量子物理中,“观测”的概念是什么?

bdqnwqk5个月前基础12

观察”或观测是量子力学概念基础中一个非常关键的主题。按照玻尔,所有量子力学计算,最终目的,都是对经典仪器观察结果的予言(实证主义-操作主义);而上世纪50年代的多世界解释,则根本否认通常所说的测量,所发生的一切,只是被测者和仪器整体波函数的一次正交分解而已,我们作为观察者也相应地处在不同世界”中,看到不同结果(客观实在论)。当然,我们还知道有主观意识导致波函数坍缩的解释,以及被测量者和仪器波函数,在热力学极限条件下(仪器是宏观的)发生退相干的解释。虽然我们希望最后的解释能成功,因为它既是客观实在论的,也更符合我们的物理直觉,但它碰到一个根本困难,其情形和经典力学,经典统计物理学,如何解释热力学不可逆现象很相似。我们如果不想接受多世界解释,我们对什么是仪器必须有更深刻的考虑。正像我们不能假想太阳系的演化只是几个质点或物体作经典轨道运动,而不是有着更深刻的物理-化学的内部变化和更深远的外部影响。仅仅经典力学,很难推出热力学不可逆性。

破坏原始态的都叫观察,能发生相互作用的会造成量子塌缩。

什么是量子物理?

“量子”简而言之就是“一小份”的意思,就是不连续,过去我们认为物质、能量、运动等等都是连续的,后来发现并不是这样,微观世界不是用微积分(经典物理)来描述的,而是用代数(量子物理)来描述的。量子物理最重要的理论是量子力学和量子场论,前者将微观粒子量子化,但对于各种“场”,比如电磁场等仍然使用经典图像;后者将场也进行量子化。应用了量子力学和量子场论,现代量子物理已经发展出许许多多的分支学科,比如量子化学、量子光学、量子信息学等等,包括现在正在发展的量子引力论也是。

量子物理学的内容有哪些?

第1章介绍量子概念的引入--微观粒子的二象性,由此而引起的描述微观粒子状态的特殊方法--波函数,以及微观粒子不同于经典粒子的基本特征--不确定关系。
  第2章介绍微观粒子的基本运动方程(非相对论形式)--薛定谔方程。对于此方程,首先把它应用于势阱中的粒子,得出微观粒子在束缚态中的基本特征--能量量子化、势垒穿透等。
  第3章用量子概念介绍(未经详细的数学推导)了电子在原子中运动的规律,包括能量、角动量的量子化,自旋的概念,泡利不相容原理,原子中电子的排布,X光和激光的原理等。
  第4章介绍固体中的电子的量子特征,包括自由电子的能量分布以及导电机理,能带理论及对导体、绝缘体、半导体性能的解释。
  第5章介绍原子核的基础知识,包括核的一般性质、结合能、核模型、核衰变及核反应等。关于基本粒子的知识和当今关于宇宙及其发展的知识也都属于量子物理的范围,其基本内容在本套书第一册力学今日物理趣闻A基本粒子和第二册热学今日物理趣闻A大爆炸和宇宙膨胀中分别有所介绍,在本书中不再重复。