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给忙碌者的量子力学课-得到

给忙碌者的量子力学课-得到

作者: 窦志昂扬 | 来源:发表于2021-02-01 10:59 被阅读0次

    为什么要学?

    跟上世界的变化,升级我们的世界观。
    第一,目前科学家已经发现的全部自然科学知识,除了广义相对论,其他的所有都汇集在了量子力学这里。
    第二,今后世界的解释权一定志由量子力学主导的。
    第三,量子力学会重塑人类的精神世界。

    01 哥本哈根解释

    薛定谔的猫——科学实验
    薛定谔方程
    1.量子力学既有共识,又有分歧。
    2.共识是薛定谔方程很管用和实验看得见的地方;分歧就是16种解释,和实验看不见的地方。
    3.目前我们还需要更多的实验证据,才能区分这些解释谁对谁错。

    02 波粒二象性

    1.量子就是波粒二象性,如何理解,一是把粒子看成波;二是把波看成粒子;三是同时使用波和粒子的社交。
    2.你不能单纯以波或粒子的视角看待它,而要同时以波和粒子的视角看待它。
    3.物理学家正是学会了这种看待方式以后,才真正理解了量子力学,并在它的指导下,长出更多学科的知识。

    03 量子隧穿

    量子隧穿这个物理现象,更进一步的告诉我们波粒二象性是理解万物的基石。
    对“波粒二象性”的正确理解是,波动特征和粒子特征一一对应,且同时存在。

    04不确定性原理

    1.不确定性是量子世界的基本性质,与测量无关,它是指粒子的一些成对物理量的叠加态,存在此消彼长的数学关系。
    2.世界是确定的还是不确定的?这个问题取决于我们采取什么样的视角,任何简单粗暴的答案都会损害我们对这个世界的理解。

    05 概率性

    1.量子的状态通常是不能直接测量的,我们只能借助概率来认识它。
    2.量子的概率很奇怪:你的测量方式决定了结果有哪些,还决定了结果的概率分布。
    3.这些概率的来源,我们现在还没有定论。我们常用的说法是,在测量时“波函数发生了坍缩“。

    06 局域实在性

    量子纠缠
    1.爱因斯坦认为,量子力学必须同时满足局域性和实在性。
    2.但贝尔实验的结果指出,这俩特性不可能要活一起活。
    3.这就意味着,量子的概率性到底打哪儿来,仍然是个悬而未决的问题

    07 波函数实在性

    1.关于实在性成不成立,爱因斯坦和玻尔争论的焦点是,“粒子是不是永远走一条路
    2.最近几年物理学家的实验证明,光子真的像波函数所说的,会同时经过所有的可能路径。这就是波函数实在性。

    08 量子纠缠

    1.量子纠缠表现为,如果你测量A粒子,就能瞬间推断B粒子的测量结果,不论B粒子离你有多远。
    2.量子纠缠的过程是超过光速的,但并不违反相对论,它们之间并不传递经典信息。
    3.量子信息是非局域的,它的本质还是波粒二象性。

    09 退相干

    超流体是一种量子现象。
    1.原来量子力学在宏观世界也适用,宏观世界也可以存在量子状态。
    2.我们平常不太容易看到,是因为这些宏观量子状态很快会发生退相干。
    3.物理学家会通过控制环境的条件等各种办法,抑制退相干的影响,让它们尽可能长时间地保持量子状态。

    10 相互作用

    1.力是一个复合的、有层级的宏观概念。
    2.我们可以把世界上所有的力,还原回最基本、不能再拆分的基本相互作用。
    3.所有力的本质,都是能量随空间位置变化的剧烈程度。
    4.是力让物质聚拢在一起,不会散架,也是它让物质内部有所排斥,不会崩塌。

    11 能量

    1.质量就是惯性,是不涉及运动的那种能量,也就是一种势能。
    2.势能是由各种不同的相互作用贡献的,每种贡献的比例不同。
    3.我们还有很多物质的质量没有搞清楚来源,要想彻底回答这个问题的全部细节,我们还要等未来的科学进展。

    12 波粒二象性

    1.我们的世界之所以存在,其中有一个必要条件,就是波粒二象性。
    2.没有波粒二象性,就没有现在的宇宙,也不会有碳基生命,更不会有
    我们现在的信息时代。
    人类要感恩的话,一定要先感恩波粒二象性。

    13 有效理论

    1.量子力学是一种未知理论的低能有效理论,同时也是一种只能描述
    相对简单现象的简单有效理论。
    2.量子力学有9种互相等价、又截然不同的表述形式,这些不同的表述形式都经过了大量实验验证,我们依然可以把量子力学当作一种真理来对待。

    14 结语

    1.量子力学让人类挖到了知识的树根。
    2.量子力学的未来是一个好消息和一个坏消息。

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