03.02 牛顿经典力学的核心就是三定律了,那么量子力学的核心内容是什么?

科学黑洞


题主你好。量子力学的核心内容并不是某些定律,而是三个绘景和量子化手段。

量子力学的第一绘景:薛定谔绘景

薛定谔绘景指的是波函数随时间演化,而力学量不发生改变。

量子力学的第二绘景:海森伯格绘景

海森伯格绘景指的是波函数不发生改变,力学量随时间演化

量子力学的第三绘景:相互作用绘景

相互作用绘景指的是波函数和力学量都随时间演化,但是演化模式不同于前两个绘景。

因此,在不同绘景下,量子力学的核心内容截然不同!但是,有几个公理是一致的。比如说,物理量的观测值是物理量的本征值,量子力学的概率解释等。

这三个绘景虽然有所不同,但是站在可观测性的角度看,其本质是一样的。【请注意,如果不从可观测性的角度看,那么这三者并不一样。对于薛定谔绘景,我们需要定义希尔伯特空间,而波函数则是希尔伯特空间里面的一个矢量——物理学称之为“态矢量”。希尔伯特空间的矢量基底是根据力学量本征态矢量来选择的。要注意的是,由于薛定谔绘景假定力学量不随时间演化,所以希尔伯特空间的矢量基底是确定不变的。但是这套方法却不能应用到海森伯格绘景。因为海森伯格绘景认为波函数作为态矢量是不变的,改变的是希尔伯特空间的矢量基底。】

量子力学的核心内容归根到底并不是求解薛定谔方程或者是海森伯格方程,而是如何构造量子理论。量子力学是量子理论的第一门课,其重要意义是将一个经典理论过渡到量子理论。这里的经典理论不仅仅是经典力学还包括经典场论。对于经典力学,其包括牛顿力学以及狭义相对论力学;对于经典场论,它指的则是相对论性经典场论,比如说相对论性量子力学的经典场论描述,比如说狭义相对论点粒子的经典场论描述,甚至连弦理论的经典场论描述都属于经典场论范畴。要知道,经典理论的含义就是动力学变量没有被量子化的理论。而量子力学就是对经典理论中的牛顿力学进行量子化的一种理论。它的核心内容说到底就是如何量子化。前面说的三种绘景是量子力学的核心,也是我们进行量子化的重要方法。基于此,我们可以发现相应的量子化手段有两种:正则量子化和路径积分量子化。这两种方法都能在前面三种绘景下给出相应的量子理论。

因此,现在可以下结论,量子力学的核心内容是三种绘景加上两种量子化手段。

最后强调一句,不要把薛定谔方程当成了量子力学全部内容,薛定谔方程仅仅是量子力学的冰山一角!


科学联盟


1.量子是存在的,不同的量子,受到外界刺激的呈现状态并不相同。 2.量子受到外界刺激时,会呈现不同状态。 3.量子存在形态有叠加态,平行态,阴阳态,纠缠态 4.也有极个别没有应激反应的量子。


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