為什麼科學家費曼會說,世界上沒有人真的懂得量子力學?

星辰大海路上的種花家


量子力學有什麼問題,就算是民間人士們對量子力學的看法,也是繼承和發展。全盤推倒量子力學的人,我還真沒見過。

對現代科學進行發展和繼承沒有任何問題,只要基於科學實驗進行發展和繼承更加沒有問題,這是前提。沒有科學實驗的推翻和繼承都是胡扯。

量子力學沒有問題,並不代表量子科學沒問題,這個問題要分開看,比如打著量子力學的名義,做了神學的研究,佛學的研究甚至是不切實際的科學研究,都是必須譴責的。

費曼說這句話沒有問題,懂和不懂,在實驗中會給出確切的答案。你沒有錢做實驗或者做不起這個實驗,那不是質疑的理由。基於科學實驗的質疑,這句話也是追求真理的唯一方法。


聽晨悅


費恩曼是美籍猶太裔物理學家,1965年諾貝爾物理學獎得主,他曾經說過一句著名的話:“誰要是懂得量子力學,那他就是真的不懂量子力學”。
費恩曼因發明了量子力學裡的路徑積分和費曼圖,構建了量子電動力學的新理論而獲得了諾貝爾物理學獎,他被稱為愛因斯坦之後最睿智的理論物理學家,他不懂量子力學?

不光是費恩曼這麼說,如果你上了大學要學量子力學,老師會告訴你:“量子力學只要會算就可以了,自己回去慢慢去理解,不要問我為什麼,因為,我也不知道為什麼!”

怎麼這麼奇怪?老師講了半天不知道為什麼?獲得諾貝爾物理學獎的物理學家也不知道為什麼?

那到底為什麼那麼多物理學大咖都說沒有人真正懂量子力學呢?

關鍵是到目前為止,沒有任何一種理論可以用來揭示微觀世界粒子的詭異現象!為什麼說詭異呢?因為這種現象顛覆了我們對任何事物是客觀存在的這一基本邏輯的認知!

單電子的雙縫干涉實驗是量子力學的核心

單個電子通過雙縫的時候也能自己與自己干涉,產生亮暗相間的條紋,說明單個電子是同時通過了兩個狹縫的,不然怎麼會有干涉圖樣呢?

可是當我們想觀測電子是如何通過狹縫時,神奇的一幕出現了,電子只是通過了一條狹縫,並且干涉圖樣消失了!
這怎麼回事呀,難道電子如何通過狹縫與我們是否觀測有關?電子是怎麼知道我們在觀測它的?電子有思想?

對這個實驗有多種理論解釋,誰也說服不了誰,主流的解釋有如下幾種:

哥本哈根學派

以波爾為首,主要人物有波恩、海森堡、泡利、狄拉克等的哥本哈根詮釋被稱為量子力學的“正統解釋”。

他們認為:在量子力學裡,量子系統的量子態,可以用波函數(粒子在某位置或處於某種運動狀態的概率)來描述,測量的動作會造成波函數坍縮,原本的量子態概率坍縮成一個測量的量子態。

也就是說,不測量時電子處於位置、動量和自旋的疊加態,而測量時只能得到一個確定的結果,或者說,不測量時電子錶現出波動性,測量時就表現出粒子性!

這個解釋你認同嗎?不測量就處於疊加態?測量就是確定態?電子怎麼知道你有沒有測量的?所以薛定諤提出了一個著名的思想實驗,就是著名的“薛定諤的貓”來反駁這一理論,難道沒有測量之前貓處於既死又活的狀態?

所以說,哥本哈根詮釋只是對微觀粒子狀態進行了看似合理的解釋,並沒有揭示其本質!

多世界解釋

量子力學的多世界解釋是由埃弗雷特提出的,他用一個宇宙波函數來整體描述被測量系統、測量工具和觀測者,將宏觀的物體也納入了量子體系中,觀測者的波函數會在每次測量之後發生分叉,宇宙波函數包含了疊加態的所有分支!

啥意思呀,這麼繞,其實很簡單,就是平行世界,薛定諤的貓不用既死又活這麼難過了,它有兩種情況:死和活,存在於兩個互不影響的平行宇宙中。如果在我們觀測者的世界中貓是死的,那在另一個平行宇宙中貓就是活的!

電子到底通過那個狹縫我們也不用糾結了,它在我們觀測的宇宙中如果通過了這個狹縫,那麼在另一個平行宇宙就通過了另一個,在下一個平行宇宙中就通過了兩個,互不影響!


這個解釋更不可思議!難道在另外一個宇宙中還存在另外一個你?多宇宙到底在哪兒?誰也不知道,所以說,這也只是對微觀粒子狀態的一種表象解釋,沒有深入本質,況且真實性也有待檢驗!

隱變量理論

隱變量理論認為,量子力學不能描述客觀事實的確定性和定域性,所以是不完備的,肯定是沒有發現或者漏掉了一些非常重要的隱含變量,正是這些隱含變量,控制了微觀粒子的行為!
愛因斯坦是隱變量理論的主要倡導者,他很本不相信事物的客觀規律需要用概率函數來描述,他確信任何事都遵循某種客觀規律,一種完備的理論應該是確定論而不是概率(或的關係)論,上帝是不會擲骰子的!

愛因斯坦、波多爾斯基、羅森提出了EPR佯謬來論證量子力學的不完備性,認為量子糾纏的超距作用是不可能的,不過後來貝爾發表了貝爾定理,證明這個假設與量子力學的預測不相符,也就是說,隱變量是不存在的。
愛因斯坦、波爾那可都是量子力學的奠基人呀,這麼偉大的物理學家都沒有搞清楚微觀世界粒子運動規律的本質到底是什麼,誰還敢說自己懂量子力學呢?

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科學易簡通


物理學家費曼

費曼是20世紀最傑出的物理學家之一,參與了曼哈頓計劃。(也就是美國原子彈的研製)同時,也獲得了諾貝爾物理學獎,而他主要成就是集中在量子力學中。他曾經給大學本科生授課,這門課程的內容後來被整理成書,這本書就叫做《費曼物理學講義》,是如今最暢銷的大學物理學教材。

作為20世紀在量子力學領域的大牛,為什麼費曼會說出:世界上沒有人懂得量子力學?

世界上真的沒有人懂得量子力學?

其實,有類似的想法的不止費曼一個物理學家,有很多物理學家說過。比如:量子力學的奠基人,哥本哈根學派的領袖波爾就曾說過:

如果有人不對量子力學感到困惑,那隻能說明他不懂量子力學。

這麼多量子力學領域的專家都有類似的表達,那這當中一定有一些貓膩。

之所以他們有這樣的困惑,本質上是因為量子力學其實是描述微觀世界的物理學現象的理論,他們並非對理論感到困惑,而是對於微觀世界的離奇現象感到困惑。

那微觀世界到底存在什麼樣的離奇現象呢?

在物理學史上有一個堪稱離奇,詭異甚至是恐怖的實驗,這個實驗叫做:雙縫干涉實驗

由於篇幅關係,我們在這裡就不具體講這個實驗到底是咋回事了。我們就說說這個實驗另科學家十分困惑的地方是什麼。簡單來說就是:這個實驗有觀測者和沒有觀測者最終得到的實驗結果是不同的。

具體來說是這樣的,在這個實驗中,光子或者電子通過雙縫之後會在屏幕上成像,如果什麼都不管不顧,就會出現干涉條紋。

但是如果你在實驗裝置上加一個探測器,觀測電子或者光子是如何通過雙縫時,就會出現完全不同的實驗結果。是不是神奇?一開始科學家還不信,經過多次反覆的實驗,這個結果始終就是這樣的。也就是說,一個普普通通的物理學實驗,最終把觀測者捲入到其中,你說詭不詭異?

上帝不擲骰子

無論實驗是什麼樣子,對於理論物理學家來說就是要用理論對其進行描述。在上世紀20年代前後,海森堡提出了矩陣力學來描述,薛定諤提出了薛定諤的波動方程來描述。後來,狄拉克從數學上證明了兩者是等價的。實際上,到了海森堡,薛定諤和狄拉克已經是第三代量子力學的科學家,在之前此,第一代是普朗克,愛因斯坦;第二代是波爾,索末菲,波恩;除此之外還有泡利,德布羅意等人。

這幫人不光是在研究理論,他們還吵了起來,分成了兩派。一派是波爾領銜的哥本哈根學派,主力干將就有海森堡,泡利等人。另一派來頭也很大,愛因斯坦領銜,主力干將有薛定諤,德布羅意等人。

他們到底在爭啥呢?

說白了,他們就是在爭“這個不確定性”。海森堡提出了不確定性原理,描述了微觀世界的物理現象。他認為,我們沒辦法同時測量到微觀粒子的位置和動量的信息,測了一個,另一個就不準了。那這個該如何理解呢?

我們來舉個例子,就拿氫原子模型來說,我們傳統意義上認為電子是繞著原子核在轉的,這類似於地球繞著太陽轉。

但海森堡認為,所謂的“軌道”其實是假想出來的,並不存在,還不夠存粹。他基於當時的實驗現象,提出不確定性原理,用這理論來描述電子的運動。具體來說,就是利用“概率”來描述。電子可以出現在下面任意的位置,只不過每個位置的概率不同,因此,可以用電子雲來描述。

這種“不確定性”是愛因斯坦無法解釋的,他曾經在和波爾的論戰中就說到:上帝不擲骰子。

而波爾反擊道:愛因斯坦不要指揮上帝如何做。

反對派的主力干將薛定諤更是提出了一個思想實驗:薛定諤的貓。

用貓的既死又活的疊加態來諷刺哥本哈根學派。

無論是愛因斯坦,還是薛定諤都認為量子力學所描述的微觀世界是不夠完備的。他們其實都在試圖證明量子力學的不完備性。愛因斯坦認為,存在著一個最終極的可觀的真理,而不是像量子力學所描述的“不確定性”。而愛因斯坦的整個後半生,基本上都在試圖證明量子力學的不完備性和試圖提出終極理論,但他都沒有做成,隨著後續的實驗,最終的結果都偏向于波爾所領銜的量子力學哥本哈根學派的觀點。

實際上,我們無法理解量子力學的一個很重大的原因是我們無法換位思考。微觀世界的物理學現象和我們所處的宏觀低速的世界實在太不同了。這其實和我們無法理解相對論是一回事。我們所處的是低速和弱引力場的世界,而相對論描述的確實大尺度,高速,強引力場的世界。這種時空的巨大差異,導致我們無法理解,所以,說白了,這是尺度造成的


鍾銘聊科學


費恩曼是物理學中的全能大師,他一生的主要精力都集中在量子力學。

不僅費恩曼表達了量子力學的反常識性,波爾曾經也說過類似的話,他曾經表示:“如果你第一次接觸量子力學而不感到驚訝,那你一定是沒有弄懂它”。

事實上,量子力學確實晦澀,但放在現在卻有點不合時宜,經過100多年的發展,量子力學基本上已經婦孺皆知了,甚至村裡的農民都聽過量子糾纏這樣的術語。

量子力學的反常識之處已經經過多年的宣傳了,人們似乎已經將這種反常識認為成常識。

人類在20世紀之前,基本對分子以下的微觀世界一無所知,當時的物理學還被經典力學統治著,而經典力學就是基於宏觀世界歸納出的科學理論。

在經典力學領域,我們秉持著這樣的常識:

一:某一時刻,指定物體的時空位置是單一的。

也就是某年某月某日的八點,你只能在一個地方,而不會既在A地又在B地。

二:位置隨著時間的變化是連續的。

比如:你從家到學校不管是怎麼去的,總能找出某一時刻狀態下的你,使其處於總路程中的任意一個位置。

三:超距作用是不存在的。

不管是什麼作用,都需要介質傳遞這種影響。即便看起來是超距作用的萬有引力,牛頓也不得不引入“以太”這種假象物,使其符合非超距作用的理念。

在人類沒有深入到微觀世界以前,我們甚至一度認為以上三點就是經典物理學的普遍性規律。

然而量子力學全部顛覆這些“普遍性”規律

最早引起人類疑惑就是1900年由普朗克提出的能量量子化概念,由此標誌著量子力學的建立。

普朗克為了解決黑體輻射問題,硬是拼湊出能量量子化的概念,因為只有這樣才能更好地詮釋實驗結果。

能量量子化打破了能量傳遞的連續性,用分立間斷的量子(不可再分的基本單位)表述能量的傳遞。

這種非連續性跳躍在波爾的電子能級上體現地淋漓盡致。

科學家驚呼電子居然可以從低能級直接跳到高能級,而不需要經過任何過程。就好像瞬間移動一樣,你可以“瞬間”地從北京挪動到上海,而不需要經過任何路程。

隨後,電子的雙縫干涉實驗更是詭異

實驗的結果就是單個電子在不被觀察時,會同時經過兩個細縫,而觀察行為會導致這一特性消失。我們只能基於這樣的現象歸納出微觀粒子的波粒二象性,而不理解為什麼會存在如此令人詫異的現象。

量子力學曾經也讓愛因斯坦苦惱,在1927年的第五屆索爾維會議上,愛因斯坦曾經舌戰波爾。

他認為量子糾纏這種鬼魅般的超距作用是不存在的,肯定是量子力學不完備造成的。這其中的隱變量還未被發現而已。

愛因斯坦甚至用左右手套比喻量子糾纏的超距作用只是起始狀態就決定好的結果,這種超距作用只是邏輯推理而已。

然而事實並非愛因斯坦想得那麼簡單,在經歷80餘年的各種實驗驗證後,量子糾纏是客觀存在的超距作用已經是不爭的自然事實。甚至這種超距作用的速度至少是光速的一萬倍。

量子力學帶給普通人的不僅是詫異,更是世界觀的顛覆。面對這樣的量子力學,誰也得表現出謙遜!


科學認識論


量子力學是描述微觀物質本身及其運動的一種物理學理論,和相對論一起被認為是現代物理學的兩大重要支柱。

19世紀末期,當時的經典力學和經典電動力學在描述微觀物質時的一些“無能為力”促使量子力學的產生,有很大一批著名物理學家,比如普朗克、波爾、海森堡、薛定諤、泡利等共同研究創立了量子力學理論。


費曼是20世紀最著名的物理學家之一,是量子電動力學的創始人之一,基於他發現了綜合量子理論複雜性的方法,獲得了1965年的諾貝爾獎。但正是這樣的一個量子力學大師卻說:“我想我很有把握地說,沒有人能真正理解量子力學”。為什麼它會這麼說呢?原因還在於量子力學的奇異性。

我們在量子力學中,使用的是波函數來描述微觀粒子,它本質上是一系列的數字,每個數字也都代表了一個封閉系統中可能出現的一個狀態,而數字的大小則表示這個微觀粒子所處位置的概率。



從傳統數學角度出發,概率則是對一個事件發生程度不確定性的表述。但恰恰量子力學不描述測量,它不是像我們認知宏觀物體那樣可以使用測量儀器,量子力學只描述原子、電子這樣的微觀物體,於是就產生了“量子力學測不準”現象。


無論是雙縫干涉實驗、還是薛定諤的貓,都是因為我們使用了傳統的測量方法來試圖窺探微觀世界的奧秘,於是對微觀量子對象產生了影響,於是造成了量子世界波粒二象性不確定性認知、像幽靈般遠距離傳輸信息、電子概率雲等等這樣的用宏觀物理視角難以解釋的奇異狀況。

還有更離奇的,除了我們在測量微觀粒子會對量子系統產生擾動之外,就是對量子運動的數學描述。拿電子概率雲來說,如果我們測量單個電子,它不會產生概率的問題,它的自旋方向和速度是一定的,遵循的是薛定諤方程規律,而這個方程規律本身不帶有任何概率的問題,是完全決定性的表述,從而我們似乎可以得出單個電子運動模式即玻恩規則與概率無關,但這與玻恩規則解析波函數使用的是正負分量的平方有關係相矛盾。


為了解釋量子力學與我們認知上的不符,量子力學界逐漸分為兩大陣營,一是工具論,認為波函數不是真實存在的,只是更好理解概率的工具。二是實在論,認為波函數是客觀存在,但會受到宏觀物理規律如薛定諤方程的牽制而體現決定性。

這兩個截然不同的觀點互相碰撞,誰也不服誰,從目前來看,如果我們還是用現有的監測和認知手段,即使用遍當前人類所有的知識,對量子力學的奇特之處也解釋不清,也包括那些曾經創造量子力學理論,以及現在正在研究量子力學的大師們,這也是為什麼費曼那麼說的原因。


優美生態環境保衛者


非常準確,量子力學是一個比較深奧的科學問題。但其實也是非常簡單的科學問題。所謂量子通俗地講就是能量粒子。是微觀世界的物質的運行規律的研究。這有一個非常不好理解的問題,就是能量與物質的轉換問題。能量在什麼時候能夠聚合成物,物質又在什麼情況下可以轉換成能量?這種轉換如果能夠被突破人類真正的文明才會到來。我們很多普通人因為對這個領域缺少必要的接觸和探究,而且就現在的教育模式人們更多的是在學習牛頓力學成長起來的,對於微觀世界的運行機制的探究一般人根本就沒有機會涉及,甚至一生也未必知道什麼量子力學知識。費米這樣的超級物理學家才會研究這些問題。就如同錢學森老先生當年相信氣功被人們恥笑一樣,其實是在一般普通人根本沒有辦法理解這個問題。當然也有很多人打著氣功的名義實騙錢之把戲的原因。其實我們所在的自然中處處都是因為能量的轉移和運行才使得這個世界千姿多彩。能量是自然中唯一的存在。研究能量的演化原理才是人類世界的終極科學。我們現在的科學技術更多的是體現合作技術的應用方面。且這種研究正在漸行漸遠的離科學目標。費米及其那個時代的科學家也是因為有太多的集團利益考量如“國家需求”而從事了實用技術方面的研究。這也是核武器能夠被研發出來的重要原因。其實懂得核技術離我們真正的文明就差一步了。核技術就是能量與物質相互轉化的最好例證。不是人們不願意研究這個領域,其實是人們在這個領域接觸的太少了。這也就是很多人不懂量子理論的重要原因。但這的確需要人類共同努力研究才有可能突破這個屏蔽。費米、愛因斯坦等科學巨人們沒有生活在和平時期是個遺憾。謝謝閱讀


能量平衡德行天下


因為量子到底是什麼到目前也沒人真正說清楚,所以量子力學沒有人真正懂也就不奇怪了。實際上,量子概念的混亂導致其與客觀事實越來越遠。一方面說量子有特定的量子數(量子數包括主量子數n、角量子數l、磁量子數m和自旋量子數s四種),且數值只能 為整數或半整數;另一面又說量子可以處於兩種或兩種以上的量子態的疊加態,這樣量子數就會為非整數或半整數了。這不是自己打自己的嘴巴嗎?!

量子力學至少存在二類錯誤:一是將單個粒子一定時間段內的運動軌跡或狀態的總和當成瞬時的;二是將數量較大的同類粒子一定時間段內的運動軌跡或狀態的總和當成單個粒子瞬時的。因此,要揭穿期畫皮,只要能獲得足夠精確的瞬時或小於粒子運動週期1/4以上的圖像就能證明微觀粒子不可能同時處於二處或二處以上的空間位置上。原子中的電子不可能是雲狀或概率分佈的。

有興趣進一步瞭解相關情況的朋友,可能與本人以下文章的討論


彭曉韜


費曼說得很正確,在費曼時代對量子的認識理解來源於光子光量子,由於光量子無型無態,無影無蹤,但光量孑又是存在的,並且對所有物質體都會產生作用,發生位移,物質因光而動而變並能產生位移,光量子的力是哪來的,為何光量子有這樣大的能耐,費曼時代的物理學家無法解釋,至今的全世界科學家都無能解釋,所以費曼說得沒錯。

量子力學全世界的人都不懂,這些人學量子力學又學的是什麼呢?量子力學科技又是什麼呢?現代的量子通訊量子衛星量子雷達又是什麼呢?實際上都是由光的粒子性波粒二性有動質量等等認知理念造成的自相矛盾,明明光無型無態,非要說光是粒子並且有最小尺寸,最小能量單位而且還有動質量,造成這些誤判的根在於對物質的本質認知有誤,總認為物質必須存在有最小的質最小的量最小的基本幾何造型體,物變質不變,能量轉化而守恆,動量也是守恆的,有了這些固化概念,並通過科學實驗檢測而證實,科學共同體一至認為光也如此具體質與量的人類未知,光速恆定與光速不變更讓光量子為何這樣存在感到神奇,自然界本無神,量子的力形為就成為了神力形為,因這些科學家沒找到原因,費曼說的句大實話。

實際上量子力學糾錯也很簡單,因為自然界的一切色相大千世界有型物質體,最小最基本的粒子單元只有電子類,更重要的是電子由於創生環境與空間位不同,整個自然界中沒絕對相同的兩粒電子,不同的原因是電子的動態因子量與自旋速度半徑等等,電子是非鋼性非封閉相同心,無內外線速差這樣的自旋結構體,這種結構是自然界一切演化造型並改變的原始動力,電子與環境時刻都在做相對平衡運動,平衡變化量發生在電子型態改變過程中的量與型,就是人類稱謂的光粒子,光實際就是電子的變化過程,如果將量子力學退回到電子力學進行研究,全世界的人都能理解,電子的自旋產生吸斥同體運動形為被人類稱謂正負電荷,電子的群體結構組合因平衡差值的原故創生出不同運動狀態的演化之物,小至粒子態,大至天體,電子之間的動態平衡運動造就了萬物的演化存在,反過來天體的自旋內壓形為又超控著電子群體的相對穩定狀態。一切能量態都是電子內外平衡的天體壓強平衡態運動,現代量子力學和相對論的相關理論與實驗,都可用動態平衡原理加以解釋,自然界的萬物都遵守動態平衡規則。(本文原創,個人研究結論供參考)`.


宇宙譜


物理學至今沒有解釋“物質是怎麼產生的”!

經典力學是量子力學的特例。經典力學研究的是“隔離體”——基態的物質(宏觀);量子力學研究的是“等離子體”——激發態的物質(微觀)。

相對論是經典力學與量子力學之間的“橋樑”——動體的電動力學。要理解量子力學,首先必須承認“物質是金屬態氫離子聚合形成的”;然後必須認識到“高速流動的物質轉化為金屬態氫離子,金屬態氫離子的磁力矩相互切割聚合形成新元素的同時釋放電磁波——能量”。

顯然:聚合反應與化學反應並沒有什麼“本質區別”,物質不能轉化為能量;熱核反應質量守恆,鏈式反應是衝擊波層流裡高速流動的物質轉化的金屬態氫離子聚合的新元素反覆裂解為金屬態氫離子產生了連續的爆炸。

事實上,“光速”是金屬態氫離子“磁力矩”的震盪(自旋)——不能用經典力學討論“光速”;質能方程E=mc²是可逆的,即m=E/c²,也就是說,金屬態氫離子聚合的新元素與能量成正比。

電磁波的傳播離不開金屬態氫離子“磁力矩”的共振,具有波粒二象性。太陽初級射線進入地球磁場產生金屬態氫離子,金屬態氫離子的“磁力矩”切割磁力線釋放電磁波——光子;陽光的傳播離不開金屬態氫離子“磁力矩”的共振(大量金屬態氫離子的產生,會影響通訊的)。

既然宇宙中“均勻”分佈金屬態氫離子——稍縱即逝的“以太”,那麼“光的雙縫實驗”和“光電效應”就是金屬態氫離子“磁力矩”的共振傳遞了電磁波或產生了變化的磁場!



金童希瑞


這個世界的哲學是決定論,如愛因斯坦所說,一定有一個終極的真相在那裡,即便我們暫時不知道,它一定在。量子實驗的結果讓科學家頓時懵逼,愛因斯坦也一樣。即同樣的條件發生的結果並不相同,或者有精神參與與沒有精神參與的結果不同。那世界還不亂了套?因此愛因斯坦本能的懷疑是實驗的錯誤,不可能有這種事情發生。事實上它就是發生了。這就導致人類可憐的決定論浪漫主義幻想的坍塌。那就是你根本不可能找到真相,因為從來就沒有那種東西。


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