五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】关于粒子性和波动性 -- witten1

共:💬174 🌺525
分页树展主题 · 全看首页 上页
/ 12
下页 末页
        • 家园 为什么“真空中完美金属平板之间都是排斥力”

          请问这个什么意思呢

        • 家园 可能文中表达为了生动有些歧义,但问题不大

          用平板也是为了和最初的Casimir发现的一致。而现在关于这方面的研究我也知道都是奇形怪状的了,比如球形,管状的,当然这是我两年前调研时发现的。

          另外,我文中可能表达上有歧义。我原文说的是和你相同的意思,比如这句话“两块金属板间的自由度和放入之前的自由度的不同”说的应当就是你说的意思,只是没用精确的数学语言来表述。

          拉进两板不能说分立的越厉害,应当说是基态的能级被抬高了。

          花谢帮忙补充,这样我也懒得去改原文了。我现在不做量子力学,做的是多体理论中量子相变和高温超导这一块也在同人合作一些纠缠方面的东西。只是因为理论物理都是很多其实都是相通的,一套数学,比如泛函路径积分(Hawking七十年代证明黑洞存在Hawking辐射也是用路径积分来完成的,很漂亮的一篇文章,感兴趣可以去看看),各自表述,加上以前基本功还算扎实,所以就自不量力的把后面beyond Planck尺度的东西也写了些。(加上最近的一个project快完成了,就趁此机会灌几篇下)

      • 家园 受教受教!
      • 家园 送花

        猜一下,莫非两辆(条)平行行驶中的车和船?

        • 送花
          家园 送花

          猜对了,更准确的说应当是船,因为车与车之间只是空气,而两辆高速运动的车之间的这种吸引效果更多的应当是来自于由伯努力方程所得到的结果,即两辆高速运动的车之间的空气的气压比两辆车之外低。

          我在正文里【原创】Casimir效应(2):本质及经典类比会在今天晚些的时候把经典的例子海上运行的船的例子补全。

      • 家园 Casimir力听上去不是对应于万有引力吗

        只与真空的性质相关,只因非真空而体现宏观效应。这不是万有引力吗?

        “振动”即宏观的粒子,即我们所说的“质量”。我们所说的有质量这种性质的粒子,即真空中振动的宏观效应?

    • 家园 【原创】Casimir效应(1):发现的历史

      未经允许,谢绝转载

      本篇篇关于Casimir效应的帖子所用的资料主要出处是“Cavity Quantum Electrodynamics” by Sergio M.Dutra, A John Wiley & Sons, Inc.其间混有我的评论。

      今天就先写一个开头,就说说Casimir是如何发现这个奇怪的效应——“一无所有”的真空却能在特定的边界条件下产生吸引力。在上个世纪四十年代的时候,Casimir就职于Philips的研发部门,主要做的是关于悬浮胶质的稳定性的问题。这些悬浮胶质可以用于制造阴极射线管的沉淀膜。当时的Philips的研发部分有两个科学家分别叫Overbeek和Verwey的发展出了一套基于van der Waals力的非常详细的关于胶体的稳定性理论用于解释石英粉末的悬浮性质的。很不幸,精确的实验过程表明他们的理论不能完全解释实验事实而必需加以修正。我们知道van der Waals力的根源其实在于分子之间的瞬时的电偶极矩的相互作用,这个可以用量子力学做很好的估算,而最后的计算结果会表明,van der Waals力将随距离的六次方成反比的衰减,可是他们的实验却发现相互作用是随距离的七次方成反比的衰减。当时Overbeek也很敏锐,它觉查到这很有可能是原有基于经典力学模型的局限性造成,而他感觉到,这可能是原有模型里把电磁相互作用设定成是“超距”是有问题的,于是他提出来了这样的修正可能是来自于光速的有限性,当然我们知道这显然不是问题的全部而且是不足以解释七次反比的事实,问题的全部是我们知道光子是量子化的。但是Overbeek的这个可不太恰当的hint却激起我们Casimir同学的好奇心,因为它觉得相互作用随距离的七次反比也很漂亮,虽说可能“7”比常见的“2”要比较罕见得的多,可是他还是觉得这个实验上发现的经验规律是如此的简单,背后肯定藏着一些可以从更深层次的原理出发直接得到的东西。

      还好我们Casimir同学还是学了些量子力学,还算是跟上了那个时代刚刚正在蓬勃发展的量子力学,而且做为荷兰人,离Bohr老先生也挺近的,于是就找了一个机会在1947年的秋天和Bohr一同散散步聊聊天,顺带掺杂些他的“私货”,看看老先生有什么看法。老先生听完后当即就说“That's nice, that's something new.”Casimir就继续问道,在大距离下的相互作用的表达式却具有如此简洁的行为又当如何理解?Bohr含糊不清的说道这可能和零点能量有关系。而这些就是那次对话的全部,这个让Casimir走上正确的解决这个问题的道路上。并在最后让Casimir发现了,零点能量的变化最终贡献了那个七次反比的相互作用衰减规律,并于1948年的五月29号在荷兰科学院的一次会议上发表了题为“关于在两个完美导体板之间的吸引力”的演讲,并随后在那一年发表了。

      其实Casimir效应并不像Casimir所谦虚认为的“具有一些理论价值”。从理论的观点来看,这是一个从量子理论出发所得到的一个非常漂亮的结果,但是其实这样的效应并不仅仅只是在量子的世界里才存在,在我们普通人的生活中其实也是存在的,这在下一篇witten1:【原创】Casimir效应(2)我试图比较浅显解释Casimir效应的时候会说明到。Casimir效应从提出到现在已过了六十年了,期间实验技术的发展更是突飞猛进,也使得Casimir效应在实际中的应用成为了可能,近几年围绕Casimir效应的文章数量是非常的多,这里面有相当一部分是集中在纳米技术研究领域,因为在这样的尺度上Casimir效应将会有显著的效果,进而影响到量子器件的设计或者纳米材料的应用。另外一方面,Casimir效应也提供了可能的“反引力”方案,因为Casimir效应里的那个吸引力在不同的介质里的大小是不一样的,这就为实现量子悬浮成为了可能,这里的悬浮纯来源于真空涨落!实验室里也确实造出了这样的样品,这是去年的事了。最后,随着我们对宇宙观测的进一步深入,了解到宇宙之中还有很多的东西是我们未认清的,比如暗物质,暗能量究竟是什么,比如真空涨落所贡献出来的这份额外的“引力”究竟演怎样的角色?比如由Casimir效应所推演出来的“真空灾难”的问题,等都是很有意思的话题。关于Casimir效应所产生的“真空灾难”会在Casimir效应的第三篇中作一科普的论述。

      接下篇

      witten1:【原创】Casimir效应(2):本质及经典类比

      关键词(Tags): #量子力学#Casimir效应

      本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)
    • 家园 关于“测不准原理”!

      从哲学的角度谈“测不准原理”。

      1:如果要求测量结果绝对准确,“测不准原理”是对的。

      2:否则,“测不准原理”只是适合于对人而言。

      也就是说,只是测量工具的局限性问题。

      只要用合适的测量工具,结果就会非常接近。

      • 家园 如果说哲学的话,量子力学有点实用主义味道

        世界就好像一个黑盒子,我们能做的只是对它做点什么,然后看它的反应。将结果总结出规律。至于,黑盒子里到底是什么样子,既然没办法知道,就不用去管它。量子力学和经典力学一个很大的不同就是它的理论体系有不可测量的量,比如波函数,比如作用算符,本身没有物理意义。但是既然由它们可以推出和实验符合很好的结果,我们也可以安之若素。

        • 家园 修正一下

          波函数的模平方——概率(连续的时候为概率分布)——是可以测量的;波函数里所包含的复位相是可以测量的,典型例子是“A-B”效应,波函数不能测量的量是波函数允许差到一个任意的整体相因子,这个相因子不能测量,也正是因为这个相因子,所以波函数就被描述为Hilbert空间的射线表示。

          所以波函数本身包含了物理和非物理的信息。我们至少知道了波函数可以承载系统状态,不要只看到测量过程随机——我们还有Schrodinger方程,这是可以精确决定系统状态演化的。参看【原创】对经典力学和量子力学的一些看法里的第三段话。所以对量子力学而言,世界不是一个黑盒子。

          • 家园 我说黑盒子的意思,就是说量子力学包含很多非物理的信息

            这和经典力学是不太一样的。量子力学明确提出了可观测量、物理量这些概念,也就是说,它的理论系统中有很多量是不可观测的、非物理的,并且这些量是很重要的。波函数的模平方可以测到,是有物理意义的,但波函数本身并没有物理意义。

            • 家园 波函数的相对相位也可以测量,纯态是物理的

              波函数的相对相位也是可以测量的——e.g. A-B效应。Landau的量子力学毕竟成书较早,虽为经典,但是一些近代的进展可能就没跟上了。一些较能跟上近代进展的书——可以看David J. Griffiths的《Introduction to Quantum Mechanics》,也可以看国内张永德老师出的《量子力学》里面的内容。

              另外,波函数——或者说就是“几率幅”——本身如果没有物理意义,你又什么能认为从中测量到的就是有物理意义的东西?皮之不存,毛将焉附?!纯态(波函数)是物理的,不能因为波函数的整体相因子不能测量就否定了整个波函数了。照你这么说,我们求解到的氢原子各能级的波函数全是非物理的?我们从一堆非物理的东西预言了所有正确的东西?别走极端了。

              PS:纯态(波函数)是物理的,混态(不能写成纯态)是非物理的(尽管有可能有时候会包含一些物理信息)。

              • 家园 把物理学关进笼子!!

                量子物理学的一些理论的建立,是用数学模式(公式)去迎合观察现象(实验数据)的。

                也就是说,把量子物理(女孩)带去时装店,试穿各种各样的衣服(数学模型),有些比较合身,有些就完全变样了(变成幽灵)。

                谁知道女孩的衣服是什么?或者女孩的衣服还没有制造出来呢。

                所以,才有现在量子物理理论上这么荒唐的现象。

                物理学要关金笼子,回到自己的地盘吧,不要把全部都纳入自己的领地。

分页树展主题 · 全看首页 上页
/ 12
下页 末页


有趣有益,互惠互利;开阔视野,博采众长。
虚拟的网络,真实的人。天南地北客,相逢皆朋友

Copyright © cchere 西西河