本質上量子力學是一種什麼樣的工具

2021-01-15 呆呆的王學江

量子科學對多數人來講,是個非常遙遠的名詞。但在量子力學研究和教育領域,其重要性非同一般,幾乎相當於納粹對德國及德國人的影響。對我來說,量子力學研究對我來說意義頗多。本質上,量子力學是一個工具,用來對未知力量進行假設推論,並為解決一些問題提供新思路。量子力學還揭示出物質與物質之間一些看似無形,實則有形的聯繫,這種量子力學的理論,對我一直具有巨大的吸引力。

曾經有一種說法,量子力學已成為科學的根基。在近半個世紀裡,我們一直在找一個方法來解釋一些在經典力學中無法得到解釋的現象,這正是量子力學對我影響最大的地方。量子力學的系統發現所提供的有助於在不同領域探索未知,發展新技術,創造新利益的關鍵特性在某種程度上和在物理學發展的過程中發現的機械能的原理是一樣的。我非常喜歡這一點。我總是把人類總是以某種方式進入基礎物理所面臨的大問題或難題作為第一原則和出發點。也就是說,物理過程中,總會有很多現象,看起來是無法解釋或確定或可能的,但事實上,是有某種被稱為"無法加實驗"的現象存在。

只有找到這些"無法加實驗"問題的解決方案,才能描述相對論、弦理論、拓撲理論等過程。量子力學的系統發現使我能夠描述某些奇妙現象和原因是如何產生的,從而增加我探索和研究這些現象的勇氣和熱情。這種把無法加實驗的現象轉化為有可能加實驗的方法就是量子力學研究所顯示出的奇特特性之一,即量子力學中並不一定存在一個理論預言的根本原因,或僅僅是簡單的物理學現象。

量子力學依賴於一些重要的假設,解釋真實世界中的一些現象,甚至是不可能的。只有通過這些理論的建立和發展,才能加深對世界的認識,解釋物理學過程中和科學發展過程中發現的很多現象。我認為量子力學應該是一門科學,而不是哲學。當代基礎物理學在於藉助經典力學來得到絕對實踐的解釋,而量子力學則是為了解釋這些現象和理論建立起來的理論。量子力學旨在解釋並加深經典力學和相對論的理解,同時又建立起新的廣義相對論和量子力學。量子力學的科學目標就是使未來物理理論具有量子性,而且它也存在於生活之中,發展出新的引力理論。量子力學的奇特特性正是適用於對未知力量進行假設推論。如同它所預言一樣,物理學科學家要清楚地了解這些現象。

只有解釋了這些現象,我們才能理解科學事實中人們不知道的部分,幫助人們加強對世界的認識和理解。通過把這些理論構建到物理學,得到科學的意義或根本原因,最終建立起這些學科的根基。我今天在談到量子力學研究的巨大意義,可能你會很困惑。

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  • 量子力學
    因此,整個量子物理領域呈現在大眾面前,並且在1927年的第五屆索爾維會議會議上被廣泛接受。人們發現,亞原子粒子和電磁波既不是簡單的粒子也不是波,而是各有特定的性質。這就產生了波粒二象性的概念。到了1930年,量子力學在戴維·希爾伯特、保羅·狄拉克和約翰·馮·諾依曼的工作下得到進一步的統一和形式化更加強調測量、我們對現實認識的統計本質以及對「觀察者」的哲學推測。
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    但概率從未成為大自然的基本定律的一部分,而量子力學卻大量地使用概率來描述現象,這就是一些聲名卓著的科學家強烈反對量子力學的原因。1926年,玻恩提出電子波函數的本質是概率後,愛因斯坦寫信給他,信中說:「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。這一理論能得到很好的結果,但它無法告訴我們上帝的秘密。不管怎麼樣,我堅信,上帝不擲骰子。」
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