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量子力学如何退化为牛顿力学

原创 2022-03-03 15:56:41
量子力学如何退化为牛顿力学?这个可以有两种理解。在经典物理中,每个物理量总有明确.. 精选答案
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量子力学如何退化为牛顿力学?这个可以有两种理解。

在经典物理中,每个物理量总有明确的值。比如物体在每个时刻都有明确的位置,而且经典物理规律完全决定了它怎样随时间变化。掌握了经典物理规律,只要知道物体受力情况和某个时刻的位置和速度,就可以计算出其它任意时刻的位置和速度。

量子力学中,几率的概念首当其冲,而且是实质性的。对于量子粒子的每个可能位置我们赋予一个复数,称作波函数。测量粒子的位置,它出现在某个可能的位置;测量另一个也由这个波函数描述的粒子,它出现在某个可能的位置。这样的过程重复很多遍,然后统计出现在每个位置上的次数,占所有次数的比例就是粒子处于这个位置的几率,等于波函数在这个位置的大小的平方。

量子力学的基本定律则描述孤立系统的量子态如何随时间演化。对于一个孤立系统,在没有进行测量时,量子态随时间的演化由薛定谔方程描述。这个演化是可逆和决定论的,也就是说,给定任意时刻的量子态,可以唯一确定其它任意时刻的量子态。有了任意时刻的量子态,就可以得到任意时刻的各种物理量的平均值。平均值是相对于量子态而言,因为量子态有几率的涵义。

从薛定谔方程可以推导出这些平均值的变化规律。在很多情况下恰好与经典物理规律,比如牛顿定律一致。

世界在一定尺度之上是经典的。有一个方法叫作“退相干”(相干就是指系统处于量子态)。它假设量子力学原则上适用于所有尺度所有情况,考虑到实际上大部分系统不是孤立系统,论证通过环境的影响,系统表现出表观的经典性质和哥本哈根诠释中的性质。

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刘老师

刘老师

中国人大教育学硕士

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