Question

经典力学与量子力学的区别

Answer 1

　　量子物理不同于经典物理的一个地方是：量子物理认为量子系统在微观测之前可以处于客观的不确定状态（不是由于我们主观上尚不认识事物的那种主观不确定），观测可使量子系统“缩编”到某个确定的状态；而经典物理是没有“客观的不确定状态”一说的——它认为，即使我们不知道系统的确切状态，系统在客观上也是处于某个确定的状态。这一重要区别，我认为是说，更真实的量子系统一般总是处于多种状态共存的叠加状态（或说，多种状态都是潜在的、隐含的），一次测量，可使其中一种状态成为显现的状态……总之，多态叠加是量子力学的微妙的核心之一。
　　费曼说过：量子力学本身就是一个奥秘。其一是动量与波长关联，其二是振幅是复数。对于经典力学是不可能的负动能在量子力学中意味着虚动量，这又使得描述实动量的振荡式的波动，变成了指数衰减函数，这就意味着粒子可入负动能区，但几率要指数递减……这就是量子力学描述世界的方式，迥异于经典方式。
　　每个物理量的经典测量的不准确度原则上可以任意小，而量子力学的测量则是对于相容的物理量来说，不准确度原则上可以任意小，但对不相容的物理量（比如坐标与速度这对物理量就是不相容的）来说，每个量不准确度原则上也可以任意小，但这两个量的不准确度的乘积却有一个原则性的、有限的下限。
我们不能象经典物理要求的那样可以知道粒子在任意时刻的确切位置与速度，只能从波函数得知其位置与速度的概率性的分布，而这种概率性的分布也是一种规律。
经典物理认为粒子与波动是两个层次的东西，根本不是一回事儿；而量子力学却认为两者是相伴相随的、密不可分的一个整体，是一体的两面，没有谁产生谁的问题。
　　微观世界的奇异性在于“波粒二象性”——微粒不再像以往以为的那样是个小小的实体球一样的东西，而且可以沿着一条确定的轨迹运动。它实际上已没有什么确切的大小、形状、位置、轨迹可言，这些经典概念统统都不适于描述微观世界及其运动。微粒已变得像波那样弥散于广阔的空间里。所有微粒都具有波粒二象性——它既像颗粒状的分立的粒子、又像云雾状的弥散的波动，而且粒子的动量直接与波动的波长成反比。

Answer 2

经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定:其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的;其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。
力学是物理学中发展较早的一个分支。古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动”提出过许多观点，他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书，在西方有着极大的影响，以致他的很多错误观点在长达2000年的岁月中被大多数人所接受。
16世纪以后，人们开始通过科学实验，对力学现象进行准确的研究。许多物理学家、天文学家如哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等，做了很多艰巨的工作，力学逐渐摆脱传统观念的束缚，有了很大的进展。
英国科学家牛顿在前人研究和实践的基础上，经过长期的实验观测、数学计算和深入思考，提出了力学三大定律和万有引力定律，把天体力学和地球上物体的力学统一起来，建立了系统的经典力学理论。其主要内容是:
牛顿第一定律:一切物体没有受外力作用时，总保持匀速直线状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第二定律:物体的加速度与所受外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。公式:F(合)=kma
牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，并且在同一条直线上。
万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体(质点)的质量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
量子力学(Quantum
Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。量子力学的基本原理包括量子态的概念，运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。
在量子力学中，一个物理体系的状态由态函数表示，态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程，该方程预言体系的行为，物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作，对应于代表该量的算符对其态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定，测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。

Answer 3

力学就是研究物质运动的物理学，地球的运动和光的运动，还有电子的运动的规律都叫做力学，但是这个名字有点不好，应该叫做“物质运动学”更好。
经典力学就是从牛顿力学到广义相对论的整套体系，对大于原子尺度的任何物质的任何速度运动都有效(对于光速运动也有效)。
电动力学最初研究电子的运动规律，后来研究各种电子尺寸级别和更小尺寸的基本粒子，在18世纪首先提出了电子运动时时空扭曲的概念来描述实验现象，后来爱因斯坦把粒子运动中的时空扭曲现象扩展到宏观力学中，形成狭义相对论，之后把旋转、加速度、引力的区别消除，形成广义相对论，这些都是还算是经典力学。
从光电效应实验、电子干涉实验发现的波粒二象性，还有对电子双缝干涉的结果，这些再经典力学和量子力学中都是一样的，但是经典力学和量子力学对这些实验现象的解释非常不同。
爱因斯坦认为波粒二象性和测不准的现象，是缺乏更精确的理论来理解这种现象。
量子力学认为这些奇怪的现象就是物质的本质，搞了一些概率理论来描述实验结果，认为这些现象就是物质的本质，本质就是随机和概率，无需进一步研究了。
现在有超弦理论用相当复杂的复杂方法来描述量子力学的理论结果，因为它从数学上并不是概率的，所以似乎是经典力学的胜利，但是其实因为那套理论远远超出了实验所能验证的程度，所以只不过是用一个更复杂的理论来描述和量子理论完全相同的实验结果，目前在应用上没有任何实际用途，霍金也调侃弦理论可能是玄学。
玄学就是无法证明的，比如加入一套理论是说上帝要求人们看到的实验结果就是这样，也可以认为是正确的，弦理论那些“弦”“多维空间”的概念几乎就和上帝一样玄，它们是否有存在的必要谁也不知道。
相对来说，还是量子力学时最朴实的实用的，没有引入任何额外概念的理论。
但是霍金喜欢研究宇宙但是的最初那段时间的情况和黑洞内的情况。这些情况的共同特点是质量大，因为量子物理研究的粒子都是静止质量很小的(光子静止质量为零)运动速度很快的情况，但是黑洞内和宇宙之初的空间都很小，速度快的粒子能飞到哪里去?所以他们就设想，架设统一了相对论和量子物理，他们就解开了黑洞和宇宙之初的秘密，就天天花时间去研究。