03.02 牛頓經典力學的核心就是三定律了,那麼量子力學的核心內容是什麼?

科學黑洞


題主你好。量子力學的核心內容並不是某些定律,而是三個繪景和量子化手段。

量子力學的第一繪景:薛定諤繪景

薛定諤繪景指的是波函數隨時間演化,而力學量不發生改變。

量子力學的第二繪景:海森伯格繪景

海森伯格繪景指的是波函數不發生改變,力學量隨時間演化

量子力學的第三繪景:相互作用繪景

相互作用繪景指的是波函數和力學量都隨時間演化,但是演化模式不同於前兩個繪景。

因此,在不同繪景下,量子力學的核心內容截然不同!但是,有幾個公理是一致的。比如說,物理量的觀測值是物理量的本徵值,量子力學的概率解釋等。

這三個繪景雖然有所不同,但是站在可觀測性的角度看,其本質是一樣的。【請注意,如果不從可觀測性的角度看,那麼這三者並不一樣。對於薛定諤繪景,我們需要定義希爾伯特空間,而波函數則是希爾伯特空間裡面的一個矢量——物理學稱之為“態矢量”。希爾伯特空間的矢量基底是根據力學量本徵態矢量來選擇的。要注意的是,由於薛定諤繪景假定力學量不隨時間演化,所以希爾伯特空間的矢量基底是確定不變的。但是這套方法卻不能應用到海森伯格繪景。因為海森伯格繪景認為波函數作為態矢量是不變的,改變的是希爾伯特空間的矢量基底。】

量子力學的核心內容歸根到底並不是求解薛定諤方程或者是海森伯格方程,而是如何構造量子理論。量子力學是量子理論的第一門課,其重要意義是將一個經典理論過渡到量子理論。這裡的經典理論不僅僅是經典力學還包括經典場論。對於經典力學,其包括牛頓力學以及狹義相對論力學;對於經典場論,它指的則是相對論性經典場論,比如說相對論性量子力學的經典場論描述,比如說狹義相對論點粒子的經典場論描述,甚至連弦理論的經典場論描述都屬於經典場論範疇。要知道,經典理論的含義就是動力學變量沒有被量子化的理論。而量子力學就是對經典理論中的牛頓力學進行量子化的一種理論。它的核心內容說到底就是如何量子化。前面說的三種繪景是量子力學的核心,也是我們進行量子化的重要方法。基於此,我們可以發現相應的量子化手段有兩種:正則量子化和路徑積分量子化。這兩種方法都能在前面三種繪景下給出相應的量子理論。

因此,現在可以下結論,量子力學的核心內容是三種繪景加上兩種量子化手段。

最後強調一句,不要把薛定諤方程當成了量子力學全部內容,薛定諤方程僅僅是量子力學的冰山一角!


科學聯盟


1.量子是存在的,不同的量子,受到外界刺激的呈現狀態並不相同。 2.量子受到外界刺激時,會呈現不同狀態。 3.量子存在形態有疊加態,平行態,陰陽態,糾纏態 4.也有極個別沒有應激反應的量子。


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