408 呵呵-《科技之錘》
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將這種無基礎定義為優(yōu)勢,可能會有很多人反對, 但寧為卻覺得這真是他的優(yōu)勢之一,因為當開始在思考問題時,將經(jīng)典力學的內容帶入進去就會發(fā)現(xiàn),如果有系統(tǒng)化的經(jīng)典力學知識儲備, 就非常容易產(chǎn)生思維定勢,來干擾對量子問題的理解。
比如一個非常簡單的問題,粒子的能量低于勢壘高度而處于勢壘中時,粒子的動能是否為負?
這其實也可以解釋為怎樣理解勢壘貫穿中,在勢壘內部粒子動能為負的問題。
這個問題其實特別有欺騙性,尤其是對于物理學的學生來說,但在量子力學的理解中,因為坐標算符跟動量算符不對易,所以是勢能算符跟動能算符同樣也不對易,換句話說也就是勢能跟動能不能同時具備確定值。在這種情況下探討某一區(qū)域內粒子的能量等于動能跟勢能之和這個說法是毫無意義的,這就代表著這個問題本身沒有意義。
正確的理解是當粒子在勢壘范圍內被發(fā)現(xiàn)時,根據(jù)測不準關系,粒子的動能在某一范圍內不確定。
感覺讓人很繞口……
又比如最簡單的問題,基態(tài)氫原子的能級是多少?
很多人都能快速給出答案:-13.6ev。
不過這個問題理解起來并不是一個數(shù)字那么簡單。
13.6ev對于通常的熱運動、光照等因素來說,是個很大的能量。在經(jīng)典力學中,電子會墜落到核上去,而量子力學不僅阻止了電子的墜落,而且基態(tài)能量很大,從而揭示了氫原子穩(wěn)定性的根本原因。
當然這并不代表經(jīng)典力學不重要,因為當深入學習之后,許多問題只需要經(jīng)典力學加不確定原理就能推導出圖像跟結果,雖然不確定性原理對經(jīng)典力學概念的使用范圍提供了一個很強的限制,但這畢竟是個極為省事的方法。
簡單來說,正如網(wǎng)上許多人對量子力學的誤解——萬事不決,量子力學,其實說白了,無非是大家天天接觸并已經(jīng)習慣了的宏觀規(guī)律,在微觀層面完全不是那么回事……
但如果真正理解了其實就會發(fā)現(xiàn),微觀條件下,還是有規(guī)律的,只是這些規(guī)律跟宏觀規(guī)律不太一樣。在加上生僻的名詞以及要跟經(jīng)典物理區(qū)分開來的符號,給這些理論知識蒙上了一層神秘的面紗。
這么說吧,如果要讓寧為來形容,大家接觸的現(xiàn)實世界其實規(guī)則從來都很簡單、粗暴、直接,比如拳頭只要夠硬,打出去一定會讓人疼;蘋果成熟了肯定是往地面掉的……
但微觀世界則一切都是朦朧的,就像是身段窈窕卻被蒙住面紗的新娘,一舉一動都充斥著美感,讓人迷醉。
嗯,大概就是這樣……
越是對這份美感吸引,便越會忍不住想要全身心的投入。
所以現(xiàn)在寧為真有種回到了大學時臨近考試時的感覺,時間總是不太夠用了。
這天也一樣,寧為正在辦公室里研究一個關于基于密度矩陣的bloch表示方法研究量子態(tài)的可分離問題時,接到了田言真的電話。
戀戀不舍的放下手中的紙筆,看了眼自己證明三量子系統(tǒng)的可分離問題,寧為這才接通了電話。
“喂,田導,有什么事?”
“沒事就不能找你了?”
“額……”
“其實也沒什么事,就是通知你一聲,老潘已經(jīng)回來了。上次你不是說想跟人見上一面嘛,我約了他吃晚飯,你來不來?”
“去啊,這個必須要去?!?
“那行,我在微信上把地址發(fā)給你,你六點直接過來?!?
“太感謝你了,田導?!?
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