说说我对量子力学的理解 (转载)# ChineseMed - 中医
S*e
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【 以下文字转载自 Physics 讨论区 】
发信人: WtMaster (关仁隐士), 信区: Physics
标 题: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 19:45:25 2012, 美东)
我不是物理专业，水平有限。如有错误，请大家指正。
量子力学本质上是一个公理系统。它的核心是薛定谔方程。这是一个二阶偏微分方程。薛定谔方程相当于数学体系中的公理，因为它没有任何推导，没有任何证明。但是用这个方程可以解释一些实验现象和数据，所以人们就把它拿过来用了。薛定谔方程的解叫做波函数。刚开始的时候这个波函数没有任何物理上的解释，后来人们觉得一个物理理论总得有个物理解释吧，于是就把波函数解释成粒子的密度。在这个模型中，一颗粒子充满了整个空间，它在空间各点的密度由波函数给出。但是人们发现，一粒电子能充满整个空间，这实在令人难以接受。于是后来人们又把波函数解释成概率。这个解释比较符合人的直观，逐渐就被人们接受。因为引入了概率，所以才有了后来的不确定原理。
再后来不确定原理就被神化了。其实概率只不过是公理系统的一个解释。这个解释不是唯一的，甚至不是必须的，更不是什么绝对的真理。即使不对波函数作任何解释（也就没有了不确定原理），量子力学仍然是一个相容的公理系统，仍然可以用它来计算各种化学键的长度、夹角、能量等数值。
和所有物理理论一样，量子力学是建立在假设和抽象简化的模型之上的，是对现实世界的一个近似的描述，决不应该把它当成绝对的真理。事实上，用量子力学计算出来的化学键的长度夹角等数值和用实验测出来的数据还是有相当大的出入。可见量子力学对现实世界的近似其实是比较粗略的。现实世界决不可能刚好就是一个二阶偏微分方程所描述的那样的。后人甚至用量子力学和不确定原理来解释意识，那就更不靠谱了。
说到量子力学就不得不说一下爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的伟大之处并不在于相对论，而是在于他开了把物理理论公理化的先河，这对后来的量子力学和现在的弦理论的发展起了很大的推动作用。我们生活在宏观世界，我们对我们所处的世界的认识来源于我们对宏观世界的perception。这种perception只适用于宏观世界。而对于微观世界我们根本就没有perception。用宏观世界的perception和模型来解释微观世界的现象，注定是要失败的。要研究微观世界，就必须作大胆的，反直观，反传统，在宏观世界看来是匪夷所思的假设，把物理理论变成一个公理系统，也就是把物理学建立在一些无法证明的假设之上。爱因斯坦是最早认识到这一点的人之一。在这种观点下，物理学的目标不再是追求绝对的真理，而是寻找一些方法来近似地拟合和猜测客观世界，并且要达到一定的满意程度。曾经有一个时期人们认为科学已经解决了所有的问题。这种观点在当时
都算得上是一个了不起的认识水平。但是，一个理论，无论它的假设多么大胆，始终需要使用宏观世界的语言，不可避免会打上宏观世界的烙印。微观世界是一个我们无法perceive的世界，任何理论都只能是猜测和假设。就好比用一个函数来拟合一组实验数据，在有些情况下我们可以运用所在领域的知识显式地推导出这个函数形式，但在更多时候使用这个函数的唯一理由就是这个函数能够比较好地拟合数据，仅此而已。量子力学等物理理论对现实世界的拟合是属于后一种情形。最后引用George E. P. Box的一句名言：Essentially, all models are wrong, but some are useful.
发信人: WtMaster (关仁隐士), 信区: Physics
标 题: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 19:45:25 2012, 美东)
我不是物理专业，水平有限。如有错误，请大家指正。
量子力学本质上是一个公理系统。它的核心是薛定谔方程。这是一个二阶偏微分方程。薛定谔方程相当于数学体系中的公理，因为它没有任何推导，没有任何证明。但是用这个方程可以解释一些实验现象和数据，所以人们就把它拿过来用了。薛定谔方程的解叫做波函数。刚开始的时候这个波函数没有任何物理上的解释，后来人们觉得一个物理理论总得有个物理解释吧，于是就把波函数解释成粒子的密度。在这个模型中，一颗粒子充满了整个空间，它在空间各点的密度由波函数给出。但是人们发现，一粒电子能充满整个空间，这实在令人难以接受。于是后来人们又把波函数解释成概率。这个解释比较符合人的直观，逐渐就被人们接受。因为引入了概率，所以才有了后来的不确定原理。
再后来不确定原理就被神化了。其实概率只不过是公理系统的一个解释。这个解释不是唯一的，甚至不是必须的，更不是什么绝对的真理。即使不对波函数作任何解释（也就没有了不确定原理），量子力学仍然是一个相容的公理系统，仍然可以用它来计算各种化学键的长度、夹角、能量等数值。
和所有物理理论一样，量子力学是建立在假设和抽象简化的模型之上的，是对现实世界的一个近似的描述，决不应该把它当成绝对的真理。事实上，用量子力学计算出来的化学键的长度夹角等数值和用实验测出来的数据还是有相当大的出入。可见量子力学对现实世界的近似其实是比较粗略的。现实世界决不可能刚好就是一个二阶偏微分方程所描述的那样的。后人甚至用量子力学和不确定原理来解释意识，那就更不靠谱了。
说到量子力学就不得不说一下爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的伟大之处并不在于相对论，而是在于他开了把物理理论公理化的先河，这对后来的量子力学和现在的弦理论的发展起了很大的推动作用。我们生活在宏观世界，我们对我们所处的世界的认识来源于我们对宏观世界的perception。这种perception只适用于宏观世界。而对于微观世界我们根本就没有perception。用宏观世界的perception和模型来解释微观世界的现象，注定是要失败的。要研究微观世界，就必须作大胆的，反直观，反传统，在宏观世界看来是匪夷所思的假设，把物理理论变成一个公理系统，也就是把物理学建立在一些无法证明的假设之上。爱因斯坦是最早认识到这一点的人之一。在这种观点下，物理学的目标不再是追求绝对的真理，而是寻找一些方法来近似地拟合和猜测客观世界，并且要达到一定的满意程度。曾经有一个时期人们认为科学已经解决了所有的问题。这种观点在当时
都算得上是一个了不起的认识水平。但是，一个理论，无论它的假设多么大胆，始终需要使用宏观世界的语言，不可避免会打上宏观世界的烙印。微观世界是一个我们无法perceive的世界，任何理论都只能是猜测和假设。就好比用一个函数来拟合一组实验数据，在有些情况下我们可以运用所在领域的知识显式地推导出这个函数形式，但在更多时候使用这个函数的唯一理由就是这个函数能够比较好地拟合数据，仅此而已。量子力学等物理理论对现实世界的拟合是属于后一种情形。最后引用George E. P. Box的一句名言：Essentially, all models are wrong, but some are useful.
