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量子物理学

量子物理学

量子物理学范文第1篇

我们都很熟悉“蝴蝶效应”,那么当这个世界各个角落的无数只蝴蝶同时扇动翅膀,这个世界将会发生什么?更进一步,如果把人类历史某一刻存在的每个人比喻成一只只蝴蝶,他们进行着的’行为比喻成蝴蝶翅膀的扇动,那么随之又会引发怎样的历史事件?也许正是意识到在“混沌理论”应用于人类世界的不可预测性,才有了卡尔·波普尔的《历史决定论的贫困》,如果我没有猜错,尼尔·费格森敢于虚拟历史,并且结集为《虚拟的历史》正是因为卡尔·波普尔为其提供了坚实的理论基础。

《虚拟的历史》中提到的重大的历史事件,有些我们相对熟悉,有些不熟悉,为了便于理解尼尔·费格森所称的“反事实设想”我们不妨先举一个我们熟悉的历史事件:

“如果亨利八世没有爱上安妮·博林,那就不会产生现在的美国,这听上去颇为合理。因为正是这场恋爱使得英国与罗马教廷决裂,不承认其将美洲赐予西班牙和葡萄牙的做法。而如果英国保持天主教国家的性质,美国很可能到现在还是西属美国的一部分。”(罗素《自由与组织》)

这就是典型的“反事实设想”,正如尼尔·费格森所定义的:“我们要进行的反事实设想不能只是幻想,而应该是以混乱世界中合理可能性的估测为基础对过去进行的模拟设想(也就是‘虚拟历史’的由来)。”

《虚拟的历史》30多万字,尼尔·费格森的导言《虚拟的历史:有关过去的一种“混沌”理论》就差不多有洋洋10万言之巨,在导言里,尼尔·费格森除了在自己的老本行历史里随意穿行,对其他理论及著作的熟悉也无不让人惊叹,比如他熟悉黑格尔、马克思等哲学家,他熟悉托尔斯泰、陀思妥耶夫斯基、博尔赫斯等文学世匠,除了人文领域,自然科学领域他也并不陌生,他知道“混沌”理论、知道“熵”,知道量子力学,那么他知道这些对于他的“反事实设想”又有什么用呢?你可问对了,别的不说,博尔赫斯的名篇《小径分岔的花园》其实想说的是“时间永远不停地在分岔,指向无数个未来。”也就是说历史有无数种可能性,并且是同时存在的。而量子力学最著名的原理就是测不准原理,说明白点就是一个电子完全可以同时在两个地方存在,应用于人类历史就是在历史的分叉口,绝然相反的两个历史事件完全可以同时发生,熟悉卡尔·波普尔身世的人自然知道他的《历史决定论的贫困》与现代科学特别是现代物理学的渊源。

尼尔·费格森不厌其烦地引用哲学、文学、物理学经典,引用他们的动机他自己所说的再清楚不过:“如果这一代历史学家能像关注社会学、人类学与文学理论那样关注数学、物理学乃至古生物学,这本书或许10年前就出现了”、“历史将成为一个不同科学学科的一个混合物,从气象学到法理学,每一种学科都会发挥自己的作用,而理想的历史学家将是一个全才。”至于为什么要“虚拟”历史,进行“反事实设想”他终于可以说清了:“如果一切历史都是(有可记载的)思想的历史,我们自然应该对人们曾思考过的一切可能的结果给予同等的重视,如果历史学家根据实际发生的那个结果抹杀了人们认为合理的其他的结果,他就别指望能‘真实地’再现过去,因为仅仅考虑已经实现的可能性实际上犯了最基本的目的论的错误。”

厘清了尼尔·费格森的“反事实设想”理念,再来阅读《虚拟的历史》就容易得多了。在《虚拟的历史》涉及的历史事件中我们看到了政客们的争吵、权衡、讨价还价,看到了各种势力的明争暗战,看到了野心家们的美梦,黑暗中人们的挣扎,不幸中人们的哭泣,而在纷纷扰扰的“混沌”之中,历史完全可以是另外一个样子:查理一世不会被处死、美国不会独立、爱尔兰完全可以是在英国统治下的高度自治、100年前德国主宰下的“欧盟”、希特勒统治下的英国、希特勒统治下的欧洲、不一样的冷战、肯尼迪执政下的越战持续、苏共领导下的苏联帝国的千年不倒,而这一切都只是无数种“反事实设想之一”。所有的“反事实设想”比之真实发生的历史,也许更好,也许更坏,但无论如何是不可预测的,谁叫历史是“贫困”的呢?

量子物理学范文第2篇

Sweden

The Innermost Kernel

Depth Psychology and Quantum Physics

2005, 398 pp.

Hardcover EUR 39.95

ISBN 3-540-20856-9

S. 吉瑟 著

1930年末,沃尔夫冈・泡利,这位几乎改变了整个世界的量子物理学家,他自己的心理世界却破碎了。在两年前(1928年),这位年轻的天才成为苏黎世瑞士联邦理工学院理论物理系的主任,这在当时是世界上最年轻的教授。然而1929年年底,他的婚姻和他的世界一起解体了。离婚导致他的心理危机开始,于是在他的父亲的建议下,他开始以书信的方式咨询苏黎世最为著名的心理学家卡尔・古斯塔夫・乔。

与心理学家卡尔・古斯塔夫・乔的这次邂逅成为本书讨论的主题,书中不仅仅阐述了“求医者”泡利和“治疗者”乔的私人关系,还介绍了泡利出现心理危机后怎样咨询乔这位著名的心理学家。1934年之后,泡利停止了心理治疗,但是他对于乔的心理学哲学非常感兴趣,并且将其用于思考世界和整个人类。本书的内容回答了如下的问题:为什么泡利会对乔的心理学这么感兴趣?最令人惊讶的是,作为理论物理学家,并且以严谨著称的泡利如何会对乔的“神秘主义”的观点产生兴趣?泡利早期的哲学观点,他的严谨的认识论以及他和他的导师尼尔斯・波尔的通信都有助于我们理解之后泡利对于乔的心理学的哲学思想以及他对整个世界的观点。

本书主要向读者呈现出泡利自己心中的哲学背景和兴趣,将泡利内心的自我图景放到更为广阔的历史哲学背景当中。本书还试图解决这样的问题:作为“物理学家”的泡利和作为“心理学家”的泡利是否存在直接的联系,是否两者是完全独立的个体,或仅仅是因为泡利自己的生活经历而将这二者强行揉合为一体?这是一个十分复杂的问题,本书并没有打算令人信服的回答这个问题,但是却在泡利的内心撒下了一缕阳光。

全书共分6章。第1章沃尔夫冈・泡利和C・G・乔的对话,介绍了本书的主要素材――泡利和乔的书信;第2章沃尔夫冈・泡利,哥本哈根学派和哲学,介绍了泡利的生平以及他对整个量子物理学界的哥本哈根学派的贡献;第3章哥本哈根学派和心理学,通过泡利、波尔与一些心理学家之间的关系来讨论“理性和非理性”问题;第4章泡利和乔,主要通过泡利与乔之间通信来阐述关于“物理和神秘主义”问题;第5章肉体和量子物理,主要阐述关于意识和客观世界的哲学观点;第6章摘要和结论,阐述作者所得到的结论。

本书适合心理学专业的研究人员阅读,也适合物理学专业和哲学专业的同学查阅。

丁丹,硕士生

(中国科学院计算技术研究所)

量子物理学范文第3篇

关键词:量子力学 教学改革 物理思想

“量子力学”作为学习“固体物理”、“材料科学”、“材料物理与化学”和“激光原理”等课程的重要基础,同时也是物理学专业及相关工科专业最核心的基础课程之一。20世纪,“量子学说”被作为物理科学研究和人类文明进步的标志性贡献,引起了广泛地重视。通过对量子学说的学习,能够使学生充分利用到所学的理论知识,对问题进行分析和寻求解决方法,提高学生的科学素质和培养其创新能力。尽管如此,但该门课程所涉及的内容较为空洞、抽象,对学生学习造成阻碍,使学生丧失了学习的兴趣,学生也很难熟练掌握量子学说课程的要点。因此,培养学生的学习兴趣是提高教学质量和教学水平的关键,但是如何调动学生课堂学习的积极性,成为了广大教师很棘手的问题。笔者根据近几年的教学模式,综合长江大学(以下简称“我校”)的教学现状,在“量子学说”教学方面,整理出一套符合我校教学实际的改革和尝试,并取得了较好的效果。

1.“量子力学’’教学内容的改进。量子学说的理论与以往所学的传统物理体系大有不同,重点表现在处理问题的方式上,但是却又与传统物理有着不可分割的关系,可以说,量子学说中很多的概念和理论都来源于传统的物理学说。这就要求在学习量子学说的同时,既要摒弃以往学习物理形成的固有思考方式,又要遵循某些与传统物理中相通之处的原理和学习法则。然而,这种思维上的反差必然导致学生在学习时的困惑,除此之外,量子学说较强的理论性也误导学生陷于数学公式推导的烦恼中,从而使学生丧失了学习兴趣。根据这些教学中存在的问题,笔者提出了以下相应的有益改进。

(1)知识条理化,强化知识背景,增强趣味性。量子学说从诞生到最终建立,每一步的发展都经过了缜密、细致、实事求是的分析,并不断地完善和改进。通过介绍量子学说的发展背景,引起学生的学习兴趣,并有利于学生明确量子学说与传统物理之间的区别,同时让学生在发展历程中寻找合适的学习方法,有利于培养学生的科学思维能力。在解释某些理论和原理时,可以穿插讲述其历史背景,方便学生理解。通过这种方式,既能让学生掌握理论知识,又有利于学生区分量子学说与传统物理的区别[1]。

(2)重在物理思想,压缩数学推导。数学在其相关学科的运用,所起到的作用只是一种辅助工具。在物理研究中也不例外,如果过分强调数学的地位和作用,只会本末倒置。因此,在教学过程中,教师应着重加强基本概念和蕴含的区里实质,而不能将物理思想埋没在数学公式之中,应把重点放在物理意义和实际运用上,只有这样,学生才能保持较好的学习热情。

2.教学方法改革。传统的教学模式使学生一直处于被动接受知识的状态下,抑制了学生自主学习的主动性,不仅不利于学生对知识的获取,更阻碍了其创新思维的培养,而且量子学说的理论抽象,很难被学生理解,传统的教学方法,无法被学生接受,并会引起学生的反感,甚至厌学。如此一来,必然打击学生学习的主动性,更降低了学习效率。为了促进学习效率,提高学生学习兴趣,培养其科学素养,笔者在教学模式上,探索出一些有效的措施。

(1)发挥学生主体作用。教师在课堂学习中有着举足轻重的作用,除了传授学生知识以外,还有着更重要的引导作用。在讲解完规定的教学任务之外,还应设定教师与学生的互动环节,通过创设问题情景,引导学生进行思考和分析,使学生对所学的知识进行归纳总结。另外,还可以通过以问题的形式结束未讲授的内容,引起学生的兴趣,并鼓励学生课下利用课外资源寻求答案;还可以以小组的形式,让学生团结合作,对感兴趣的物理理论进行探讨分析,并完成相关的小组论文。

(2)注重构建物理图像。由于物理理论都比较抽象,不利于理解,所以构建图像很重要,它不仅能够完整地表达所要传达的信息,而且能够方便学生理解和记忆。图像简洁、清新的特点,使学生更熟练地掌握物理图像的构建能力,对培养学生的创新思维也有促进作用。

3.教学手段和考核方式改革。(1)用多种先进的教学模式。采用小组讨论课,可安排小组内讨论,然后是小组之间进行辩论,最后由教师对辩论进行点评和更正。例如,在讲到微观粒子的波函数时,有的学生认为是全部粒子组成波函数,有的学生认为是经典物理学的波。这些问题的讨论激发了学生的求知欲望,从而进一步激发了学生对一些不易理解的概念和量子原理进行深入理解,直至最后充分理解这些内容。另外布置课外论文和邀请知名专家进行讲座都是不错的方式。

(2)坚持研究型教学方式。教学中不再单一地只讲授课堂知识,而是把科研融入到课堂学习之中,结合最新的科研动态,向学生介绍所学的原理在其相关领域中的运用,以引起学生的兴趣。

(3)将人文教育与专业教学相结合。量子概念诞生于1900年,它首次由德国物理学家普朗克引入;1905年,爱因斯坦进一步完善了量子的概念;1913年,玻尔将量子化概念引入到原子中;1924年,德布罗意通过量子的概念提出微观粒子具有波粒二象性;由此可见,物理学史上,力学从诞生到发展所蕴含的创新思维是迄今为止任何一门学科都难以比拟的,教师和学生一起回顾量子力学的发展之路,让学生了解到量子力学的魅力所在,启发学生的创新思维。

量子物理学范文第4篇

概率波,包括了物质波、光波等。指空间中某点某时刻可能出现的几率。比如一个电子,如果是自由电子,那么它的波函数就是行波,就是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率相等。如果被束缚在氢原子里,并且处于基态,那么它出现在空间任何一点都有可能,但是在波尔半径处几率最大。对于你自己也一样,你也有可能出现在月球上,但是和你坐在电脑前的几率相比,是非常非常小的,以至于不可能看到这种情况。这些都是量子力学的基本概念,非常有趣。 也就是说,量子力学认为物质没有确定的位置,它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值,在不测量时,它出现在哪里都有可能,一旦测量,就得到它的平均值和确定的位置。 量子力学里,不对易的力学量,比如位置和动量,是不能同时测量的,因此不能得到一个物体准确的位置和动量 ,位置测量越准 ,动量越不准。

(来源:文章屋网 http://www.wzu.com)

量子物理学范文第5篇

此乃特殊重要文稿,几乎涉及物理世界全部问题。文中全部用8位数字有效精度并与实验完全相符的计算结果表明下述原理成立:

〖测得准原理〗:世间万物,无例外,都是测得准的(准确程度最终都将取决于普朗克常数 h=2π? 的准确度),绝非测不准的;世间只存在测不准的学者,并不存在【测不准原理】--《量子力学》的基本原理。

文中用大量无可否认的事实,全面、系统、严格地证明了量子力学--世界权威理论,纯系伪科学。其基本原理--【测不准原理】系反科学的理论,由此量子力学已把科学引入歧途,并使之陷于恶性循环不解之中!

由于量子力学已修成了诡辩内禀属性,任何单方面对其论说全然无效,必须给量子力学以全面充分曝光,所以篇幅显得较长。实乃:

有道僧是愚氓忧可训,

奈何量子愚氓胜和尚!

第一章.世界是测得准的,并非测不准的

乍看,题目好象哲学的。不屑哲学,只谈物理。

大量研究表明,目前为止的实验已经给出物质世界准确信息,物理学重要任务之一就在于找出这信息并揭示其内在规律。遗憾的是,目前为止的理论(无例外)均未能如此。然而国内外学界却一致认为理论物理大厦框架--《量子力学》已经建成,剩下只是装修和美化了。

但经本文研究表明,《量子力学》对一些基本物理学问题的实质并不清楚,往往似是而非。然而《量子力学》却娓娓动听、夸夸其谈,实则以其昏昏使人昭昭!请看事实:

. 关于"量子化"根源问题。

微观世界"量子化"已被证实,人们已经公认。但接踵而来的就是"量子化"根源问题,又机制怎样?这本是物理学根本任务之一。已有的理论包括爱因斯坦、玻尔、量子力学都未能回答。然而量子力学家们却置这本职任务于不顾,翩翩起舞与数学喧宾夺主、相互玩弄!

就是说,《量子力学》是在未有弄清量子化根源前提下侈谈"量子"的"科学"。其结果只能使原子结构凭空量子化,量子化则成为无源之水,无本之木。这就是目前物理科学之现状!

可有人,例如一位量子力学教授辩论时说:"量子化是电子自身固有属性,阴极射线中的电子能量也是量子化的"。

虽然,这量子力学家利用了"微小量子"数学"极限"概念进行诡辩,显得很聪明,但却误了人类物理学前程!

不可否认的事实是:阴极射线中的电子、X射线韧致辐射电子、高能加速器中电子或其它自由电子能量都连续可变,决不表现量子化!这无疑表明量子化不是电子自身固有属性。那末,原子结构中能量量子化必有其它原因。显然这是基本物理学问题,作为理论物理又是非弄清不可的问题。其它科学例如数学,由于任务不同尚可不必关心量子化根源问题。然,作为理论物理决不可以!本文如下将准确具体讨论量子化根源问题以及物质世界又怎样量子化的,并给出8位数字有效精度与实验完全相符的计算结果。

. 理论与实践关系问题

既然凭空将电子能量量子化,就难免臆造之嫌,所以《量子力学》就下意识往实验上靠??"符合"试验。然而,既下意识就难免拙劣,请看事实:

世界著名理论物理第六册--《量子力学》(文献 ) 中著:"量子力学,可建立于数个基本假定上,大体上这些基本假定分属两大项……,两项的假定便构成一量子力学完整系统"。

这明确表明,量子力学就是建立在基本假定上的(种种猜测)。"科学学"研究还表明:任何建立在基本假定上的东西都不可能是科学!然而量子力学家们却娓娓动听说:"量子力学是建立在实验基础上的科学"。这不是弥天大谎么?!

文献 在建立对易关系:

pq -qp = (?/i)E ????????? (1)

时说:"这是一基本假定"。并告诫人们:"不可懂"!就是说()式不能用任何数学--物理方法导出,即:不否认这是一种猜测。然而,()式就是昭著世界的"波动方程"的基础,也就是量子力学的理论基础。

所以确切地说,量子力学就是建立在基本假定上的种种猜测。这分明表现的是量子力学家们主观意识!

研究表明,量子力学所谓实验基础,首先在于德布罗意"物质波"理论。认真研究表明,物质波究竟是什么?德布罗意本人未有弄清,后人至今仍未弄清,又怎能说"建立在实验基础上"呢?!

研究表明,量子力学的实际过程是:德布罗意对自然现象进行一次连他自己也弄不清的抽象(猜测)(以下证明),提出"物质波"概念。量子力学对这不清的概念又进行一次抽象(猜测)(以下证明),提出"波函数"(Ψ)概念,并且通过一种算符将其作用到一个基本假定即()式上,便铸成了著名的"波动方程" --量子力学的理论基础:

(h/m)?2Ψ (E-V)Ψ = 0 ????? (2)

由于量子力学凭空引进"波函数Ψ",实际上就赋予了电子神奇性质。正是这种神奇性质使得量子力学具备了非凡诡辩能力。

. 量子力学诡辩伦理

.. 关于理论基础诡辩

以上及以下讨论都证明,量子力学是,由于缺乏了解,错误地估计了试验(以下严格证明),用了错误的基本假定(不能由任何合理方法导出)而形成的,错误理论。然而量子力学家们却口口声声:"量子力学是建立在实验基础上地科学"。这分明是在诡辩,再加上社会意识,量子力学又具备了狡辩能力。

.. 关于物质波的狡辩

对于"物质波"概念,量子力学 应用了三个基本假定:其一假定"对易关系"即()式,由此构成量子力学骨架;其二假定"测不准原理",由此编造了电子"几率云"图像;其三假定"波粒互补原理",这种原理本身就是一种诡辩,因为"波粒二象性"问题目前仍属困难不解的世界性难题。于是量子力学精心泡制出"波函数Ψ"并强加给电子。经如此之假定,电子便具备了神奇性质--量子力学家们的主观意识。

然而"波函数"的物理意义究竟是什么?量子力学家们着实应向人们交代清楚,遗憾的是任何学家都未能如愿。实际上对波函数Ψ的真实物理意义,量子力学家们也只是:你知、我知、天知、地知,凡人不可知。这分明是狡辩理论!

如果需要,量子力学(文献 )首先拿出:

2πa=n ?????????????? (3)

很明显式中 πa是粒子中心轨迹。于是说,物质波是粒子轨迹波动。此说极易征服初学者,但此说问题也易败露。量子力学立即改变说法,言() 式系近代物理概念,对此不能用经典概念理解。于是又出现:

.. 关于"经典"与"近代"狡辩

量子力学经常炫耀是近代科学理论,已经超脱经典,又不时贬低经典理论。

然而,以下讨论完全证明:量子力学除了主观臆造因素外,完全没有离开经典物理一步,也未超出经典物理一点,就连波函数 Ψ 的表达式(无例外)也完全是经典数学和经典力学关系式,并且以下用不可否认的事实--量子力学所犯经典错误,表明量子力学连经典理论也不通。所以,量子力学所谓超脱经典,正在于一些基本假定连同主观臆造。在此种意义上说,量子力学不仅超脱经典,而且也超脱科学!.. 量子力学方法论狡辩

确切说,量子力学不能给波函数

        

Ψ 做出完整的真实物理学定义,但在理论中却轮番使用: ①波函数 Ψ 表示粒子中心轨迹波动;②波函数 Ψ 表示粒子出现几率;③波函数 Ψ 表示弥撒物质波包三种概念。有了三种概念,又可各取所需,自然一切物理问题都"迎刃而解"了。

然而,量子力学同时又"有权"轮番否定这三种概念。但却不是自我否定,而是另一种需要--否定其它理论,其中包括真理。要指出的是,量子力学轮番使用三种概念,又轮番否定这三种概念,并不是在同一时间同一地点进行的。因为应用一种概念的同时又否定这种概念,这是卖矛又卖盾的故事,连儿童都知道是蠢事。显然量子力学家比儿童高明得多,这叫认识方法狡辩。

似这样,在哲学面前,用"建立在实验基础上"量子力学可以蒙混过关;其它科学由于研究任务不同,不会关心"量子化"根源,又由"领地"限制也无权过问波函数的真实意义;量子力学又可各取所需轮番应用和轮番否定①、②、③三种概念。于是,量子力学便以狡辩赢得了世界理论权威!

. 关于"符合"试验问题

以下将证明,量子力学所谓符合实验,实际上系对实验的猜测。量子力学很善于做貌似合理实则谬误的猜测(以下揭示),并美其名曰"符合"试验。其实,对实验的真实物理过程并不清楚,又何谈相符呢?请看事实:

基于玻尔理论的成功,量子力学作两项重要推广。心理学原因,人们对这种推广又愿意接受。然而却出现本质性原则错误,请看:

.. 量子力学推广(一)

由于氢原子的试验电离能与玻尔理论真实能级相近,于是量子力学推广为:

试验电离能 = 原子真实能级 ?????????? (4)

将该式推广到多电子原子中显然很省力气,但这是严重错误。请看氦原子事实:

试验(文献[])测得氦原子两个电离能,这里分别用 E1,E2 表示为:

E1= .(Rhc) = .(ev) ???????? (5)

E2= .(Rhc) = .(ev) ???????? (6)

量子力学[]认为这就是氦原子的两个真实能级。

若用 E玻 表示类氢氦离子基态能玻尔理论值,则

E玻 = .(ev) ????????????? (7)

显然下式成立:

E2 = E1+ E玻 ?????????????? (8)

该式明确表明 E2 不是氦原子的真实能级,因为其中包含有 E1 ,即第一电离能。

那么,实验值 E2 即(8)式表示什么物理内容呢?

研究表明:要使氦原子第二电子电离,仪器必先付出能量 E1=.(ev) 先使第一电子电离,这好比代价,氦原子于是变成类氢氦离子,其基态能为 E玻=.(ev)。要使它电离,仪器必须再付出与 E玻 相等的能量,才能使第2电子电离。那么仪器付出总能量必为 E2=E1+E玻,这就是氦原子电离实验真实过程,由此不难结论:

.. 据电离实验本文结论

电离实验结论一:氢原子及类氢氦离子玻尔理论值正确。

电离实验结论二:目前电离能实验值 ≠ 原子真实能级。

电离实验结论三:所有元素最低能级皆为其类氢离子能级,不存在比这更低的能级。

然而量子力学(文献[]、[])却竞相用"微扰法"、"变分法"乃至用修正核电荷方法逼近计算这氦原子的"能级"E :

E2= .(Rhc) = .(ev) ?????? (9)

显然,量子力学这种下意识"符合"实验,拙劣以极,形同瞎子摸象!

这是由于量子力学对原子结构缺乏了解,又没有搞清电离实验真实物理过程所致。

对此,进一步证明如下,参见表(一):

表(一)几个元素的类氢离子能级

原子序    元素    E(ev)     E玻(ev)    E+E玻     E实(ev)    注

    Al    .    .     .        

    Si    .    .     .        

    P    .    .     .        

    S    .    .     .        

    Cl    .    .     .