从经典力学到量子力学
从物理学的角度看世界,世界是客观的,有自己的运行规律。物理学家只是发现规律,验证规律,最后用规律解决问题。在牛顿时代,经典力学是人们认识世界,推动工业革命进程的理论。经过两个世纪的发展,人们发现经典力学无法解释一些问题,然后在二十世纪初诞生了相对论和量子力学,推动了世界更快的发展。我们来讨论一下经典力学和量子力学的联系。
?有一种说法是,经典力学和量子力学的关系不是很大。学经典力学,再学量子力学,会被一些概念困扰。这个说法有很大的道理。但是物理系的学生先学经典力学再学量子力学,不能忘记经典力学再学量子力学。其实按照事物的发展顺序,事物之间是有必然联系的。我们来看看他们之间的一些联系。
在经典力学中,物体的运动规律是从力的观点来理解的。当我们接受了牛顿三定律,我们就可以测量空间中的物理运动。一旦我们知道了一个质点的动量和位移,我们就可以得到任何物理量。
?然后还有量子力学的五个基本假设,很多人觉得不可思议。这很正常,因为量子力学的这些假设还存在一些争议,但这也是从大量的实验观察中得出的结论。所以学习量子力学首先要接受这些假设,这些假设是整个量子体系的起点。
?我们认为经典力学的假设可以理解而量子力学的假设不利于理解是因为我们生活在一个宏观世界中,宏观世界的大部分规律可以用经典力学真实地看到和满足,可以真实地感受到,但是在宏观世界中几乎很难找到量子力学的规律,所以认知上会有问题。所以在学习量子力学的时候,我们首先接受量子力学的基本假设,经过一段时间,我们自然会接受。
接受了基本假设之后,我们再来看下一部分。
?量子力学和经典力学的桥梁是泊松括号(到子怡),对于子怡和泊松括号满足[x,y] = ih {x,y };同时,借助理论力学中哈密顿量的概念,将哈密顿量中的所有力学量用力学量算符代替,得到所需方程。因此,深入理解理论力学中的哈密顿量,对量子力学会有很大的帮助。
?最后总结一下,无论是经典力学还是量子力学,目的都是为了解释宏观或微观世界的规律,无非是描述体系的方式不同,运动方程不同。只要大家都沉下心来体验量子力学,奠定量子力学的神坛,就一定能顺利通过考研的量子力学。