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如何自学好量子力学?

zhao_admin10个月前 (07-15)数学课件43

量子力学是发展中的物理理论!

自学量子力学,不如探索物质的来源,弄清电与磁的关系!

1、模型很重要。学习量子力学一定要建立起相应的模型,每个模型之间要相互割裂,先以理解为主。

2、对应关系很重要。一个模型对应一个状态,先不要考虑两个状态之间的联系,一一对应理解。

3、如果你还需要更深一步的探究就需要自己的领悟了。

为什么说量子力学接近玄学?

目前世界上没有一个人懂量子力学,如果有人说他搞懂了量子力学,那就是他还没有真正的了解量子力学。

相对论还有几个人真的能够搞懂,量子力学则没有人懂。

目前我们只知道几个量子力学的公式,是数学推导出来的,然后还有一些量子力学的实验,实验结果是支持量子力学的,而且还有一些量子力学的应用,但是量子力学究竟是怎么回事,没有人能说得清、搞得懂。

之所以说量子力学接近玄学,是因为量子力学有很多东西违反我们的直觉,有很多东西我们想象不出来,只可以用数学来表达。

比如大家所熟知的波粒二象性,我们知道量子具有波粒二象性,而且理论使用起来没有什么问题,但是我们就是理解不了波粒二象性到底是什么。

还有不确定性原理,我们可以理论推导出来不确定性原理,也可以用很多方式去解释不确定性原理,但是到底什么是不确定性原理?不确定性原理是怎么造成的?确实没人讲得清。

所以量子力学我们能够推导出来有限的几个公式,我们也可以使用有限的几个理论,但是我们就是想象不出来它的原理,所以这很“玄”。

道教所说的玄,和天文学者阐述的弦,两者之雷同,不能不使人惊叹我们古老的道教之玄妙另人哲服。

弦玄是宇宙基本物质,一种还没有形成物质分子之前的丝状物。

宇宙大爆炸之初,太空一片寂静,没有认何星系星云等物质。是太空当中的弦玄扭结盘绕形成了奇点,象古老钟表发条上劲那样的越缠越紧,直到再也绷不住了,瞬间散落开来,就形成了最初的大爆炸。

大爆炸压缩弦玄迅速合成物和能量。它的反作用力,又促使周围的弦玄再度扭结,再一次形成更多奇点,产生又一层次的多奇点爆炸。如此连索反应,直到力的衰减,爆炸效应才停下来,便形成今天这样的宇宙。

麦克思维尔说过:如果宇宙是大爆炸形成的,那至少要炸出二十几维空间。也就是说:大爆炸每一次连索反应,它的旋转方向都是反向的。

量子纠缠之所以反向,这与大爆炸之初,有着相密切的吻合。

如果说量子力学接近于玄学,其实不玄。科学界早有此猜测,只是不敢挑战大众认知,迟迟不能公开罢了。谢谢。

量子坍缩是否可以说明量子具有意识?

最近头条量子力学热很普遍,对量子力学的错误理解同样是到处泛滥,确实让人很气愤!在此,我必须要拨乱反正。要谈坍缩,首先就要提到量子力学的不确定性。量子力学的不确定性即未观察前量子内在的不确定性。量子力学多重可能性状态的叠加,这种不确定性是物理事实,因为量子力学理论已经被成功应用到各个行业,实践是检验真理的标准。哥本哈根的解释,观察突然使得不确定的概率状态被确定为某个确定的状态,这里用到坍缩一词。因为,不观察前是个概率云不确定状态,观察后变成某点的确定状态,云到点就如坍缩一般。这里面具体是如何坍缩的,大家认为这里面存在一定的不为我们了解的物理机制过程,不能就用坍缩两个字就规避一切。但是,哥本哈根认为,事实就是这样的,因为,观察的目的就是为了能确定状态,要不然观察本身就不是一个成功的方法,或者说观察的手段是失败的,直至我们总有办法研发出有效设备。任何对微观世界的有效观察手段被成功设计出来,本身就意味着能得出一个明确的结果,即状态被确定。正因为如此,一旦观察,不确定性系统就会被观察起作用,变成确定的状态。这是很明显的道理!就好比,平静的水面,你丢一颗石子下去,水面会出现波纹一样,这是丢石子带来的效果。丢石子就好比观察手段,跟意识无关。

量子坍缩是否可以说明量子具有意识?

科学建模来回答。题主的说法很有意思。从某种意义上讲,处于量子态的确是一种下意识的现象。或者说,如果在没有被观测的时候,一个处于量子态的粒子就是一个随机的状态。为什么,因为这样最放松,最简单,最合理,熵最大。没有人在意的话,怎么都行,不累,就如同我们自己在家的时候会很放松一样,不需要消耗太多的能量。一旦被人观测,我们自己也会觉得比较累,必须得收拾的漂漂亮亮的,这些都需消耗能量。因此,我们说处于量子态实际上就是处于一个最随机、最自然的状态。你可以把他类比成意识,实际上背后作用的是热力学第二定理,熵增加,所有系统都有一个趋向于随机的趋势。

01 量子塌缩,由随机到确定的转变首先,量子是一种描述微观物理粒子状态的一种数学概念和数学工具。科学家在研究微观粒子的性质时,起先认为粒子的状态给宏观球体的性质没有区别,比如,认为电子的状态跟行星一样,围绕着原子核做圆周运动。

但是,随着设备提升,科学家观测电子运行轨道时发现,电子并非是围绕着原子核再作圆周运动。

电子的轨迹更像是一个随机四处出现的小球,一会儿处于基态,一会儿处于激发态,好像完全没有规律一样。

为了描述这样的性质,科学家将电子的状态描述与一个复杂的随机概率分布:

一个电子以概率a处于轨道1,以概率b处于轨道2。

在没有任何人去测量的这个电子时,该电子处于一个叠加态,也就是说可能是1,也可能是2。

只有在被观测后,电子才会确定到某一个具体状态,1, 或2。确定到某一个状态完全是量子叠加太中的概率来决定的。

电子不是确定在某一个轨道上运行呢?非要测量的时候再根据一个概率来决定呢?

这个背后的原因坦率地说还不知道。目前科学届有几种不同的解释,比如哥本哈根诠释认为这就是这么规定的,或者说,就是这样的,没有为什么。

此外,还有多世界假说,认为每一次进入叠加态只是因为粒子太小,进入了多个世界而已。

对于为什么量子叠加态是随机的,为什观测后就进入确定的状态这个问题,每个人都可以有自己的理解或见解。

我个人的一种理解主要还是世界本身就是随机的,这种随机性的根源来自于核心最微小的粒子的随机性。

另外,随机是最简单的,不消耗能量,熵最大。一旦系统进入有序状态,熵减少,实际上是需要消耗能量。

所以,为了减少不必要的能量消耗,在没有人观测的时候,保持系统的完全随机性是十分重要的,此时的能量消耗最低。

一旦观测,就必须要给出一个确定答案,这个时候随机性减少,系统由随机变为确定。

02 量子叠加态:哲学意义上的随机性爱因斯坦曾经说:“上帝不会掷骰子”。从宏观角度看,行星的轨迹可以预测,光线的传播路径可以预测,一切都是可以预测的。

但是,我们必须要考虑“随机性”这个因素。有意思的是,到目前为止,科学家对随机这个物理现象理解的还不够深入。

我们甚至还不知道什么物理现象是随机的,什么不是随机的。为此,产生一个真正意义上的随机数总是一个难题。

但是反过来看,我们如果说这个世界一定是确定的,那是不是更加荒谬了呢?

比如,明天一定会下雨,我一定会在某个地方遇到你,或者,窗前的一片树叶一定会落在地上的某个位置中。

实际上,我们更熟悉,更习惯的认知是随机的,正如俗话说,“天有不测风云”。

当然,早期科学家并不这么认为,他们认为,如果我们知道所有的空气分子的状态,就可以准确地预测明天,后天,甚至一年后的天气了。

直到有了一天,海森堡提出了测不准原理才终结了这一假想。有意思的是,测不准原理并不是我们想象出来的公理,而是数学推导出来的不等式。

这也就意味着我们其实没办法同时得到每一个空气分子在某一时刻的位置和它的动量,也就没有办法准确预测某一刻的大气状态了。

因此,从哲学意义上看,量子叠加态的随机性可能就是我们这个世界的随机性的本源。反过来想,如果微观粒子没有随机性,那么宏观的随机性又从何而来呢?

甚至连宏观的确定性也随之不具备基础了,因为中心极限定理告诉我们,很多的随机变量的叠加就能产生正态分布,这种确定性的分布恰恰来自于大量的不确定性。

03 结语虽然量子世界还有很多神奇的现象,但是从宏观角度看,一切似乎又没有受到太多影响。背后是否还隐藏着深刻的联系,科学家们还在探索中。

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