| 自学量子力学,根据我的感受,最好的入门不是经典力学,不是分析力学,不是量子力学的科普,而是结构化学。 接受量子力学的反直觉,虽然在物理领域很难,但是从化学很好理解。原子像是行星,电子像是大气,原子之间的反应就像是大气在潮汐力的作用下变形,转移。电子的概率密度乘上电荷就是电荷密度,乘上质量就是质量密度…量子是量子化的,最为容易理解的例子就是元素周期表,整齐的排列,元素之间没有元素。量子力学奇怪的核心就是线性。量子力学的数学要求是微积分和线性代数。线性代数是名字我经常认为名不副实,最早是在3b1b的视频学的,想不明白为什么叫做代数,直到上大学后拿到垃圾课本,竟然真的在讲代数?!(╯‵□′)╯︵┻━┻线性代数实际上是研究向量和各种矩阵的。量子力学早期就有一个分枝,叫做矩阵力学,和线性代数关系很大。线性代数的线性是指向量和各种矩阵的加减法非常简单,分量加减即可,几何上就是三角形法则、平行四边形法则。量子力学就是线性的,能量是离散的能级,波函数可以简单加减,化学上就是原子组合成分子、原子的杂化。但是,矩阵乘法没有交换律,体现出来就是不确定性原理,测量的先后顺序会造成影响。可以说,线性带来了不确定性。中学尤其是初中的时候,物理课上,公式总是很简单,数值是确定的,方程总是线性的,一切都是那么的精巧与优美。之后,线性和确定性无法同时存在了。量子是线性的,体现出来就是原子作为多体系统是稳定的,氦原子作为三体系统能求出近似解(还是求不出精确解,有一定类似混沌系统的现象但不是),虽然第二周期就很不准了,第三周期求不了近似解,只能用实验结果计算和定性分析。把几种物质混合在一起,控制好条件,产生的化学反应总是基本一致的,这就是线性系统的可预测性。我们能预测化学反应,却预测不准明天是晴天还是雨天。 可以说,量子力学失去了确定性,获得了可预测性,而确定的经典力学、广义相对论,却有着不可预测性。量子的独特性质支撑了化学反应、生命活动,也是自由意识的最可靠来源。可以说,一切都是为了阻止知道一切,阻止拉普拉斯妖的诞生。 最后,思考一个细思极恐的问题:哥德尔不完备定理有没有物理意义?哥德尔不完备定理告诉我们在一阶形式逻辑系统(也就是一般所用的数学,物理用的也是这个)里,我们不知道,我们不能知道。 |