量子力学的未来是怎样的?
网友 :量子力学的未来是什么? 量子力学的未来是什么?
回答 :作为一门研究学科,量子力学在60年代随着量子场论、冯·诺依曼混合态熵的严格度量以及贝尔定理的出现而结束,其中冯·诺伊曼熵作为纠缠的严格度量发挥了最大的作用。
下面这些都代表了传统量子力学的延伸:
狭义相对论(量子场论很好地完成了它)
根据第一性原理预测粒子自旋的存在(多亏了狄拉克方程)
为量子力学中力的出现奠定了基础(这就是为什么我们现在有电致力、强力和弱力的量子处理)。
正确预测热力学系统(感谢冯·诺依曼发明的密度矩阵,这导致了量子力学中熵的自然定义)。
正确地将材料描述为虚场的激发(这就是为什么许多现代凝聚态物理学甚至生物物理学最终使用量子场论)。
建立量子力学不能用经典理论来解释,除非信息的传播速度超过光速。
既然我们已经有了解释场的理论基础,理论量子力学中剩下的主要未解决的问题是:
对于量子力学的解释问题,理论物理学家比实践物理学家更感兴趣。
怎样在量子场论中包含引力,在当今是一个非常重要和活跃的研究领域。
所以量子力学本身是没有未来的。
除了上面提到的两种情况外,它对于所有实际用途都是完整的。
实际的未来
现在存在的不是量子力学的问题,而是量子力学的应用问题。
举个例子,也是最让人印象深刻的这方面的问题:
高温超导的正确描述是什么?
还有许多其他类似的例子。
相关知识延伸阅读
量子力学( QM,也被称为量子物理学,量子理论,波力学模型或矩阵力学),包括量子场论在内的量子物理、量子理论、波力学模型或矩阵力学,是物理学中的一种基本理论,它描述了原子和亚原子粒子的最小能级上的自然现象。
经典物理学——量子力学之前就存在的物理学,是以以普通(宏观)尺度描述自然。经典物理学中的大多数理论都可以从量子力学中推导出来,作为一种在宏观尺度上有效的近似。量子力学与经典物理的不同之处在于,一个有界系统的能量、动量、角动量等物理量被限制为离散值(量子化),而且量的测量精度也有限制(测不准原理)。
量子力学逐渐从解释其与经典物理学不一致的观测现象的理论中兴起,如1900年马克斯·普朗克对黑体辐射问题的解答,以及阿尔伯特·爱因斯坦1905年发表的解释光电效应的论文中能量与频率之间的对应关系。
图解:1927年第五次索尔维会议,此次会议主题为“电子和光子”,世界上最主要的物理学家聚集在一起讨论新近表述的量子理论。
早期量子理论在20世纪20年代中期被欧文·薛定谔、维尔纳·海森堡、马克斯·波恩等人深刻地重新构想。而现代量子理论是用各种特别发展的数学体系来表述的,其中一个是数学函数波函数,它提供了关于粒子位置、动量和其他物理性质的概率振幅的信息。
图解:普朗克定律(绿)、维恩定律(蓝)和瑞利-金斯定律(红)在频域下的比较,可见维恩定律在高频区域和普朗克定律相符,瑞利-金斯定律在低频区域和普朗克定律相符。
量子理论的重要应用包括量子化学、量子光学、量子计算、超导磁体、发光二极管、激光、晶体管和半导体如微处理器等、医学和研究成像如磁共振成像和电子显微镜等。对许多生物和物理现象的解释都是基于化学键的性质,尤其是大分子DNA。
参考资料
1.维基百科全书
2.天文学名词
3. Consumer Tech- forbes-多芬的弟弟
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2024-11-04 广告