量子理论和一百多年前一样难以理解,为什么?

量子理论想必大家都有所耳闻,最早可以追溯到1900年,德国教授普朗克提出来的,但是关于量子理论背后的研究应该还要早点,但是距今一百多年过去了,似乎与当时的量子粒子力学诞生时更难研究和理解。

为什么?因为今天理解量子理论比一百多年前要困难得多。因为量子力学领域在这一百多年来变得更加深入。

量子理论和一百多年前一样难以理解,为什么?

因此,量子物理学比以往任何时候都要难。不仅要研究粒子物理是如此困难,连基础物理都是困难的。

早在那个时代,量子物理学就是量子粒子力学,分别由施罗丁格波动方程和狄拉克方程描述的非相对论和相对论理论。为了计算结晶固体的能带结构,我们使用了被称为Hartree-Fock方程的Schroedinger方程的许多粒子扩展。

自那时以来,量子物理的前沿已经走得很远。 20世纪40年代,它包括量子场论(QFT),它也有两种口味 - 非相对论和相对论。与量子粒子力学不同,QFT在概念和数学上难于理解。

量子理论和一百多年前一样难以理解,为什么?

QFT需要重新归一化以产生有限的答案。如果量子场相互作用(包括量子涨落),QFT不会产生无量级。一旦重新正规化,例如通过费曼图表,它会以惊人的准确度生成解决方案。事实上,一种被称为量子电动力学(QED)的QFT产生了13个有效数字的解决方案。

诸如QED的QFT由携带库仑电荷的量子场组成。这个量子场在其量子基态之上的激发产生了2种带电的基本粒子 - 电子和正电子。

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量子理论和一百多年前一样难以理解,为什么?

所以与一百多年前的量子粒子力学相比,很容易看出今天有人开始研究量子理论的难度。

但它绝对是值得的。量子理论是人类发现的重要理论,它实际上在微观层面上起作用,它以惊人的精确度工作,没有任何例外。

直到今天,毫不夸张地说,所有的量子理论代表了自然的语言。学习这门语言是智力成就非常高的一个标志。

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