“量子”的提出者是?

栏目:资讯发布:2023-09-22浏览:3收藏

“量子”的提出者是?,第1张

“量子”的提出者是?

1M·普朗克

2惠勒

正确答案:M·普朗克

量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”,代表“相当数量的某物质”,它最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍,从而很好地解释了黑体辐射的实验现象。

量子力学的定义如下:

量子力学(Quantum Mechanics),为物理学理论,是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。

知识扩展:

量子力学是描述微观世界的物理理论,研究微观粒子在空间和时间上的运动及其相互作用规律。它是物理学的基础理论之一,与广义相对论一起构成现代物理学的基础。

量子力学的研究对象是微观粒子,这些粒子包括电子、质子、中子等原子核内的基本粒子,光子、中微子等轻子,以及一些复合粒子,如分子、原子、原子核等。这些粒子在微观尺度上的行为与我们在宏观尺度上所熟悉的行为非常不同。

在量子力学中,粒子的状态是由一个波函数来描述的。波函数是一个数学函数,它描述了粒子的概率分布。在量子力学中,波函数不仅描述了粒子的位置和动量,还描述了它们的其他性质,如自旋和电荷。

量子力学中的一个重要概念是量子态。量子态是波函数的数学表示,它描述了量子系统的状态。在量子力学中,量子态可以是纯态或混合态。纯态是指波函数已知的系统,而混合态则是指波函数未知的系统。

另一个重要概念是测量。在量子力学中,测量是一种不可逆的过程,它会导致波函数崩溃。当一个测量进行时,波函数会瞬间崩溃并变为一个具有确定值的结果。这个结果可以是粒子的位置、动量或其他性质。

量子力学中的另一个重要概念是量子叠加。在量子叠加中,多个量子态可以叠加成一个新的量子态。这种叠加可以是相加或相乘的形式,它使得量子力学中的计算变得更加复杂。

除了上述概念,量子力学中还有一些其他的概念,如量子纠缠、量子隧穿、量子干涉等。这些概念使得量子力学成为一个非常复杂的理论体系,但它们也使得量子力学在许多领域中都有着广泛的应用,包括材料科学、电子学、计算机科学等。

量子力学 “量子词意指“一个量”或“一个离散的量”。在日常生活范围里,我们已经习惯于这样的概念,即:一个物体的性质,如它的大孝重量、颜色、温度、表面积以及运动,全都可以从一物体到另一物体以连续的方式变化着。

微观领域中,某些物理量的变化是以最小的单位跳跃式进行的,而不是连续的,这个最小的单位叫做量子。尽管量子极小,但如果不把它加入理论中,就无法成立。量子可以加密是因为它也有0,1两个量子位,他的优点在于,每当有人试图破解量子密钥而偷看光子束时,这个观测就会影响到其他的性质,从而被发现。也就是说,运用这种技术能做出无法破解的密码。预计这将是防御量子计算机密码破解的唯一手段。(量子计算机靠操控纠缠态来破解密钥,一旦真正的量子计算机被制造,现有的所有密码都将失去安全性,被轻易破解)

“量子”简而言之就是“一小份”的意思,就是不连续,过去我们认为物质、能量、运动等等都是连续的,后来发现并不是这样,微观世界不是用微积分(经典物理)来描述的,而是用代数(量子物理)来描述的。量子物理最重要的理论是量子力学。

1993年,CHBent提出了量子通信的概念;同年,6位来自不同国家的科学家,提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传送的方案:将某一个粒子的未知量子态传送到另一个地方,把另一个粒子制备到该量子态上,而原来的粒子仍停留在原处。

其基本思想是:将原物的信息分成经典信息与量子信息两部分,它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。

经典信息是发送者对原物质进行某种测量而获得的,量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息;接收者在获得了这两种信息后,就可以制备出原物量子态的完全复制品。

该过程中传送的仅仅是原物质的量子态,而不是原物本身。

发送者甚至可以对这个量子态一无所知,而接收者是将别的粒子处于原物质的量子态上。

在这个方案中,纠缠态的非定域性起着极其重要的作用。

量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识和揭示自然界的神秘规律具有重要意义,而且能用量子态作为信息载体,通过量子态的传送完成大容量信息的传输,实现了原则上不可破译的量子保密通信。

1997年,在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作,首次实现未知量子态的远程传输。

这是国际上首次在实验上成功地把一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。

实验里传输的只是表达量子信息的“状态”,作为信息载体的光子本身并不被传输。

2012年,中国科学家潘建伟等人在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发,为发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定技术基础。

国际权威学术期刊《自然》杂志8月9日重点介绍了该成果。

“在高损耗的地面成功传输100公里,意味着在低损耗的太空传输距离将可以达到1000公里以上,基本上解决量子通讯卫星的远距离信息传输问题。”研究组成员彭承志介绍说,量子通讯卫星核心技术的突破,也表明未来构建全球量子通信网络具备技术可行性。

8月9日,国际权威学术期刊《自然》杂志重点介绍了这一成果,代表其获得了国际学术界的普遍认可。

《自然》杂志称其“有望成为远距离量子通信的里程碑”、“通向全球化量子网络”,欧洲物理学会网站、美国《科学新闻》杂志等也进行了专题报道。

海灵格相信,人们在潜意识中通过一种“形变共鸣场”与家族的先人们命运相连,只要将这种联系找出来,心理治疗就会产生效果。例如在现实的家庭中,患者在潜意识中认为自己是一个已经去世的家庭成员的化身。如果患者与过去被逐出家门或命途多舛的先人发生了联系,此时还活着的他就容易重复厄运,甚至要为过去的事情“还债”。海灵格甚至认为,人与过去的动物也有“无意识联系”这并非遗传上的联系,而是心灵能量的联系,说白了就是心灵感应。

深受海灵格理论影响的美国家庭治疗师维吉尼亚·萨提亚说:“我们星球上的人类都是相互联系的……治疗人类的灵魂,通过宇宙生命力联系彼此,对世界和平有着重大的意义。”她认为全世界的情感信息都存在于一个场之中,可以通过排列来干预。这句话说得很漂亮,但却毫无科学依据。

物理学家把“家排师”们关于量子力学的说法斥之为“量子谬论”,因为在生物学的层面不存在量子效应。美国夏威夷大学物理学退休教授维克托·斯登格称,量子力学被某些人误解成人类的意识可以跨越时空发生联系,事实上包括量子力学在内的现代物理学仍然是完全唯物的。

美国哲学家罗伯特·卡罗尔认为 ,用量子纠缠来解释复杂的心理现象顶多是个比喻,而且是个不恰当的比喻。如果非要说人与人有什么“联系”,解释就是不同的人都是人,你能做的事情,别人也有可能做,但绝非发生在别人身上的事情也会发生在你身上。

1923年路易·德布罗意(Louis de Broglie)在他的博士论文中提出光的粒子行为与粒子的波动行为应该是对应存在的。他将粒子的波长和动量联系起来:动量越大,波长越短。这是一个引人入胜的想法,但没有人知道粒子的波动性意味着什么,也不知道它与原子结构有何联系。然而德布罗意的假设是一个重要的前奏,很多事情就要发生了。

1924年夏天,出现了又一个前凑。萨地扬德拉·N·玻色(Satyendra N Bose)提出了一种全新的方法来解释普朗克辐射定律。他把光看作一种无(静)质量的粒子(现称为光子)组成的气体,这种气体不遵循经典的玻耳兹曼统计规律,而遵循一种建立在粒子不可区分的性质(即全同性)上的一种新的统计理论。爱因斯坦立即将玻色的推理应用于实际的有质量的气体从而得到一种描述气体中粒子数关于能量的分布规律,即著名的玻色-爱因斯坦分布。然而,在通常情况下新老理论将预测到原子气体相同的行为。爱因斯坦在这方面再无兴趣,因此这些结果也被搁置了10多年。然而,它的关键思想——粒子的全同性,是极其重要的。突然,一系列事件纷至沓来,最后导致一场科学革命。从1925年元月到1928年元月:

· 沃尔夫刚·泡利(Wolfgang Pauli)提出了不相容原理,为周期表奠定了理论基础。

· 韦纳·海森堡(Werner Heisenberg)、马克斯·玻恩(Max Born)和帕斯库尔·约当(Pascual Jordan)提出了量子力学的第一个版本,矩阵力学。人们终于放弃了通过系统的方法整理可观察的光谱线来理解原子中电子的运动这一历史目标。

· 埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger)提出了量子力学的第二种形式,波动力学。在波动力学中,体系的状态用薛定谔方程的解——波函数来描述。矩阵力学和波动力学貌似矛盾,实质上是等价的。

· 电子被证明遵循一种新的统计规律,费米-狄拉克统计。人们进一步认识到所有的粒子要么遵循费米-狄拉克统计,要么遵循玻色-爱因斯坦统计,这两类粒子的基本属性很不相同。

· 海森堡阐明测不准原理。

· 保尔·A·M·狄拉克(Paul A M Dirac)提出了相对论性的波动方程用来描述电子,解释了电子的自旋并且预测了反物质。

· 狄拉克提出电磁场的量子描述,建立了量子场论的基础。

· 玻尔提出互补原理(一个哲学原理),试图解释量子理论中一些明显的矛盾,特别是波粒二象性。

量子理论的主要创立者都是年轻人。1925年,泡利25岁,海森堡和恩里克·费米(Enrico Fermi)24岁,狄拉克和约当23岁。薛定谔是一个大器晚成者,36岁。玻恩和玻尔年龄稍大一些,值得一提的是他们的贡献大多是阐释性的。爱因斯坦的反应反衬出量子力学这一智力成果深刻而激进的属性:他拒绝自己发明的导致量子理论的许多关键的观念,他关于玻色-爱因斯坦统计的论文是他对理论物理的最后一项贡献,也是对物理学的最后一项重要贡献。

创立量子力学需要新一代物理学家并不令人惊讶,开尔文爵士在祝贺玻尔1913年关于氢原子的论文的一封书信中表述了其中的原因。他说,玻尔的论文中有很多真理是他所不能理解的。开尔文认为基本的新物理学必将出自无拘无束的头脑。

1928年,革命结束,量子力学的基础本质上已经建立好了。后来,Abraham Pais以轶事的方式记录了这场以狂热的节奏发生的革命。其中有一段是这样的,1925年,Samuel Goudsmit和George Uhlenbeck就提出了电子自旋的概念,玻尔对此深表怀疑。10月玻尔乘火车前往荷兰的莱顿参加亨德里克·A·洛伦兹(Hendrik A Lorentz)的50岁生日庆典,泡利在德国的汉堡碰到玻尔并探询玻尔对电子自旋可能性的看法; 玻尔用他那著名的低调评价的语言回答说,自旋这一提议是“非常,非常有趣的”。后来,爱因斯坦和Paul Ehrenfest在莱顿碰到了玻尔并讨论了自旋。玻尔说明了自己的反对意见,但是爱因斯坦展示了自旋的一种方式并使玻尔成为自旋的支持者。在玻尔的返程中,遇到了更多的讨论者。当火车经过德国的哥挺根时,海森堡和约当接站并询问他的意见,泡利也特意从汉堡格赶到柏林接站。玻尔告诉他们自旋的发现是一重大进步。

量子力学的创建触发了科学的淘金热。早期的成果有:1927年海森堡得到了氦原子薛定谔方程的近似解,建立了原子结构理论的基础; John Slater,Douglas Rayner Hartree, 和Vladimir Fock随后又提出了原子结构的一般计算技巧;Fritz London和Walter Heitler解决了氢分子的结构,在此基础上,Linus Pauling建立了理论化学;Arnold Sommerfeld和泡利建立了金属电子理论的基础,Felix Bloch创立了能带结构理论;海森堡解释了铁磁性的起因。1928年George Gamow解释了α放射性衰变的随机本性之谜,他表明α衰变是由量子力学的隧道效应引起的。随后几年中,Hans Bethe建立了核物理的基础并解释了恒星的能量来源。随着这些进展,原子物理、分子物理、固体物理和核物理进入了现代物理的时代。

量子力学的奠基人之一——玻尔

玻尔通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,他还是哥本哈根学派的创始人,对二十世纪物理学的发展有深远的影响。

量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。

旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。

量子力学是描写原子和亚原子尺度的物理学理论  。

该理论形成于20世纪初期,彻底改变了人们对物质组成成分的认识。

微观世界里,粒子不是台球,而是嗡嗡跳跃的概率云,它们不只存在一个位置,也不会从点A通过一条单一路径到达点B  。

根据量子理论,粒子的行为常常像波,用于描述粒子行为的“波函数”预测一个粒子可能的特性,诸如它的位置和速度,而非确定的特性 。

物理学中有些怪异的概念,诸如纠缠和不确定性原理,就源于量子力学。

扩展资料:

量子力学是描述微观物质的理论,与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱,许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。

在量子力学中,一个物理体系的状态由波函数表示,波函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。

对应于代表该量的算符对其波函数的作用;波函数的模平方代表作为其变量的物理量出现的几率密度。

量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。

旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。

当微观粒子处于某一状态时,它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值,而具有一系列可能值,每个可能值以一定的几率出现。

当粒子所处的状态确定时,力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。

这就是1927年,海森伯得出的测不准关系,同时玻尔提出了并协原理,对量子力学给出了进一步的阐释。

量子力学和狭义相对论的结合产生了相对论量子力学。

经狄拉克、海森伯(又称海森堡,下同)和泡利等人的工作发展了量子电动力学。

20世纪30年代以后形成了描述各种粒子场的量子化理论——量子场论,它构成了描述基本粒子现象的理论基础。

海森堡还提出了测不准原理,原理的公式表达如下:  。

根据狄拉克符号表示,状态函数,用<Ψ|和|Ψ>表示,状态函数的概率密度用ρ=<Ψ|Ψ>表示,其概率流密度用(/2mi)(Ψ▽Ψ-Ψ▽Ψ)表示,其概率为概率密度的空间积分。

状态函数可以表示为展开在正交空间集里的态矢比如  ,其中|i>为彼此正交的空间基矢,  为狄拉克函数,满足正交归一性质。

态函数满足薛定谔波动方程,  ,分离变数后就能得到不显含时状态下的演化方程  ,En是能量本征值,H是哈密顿算子。

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