如果量子力學比較成熟了,我們為什麼還要學習經典力學呢?

時間 2021-05-11 00:25:30

1樓:顏顏

我只知道相對論是經典的,貌似只有經典—量子之分,他可以完全脫離牛頓力學存在。但是量子力學奇了怪了,沒了經典力學還真不成。

至於為什麼不成,我也是「聽說」的!趕明兒我自個找找資料看為啥不成

2樓:Kangning Liu

因為量子力學必須依賴於經典力學(見朗道第三卷)。朗道本人是這樣乙個意思:如果任何實物都滿足不確定性原理,那麼我們將完全不知道如何建立粒子動力學,比如我們甚至不能在物理上建立座標系,因為尺子(作為量子客體)不存在軌道。

於是,量子客體的動力學指標的體現必須依賴經典客體何其發生作用,這種作用稱為「測量」。任何問題如果不能在測量上提出,那他在理論上就沒有地位。所以,你覺得要不要學經典力學呢?

3樓:觀光鴨

1,如果僅僅只想學一點點量子力學的話,其實完全可以不看經典力學。比如你只想解解薛丁格方程,分析幾個典型的物理模型,甚至去做一些本質上是在解薛丁格方程的工作,那你自然不需要學經典力學。

2,如果想從事理論物理相關研究的話,經典力學還是必須要學的。經典力學裡最重要的地方在於拉氏量和哈密頓量的框架。量子力學包括後面的量子場論都離不開這個框架,如果這些都不會的話你可能連教材都看不懂。

這個框架理解是以後從事研究工作的常識,無論你是做的是formal的理論工作還是唯象工作。說的科普一點,你研究的物理系統只要有動力學性質,那就肯定會有拉氏量和哈密頓量。如果你要研究這個物理系統的在量子層面上的性質,那麼很自然的就可以考慮相應的路徑積分/正則量子化。

但如果你已經開始處理具體的科研問題了卻連拉氏量是啥都不熟悉的話,那麼........額........客觀地講應該不會有這樣的人。

3,從學習角度上講,學習是個循序漸進的過程。了解了哈密頓量是什麼,學到哈密頓算符的時候自然不會陌生,解過經典力學的有心力場和小振動問題,計算量子力學的氫原子和諧振子模型就會舒服很多。有了經典力學的基礎,量子力學初學時的困難就會少很多。

4,歷史上看,物理上純經典的東西在數學上也是很有用的。對於4維緊緻拓撲流形,很多情況下它沒有微分結構;而對於4維緊致單連通的光滑流形,很多情況下它們之間只存在同胚對映而沒有微分同胚。Donaldson關於4維流形微分拓撲的研究,以及後面Seiberg-Witten理論,其動機就是四維流形上經典Yang-Mills場論,和經典的狄拉克場。

5,還有,對物理學習而言,按照完全功利的想法去思考問題是非常不對的。如果僅僅只是為了達成目的而選取最短路徑的話,那我覺得學完線性代數和高數的人都可以拉去算圈圖,學會積分求導的人也都可以做經典引力理論。這麼做確實很快,但這培養出來的只不過都是搬磚的工人而已。

本科階段的課程都是很基礎且重要的,它們都會成為你自身物理積澱的一部分,何況本科有4年時間,完全不用那麼著急。

6,以上回答都是針對物理相關專業的。就其他專業,比如土木工程,人家完全不需要量子力學。經典力學要重要且實用的多,量子力學再成熟和我也沒關係啊。

4樓:物理學徒妖妖夢

當然可以不學,只是現在通常從經典力學開始是符合認知規律的學習路徑而已,如果你從小就看《寶寶的量子物理學》那你的直覺就是量子的。就像現在我們不會從古希臘著作開始學習數學,2023年的人們也不會再學習經典力學了。

5樓:何憶安是你的謊言

不是,怎麼大家都一股勁兒反對呢???

我也認識很多數學系同學,人家沒學經典力學,量子力學學的挺好的,手解氫原子薛丁格方程也很輕鬆,CG係數能用旋轉群去算,對很多光譜學問題都能定性得解釋一二,甚至知道怎麼估算成鍵軌道和反鍵軌道能量,BEC態臨界溫度乃至Deutsch 演算法,但人家確實不會算諸如帶摩擦斜面上兩個小木塊碰一下的問題啊。

6樓:victor 賈

首先量子力學是大部分只在微觀世界中valid的。而經典力學適用於巨集觀物體且速度低的情況下。所以經典力學還是在大部分情況下成立的

7樓:YoX-0

量子力學的理論成熟了,但不意味著我們不需要學習經典力學。

經典力學仍是我們用來解決現實生活中巨集觀運動的工具。

量子力學是從經典物理中發展而來的,我們有對應原理。

經典力學是我們認識這個世界的首要部分,且他帶來的方法、思想上的是具有啟發意義的。

8樓:Antigng

第一,量子力學本身就要用到經典力學。為了了解乙個未知的量子客體的性質,我們需要讓它與經典客體發生相互作用,利用經典客體的狀態的變換來了解量子客體的性質。這樣的經典客體被稱作「儀器」,相互作用的過程被稱為「測量」。

第二,在巨集觀極限下量子力學退化為經典力學,考慮量子力學的修正對解決問題毫無必要,只會平添計算方面的麻煩。

9樓:

在這裡我強答一波,畢竟我還沒學量子場論。經典力學中我們可以很好地寫出乙個體系的哈密頓量,而對應的量子系統的哈密頓量是從經典力學中得出來的。也就是說沒有經典力學我們不知道系統的哈密頓量該如何寫。

另外並且有一些不那麼好的地方就是如果經典哈密頓量同時有座標和動量的高次項,那麼寫量子哈密頓量時必須得考慮順序,一般來說都只能把所有可能的項取平均,但是真實的哈密頓量到底是不是這樣其實並不太清楚。

10樓:汪汪犬

在我看來,之所以還要學習經典力學,那是因為經典的思維根植於我們的世界觀中,因為(古代)人類生活中碰到的現象,大多數可以用經典力學的規律加以理解,因此,進化的結果是我們有一套「經典世界」的觀念,在看待問題時,我們總是「不由自主」的被帶回到經典的思維框架中,所以經典力學的思考方式是人類的本性,想超越經典的觀念意味著要做到「反直覺」,是非常困難的,這也是為什麼量子力學為什麼那麼難以理解,為什麼在學習量子力學時我們那麼借重於數學,因為我們很難直觀想象出那樣的世界,但數學可以幫你。

其實,經典力學的根基——牛頓力學,也是非常反直覺的,你去推乙個木塊,直觀的感受是木塊的位置移動了,因此,直覺上是力改變了位置,即F=m(dx/dt)=mv,這是亞里斯多德2023年前提出的觀點,幾乎統治了人類2023年,直到300年前才被牛頓打破,即力改變的是速度,F=m(dv/dt)=ma。

我想,300年前的人們一定認為牛頓力學是反直覺的,但我們今天習以為常,而今天我們認為量子力學是反直覺的,可能300年後的人們認為那是正常的,因為那時候生活中充斥的現象是各種半導體,磁懸浮,甚至超導,那時候的小孩子從小就知道什麼是對偶空間和量子化,也許到了那一天,人們真的不需要學習經典力學了,因為quantum thinking已經被built-in在你的腦海中了。

11樓:

幫助對問題建立乙個更加「直覺」的理解,或者說更好的建立「物理影象」。

很多問題我們剛拿到的時候可能完全無法下手,這時候先從經典力學的角度去建立乙個「唯象」的理解是很有必要的。這個理解也許不是準確的,數值模擬起來也許偏差還不小,但我們可以在這個模型的基礎上一點點去加入一些限制或更深層次的優化,以此去接近真實體系。

無論是過去還是現在,對乙個新模型新問題的研究基本都是這個思路。

PS:如果題主真的能對現有的各種問題提出乙個看上去很「簡陋」,僅考慮了經典力學,的模型或公式,最後還能很好的符合實驗結果,那絕對是個nontrivial的工作,意義絕不會亞於對這個模型後續的更加複雜的修修補補。

12樓:

從個人學習角度看,不懂經典力學很難進行量子力學的學習。

從物理學自身來看,關於經典物理的理論確實可以由量子物理給出,但對於巨集觀低速物理情況的物理現象,明顯是直接使用經典力學更方便一些。

為什麼那麼多人不懂量子力學還要鼓吹?

千里之外 很多鼓吹量子力學的就是鸚鵡學舌而已。不過已經難得了,畢竟還是傳播了 科學 知識。我也來學一次舌 諾貝爾物理學獎獲得者費曼說過,我想我可以有把握地說,沒有人真正理解量子力學。 蒲公英的約定 因為那種東西充滿了神秘,很多人更喜歡沉浸在自己的世界裡,研究那些不存在的東西,雖然看起來像是與世隔絕了...

為什麼量子力學是科學?

慵懶的造物主 所有的科學都是通過深入的觀察來研究總結表相背後的基本原理量子的種種也是觀測得來的所以說它是科學沒毛病 雷奕安 量子力學本來是科學,但是被很多人做成了數學。波函式坍縮是一種理解,無法證實或證偽。來自於通常用量子力學的非相對論性。薛丁格貓的確是一種哲學解釋,不是科學。是一種科學上不成立的錯...

為什麼量子力學與相對論矛盾?

一言蔽之 其實我也還在學習,所述必有疏漏和差錯,煩請指出 GR和QFT的矛盾在於GR的不可重整性,這是因為引力常數G作為場論的耦合常數 對標於精細結構常數 具有負的質量量綱 2 什麼是重整化?什麼是可重整?簡單來說,重整化是聯絡乙個有發散項的理論 特指QFT理論 和一組對應的實驗的手段。在QFT理論...