念這位公認物理學天才
    費曼是獨闢蹊徑的理論物理學家。他發明了量子力學裡的路徑積分和費曼圖，構建了量子電動力學的新理論(並因此與施溫格、朝永振一郎共同獲得了1965 年諾貝爾物理學獎)，還在超流動性、弱相互作用、部分子和量子引力等方面作出了重要貢獻。　　費曼也是身體力行的教育學家。他不僅講授過幾十門研究生課程，還分析過巴西物理教育的失敗原因。
  • 知道搞怪的費曼，但你知道費曼圖嗎？| 量子群英傳
    Oppenheimer，1904-1967）主持的，這3場會議主要討論量子電動力學。儘管不是人人都喜歡繁瑣的數學計算，但那是與會的大多數物理學家們熟悉的拿手好戲。不僅如此，施溫格高超的數學技巧和雄辯的口才也讓在場人士心服口服。等到費曼的演講真正開始時，就人們的心理狀態而言：一天已經結束了！所以，費曼的演講顯得匆匆忙忙。