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沒有人真正懂量子力學

生活 更新时间:2024-11-26 18:42:39

物理學家費曼曾經說過:這世界沒有人能搞懂量子力學。

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如果這句話僅僅出于物理愛好者之口,則不足為奇,畢竟量子力學實在是太難了,發句牢騷也是正常的。

但費曼何許人也,大名鼎鼎的物理學家,諾獎得主,參與過美國曼哈頓計劃。

他曾憑借一己之力發展出了費曼圖,并用于描述量子力學中粒子的相互作用。

費曼對物理學的貢獻遠不止于此,他也是量子電動力學的領軍人物。可以說,費曼是站在量子力學最頂端的科學家。

所以他能說出這句話一定是有道理的。

費曼說沒有人能搞懂量子力學,其實還說了很多話來論證這樣的觀點。

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費恩曼認為即便我們可以利用量子力學發明出電子計算機和其他電子産品。但是這也隻是通過經驗積累摸索出來的唯象理論,量子力學背後的作用機制我們完全摸不着頭腦。

什麼是唯象理論?

簡單一點說,現代物理學中的很多理論都是唯象理論。我們隻管不斷大量重複地進行實驗,通過實驗總結規律。并且利用這種規律改造現實世界。

但是至于實驗規律背後的因果關系,我們是全然不知的。也就是說我們隻會用,但不知道具體的作用機制。

比如在經典電磁理論中,我們知道電可以生磁,磁可以生電,并且可以利用這些電磁規律發明出手搖磁感線發電機,收音機。

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至于電磁相互作用為何如此,其背後的本質卻搞不懂。

嚴格一點來說,經典的電磁理論隻是一個表象的理論,其内部必然有更深層的普适理論在起作用。

如今我們知道,電生磁是和電子的自旋以及其他量子效應有關。但是這依舊沒有解釋出本質。

因為量子力學就是典型的唯象理論。

比如大名鼎鼎的薛定谔方程。

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當薛定谔面對量子世界時,發現電子即是波又是粒子,而且可以同時處于不同的位置。經典的力學理論完全無法描述這種現象。

所以薛定谔通過不斷地猜,才能推演出可能的數學方程。遇到一種現象就盡可能地描述這種現象。所以整個薛定谔方程就是在不斷猜測中發展出來的,最後才形成了薛定谔的偏微分方程。

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事實上,如果讓你去研究量子力學,你肯定也會迷惑。因為量子世界是在原子級别之下的世界。

這裡面的所有物質規律,人類在之前完全沒有見過,直接處于懵逼狀态。

最違背常識的一個現象就是非連續性。

電子和光子這種基本粒子的運動就是非連續的,也就是說電子從A位置到B位置是直接轉移的,甚至都不存在瞬間這種時間概念,而且轉移沒有過程。

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而常識告訴我們,從A位置到B位置肯定是要經曆A到B的中間位置。但量子世界中愣是沒有這樣的過程。

這就是量子力學,你要搞懂為什麼會這樣,隻會陷入到痛苦之中,因為你怎麼想都想不明白。

最後你不得不變通思路,既然想不通背後的機制,那就隻能認定這就是一種基本的量子現象,基于這種現象然後提出來能量量子的概念,認為能量不是連續的,而是以一份一份的單位進行傳遞。

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還比如量子糾纏,一對糾纏粒子一旦被分開,不管相距多麼遙遠,都是同時作用的,這種作用甚至不存在速度的概念,所以說超光速并沒有意義。

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我們如今可以利用量子糾纏這種現象對電磁波信息進行加密,但是依舊無法搞懂量子糾纏為什麼會這樣?

所以,盡管現在我們可以用量子力學發明很多東西,甚至用很多數學工具量化這些量子現象,但是也隻停留到現象,至于量子現象為何如此,沒人能搞懂。

這就是費曼的意思,所以世界上沒有人能搞懂量子力學是極其精辟的一句話。

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