APP下载

浅谈量子力学

2018-12-17张振宇

神州·中旬刊 2018年12期
关键词:量子力学唯心主义科学

张振宇

摘要:量子力学属于20世纪最伟大的科学成就之一,其是人力智力的结晶,同时也是一门重要的科学学科,更是无数人呕心沥血所创造出来的新产物,对量子力学进行学习与研究需立足实际,实事求是。量子力学是现代物理学基础之一,广泛运用于微观、低速物理现象的解释。基于此,本文就结合笔者在学习与生活中所掌握到的知识,谈谈量子力学缘起和宇宙观,并对量子教育学的唯心主义进行分析,最后在提出生活中的量子力学,以供参考。

关键词:量子力学;科学;唯心主义

量子力学完全否定了牛顿物理学。十九世纪末,物理学科取得了优异的成绩,但是各种经典理论难以对现实生活中的各种现象进行有效解释。对于力学而言,通过物理实验来对相关物理现象的理论及定律进行有效探究,就慢速与宏观世界而言,麦克斯韦电磁理论以及牛顿定律是可取的。然而,对于粒子、原子等微小物体所具有的物理现象来讲,物理经典理论则表现得十分苍白无力,无法解释的现象极多。

一、量子力学的缘起

在20世纪早期,量子假说逐渐进入到了人们的认知中,直到如今量子力学依然在进行着不断的完善,其为科学发展提供了十分重要的理论依据,甚至可以说量子力学属于量子理论的中心,其推动了原子能等相关先进技术的进一步发展,并为社会重大发明夯实了基础,让人们能够更为深入地去了解微观世界,进而通过微观运动来为科技发展提供理论基础,既属于科学上的重大发现,也属于人类的伟大进步。

二、量子力学的宇宙观

在探究原子的量子理论时,在研究氢原子的过程中发现其涉及无数个量子态[1]。电子量子态更为复杂,且只能采用薛定谔方程对其进行详细解答,同时明确规定其Ψ场恰好围绕着原子核产生驻波而获得的。由于这些量子态包含有他而定的频率驻波,且这一频率同能量之间具有密切的关联性,预期每个量子态仅存在一个特殊能量,表明所有一个态的能量均不存在着量子不确定性,可有效地预测每一个态的能量程度。对于电子而言,质子作用是一种典型的吸引力,需将一个电子往外拖到距离原子核更远的位置就要进行做功。因此,原子核同电子之间的距离与电子电磁能量之间属于正比关系。

量子理论重点思想在于:各种粒子均可由各种粒子构成,但是据统计得知这些粒子分布具有一定的规律。1927年,闻名世界的物理学家Heisenberg认为,波粒二象性充分体现了微观世界内禀性特征突出,量化是不确定的。但是,量子具有不确定特征,是一种统一物理状况可能会产生不同的结果。对于这一现象,哥本哈根学派认为,微观事件是难以确定的,同时对于某一个微观粒子所存在的位置及具有的动量是难以同一时间观测到的。它所代表的意思不是我们缺乏相关的知识或者观测手段,而是表明该粒子不可能同时具有确定的动量和位置。

三、“量子教育学”的唯心主义

量子力学在出现之后,量子教育学得到了迅速的发展,尽管包含部分教育学观点,但这些观点均属于早已经被人们所接受了的[2]。例如,学习属于整体过程,在此过程中,各个知识点是彼此交错以及相互联系的,同時还讲到了关键词“服务、互补、个性化”等,但这些结论与观点并非是原汁原味的,更不是从量子力学之中演变出来的,而是和其原理相悖,就本质上而言,量子教育学属于唯心主义的表现。

贝克莱十分注重经验,他指出,所学的知识均是从经验中演变而来,但他存在着一个极其严重的错误,即认为感觉属于真实存在的东西,其它均看不见。同时,他还指出知识属于所有力量的源泉,感觉则属于我们对世界以及真理予以探究的唯一方式,并且只有可以感觉到,才可以被发现,简而言之就是“我们的主观性决定了我们所看见的世界”,这也属于量子教育学所阐述的观点。其次,他表明只要能够将事物和观念之间存在的差异消除,认同事物等同于所谓的观念,并且观念可以感知任何世界上存在的事物,这样才会让我们的知识更加具有生命力。

四、生活中的量子力学——光合作用与量子力学

Scholes等[3]进行了以下实验:从两种不同的海藻中顺利地提炼出了一种化学物质,将其定为捕光色素复合体,并采用二维电子光谱技术对同一生活环境中的海藻进行了分析,总结出作用原理。对于太阳光,选用飞秒激光脉冲予以生动形象地模拟,促使蛋白质的有效分泌,从中发现该物质的量子状态始终存在,这充分证实了蛋白所吸收的光能能够在同一时刻、不同地点中存在,这便是我们常常讲到的量子叠加动态。因此,光合作用对于量子力学的影响较为深刻。

结语:

综上所述,量子力学得到了研究者的重视,对量子力学所包含的基本原理进行探讨,在量子理论的发展中,已出现了许多的争论。能够得到肯定的为量子力学所获得成就对科学的进步贡献了重要力量,将微观世界和宏观世界联系在了一起,但量子教育学并非为量子力学的正确认识,就本身发展状况而言,量子教育学认同了后现代主义,成为了唯心主义的重要依据。

参考文献:

[1]郝洪扬,李晓,郑成娜.浅谈经典理论与量子力学的联系[J].科技资讯,2016,14 (22):143-143.

[2]程昊,曾召益.浅谈量子力学中的哲学思想[J].课程教育研究,2016 (23).

[3]王海兰.浅析量子力学与量子教育学[J].科教导刊:电子版,2017 (5):114-114.

猜你喜欢

量子力学唯心主义科学
早期斯拉夫派宗教哲学家对德国唯心主义的阐释与批判
点击科学
科学大爆炸
原子物理教学中的实验观
科学拔牙
衰落的科学
对唯心主义要具体分析