高中物理学习量子力学吗?
量子力学的难点存在于两个方面,其一为数学,量子力学的学习需要有大学数学为基础,高中基础显然不足;其二为量子力学的理解,这一点比数学更难,因为量子力学与人们日常的经验不同,有独特的思想体系,因此不经讲解(严格说不经过好的讲解)难以入门。除极个别人外(不能排除存在有极个别的天才),应该是无法自学的。如果真想学,在网上找一下量子力学课程的视频,听两节试一下,
什么是量子力学,量子论的存在到底在证明什么呢?
简单解释一下吧,从古到今人类一直在问,物质是什么?于是人类开始慢慢分解物质,从大到小,到更小。
当然,与此同时,人们意识到一个世界的一切都应该是物质的,好像所有现象都是物质运动产生的,可是光的性质人类一直不清楚……电磁学的出现让人们知道光是场的转换,颜色是人类对频率的错觉。
于是,能量不再是形而上的概念,而是实实在在的存在了!因为电磁场,就是脱离了质量的能量。
几乎是同一时期,黑体辐射和光电效应的出现让人类对光量子的存在进行了确认,原来宏观世界不过是微观世界的平均罢了。
同一时期,相对论的出现结合了能量守恒和质量守恒,化身质能守恒,于是能量就是质量已经板上钉钉了!
自然的,把质量无限分下去最终一定只剩下能量。
于是,小于质子中子的尺度,我们统一使用能量作为度量。
当然了,你想测量能量的性质,不存在的。实际上,能量守恒吗?我们现在知道,质能守恒也只不过是微观世界的平均效果,实际上,是恰好而已。
描述非平均效果的物质运动方式就是量子论了
百度上有靠谱的基本知识,自已去搜搜吧,量子论的存在,证明世界是物质的。
量子力学标准解释的核心观点是什么?
哥本哈根学派量子力学的标准解释,主要是对波函数物理含义的解释。通常认为,标准解释由如下三个部分构成,一是玻恩关于波函数的概率波解释,二是海森堡的不确定性原理,三是玻尔的互补原理。三个部分相互关联,但显然,直接对波函数物理含义作出解释的是玻恩的概率波理论。
概率波理论,按照标准解释的说法,是指,x位置上的波函数的幅值,代表了波函数因测量而坍缩为粒子后,在x位置上找到该粒子的概率。如果波函数描述的是叠加态,如薛定谔猫现象中的死活叠加态,则活状态对应的那部分的波函数的幅值,描述了观测后,死活叠加态坍缩为唯一的一个活状态的概率。
但是,在测量或坍缩前,波函数描述的是什么呢?如果认为坍缩前的波函数描述的仍是在某位置上发现粒子的概率,那么,假设测量前波函数按照薛定谔方程发生了演化,那么演化的,或者说发生变化的,就应该是发现粒子的概率,或者说是概率发生了演化,但是,出现在薛定谔方程中的那个东西,却不是概率,即,不是波函数的幅值,而是波函数自身。具体在双缝试验中,波函数描述了在双缝后的屏幕上,找到粒子的概率。但是,通过双缝的“东西”究竟是什么?是概率吗?如果是,那么,出现在屏幕上图案,就应该是粒子穿过两条缝的概率的叠加,屏幕上就只会出现两条亮纹,而没有干涉条纹。或者说,在通过双缝时,发生干涉的“东西”不是概率,不是波函数的幅值,而是波函数自身。波函数是一个复变函数,两个复变函数相加后,再求波函数的幅值(概率),完全不同于先求两个波函数的幅值,再把求到的幅值相加。只有波函数相加后再求幅值,才会出现干涉项。所以,玻尔说,在测量前,在波函数坍缩前,不存在“实在”的东西,只存在量子力学的数学描述。把玻尔的话说得更清楚一些,就是,在测量或坍缩前,波函数就是波函数,没有对应的物理图像或物理意义,当然,测量前的波函数,也就不是发现粒子的概率。更明白的说就是,测量或坍缩前,波函数就是一个“关于波的数学描述”,测量后,这个“波的数学描述”,就坍缩为一个具体的粒子,而我们在x处找到这个粒子的概率,由x处的波函数的幅值表示。
所以,标准解释的核心,其实就两句话:第一句是,测量前,我们所说的那个“东西”,是弥漫于整个空间的波。第二句是,测量后,波坍缩为只出现在一个具体位置上的粒子。
至于波坍缩为粒子后,在x处找到粒子的概率,由测量的时刻x处的波函数的幅值来表示,这句话,同前两句话相比,已不是标准解释的核心了。而且,这也是不同于前两句话的另外一个问题。同样,测量前的那个波,或那个“波动形式的数学描述”,有没有对应的的物理实在,也是另一个问题。
如果波函数描述的是叠加态,则标准解释的核心观点就是,测量前,我们所说的“那个东西”是叠加态,测量后,叠加态坍缩为唯一的一个确定态。薛定谔不惜牺牲他的猫,所质疑的,正是标准解释的这个观点。至于观测后,我们看到一只活猫的概率究竟有多大,测量前,那个死活叠加态究竟是什么样的,都是由标准解释的这个观点所进一步引申出来的另外一些问题。
我认为,物理学,只能谈论实测到的东西。如果一个东西还没有测量,而且根本就无法测量,一旦测量就会坍缩,但却说这个东西由波函数来描述,处于一种死活叠加态,甚至说测量前的这个东西没有对应的物理实在,只有关于这个东西的数学描述,都不是根据实测而发表观点,都是没有任何依据的猜想。不能实测验证,想怎么说就可以怎么说。
量子力学中的许多奇谈怪论,如量子纠缠、薛定谔的猫、惠勒违反因果律的延迟决定等,都是因波函数、叠加态无法观测而引起。
物理学目前的当务之急,是给波函数、叠加态找到一个可以实测验证,测量不会导致波函数、叠加态坍缩的物理解释。
当然,测量的过程,必定会对测量的对象产生影响,但这种影响会大到能使弥漫于整个空间的波,突然坍塌为只出现在空间一个位置上的粒子吗?这种影响会大到能使死活叠加态突然坍缩为一个明确确定的死状态,或突然坍缩为一个明确确定的活状态,不再死话叠加了吗?这种影响会大到能使一个纯粹的数字描述,突变为客观现实吗?
量子力学的实验结果证明了它的方程和原理是正确的,它的应用广阔而实在,它是前辈科学家,也是人类智慧的结晶,不能否定。但是量子力学的物理意义并没有完备的诠释,使量子力学无法向大众传播,并与相对论兼容,共同完整的描述真实的宇宙。我们中国人科学水平有了巨大的发展,并且有很多人质疑和不满意量子力学的诠释,这本身是一种巨大的进步,我们应该发扬我们整体思维的优势,坚持宇宙的物质性,用物质的相互作用理解宇宙中的一切自然现象,就一定能建立一个统一相对论与量子力学的大统一理论。使在西方分析思维中建立的宏观相对论与微观量子力学,在东方的整体思维中统一起来。由于这个统一的基础是光子,所以我把统一的宇宙理论称为《光量子宇宙论》!