淺談量子力學(xué)

張振宇

摘要：量子力學(xué)屬于20世紀(jì)最偉大的科學(xué)成就之一，其是人力智力的結(jié)晶，同時也是一門重要的科學(xué)學(xué)科，更是無數(shù)人嘔心瀝血所創(chuàng)造出來的新產(chǎn)物，對量子力學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí)與研究需立足實際，實事求是。量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)之一，廣泛運用于微觀、低速物理現(xiàn)象的解釋?；诖耍疚木徒Y(jié)合筆者在學(xué)習(xí)與生活中所掌握到的知識，談?wù)劻孔恿W(xué)緣起和宇宙觀，并對量子教育學(xué)的唯心主義進(jìn)行分析，最后在提出生活中的量子力學(xué)，以供參考。

關(guān)鍵詞：量子力學(xué)；科學(xué)；唯心主義

量子力學(xué)完全否定了牛頓物理學(xué)。十九世紀(jì)末，物理學(xué)科取得了優(yōu)異的成績，但是各種經(jīng)典理論難以對現(xiàn)實生活中的各種現(xiàn)象進(jìn)行有效解釋。對于力學(xué)而言，通過物理實驗來對相關(guān)物理現(xiàn)象的理論及定律進(jìn)行有效探究，就慢速與宏觀世界而言，麥克斯韋電磁理論以及牛頓定律是可取的。然而，對于粒子、原子等微小物體所具有的物理現(xiàn)象來講，物理經(jīng)典理論則表現(xiàn)得十分蒼白無力，無法解釋的現(xiàn)象極多。

一、量子力學(xué)的緣起

在20世紀(jì)早期，量子假說逐漸進(jìn)入到了人們的認(rèn)知中，直到如今量子力學(xué)依然在進(jìn)行著不斷的完善，其為科學(xué)發(fā)展提供了十分重要的理論依據(jù)，甚至可以說量子力學(xué)屬于量子理論的中心，其推動了原子能等相關(guān)先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，并為社會重大發(fā)明夯實了基礎(chǔ)，讓人們能夠更為深入地去了解微觀世界，進(jìn)而通過微觀運動來為科技發(fā)展提供理論基礎(chǔ)，既屬于科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)，也屬于人類的偉大進(jìn)步。

二、量子力學(xué)的宇宙觀

在探究原子的量子理論時，在研究氫原子的過程中發(fā)現(xiàn)其涉及無數(shù)個量子態(tài)[1]。電子量子態(tài)更為復(fù)雜，且只能采用薛定諤方程對其進(jìn)行詳細(xì)解答，同時明確規(guī)定其Ψ場恰好圍繞著原子核產(chǎn)生駐波而獲得的。由于這些量子態(tài)包含有他而定的頻率駐波，且這一頻率同能量之間具有密切的關(guān)聯(lián)性，預(yù)期每個量子態(tài)僅存在一個特殊能量，表明所有一個態(tài)的能量均不存在著量子不確定性，可有效地預(yù)測每一個態(tài)的能量程度。對于電子而言，質(zhì)子作用是一種典型的吸引力，需將一個電子往外拖到距離原子核更遠(yuǎn)的位置就要進(jìn)行做功。因此，原子核同電子之間的距離與電子電磁能量之間屬于正比關(guān)系。

量子理論重點思想在于：各種粒子均可由各種粒子構(gòu)成，但是據(jù)統(tǒng)計得知這些粒子分布具有一定的規(guī)律。1927年，聞名世界的物理學(xué)家Heisenberg認(rèn)為，波粒二象性充分體現(xiàn)了微觀世界內(nèi)稟性特征突出，量化是不確定的。但是，量子具有不確定特征，是一種統(tǒng)一物理狀況可能會產(chǎn)生不同的結(jié)果。對于這一現(xiàn)象，哥本哈根學(xué)派認(rèn)為，微觀事件是難以確定的，同時對于某一個微觀粒子所存在的位置及具有的動量是難以同一時間觀測到的。它所代表的意思不是我們?nèi)狈ο嚓P(guān)的知識或者觀測手段，而是表明該粒子不可能同時具有確定的動量和位置。

三、“量子教育學(xué)”的唯心主義

量子力學(xué)在出現(xiàn)之后，量子教育學(xué)得到了迅速的發(fā)展，盡管包含部分教育學(xué)觀點，但這些觀點均屬于早已經(jīng)被人們所接受了的[2]。例如，學(xué)習(xí)屬于整體過程，在此過程中，各個知識點是彼此交錯以及相互聯(lián)系的，同時還講到了關(guān)鍵詞“服務(wù)、互補、個性化”等，但這些結(jié)論與觀點并非是原汁原味的，更不是從量子力學(xué)之中演變出來的，而是和其原理相悖，就本質(zhì)上而言，量子教育學(xué)屬于唯心主義的表現(xiàn)。

貝克萊十分注重經(jīng)驗，他指出，所學(xué)的知識均是從經(jīng)驗中演變而來，但他存在著一個極其嚴(yán)重的錯誤，即認(rèn)為感覺屬于真實存在的東西，其它均看不見。同時，他還指出知識屬于所有力量的源泉，感覺則屬于我們對世界以及真理予以探究的唯一方式，并且只有可以感覺到，才可以被發(fā)現(xiàn)，簡而言之就是“我們的主觀性決定了我們所看見的世界”，這也屬于量子教育學(xué)所闡述的觀點。其次，他表明只要能夠?qū)⑹挛锖陀^念之間存在的差異消除，認(rèn)同事物等同于所謂的觀念，并且觀念可以感知任何世界上存在的事物，這樣才會讓我們的知識更加具有生命力。

四、生活中的量子力學(xué)——光合作用與量子力學(xué)

Scholes等[3]進(jìn)行了以下實驗：從兩種不同的海藻中順利地提煉出了一種化學(xué)物質(zhì)，將其定為捕光色素復(fù)合體，并采用二維電子光譜技術(shù)對同一生活環(huán)境中的海藻進(jìn)行了分析，總結(jié)出作用原理。對于太陽光，選用飛秒激光脈沖予以生動形象地模擬，促使蛋白質(zhì)的有效分泌，從中發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)的量子狀態(tài)始終存在，這充分證實了蛋白所吸收的光能能夠在同一時刻、不同地點中存在，這便是我們常常講到的量子疊加動態(tài)。因此，光合作用對于量子力學(xué)的影響較為深刻。

結(jié)語：

綜上所述，量子力學(xué)得到了研究者的重視，對量子力學(xué)所包含的基本原理進(jìn)行探討，在量子理論的發(fā)展中，已出現(xiàn)了許多的爭論。能夠得到肯定的為量子力學(xué)所獲得成就對科學(xué)的進(jìn)步貢獻(xiàn)了重要力量，將微觀世界和宏觀世界聯(lián)系在了一起，但量子教育學(xué)并非為量子力學(xué)的正確認(rèn)識，就本身發(fā)展?fàn)顩r而言，量子教育學(xué)認(rèn)同了后現(xiàn)代主義，成為了唯心主義的重要依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝洪揚，李曉，鄭成娜.淺談經(jīng)典理論與量子力學(xué)的聯(lián)系[J].科技資訊，2016，14 （22）：143-143.

[2]程昊，曾召益.淺談量子力學(xué)中的哲學(xué)思想[J].課程教育研究，2016 （23）.

[3]王海蘭.淺析量子力學(xué)與量子教育學(xué)[J].科教導(dǎo)刊：電子版，2017 （5）：114-114.