第926章 出現了對量子力學的多種解釋(第3頁)

 在瞭解了德布羅意的工作後，他們在這一年裡更準確地進行了這項實驗。

 ，！

 實驗結果與德布羅意波公式完全一致，有力地證明了電子的波動性。

 電子的波動性也表現在電子穿過雙縫的干涉現象中。

 如果每次只發射一個電子，它將以波的形式隨機激發光敏屏幕上的一個小亮點，並多次發射單個電子或單個電子。

 多個電子敏感屏幕將呈現明暗交替的干涉條紋，這再次證實了電子的清晰度。

 屏幕上波動電子的位置有一定的分佈概率，可以隨著時間的推移觀察到。

 可以看到雙縫衍射特有的條紋圖像。

 如果光縫關閉，則形成的圖像是單縫特定波。

 波浪分佈的概率是不可能的。

 在這種電子的雙縫干涉實驗中，它是一種以波的形式穿過兩個狹縫並與自身干涉的電子。

 不能錯誤地認為這是兩個不同電子之間的干涉。

 值得強調的是，這裡波函數的疊加是概率振幅的疊加，而不是概率疊加的經典例子。

 這種態疊加原理是量子力學的基本假設。

 相關概念被廣播。

 波、粒子波、粒子振動和粒子。

 量子理論解釋了物質的粒子性質，其特徵是能量、動量和表徵波的動量。

 這些特徵由電磁波頻率和波長的比例因子表示，並通過普朗克常數聯繫起來。

 通過結合這兩個方程，這就是光子的相對論質量。

 由於光子不能是靜止的，因此光子沒有靜態質量，並且是動量量子力學。

 量子力學中粒子的一維平面波的偏微分波動方程通常是在三維空間中傳播的平面粒子波的形式。

 經典波動方程是對微觀粒子波動行為的描述，它借鑑了經典力學中的波動理論。

 通過這座橋，量子力學中的波粒二象性得到了很好的表達。

 經典波動方程或方程意味著不連續的量子關係和德布羅意關係，可以乘以右側包含普朗克常數的因子。

 德布羅意和德布羅意之間的關係導致了經典物理學。

 經典物理學和量子物理學之間的聯繫在連續局域性和不連續局域性之間建立起來，從而產生了統一的粒子波德布羅意物質波德布羅意關係和量子關係，以及schr？丁格方程。

 這兩個方程實際上代表了波和粒子性質之間的統一關係。

 德布羅意物質波是波粒積分的真實物質粒子、光子、電子等。

 海森堡的不確定性原理是，物體動量的不確定性乘以其位置的不確定性大於或等於簡化的普朗克常數測量過程。

 量子力學和經典力學之間的一個主要區別是測量過程在理論上的位置。

 在經典力學中，物理系統的位置和動量可以無限精確地確定和預測。

 理論上，測量對系統本身沒有影響。

 在量子力學中，測量過程本身對系統有影響。

 為了描述可觀測量的測量，系統的狀態需要線性分解為可觀測量特徵態的集合。

 線性組合測量過程可以看作是對這些本徵態的投影。

 測量結果對應於投影本徵態的本徵值。

 如果我們測量系統的無限個副本，我們可以得到所有可能測量值的概率分佈。

 每個值的概率等於相應本徵態的絕對係數的平方。

 因此，兩個不同物理量的測量順序可能會直接影響它們的測量結果。

 事實上，不相容的可觀測值就是這樣的不確定性。

 不確定性是最著名的不相容形式。

 可觀測量是粒子位置和動量不確定性的乘積，大於或等於普朗克常數的一半。

 海森堡發現了不確定性原理，也稱為不確定正常關係或不確定正常關係，它指出兩個非

交換算子表示座標、動量、時間和能量等機械量，這些量不能同時具有確定的測量值。

 一個測量得越準確，另一個測量的精度就越低。

 這表明，由於測量過程對微觀粒子行為的干擾，測量序列是不可交換的。

 這是微觀現象的基本規律。

 事實上，粒子座標和動量等物理量本身並不存在，正等待我們去測量。

 測量不是我們需要測量的信息。

 一個簡單的反射過程就是一個轉換過程，它們的測量值取決於我們的測量方法，這是由於它的互斥性不確定關係的概率可以通過將狀態分解為可觀測本徵態的線性組合來獲得，並且可以獲得每個本徵態中狀態的概率幅度。

 概率振幅的絕對值平方是測量本徵值的概率，這也是系統處於本徵狀態的概率。

 這可以通過將其投影到每個本徵態上來計算。

 因此，對於系綜中的同一系統，對可觀測量的相同測量通常會產生不同的結果，除非該系統已經處於可觀測量本徵態。

 通過測量集成中處於相同狀態的每個系統，可以獲得測量值的統計分佈。

 所有的實驗都面臨著這一挑戰。

 測量值的統計計算和量子力學的問題：量子糾纏通常是由多個粒子組成的系統。

 單個粒子的狀態不能分離為其組成狀態。

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 在這種情況下，單個粒子的狀態稱為糾纏。

 糾纏粒子具有與一般直覺相反的驚人特性。

 例如，測量一個粒子會導致整個系統的波包立即崩潰，這也會影響與被測粒子糾纏的另一個遙遠粒子。

 這種現象並不違反狹義相對論，因為在量子力學的層面上，在測量粒子之前，你無法定義它們。

 事實上，它們仍然是一個整體，但經過測量，它們將脫離量子糾纏。

 量子退相干是一個基本理論，應該應用於任何大小的物理系統，而不限於微觀系統。

 物理學中量子現象的存在提出了一個問題，即如何從量子力學的角度解釋宏觀系統的經典現象。

 特別難以直接看到的是量子力學中的疊加態如何應用於宏觀世界。

 次年，愛因斯坦在給馬克斯·玻恩的信中提出瞭如何從量子力學的角度解釋宏觀物體的定位。

 他指出，僅憑量子力學現象太小，無法解釋這個問題。

 這個問題的另一個例子是施羅德的思維實驗？薛定諤的貓？丁格。

 直到大約一年左右，人們才開始真正理解上述思想實驗是不切實際的，因為它們忽略了與周圍環境不可避免的相互作用。

 事實證明，疊加態對周圍環境非常敏感。

 例如，對雙縫固體的影響在雙縫實驗中，電子或光子與空氣分子之間的碰撞或輻射發射會影響對衍射形成至關重要的各種狀態之間的相位關係。

 在量子力學中，這種現象被稱為量子退相干，它是由系統狀態與周圍環境之間的相互作用引起的。

 這種相互作用可以表示為每個系統狀態和環境狀態之間的糾纏。

 結果表明，只有考慮到整個系統，即實驗系統環境系統環境系統的疊加，才是有效的。

 如果只孤立地考慮實驗系統的系統狀態，那麼只剩下該系統的經典分佈。

 量子退相干是當今量子力學解釋宏觀量子系統經典性質的主要方式。

 量子退相干是實現量子計算機的最大障礙。

 在量子計算機中，需要多個量子態儘可能長時間地保持疊加和退相干是一個非常大的技術問題。

 理論演進、演變、廣播、、理論產生和發展。

 量子力學是一門物理科學，描述物質微觀世界結構的運動和變化規律。

 這是本世紀人類文明發展的一次重大飛躍。

 量子力學的發現引發了一系列劃時代的科學發現和技術發明，為人類社會的進步做出了重要貢獻。

 本世紀末，當經典物理學取得重大成就時，一系列經典理論無法解釋的現象相繼被發現。

 尖瑞玉物理學家維恩通過測量熱輻射光譜發現了熱輻射定理。

 尖瑞玉物理學家普朗克提出了一種解釋熱輻射光譜的方法。

 熱輻射中的大膽假設發射和吸收過程中能量量子化的假設是能

量以最小的單位逐一交換。

 這一假設不僅強調了熱輻射能的不連續性，而且直接與輻射能獨立於頻率、由振幅決定、不能歸入任何經典範疇的基本概念相矛盾。

 當時，只有少數科學家認真研究過這個問題。

 愛因斯坦在[年]提出了光量子理論，火泥掘物理學家密立根發表了關於光電效應的實驗結果，驗證了愛因斯坦的光量子理論。

 [年]，野祭碧物理學家玻爾提出了[年]穩態的假設，以解決盧瑟福原子行星模型的不穩定性。

 根據經典理論，原子中的電子圍繞原子核做圓周運動並輻射能量，導致軌道半徑縮小，直到它們落入原子核。

 就像恆星一樣，它可以在任何經典的機械軌道上運行。

 穩定軌道的作用必須是角動量量子化的整數倍，也稱為量子量子。

 玻爾提出，原子發射的過程不是經典的輻射，而是電子在不同穩定軌道狀態之間的不連續躍遷過程。

 光的頻率由軌道狀態之間的能量差決定，稱為頻率規則。

 玻爾的原子理論以其簡單清晰的圖像解釋了氫原子的離散譜線，並用電子軌道態直觀地解釋了化學元素週期表。

 這導致了元素鉿的發現，在短短十多年的時間裡引發了一系列重大的科學進步。

 由於以玻爾灼野漢學派為代表的量子理論的深刻內涵，這在物理學史上是前所未有的。

 學校對這一問題進行了深入的研究，他們對量子力學的對應原理、矩陣力學、不相容原理、不相容性原理、不確定正常關係、互補原理、互補原理和概率解釋等做出了貢獻。

 [年]，火泥掘物理學家康普頓發表了電子散射引起的頻率降低現象，即康普頓效應。

 根據經典波動理論，靜止物體對波的散射不會改變頻率。

 根據愛因斯坦的量子理論，這是兩個粒子碰撞的結果。

 光的量子不僅在碰撞過程中傳遞能量，而且在碰撞過程中將動量傳遞給電子，這已被實驗證明。

 光不僅是一種電磁波，也是一種具有能量和動量的粒子。

 ，！

 [年]，火泥掘阿戈岸物理學家泡利發表了不相容原理。

 原子中兩個電子不能同時處於同一量子態的原理解釋了原子的量子態。

 電子的殼層結構這一原理適用於固體物質的所有基本粒子，通常稱為費米子，如質子、中子、夸克、夸克等。

 它構成了量子統計力學和費米統計的基礎，解釋了譜線的精細結構和反常塞曼效應。

 泡利建議，除了與能量、角動量及其分量的經典力學量相對應的三個量子數外，還應為原始電子軌道態引入第四個量子數。

 這個量子數，後來被稱為自旋，是一個描述基本粒子內在性質的物理量。

 泉冰殿物理學家德布羅意提出了愛因斯坦德布羅意關係，該關係表達了波粒二象性和波粒二像性。

 德布羅意關係表徵了表徵粒子性質的物理量能量。

 在尖瑞玉物理學家海森堡和玻爾建立了量子理論，這是矩陣力學的第一個數學描述。

 阿戈岸科學家提出了描述物質波連續時空演化的偏微分方程。

 施？丁格方程給出了量子理論的另一種數學描述。

 敦加帕創造了量子力學的路徑積分形式。

 量子力學在高速微觀現象領域具有普遍適用性，是現代物理學的基礎之一。

 它對錶面物理學、半導體物理學、凝聚態物理學、凝聚質物理學、粒子物理學、低溫超導物理學、量子化學和分子生物學等現代科學技術的發展具有重要的理論意義。

 量子力學的出現和發展標誌著人類對自然的理解從宏觀世界到微觀世界的重大飛躍。

 經典物理學的邊界尼爾斯·玻爾提出了對應原理，該原理認為，當粒子數量達到一定限度時，量子數，特別是粒子數量，可以用經典理論準確地描述。

 這一原理的背景是，許多宏觀系統可以用經典力學和電磁學等經典理論進行精確描述。

 因此，人們普遍認為，在非常大的系統中，量子力學的特性會逐漸退化為經典物理學的特性，兩者並不矛盾。

 因此，對應原理是建立有效量子力學模型的重要輔助工具。

 量子力學的數學基礎非常廣泛。

 它只要求狀態空間是hilbert

空間，可觀測量是線性算子。

 然而，它沒有指定在實際情況下使用哪個hilbert空間。

 空格應選擇哪些運算符？因此，在實際情況下，有必要選擇相應的hilbert空間和算子來描述特定的量子系統，而相應的原理是做出這一選擇的重要輔助工具。

 這一原理要求量子力學的預測在越來越大的系統中逐漸接近經典理論的預測。

 這個大系統的極限稱為經典極限或相應的極限。

 因此，啟發式方法可用於建立量子力學模型，而該模型的侷限性在於相應的經典物理模型和狹義相對論的結合。

 量子力學在其早期發展中沒有考慮到狹義相對論。

 例如，當使用諧振子模型時，它特別使用了非相對論諧振子。

 在早期，物理學家試圖使用諧振子建立量子力學模型。

 將量子力學與狹義性相結合相對論是相互聯繫的，包括使用相應的克萊因戈登方程或狄拉克方程來代替施羅德方程？丁格方程。

 儘管這些方程成功地描述了許多現象，但它們仍然存在缺點，特別是無法描述相對論態中粒子的產生和消除。

 量子場論的發展導致了真正相對論的出現。

 量子場論不僅量化了能量或動量等可觀測量，還量化了介質相互作用的場。

 第一個完整的量子場論是量子電動力學，它可以充分描述電磁相互作用。

 一般來說，在描述電磁系統時，不需要完整的量子場論。

 一個相對簡單的模型是將帶電粒子視為粒子。

 處於經典電磁場中物體的量子力學自量子力學誕生以來就被使用。

 例如，氫原子的電子態可以用經典的電壓場來近似。

 然而，在電磁場中的量子波動起重要作用的情況下，例如帶電粒子發射光子，這種近似方法是無效的。

 強相互作用和弱相互作用的量子場論稱為量子色動力學。

 量子色動力學理論描述了由原子核、夸克、夸克和膠子組成的粒子之間的相互作用。

 夸克、夸克和膠子之間的弱相互作用與電弱相互作用中的電磁相互作用相結合。

 萬有引力不能僅用量子力學來描述。

 因此，在黑洞附近或整個宇宙中，萬有引力無法用量子力學來描述。

 從物理的角度來看，量子力學可能會遇到其適用的邊界。

 量子力學和廣義相對論都無法解釋粒子到達黑洞奇點時的物理狀態。

 廣義相對論預測，粒子將被壓縮到無限密度，而量子力學預測，由於無法確定其位置，它無法逃離黑洞。

 因此，本世紀最重要的兩個新物理理論，量子力學和廣義相對論，相互矛盾，並尋求解決這一矛盾的辦法。

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