如何用最簡單的語言解釋一下量子力學的核心概念?

柒火

首先我們來選一下量子力學中的核心概念有哪些?

如果要我選,我選擇以下三個:量子,波粒二象性和不確定性。

1. 量子

關於什麼是量子這個問題已經有很多答案可以找到。我這裡用一句話來概括一下,所謂量子就是一份一份的,不連續的。這個概念其實本身是不難理解的,因為我們可以想象到,我們生活的物質世界是有原子組成的,原子是有原子核和核外電子組成的。這就體現了微觀物質世界的分立性,或者說不連續性,這可以稱之為就是量子。

但量子力學中的量子概念範圍要廣泛地多,不僅僅原子分身是不連續的,分立的,它們的屬性也是不連續的,比如電子的能量是不連續的,分立的電子能量形成了能級;電子的角動量也是不連續的;電子的自旋也不連續而是隻有兩個本徵值。

所以量子就是不連續,是分立,它是一個概括性的概念,具體的量子概念有能級,角動量,自旋等等。

2. 波粒二象性

關於光的本質的爭論由來已久:光到底是波還是粒子。牛頓認為光是一種粒子,於是提出了光的微粒說;而惠更斯等人認為光是一種波,原因就是光具有干涉和衍射現象。在電磁理論發展之後,人們更傾向於將光理解為是一種波,但是進入20世紀之後,一些實驗的解釋,比如光電效應又將光假設成了一種粒子。量子力學的充分發展解決了這個問題,提出了光的波粒二象性的概念,並且提出了物質波的概念。

波粒二象性就是說光有時候表現而波的特性,有時候表現為粒子的特性,電子也是這樣。但是它們都可以由量子力學中的波動方程來描述。

3. 不確定性

不確定性也是量子力學中一個比較難以理解的概念。它主要是依據海森堡提出的量子力學不確定性原理,即我們不能同時精確地測量到微觀粒子的位置和動量。如果我們測量的位置越精確,則動量的不確定度越大;而如果動量越精確,則位置的不確定度便會越大。

圖1. 第五屆索爾維會議上的參會物理學家,他們都或多或少地對量子力學作出了貢獻


宇煙zhb

最核心的概念就是“量子”。它在觀念上的顛覆性,在於打破了世界是無限可分還是不可分的二律背反。量子力學肯定是不支持世界是無限可分的,但也不意味著認同世界可分割為最小單元。

量子力學,其實是認為一切現象都是由被觀察到的一份一份的能量單元構成的。這好比說,我們看的電影貌似連續的,但實際上是由一幀一幀畫面構成的。

也就是說,我們看到光線時,錯覺以為是“連綿不絕”的,但其實是一份一份的光量子射了出來。

(玻爾設計的榮譽徽章)

但也不能斷言世界是非連續的。深究這種哲學命題的所謂理論物理,其實是一個死衚衕。但是偏偏去鑽的人特別不少。

因為,辯論世界是連續的還是非連續的其實是沒有意義的,因為連續與非連續這一對概念本身就是互補的,不能割裂來看;這就像不能論證人類是“男”還是“女”一樣的道理

。哥本哈根學派的徽章,玻爾選擇了中國道家的陰陽圖案並非沒有深意。


建章看世界

從來就沒有獨立的微觀世界,宏觀和微觀都在同一個時空裡。

宏觀力量可以輕易吹飛灰塵,但是不能集中力量拆開灰塵中微粒子間的結合,哪怕結合的力量很微弱。目前只能通過粒子的相互撞擊,感受粒子破碎的模樣。


小能普通俠

我認為是量子糾纏及瞬間轉移!目前基礎科學認定了光速極限,但我不支持這個觀點,因為我個人的量子理論裡推測出宇宙中隱藏著另一個維度空間,我暫時命名它為零合空間,在這空間裡宇宙裡發生的一切其信息是瞬間直達的、包括引力。在這個空間裡,可以看見所有的過去、及我們這個空間所有的未來!


量子165003813

這個問題太深奧,對於我們這些沒文化的人來說根本回答不來,量子是一種微觀物質,進幾年才被發現,它是的確存在的,它的運動方式還沒有人搞的清楚,它的推理公式寫滿整頁白紙,推到最後卻不知道要證明什麼,希望在將來科學家能將它清晰化,造福社會。


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