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说说我对量子力学的理解
[版面:物理学][首篇作者:WtMaster] , 2012年03月20日19:45:25 ,6398次阅读,74次回复
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WtMaster
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发信人: WtMaster (关仁隐士), 信区: Physics
标  题: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 19:45:25 2012, 美东)

我不是物理专业,水平有限。如有错误,请大家指正。

量子力学本质上是一个公理系统。它的核心是薛定谔方程。这是一个二阶偏微分方程。薛定谔方程相当于数学体系中的公理,因为它没有任何推导,没有任何证明。但是用这个方程可以解释一些实验现象和数据,所以人们就把它拿过来用了。薛定谔方程的解叫做波函数。刚开始的时候这个波函数没有任何物理上的解释,后来人们觉得一个物理理论总得有个物理解释吧,于是就把波函数解释成粒子的密度。在这个模型中,一颗粒子充满了整个空间,它在空间各点的密度由波函数给出。但是人们发现,一粒电子能充满整个空间,这实在令人难以接受。于是后来人们又把波函数解释成概率。这个解释比较符合人的直观,逐渐就被人们接受。因为引入了概率,所以才有了后来的不确定原理。

再后来不确定原理就被神化了。其实概率只不过是公理系统的一个解释。这个解释不是唯一的,甚至不是必须的,更不是什么绝对的真理。即使不对波函数作任何解释(也就没有了不确定原理),量子力学仍然是一个相容的公理系统,仍然可以用它来计算各种化学键的长度、夹角、能量等数值。

和所有物理理论一样,量子力学是建立在假设和抽象简化的模型之上的,是对现实世界的一个近似的描述,决不应该把它当成绝对的真理。事实上,用量子力学计算出来的化学键的长度夹角等数值和用实验测出来的数据还是有相当大的出入。可见量子力学对现实世界的近似其实是比较粗略的。现实世界决不可能刚好就是一个二阶偏微分方程所描述的那样的。后人甚至用量子力学和不确定原理来解释意识,那就更不靠谱了。

说到量子力学就不得不说一下爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的伟大之处并不在于相对论,而是在于他开了把物理理论公理化的先河,这对后来的量子力学和现在的弦理论的发展起了很大的推动作用。我们生活在宏观世界,我们对我们所处的世界的认识来源于我们对宏观世界的perception。这种perception只适用于宏观世界。而对于微观世界我们根本就没有perception。用宏观世界的perception和模型来解释微观世界的现象,注定是要失败的。要研究微观世界,就必须作大胆的,反直观,反传统,在宏观世界看来是匪夷所思的假设,把物理理论变成一个公理系统,也就是把物理学建立在一些无法证明的假设之上。爱因斯坦是最早认识到这一点的人之一。在这种观点下,物理学的目标不再是追求绝对的真理,而是寻找一些方法来近似地拟合和猜测客观世界,并且要达到一定的满意程度。曾经有一个时期人们认为科学已经解决了所有的问题。这种观点在当时
都算得上是一个了不起的认识水平。但是,一个理论,无论它的假设多么大胆,始终需要使用宏观世界的语言,不可避免会打上宏观世界的烙印。微观世界是一个我们无法perceive的世界,任何理论都只能是猜测和假设。就好比用一个函数来拟合一组实验数据,在有些情况下我们可以运用所在领域的知识显式地推导出这个函数形式,但在更多时候使用这个函数的唯一理由就是这个函数能够比较好地拟合数据,仅此而已。量子力学等物理理论对现实世界的拟合是属于后一种情形。最后引用George E. P. Box的一句名言:Essentially, all models are wrong, but some are useful.



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※ 修改:·WtMaster 於 Mar 20 19:47:34 2012 修改本文·[FROM: 72.145.]
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hong10
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发信人: hong10 (Kurafi), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 20:01:47 2012, 美东)

别弄量子了,现在都搞马尾,蜂蜜,越经典越好
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acidia
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发信人: acidia (acidia), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 21:15:20 2012, 美东)

其实物理世界从来就没有什么公理系统

搞公理系统的那些人都是做不动实际科研的



【 在 WtMaster (关仁隐士) 的大作中提到: 】
: 我不是物理专业,水平有限。如有错误,请大家指正。
: 量子力学本质上是一个公理系统。它的核心是薛定谔方程。这是一个二阶偏微分方程
。薛定谔方程相当于数学体系中的公理,因为它没有任何推导,没有任何证明。但是用
这个方程可以解释一些实验现象和数据,所以人们就把它拿过来用了。薛定谔方程的解
叫做波函数。刚开始的时候
: 再后来不确定原理就被神化了。其实概率只不过是公理系统的一个解释。这个解释不
是唯一的,甚至不是必须的,更不是什么绝对的真理。即使不对波函数作任何解释(也
就没有了不确定原理),量子力学仍然是一个相容的公理系统,仍然可以用它来计算各
种化学键的长度、夹角、能
: 和所有物理理论一样,量子力学是建立在假设和抽象简化的模型之上的,是对现实世
界的一个近似的描述,决不应该把它当成绝对的真理。事实上,用量子力学计算出来的
化学键的长度夹角等数值和用实验测出来的数据还是有相当大的出入。可见量子力学对
现实世界的近似其实是比较
: 说到量子力学就不得不说一下爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的伟大之处并不在于相对
论,而是在于他开了把物理理论公理化的先河,这对后来的量子力学和现在的弦理论的
发展起了很大的推动作用。我们生活在宏观世界,我们对我们所处的世界的认识来源于
我们对宏观世界的percepti
: 都算得上是一个了不起的认识水平。但是,一个理论,无论它的假设多么大胆,始终
需要使用宏观世界的语言,不可避免会打上宏观世界的烙印。微观世界是一个我们无法
perceive的世界,任何理论都只能是猜测和假设。就好比用一个函数来拟合一组实验数
据,在有些情况下我们可以
: 



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WtMaster
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发信人: WtMaster (关仁隐士), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 21:29:44 2012, 美东)

物理世界的确没有什么公理系统,但是认识物理世界需要用到公理系统。

【 在 acidia (acidia) 的大作中提到: 】
: 其实物理世界从来就没有什么公理系统
: 搞公理系统的那些人都是做不动实际科研的

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acidia
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发信人: acidia (acidia), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 21:29:57 2012, 美东)


胡说八道


【 在 WtMaster (关仁隐士) 的大作中提到: 】
: 物理世界的确没有什么公理系统,但是认识物理世界需要用到公理系统。



--

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Lathander
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发信人: Lathander (灰色树枝灰色天空), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 22:25:59 2012, 美东)

海森堡看到估计要吐血
【 在 WtMaster (关仁隐士) 的大作中提到: 】
: 我不是物理专业,水平有限。如有错误,请大家指正。
: 量子力学本质上是一个公理系统。它的核心是薛定谔方程。这是一个二阶偏微分方程
。薛定谔方程相当于数学体系中的公理,因为它没有任何推导,没有任何证明。但是用
这个方程可以解释一些实验现象和数据,所以人们就把它拿过来用了。薛定谔方程的解
叫做波函数。刚开始的时候
: 再后来不确定原理就被神化了。其实概率只不过是公理系统的一个解释。这个解释不
是唯一的,甚至不是必须的,更不是什么绝对的真理。即使不对波函数作任何解释(也
就没有了不确定原理),量子力学仍然是一个相容的公理系统,仍然可以用它来计算各
种化学键的长度、夹角、能
: 和所有物理理论一样,量子力学是建立在假设和抽象简化的模型之上的,是对现实世
界的一个近似的描述,决不应该把它当成绝对的真理。事实上,用量子力学计算出来的
化学键的长度夹角等数值和用实验测出来的数据还是有相当大的出入。可见量子力学对
现实世界的近似其实是比较
: 说到量子力学就不得不说一下爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的伟大之处并不在于相对
论,而是在于他开了把物理理论公理化的先河,这对后来的量子力学和现在的弦理论的
发展起了很大的推动作用。我们生活在宏观世界,我们对我们所处的世界的认识来源于
我们对宏观世界的percepti
: 都算得上是一个了不起的认识水平。但是,一个理论,无论它的假设多么大胆,始终
需要使用宏观世界的语言,不可避免会打上宏观世界的烙印。微观世界是一个我们无法
perceive的世界,任何理论都只能是猜测和假设。就好比用一个函数来拟合一组实验数
据,在有些情况下我们可以
: 


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身体健康圣布冯 固若金汤德切利;金童小将皮埃罗 王牌射手博努奇
人见人爱亚昆塔 空门必进马特里;矫若游龙西索科 绝不套边真心帝
温文尔雅属梅洛 欧战英雄大夸利;过人如麻看佩佩 中场屏障小马基
次次附体左后卫 场场主力阿奎尼;童颜少帅德内里 指点我尤保第七



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acidia
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发信人: acidia (acidia), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Tue Mar 20 22:42:20 2012, 美东)


Schwinger早就严厉评批了公理化


【 在 Lathander (灰色树枝灰色天空) 的大作中提到: 】
: 海森堡看到估计要吐血
: 。薛定谔方程相当于数学体系中的公理,因为它没有任何推导,没有任何证明。但是用
: 这个方程可以解释一些实验现象和数据,所以人们就把它拿过来用了。薛定谔方程的解
: 叫做波函数。刚开始的时候
: 是唯一的,甚至不是必须的,更不是什么绝对的真理。即使不对波函数作任何解释(也
: 就没有了不确定原理),量子力学仍然是一个相容的公理系统,仍然可以用它来计算各
: 种化学键的长度、夹角、能
: 界的一个近似的描述,决不应该把它当成绝对的真理。事实上,用量子力学计算出来的
: 化学键的长度夹角等数值和用实验测出来的数据还是有相当大的出入。可见量子力学对
: 现实世界的近似其实是比较
: ...................


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Emerald01
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发信人: Emerald01 (Emerald), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 02:49:55 2012, 美东)

您这水平太naive了吧

虽然薛定谔方程有一定的假设在里面,但是怎么是一个公理系统呢?人家有很自洽的推
倒好不好,具体可参考量子力学史,看看薛定谔,德布洛伊几个人怎么乱倒鼓的。你要
理解量子力学,分析力学得学好啊,量子力学基本上可以从分析力学自然演绎出来,完
全没有什么公理的问题。而化学计算现在相当精准了吧,不准在于无法求解多体薛定谔
方程,而其近似算法如DFT已经相当精准了

【 在 WtMaster (关仁隐士) 的大作中提到: 】
: 我不是物理专业,水平有限。如有错误,请大家指正。
: 量子力学本质上是一个公理系统。它的核心是薛定谔方程。这是一个二阶偏微分方程
。薛定谔方程相当于数学体系中的公理,因为它没有任何推导,没有任何证明。但是用
这个方程可以解释一些实验现象和数据,所以人们就把它拿过来用了。薛定谔方程的解
叫做波函数。刚开始的时候这个波函数没有任何物理上的解释,后来人们觉得一个物理
理论总得有个物理解释吧,于是就把波函数解释成粒子的密度。在这个模型中,一颗粒
子充满了整个空间,它在空间各点的密度由波函数给出。但是人们发现,一粒电子能充
满整个空间,这实在令人难以接受。于是后来人们�: 职巡ê馐统筛怕省U
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: 再后来不确定原理就被神化了。其实概率只不过是公理系统的一个解释。这个解释不
是唯一的,甚至不是必须的,更不是什么绝对的真理。即使不对波函数作任何解释(也
就没有了不确定原理),量子力学仍然是一个相容的公理系统,仍然可以用它来计算各
种化学键的长度、夹角、能量等数值。
: 和所有物理理论一样,量子力学是建立在假设和抽象简化的模型之上的,是对现实世
界的一个近似的描述,决不应该把它当成绝对的真理。事实上,用量子力学计算出来的
化学键的长度夹角等数值和用实验测出来的数据还是有相当大的出入。可见量子力学对
现实世界的近似其实是比较粗略的。现实世界决不可能刚好就是一个二阶偏微分方程所
描述的那样的。后人甚至用量子力学和不确定原理来解释意识,那就更不靠谱了。
: 说到量子力学就不得不说一下爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的伟大之处并不在于相对
论,而是在于他开了把物理理论公理化的先河,这对后来的量子力学和现在的弦理论的
发展起了很大的推动作用。我们生活在宏观世界,我们对我们所处的世界的认识来源于
我们对宏观世界的perception。这种perception只适用于宏观世界。而对于微观世界我
们根本就没有perception。用宏观世界的perception和模型来解释微观世界的现象,注
定是要失败的。要研究微观世界,就必须作大胆的,反直观,反传统,在宏观世界看来
是匪夷所思的假设,把物理理论变成一个公理系统�: 簿褪前盐锢硌Ы⒃谝
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: 都算得上是一个了不起的认识水平。但是,一个理论,无论它的假设多么大胆,始终
需要使用宏观世界的语言,不可避免会打上宏观世界的烙印。微观世界是一个我们无法
perceive的世界,任何理论都只能是猜测和假设。就好比用一个函数来拟合一组实验数
据,在有些情况下我们可以运用所在领域的知识显式地推导出这个函数形式,但在更多
时候使用这个函数的唯一理由就是这个函数能够比较好地拟合数据,仅此而已。量子力
学等物理理论对现实世界的拟合是属于后一种情形。最后引用George E. P. Box的一句
名言:Essentially, all models are wrong, but : some are useful.
: 



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oshzzd
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发信人: oshzzd (狮子座的), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 05:18:37 2012, 美东)

这个你是被忽悠了。 经典和量子力学根基完全不同,不可能相通。
【 在 Emerald01 (Emerald) 的大作中提到: 】
: 量子力学基本上可以从分析力学自然演绎出来
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oshzzd
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发信人: oshzzd (狮子座的), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 05:23:40 2012, 美东)

人类对世界的一切认识都是这样,不光是物理,其他理论也一样,本来就不存在绝对的
理论,所有的理论都是对现实世界的近似认识而已,所以会不断的演化。

物理学现在的理论对世界的近似在现在的人们看来,和应用起来已经足够好了,要出和
相对论,量子理论不同的新物理,还得积累酝酿上百年吧

【 在 WtMaster (关仁隐士) 的大作中提到: 】
: 在这种观点下,物理学的目标不再是追求绝对的真理,而是寻找一些方法来近似地拟
合和猜测客观世界,并且要达到一定的满意程度。
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flyhorse69
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发信人: flyhorse69 (flyhorse69), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 09:31:05 2012, 美东)

人类对真理(真相)的探求就好比是求“极限”,当我们觉得已经“无限”的接近“真
相”的时候,往往会发现这时候“量纲”已经改变。也许唯一的“真相就是没有真相”
(有点悖论,:)), 但是人类的好奇心不断的push his/her limitation to next level.


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flyhorse69
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发信人: flyhorse69 (flyhorse69), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 09:32:54 2012, 美东)

质疑很简单,说出“靠谱”的理由就有点难度。

【 在 acidia (acidia) 的大作中提到: 】
: 胡说八道



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eventhorizon
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发信人: eventhorizon (洒水车), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 09:44:41 2012, 美东)

在上海书城看过一本小人书叫《漫画量子力学》,楼主可以参考一下。
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evelynlin
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发信人: evelynlin (SC), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 10:06:43 2012, 美东)

这个俺不关心
把曾金燕卷一的习题一道不落的做了是正道
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WtMaster
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发信人: WtMaster (关仁隐士), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 10:15:28 2012, 美东)

嗯,看来搞应用的人的确没有多少会关心理论基础。

【 在 evelynlin (SC) 的大作中提到: 】
: 这个俺不关心
: 把曾金燕卷一的习题一道不落的做了是正道



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WtMaster
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发信人: WtMaster (关仁隐士), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 11:53:55 2012, 美东)

说明一下。这些不是我的观点,是我在一本量子化学的书上面看到的。你去图书馆搜索
一下“quantum chemistry”,应该能找到类似的。


【 在 eventhorizon (洒水车) 的大作中提到: 】
: 在上海书城看过一本小人书叫《漫画量子力学》,楼主可以参考一下。



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QFT
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发信人: QFT (Zitterbewegung), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 12:14:56 2012, 美东)


果然不是学物理的,没一条靠谱的
【 在 WtMaster (关仁隐士) 的大作中提到: 】
: 我不是物理专业,水平有限。如有错误,请大家指正。
: 量子力学本质上是一个公理系统。它的核心是薛定谔方程。这是一个二阶偏微分方程
。薛定谔方程相当于数学体系中的公理,因为它没有任何推导,没有任何证明。但是用
这个方程可以解释一些实验现象和数据,所以人们就把它拿过来用了。薛定谔方程的解
叫做波函数。刚开始的时候这个波函数没有任何物理上的解释,后来人们觉得一个物理
理论总得有个物理解释吧,于是就把波函数解释成粒子的密度。在这个模型中,一颗粒
子充满了整个空间,它在空间各点的密度由波函数给出。但是人们发现,一粒电子能充
满整个空间,这实在令人难以接受。于是后来人们: 职巡ê馐统筛怕省U飧鼋馐
捅冉戏先说闹惫郏鸾ゾ捅蝗嗣墙邮堋R蛭肓烁怕剩圆庞辛撕罄吹牟蝗范ㄔ
怼
: 再后来不确定原理就被神化了。其实概率只不过是公理系统的一个解释。这个解释不
是唯一的,甚至不是必须的,更不是什么绝对的真理。即使不对波函数作任何解释(也
就没有了不确定原理),量子力学仍然是一个相容的公理系统,仍然可以用它来计算各
种化学键的长度、夹角、能量等数值。
: 和所有物理理论一样,量子力学是建立在假设和抽象简化的模型之上的,是对现实世
界的一个近似的描述,决不应该把它当成绝对的真理。事实上,用量子力学计算出来的
化学键的长度夹角等数值和用实验测出来的数据还是有相当大的出入。可见量子力学对
现实世界的近似其实是比较粗略的。现实世界决不可能刚好就是一个二阶偏微分方程所
描述的那样的。后人甚至用量子力学和不确定原理来解释意识,那就更不靠谱了。
: 说到量子力学就不得不说一下爱因斯坦的相对论。爱因斯坦的伟大之处并不在于相对
论,而是在于他开了把物理理论公理化的先河,这对后来的量子力学和现在的弦理论的
发展起了很大的推动作用。我们生活在宏观世界,我们对我们所处的世界的认识来源于
我们对宏观世界的perception。这种perception只适用于宏观世界。而对于微观世界我
们根本就没有perception。用宏观世界的perception和模型来解释微观世界的现象,注
定是要失败的。要研究微观世界,就必须作大胆的,反直观,反传统,在宏观世界看来
是匪夷所思的假设,把物理理论变成一个公理系统: 簿褪前盐锢硌Ы⒃谝
恍┪薹ㄖっ鞯募偕柚稀0蛩固故亲钤缛鲜兜秸庖坏愕娜酥弧T谡庵止鄣阆拢锢
硌У哪勘瓴辉偈亲非缶缘恼胬恚茄罢乙恍┓椒ɡ唇频啬夂虾筒虏饪凸凼澜纾
⑶乙锏揭欢ǖ穆獬潭取T幸桓鍪逼谌嗣侨衔蒲б丫饩隽怂械奈侍狻U庵
止鄣阍诘笔
: 都算得上是一个了不起的认识水平。但是,一个理论,无论它的假设多么大胆,始终
需要使用宏观世界的语言,不可避免会打上宏观世界的烙印。微观世界是一个我们无法
perceive的世界,任何理论都只能是猜测和假设。就好比用一个函数来拟合一组实验数
据,在有些情况下我们可以运用所在领域的知识显式地推导出这个函数形式,但在更多
时候使用这个函数的唯一理由就是这个函数能够比较好地拟合数据,仅此而已。量子力
学等物理理论对现实世界的拟合是属于后一种情形。最后引用George E. P. Box的一句
名言:Essentially, all models are wrong, but : some are useful.
: 



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WtMaster
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发信人: WtMaster (关仁隐士), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 13:43:32 2012, 美东)

有兴趣的朋友可以看一下这篇文章。

http://www.stanford.edu/~mukul/tutorials/Quantum_Mechanics.pdf
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WtMaster
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发信人: WtMaster (关仁隐士), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 13:53:36 2012, 美东)

摘录其中一段。

So all interaction Hamiltonians (equivalent to force laws) would be treated
as postulates (This, to my view, is the most mathematically rigorous
approach. Anyone who claims to have "derived" a quantum Hamiltonian for some
type of interaction, invariably makes numerous assumptions on the way.).

【 在 WtMaster (关仁隐士) 的大作中提到: 】
: 有兴趣的朋友可以看一下这篇文章。
: http://www.stanford.edu/~mukul/tutorials/Quantum_Mechanics.pdf



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Emerald01
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发信人: Emerald01 (Emerald), 信区: Physics
标  题: Re: 说说我对量子力学的理解
发信站: BBS 未名空间站 (Wed Mar 21 15:11:13 2012, 美东)

怎么能是忽悠,从哈密顿正则方程到量子力学是有其自然的相通性的,当然如何理解波
动这个不是通过数学演绎可以完成的,但是物质波的物理学解释就很自洽的把这二者结
合起来了,当然有事后诸葛亮的味道


【 在 oshzzd (狮子座的) 的大作中提到: 】
: 这个你是被忽悠了。 经典和量子力学根基完全不同,不可能相通。



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