物理學(xué)家費(fèi)曼曾經(jīng)說(shuō)過(guò):這世界沒(méi)有人能搞懂量子力學(xué)。
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如果這句話僅僅出于物理愛(ài)好者之口,則不足為奇,畢竟量子力學(xué)實(shí)在是太難了,發(fā)句牢騷也是正常的。
但費(fèi)曼何許人也,大名鼎鼎的物理學(xué)家,諾獎(jiǎng)得主,參與過(guò)美國(guó)曼哈頓計(jì)劃。
他曾憑借一己之力發(fā)展出了費(fèi)曼圖,并用于描述量子力學(xué)中粒子的相互作用。
費(fèi)曼對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)不止于此,他也是量子電動(dòng)力學(xué)的領(lǐng)軍人物。可以說(shuō),費(fèi)曼是站在量子力學(xué)最頂端的科學(xué)家。
所以他能說(shuō)出這句話一定是有道理的。
費(fèi)曼說(shuō)沒(méi)有人能搞懂量子力學(xué),其實(shí)還說(shuō)了很多話來(lái)論證這樣的觀點(diǎn)。
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費(fèi)恩曼認(rèn)為即便我們可以利用量子力學(xué)發(fā)明出電子計(jì)算機(jī)和其他電子產(chǎn)品。但是這也只是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)積累摸索出來(lái)的唯象理論,量子力學(xué)背后的作用機(jī)制我們完全摸不著頭腦。
什么是唯象理論?
簡(jiǎn)單一點(diǎn)說(shuō),現(xiàn)代物理學(xué)中的很多理論都是唯象理論。我們只管不斷大量重復(fù)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)規(guī)律。并且利用這種規(guī)律改造現(xiàn)實(shí)世界。
但是至于實(shí)驗(yàn)規(guī)律背后的因果關(guān)系,我們是全然不知的。也就是說(shuō)我們只會(huì)用,但不知道具體的作用機(jī)制。
比如在經(jīng)典電磁理論中,我們知道電可以生磁,磁可以生電,并且可以利用這些電磁規(guī)律發(fā)明出手搖磁感線發(fā)電機(jī),收音機(jī)。
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至于電磁相互作用為何如此,其背后的本質(zhì)卻搞不懂。
嚴(yán)格一點(diǎn)來(lái)說(shuō),經(jīng)典的電磁理論只是一個(gè)表象的理論,其內(nèi)部必然有更深層的普適理論在起作用。
如今我們知道,電生磁是和電子的自旋以及其他量子效應(yīng)有關(guān)。但是這依舊沒(méi)有解釋出本質(zhì)。
因?yàn)榱孔恿W(xué)就是典型的唯象理論。
比如大名鼎鼎的薛定諤方程。
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當(dāng)薛定諤面對(duì)量子世界時(shí),發(fā)現(xiàn)電子即是波又是粒子,而且可以同時(shí)處于不同的位置。經(jīng)典的力學(xué)理論完全無(wú)法描述這種現(xiàn)象。
所以薛定諤通過(guò)不斷地猜,才能推演出可能的數(shù)學(xué)方程。遇到一種現(xiàn)象就盡可能地描述這種現(xiàn)象。所以整個(gè)薛定諤方程就是在不斷猜測(cè)中發(fā)展出來(lái)的,最后才形成了薛定諤的偏微分方程。
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事實(shí)上,如果讓你去研究量子力學(xué),你肯定也會(huì)迷惑。因?yàn)榱孔邮澜缡窃谠蛹?jí)別之下的世界。
這里面的所有物質(zhì)規(guī)律,人類在之前完全沒(méi)有見(jiàn)過(guò),直接處于懵逼狀態(tài)。
最違背常識(shí)的一個(gè)現(xiàn)象就是非連續(xù)性。
電子和光子這種基本粒子的運(yùn)動(dòng)就是非連續(xù)的,也就是說(shuō)電子從A位置到B位置是直接轉(zhuǎn)移的,甚至都不存在瞬間這種時(shí)間概念,而且轉(zhuǎn)移沒(méi)有過(guò)程。
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而常識(shí)告訴我們,從A位置到B位置肯定是要經(jīng)歷A到B的中間位置。但量子世界中愣是沒(méi)有這樣的過(guò)程。
這就是量子力學(xué),你要搞懂為什么會(huì)這樣,只會(huì)陷入到痛苦之中,因?yàn)槟阍趺聪攵枷氩幻靼住?/p>
最后你不得不變通思路,既然想不通背后的機(jī)制,那就只能認(rèn)定這就是一種基本的量子現(xiàn)象,基于這種現(xiàn)象然后提出來(lái)能量量子的概念,認(rèn)為能量不是連續(xù)的,而是以一份一份的單位進(jìn)行傳遞。
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還比如量子糾纏,一對(duì)糾纏粒子一旦被分開(kāi),不管相距多么遙遠(yuǎn),都是同時(shí)作用的,這種作用甚至不存在速度的概念,所以說(shuō)超光速并沒(méi)有意義。
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我們?nèi)缃窨梢岳昧孔蛹m纏這種現(xiàn)象對(duì)電磁波信息進(jìn)行加密,但是依舊無(wú)法搞懂量子糾纏為什么會(huì)這樣?
所以,盡管現(xiàn)在我們可以用量子力學(xué)發(fā)明很多東西,甚至用很多數(shù)學(xué)工具量化這些量子現(xiàn)象,但是也只停留到現(xiàn)象,至于量子現(xiàn)象為何如此,沒(méi)人能搞懂。
這就是費(fèi)曼的意思,所以世界上沒(méi)有人能搞懂量子力學(xué)是極其精辟的一句話。
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