这页说说量子力/量子化学/子光学等关于量子力学与我们组合数学的关系见这里中下部分,此外它涉及本学科工作也可见这里。也如这里报道的为师生做“量子力学中多粒子系统和多维标度法”专题讲座的美国权威专家丁中海教授介绍说他读博士师从的著名学者陈巩(Goong Chen)大师就是这里中下部见和海南琼州大学同在该国家人力资源高等教育部批准支持的国际数学家大会子会议一起做全大会Plenary报告的6个人之一,如陈巩教授的这博士等等做量子计算以及陈巩教授不仅做量子计算、量子力学,他领导的模拟预测马航飞机370失事更是被评为美国年度11大热门数学事件之一(与张益唐的世界级数学猜想证明工作并列为11大热门数学事件之二)--预测工作确是陈巩Goong Chen领导-预测论文见被他领导的更有麻省理工学院MIT的碰撞和耐撞性实验室主任Tomasz Wierzbicki大师、VT航空航天与海洋工程系主任Eric G. Paterson航空航天院士兼物理学会院士Philip J. Morris等合作-可见重在综合汇聚各科所长)

量子力学是物理学的主要理论,它描述了原子和亚原子粒子尺度上自然界的物理性质。 量子力学(或量子运动)是量子物理学、量子化学、量子场论、量子技术和量子信息科学等的基础。

量子力学出现之前就存在的一套理论被称为经典物理学,它使用宏观尺度描述自然界的许多方面,但不适合描述原子和亚原子尺度的现象。但经典物理学中的大多数理论都可以从量子力学中推导出来。

量子力学(或量子运动)与经典物理学的不同之处在于,能量、动量、角动量(扭矩)和其他量受到限制在离散值(量子化)的系统中的限制,并且物体同时具有粒子和波的属性(粒子波二象性);给定整套基本条件(不确定性原理),在测量物理量之前预测物理量值的准确性是有限的。

量子力学是从解释与经典物理学不可调和的观测结果的理论逐渐发展起来的,例如马克斯·普朗克在1900年对黑体辐射问题的解决方案,以及爱因斯坦1905年解释光电效应的论文中能量和频率的匹配。这些早期理解宏观现象的尝试,现在被称为“古代量子理论”,导致了玻尔、薛定谔、海森堡、玻恩、狄拉克等人在二十年代中期量子力学的全面发展。现代理论是以专门为此开发的各种数学形式制定的。数学实体是这些数学形式之一,称为波函数,以概率振幅(取复数绝对值的平方)的形式提供有关粒子能量、动量和其他物理特性的测量信息。

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。即19世纪末,经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。于是经由物理学家的努力,在20世纪初创立量子力学,解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。

1900年,普朗克提出辐射量子假说,假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式(能量子)实现的,能量子的大小同辐射频率成正比,比例常数称为普朗克常数,从而得出普朗克公式,正确地给出了黑体辐射能量分布。

1905年,爱因斯坦引进光量子(光子)的概念,并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系,成功地解释了光电效应。其后,他又提出固体的振动能量也是量子化的,从而解释了低温下固体比热问题。

1913年,玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论,原子中的电子只能在分立的轨道上运动,在轨道上运动时候电子既不吸收能量,也不放出能量。原子具有确定的能量,它所处的这种状态叫定态,而且原子只有从一个定态到另一个定态,才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处,对于进一步解释实验现象还有许多困难。

在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后,为了解释一些经典理论无法解释的现象,法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。认为一切微观粒子均伴随着一个波,这就是所谓的德布罗意波。

量子力学形成于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 

量子力学的发展革命性地改变了人们对物质的结构以及其相互作用的认识。量子力学得以解释许多现象和预言新的、无法直接想象出来的现象,这些现象后来也被非常精确的实验证明。除通广义相对论描写的引力外,至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写(量子场论)。许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学以及粒子物理学和其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。

量子力学并没有支持自由意志,只是于微观世界物质具有概率波等存在不确定性,不过其依然具有稳定的客观规律,不以人的意志为转移,否认宿命论。第一,这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观尺度之间仍然有着难以逾越的距离;第二,这种随机性是否不可约简难以证明,事物是由各自独立演化所组合的多样性整体,偶然性与必然性存在辩证关系。自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题,对这个鸿沟起决定作用的就是普朗克常数,统计学中的许多随机事件的例子,严格说来实为决定性的。

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概率密度。

由于微观粒子具有波粒二象性,微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律,描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。当粒子的大小由微观过渡到宏观时,它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。

1925年,海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识,抛弃了不可观察的轨道概念,并从可观察的辐射频率及其强度出发,和玻恩、约尔当一起建立起矩阵力学;1926年,薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识,找到了微观体系的运动方程,从而建立起波动力学,其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性;狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论,给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。

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)一般都不具有确定的数值,而具有一系列可能值,每个可能值以一定的概率出现。当粒子所处的状态确定时,力学量具有某一可能值的概率也就完全确定。这就是1927年,海森得出的测不准关系,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。

两大学派:哥本哈根学派和哥廷根物理学派

由玻尔领衔的哥本哈根学派, 费曼质疑过玻尔的贡献,也有其他物理学家认为玻尔在建立量子力学方面的作用被高估了。本质上说,哥本哈根学派是一个哲学学派。 

哥廷根物理学派,是建立量子力学的物理学派。是高斯奠定的哥廷根数学学派学术传统适逢物理学具有特殊发展需求阶段的必然产物。 玻恩与弗兰克是这个学派的核心人物。 

基本原理

量子力学基本的数学框架建立于:量子态的描述和统计诠释、运动方程、观测物理量之间的对应规则、测量公设、全同粒子公设的基础上。

在量子力学中,一个物理体系的状态由状态函数表示,状态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其状态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期望值由一个包含该算符的积分方程计算。(一般而言,量子力学并不对一次观测确定地预言一个单独的结果。

取而代之,它预言一组可能发生的不同结果,并告诉我们每个结果出现的概率。也就是说,如果我们对大量类似的系统作同样地测量,每一个系统以同样的方式起始,我们将会找到测量的结果为A出现一定的次数,为B出现另一不同的次数等等。人们可以预言结果为AB的出现的次数的近似值,但不能对个别测量的特定结果做出预言。)状态函数的模平方代表作为其变量的物理量出现的概率。根据这些基本原理并附以其他必要的假设,量子力学可以解释原子和亚原子的各种现象。

根据狄拉克符号表示,状态函数,用<Ψ||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(Ψ*ΨΨΨ*)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ñ=åai|iñ,其中|i>为彼此正交的空间基矢ám|nñ=dm,n为狄拉克函数,满足正交归一性质。态函数满足定谔波动方程 

分离变数后就能得到不显含时状态下的演化方程

H|m ñ=En|m ñEn是能量征值H顿算子(找不到标准的符号)。

于是经典物理量的量子化问题就归结为薛定谔波动方程的求解问题。

体系状态

在量子力学中,体系的状态有两种变化,一种是体系的状态按运动方程演进,这是可逆的变化;另一种是测量改变体系状态的不可逆变化。因此,量子力学对决定状态的物理量不能给出确定的预言,只能给出物理量取值的概率。在这个意义上,经典物理学因果律在微观领域失效了。

据此,一些物理学家和哲学家断言量子力学摈弃因果性,而另一些物理学家和哲学家则认为量子力学因果律反映的是一种新型的因果性——概率因果性。量子力学中代表量子态的波函数是在整个空间定义的,态的任何变化是同时在整个空间实现的。

微观体系

20世纪70年代以来,关于远隔粒子关联的实验表明,类空分离的事件存在着量子力学预言的关联。这种关联是同狭义相对论关于客体之间只能以不大于光速的速度传递物理相互作用的观点相矛盾的。于是,有些物理学家和哲学家为了解释这种关联的存在,提出在量子世界存在一种全局因果性或整体因果性,这种不同于建立在狭义相对论基础上的局域因果性,可以从整体上同时决定相关体系的行为。

量子力学用量子态的概念表征微观体系状态,深化了人们对物理实在的理解。微观体系的性质总是在它们与其他体系,特别是观察仪器的相互作用中表现出来。

人们对观察结果用经典物理学语言描述时,发现微观体系在不同的条件下,或主要表现为波动图象,或主要表现为粒子行为。而量子态的概念所表达的,则是微观体系与仪器相互作用而产生的表现为波或粒子的可能性。

玻尔理论:玻尔指出,电子轨道量子化概念。玻尔认为,原子核具有一定的能级,当原子吸收能量,原子就跃迁更高能级或激发态,当原子放出能量,原子就跃迁至更低能级或基态,原子能级是否发生跃迁,关键在两能级之间的差值。根据这种理论,可从理论计算出里德伯常量,与实验符合的相当好。

可玻尔理论也具有局限性,对于较大原子,计算结果误差就很大,玻尔还是保留了宏观世界中轨道的概念,其实电子在空间出现的坐标具有不确定性,电子聚集的多,就说明电子在这里出现的概率较大,反之,概率较小。很多电子聚集在一起,可以形象的称为电子云。

泡利原理

由于从原则上,无法彻底确定一个量子物理系统的状态,因此在量子力学中内在特性(比如质量、电荷等)完全相同的粒子之间的区分,失去了其意义。在经典力学中,每个粒子的位置和动量,全部是完全可知的,它们的轨迹可以被预言。通过一个测量,可以确定每一个粒子。在量子力学中,每个粒子的位置和动量是由波函数表达,因此,当几个粒子的波函数互相重叠时,给每个粒子挂上一个标签的做法失去了其意义。

这个全同粒子identical particles)的不可区分性,对状态的对称性,以及多粒子系统的统计力学,有深远的影响。比如说,一个由全同粒子组成的多粒子系统的状态,在交换两个粒子“1”和粒子“2”时,我们可以证明,不是对称的,即是反对称的。对称状态的粒子是被称为玻色子,反对称状态的粒子是被称为费米子。此外自旋的对换也形成对称:自旋为半数的粒子(如电子、质子和中子)是反对称的,因此是费米子;自旋为整数的粒子(如光子)是对称的,因此是玻色子。

这个深奥的粒子的自旋、对称和统计学之间关系,只有通过相对论量子场论才能导出,它也影响到了非相对论量子力学中的现象。费米子的反对称性的一个结果是泡利不相容原理,即两个费米子无法占据同一状态。这个原理拥有极大的实用意义。它表示在我们的由原子组成的物质世界里,电子无法同时占据同一状态,因此在最低状态被占据后,下一个电子必须占据次低的状态,直到所有的状态均被满足为止。这个现象决定了物质的物理和化学特性。

费米子与玻色子的状态的热分布也相差很大:玻色子遵循玻色-爱因斯坦统计,而费米子则遵循费米-狄拉克统计

量子物理学

量子力学本身是在1923-1927年一段时间中建立起来的。两个等价的理论---矩阵力学和波动力学几乎同时提出。矩阵力学的提出与玻尔的早期量子论有很密切的关系。海森堡一方面继承了早期量子论中合理的内核,如能量量子化、定态、跃迁等概念,同时又摒弃了一些没有实验根据的概念,如电子轨道的概念。海森堡、玻恩和约尔丹的矩阵力学,从物理上可观测量,赋予每一个物理量一个矩阵,它们的代数运算规则与经典物理量不同,遵守乘法不可易的代数。

波动力学来源于物质波的思想。薛定谔在物质波的启发下,找到一个量子体系物质波的运动方程-薛定谔方程,它是波动力学的核心。后来薛定谔还证明,矩阵力学与波动力学完全等价,它是同一种力学规律的两种不同形式的表述。事实上,量子理论还可以更为普遍的表述出来,这是狄拉克和约尔丹的工作。

量子物理学的建立是许多物理学家共同努力的结晶,它标志着物理学研究工作第一次集体的胜利。

原子能级跃迁

20世纪初卢瑟福模型是当时被认为正确的原子模型。这个模型假设带负电荷的电子,像行星围绕太阳运转一样,围绕带正电荷的原子核运转。在这个过程中库仑力与离心力必须平衡。这个模型有两个问题无法解决。首先,按照经典电磁学,这个模型不稳定。按照电磁学,电子不断地在它的运转过程中被加速,同时应该通过放射电磁波丧失其能量,这样它很快就会坠入原子核。其次原子的发射光谱,由一系列离散的发射线组成,比如氢原子的发射光谱由一个紫外线系列(赖曼系)、一个可见光系列(巴耳末系)和其它的红外线系列组成。按照经典理论原子的发射谱应该是连续的。

1913年,尼尔斯·玻尔提出了以他命名的玻尔模型,这个模型为原子结构和光谱线,给出了一个理论原理。玻尔进一步假设电子在这些量子化轨道上运动时原子处于稳定状态,不辐射任何电磁被,只有当电子从能量为的轨道量子跃迁到能量为的轨道时才吸收或发出光辐射。对于发光过程,为满足能量守恒定律,电磁波的能量应等于两轨道间的能量差,亦即发射光的频率为

通过吸收同样频率的光子,可以从低能的轨道,跃到高能的轨道上。

玻尔模型可以解释氢原子,改善的玻尔模型,还可以解释只有一个电子的离子,即He+,Li2+,Be3+等。但无法准确地解释其它原子的物理现象。

电子的波动性

德布罗意假设,电子也同时伴随着一个波,他预言电子在通过一个小孔或者晶体的时候,应该会产生一个可观测的衍射现象。1925年,当戴维孙和革末在进行电子在镍晶体中的散射实验时,首次得到了电子在晶体中的衍射现象。当他们了解到德布罗意的工作以后,于1927年又较精确地进行了这个实验。实验结果与德布罗意波的公式完全符合,从而有力地证明了电子的波动性。

电子的波动性也同样表现在电子在通过双狭缝时的干涉现象中。如果每次只发射一个电子,它将以波的形式通过双缝后,在感光屏上随机地激发出一个小亮点。多次发射单个电子或者一次发射多个电子,感光屏上将会出现明暗相间的干涉条纹。这就再次证明了电子的波动性。 [4]

电子打在屏幕上的位置,有一定的分布概率,随时间可以看出双缝衍射所特有的条纹图像。假如一个光缝被关闭的话,所形成的图像是单缝特有的波的分布概率。

从来不可能有半个电子,在这个电子的双缝干涉实验中,它是电子以波的形式同时穿过两条缝,自己与自己发生了干涉,不能错误地认为是两个不同的电子之间的干涉。值得强调的是这里波函数的叠加是概率幅的叠加而不是如经典例子那样的概率叠加,这个态叠加原理是量子力学的一个基本假设。

相关概念

粒子波 德布罗意物质波

德布罗意关系λ=h/p,和量子关系E=hγ(及薛定谔方程)这两个关系式实际表示的是波动性与粒子性的统一关系, 德布罗意物质波是波粒一体的真物质粒子,光子,电子等的波动.

海森堡不确定性原理

即物体动量的不确定性乘以其位置的不确定性大于等于1/2的约化普朗克常数。

测量过程

量子力学与经典力学的一个主要区别,在于测量过程在理论中的地位。在经典力学中,一个物理系统的位置和动量,可以无限精确地被确定和被预言。至少在理论上,测量对这个系统本身,并没有任何影响,并可以无限精确地进行。在量子力学中,测量过程本身对系统造成影响。

要描写一个可观察量的测量,需要将一个系统的状态,线性分解为该可观察量的一组本征态的线性组合。测量过程可以看作是在这些本征态上的一个投影,测量结果是对应于被投影的本征态的本征值。假如,对这个系统的无限多个拷贝,每一个拷贝都进行一次测量的话,我们可以获得所有可能的测量值的概率分布,每个值的概率等于对应的本征态的系数的绝对值平方。

由此可见,对于两个不同的物理量AB的测量顺序,可能直接影响其测量结果。事实上,不相容可观察量就是这样的。

不确定性

最著名的不相容可观察量,它是一个粒子的位置x和动量p。它们的不确定性ΔxΔp的乘积,大于或等于普朗克常数的一半:

海森堡1927年发现的不确定性原理,也常称为不确定关系或者测不准关系,说的是两个不对易算符所表示的力学量(如坐标和动量,时间和能量等),不可能同时具有确定的测量值。其中的一个测得越准确,另一个就测得越不准确。它说明:由于测量过程对微观粒子行为的干扰,致使测量顺序具有不可交换性,这是微观现象的一个基本规律。实际上,像粒子的坐标和动量这样的物理量,并不是本来就存在而等待着我们去测量的信息,测量不是一个简单的反映过程,而是一个变革过程,它们的测量值取决于我们的测量方式,正是测量方式的互斥性导致了测不准关系。 [6]

概率

通过将一个状态分解为可观察量本征态的线性组合,可以得到状态在每一个本征态的概率幅ci。这概率幅的绝对值平方|ci|2就是测量到该本征值ni的概率,这也是该系统处于本征态的概率。ci可以通过将投影到各本征态上计算出来。因此,对于一个系综的完全相同系统的某一可观察量,进行同样地测量,一般获得的结果是不同的;除非,该系统已经处于该可观察量的本征态上了。

通过对系综内,每一个同一状态的系统,进行同样的测量,可以获得测量值ni的统计分布。所有试验,都面临着这个测量值与量子力学的统计计算的问题。

量子纠缠

往往一个由多个粒子组成的系统的状态,无法被分离为其组成的单个粒子的状态,在这种情况下,单个粒子的状态被称为是纠缠的。纠缠的粒子有惊人的特性,这些特性违背一般的直觉。比如说,对一个粒子的测量,可以导致整个系统的波包立刻塌缩,因此也影响到另一个、遥远的、与被测量的粒子纠缠的粒子。这个现象并不违背狭义相对论,因为在量子力学的层面上,在测量粒子前,你不能定义它们,实际上它们仍是一个整体。不过在测量它们之后,它们就会脱离量子纠缠这状态。

量子退相干

作为一个基本理论,量子力学原则上,应该适用于任何大小的物理系统,也就是说不仅限于微观系统,那么,它应该提供一个过渡到宏观经典物理的方法。量子现象的存在提出了一个问题,即怎样从量子力学的观点,解释宏观系统的经典现象。尤其无法直接看出的是,量子力学中的叠加状态,如何应用到宏观世界上来。1954年,爱因斯坦在给马克斯·波恩的信中,就提出了怎样从量子力学的角度,来解释宏观物体的定位的问题,他指出仅仅量子力学现象太无法解释这个问题。

这个问题的另一个例子是由薛定谔提出的薛定谔的猫的思想实验。

直到1970年左右,人们才开始真正领会到,上述的思想实验,实际上并不实际,因为它们忽略了不可避免的与周围环境的相互作用。事实证明,叠加状态非常容易受周围环境的影响。比如说,在双缝实验中,电子或光子与空气分子的碰撞或者发射辐射,就可以影响到对形成衍射非常关键的各个状态之间的相位的关系。在量子力学中,这个现象被称为量子退相干。它是由系统状态与周围环境影响的相互作用导致的。这个相互作用可以表达为每个系统状态与环境状态的纠缠。其结果是只有在考虑整个系统时(即实验系统+环境系统)叠加才有效,而假如孤立地只考虑实验系统的系统状态的话,那么就只剩下这个系统的经典分布了。量子退相干是今天量子力学解释宏观量子系统的经典性质的主要方式。

量子退相干是实现量子计算机最大的拦路虎。在一台量子计算机中,需要多个量子状态尽可能地长时间保持叠加。退相干时间短是一个非常大的技术问题。

理论奠基的几个重要事件

19234月美国物理学家康普顿发表了X射线被电子散射所引起的频率变小现象,即康普顿效应。按经典波动理论,静止物体对波的散射不会改变频率。而按爱因斯坦光量子说这是两个粒子碰撞的结果。光量子在碰撞时不仅将能量传递而且也将动量传递给了电子,使光量子说得到了实验的证明。

光不仅仅是电磁波,也是一种具有能量动量的粒子。1924年美籍奥地利物理学家泡利发表了不相容原理:原子中不能有两个电子同时处于同一量子态。这一原理解释了原子中电子的壳层结构。这个原理对所有实体物质的基本粒子(通常称之为费米子,如质子、中子、夸克等)都适用,构成了量子统计力学———费米统计的基点。为解释光谱线的精细结构与反常塞曼效应,泡利建议对于原于中的电子轨道态,除了已有的与经典力学量(能量、角动量及其分量)对应的三个量子数之外应引进第四个量子数。这个量子数后来称为自旋,是表述基本粒子一种内在性质的物理量。

1924年,法国物理学家德布罗意提出了表达波粒二象性的爱因斯坦---德布罗意关系E=hVp=h/λ,将表征粒子性的物理量能量、动量与表征波性的频率、波长通过一个常数h相等。

1925年,德国物理学家海森伯和玻尔,建立了量子理论第一个数学描述---矩阵力学。1926年,奥地利科学家提出了描述物质波连续时空演化的偏微分方程---薛定谔方程,给出了量子论的另一个数学描述——波动力学。1948,费曼创立了量子力学的路径积分形式。

量子力学在高速、微观的现象范围内具有普遍适用的意义。它是现代物理学基础之一,在现代科学技术中的表面物理、半导体物理、凝聚态物理、粒子物理、低温超导物理、量子化学以及分子生物学等学科的发展中,都有重要的理论意义。量子力学的产生和发展标志着人类认识自然实现了从宏观世界向微观世界的重大飞跃。

与经典物理学的界限

1923年,尼尔斯·玻尔提出了对应原理,认为量子数(尤其是粒子数)高到一定的极限后的量子系统,可以很精确地被经典理论描述。这个原理的背景是,事实上,许多宏观系统,可以非常精确地被经典理论,如经典力学和电磁学来描写。因此一般认为在非常的系统中,量子力学的特性,会逐渐退化到经典物理的特性,两者并不相抵触。因此,对应原理是建立一个有效的量子力学模型的重要辅助工具。

量子力学的数学基础是非常广泛的,它仅要求状态空间是希尔伯特空间,其可观察量是线性的算符。但是,它并没有规定在实际情况下,哪一种希尔伯特空间、哪些算符应该被选择。因此,在实际情况下,必须选择相应的希尔伯特空间和算符来描写一个特定的量子系统。而对应原理则是做出这个选择的一个重要辅助工具。这个原理要求量子力学所做出的预言,在越来越大的系统中,逐渐近似经典理论的预言。这个大系统的极限,被称为经典极限或者对应极限。因此可以使用启发法的手段,来建立一个量子力学的模型,而这个模型的极限,就是相应的经典物理学的模型。

与狭义相对论的结合

量子力学在其发展初期,没有顾及到狭义相对论。比如说,在使用谐振子模型的时候,特别使用了一个非相对论的谐振子。在早期,物理学家试图将量子力学与狭义相对论联系到一起,包括使用相应的克莱因-高登方程,或者狄拉克方程,来取代薛定谔方程。这些方程虽然在描写许多现象时已经很成功,但它们还有缺陷,尤其是它们无法描写相对论状态下,粒子的产生与消灭。通过量子场论的发展,产生了真正的相对论量子理论。量子场论不但将可观察量如能量或者动量量子化了,而且将媒介相互作用的场量子化了。第一个完整的量子场论是量子电动力学,它可以完整地描写电磁相互作用。

一般在描写电磁系统时,不需要完整的量子场论。一个比较简单的模型,是将带电荷的粒子,当作一个处于经典电磁场中的量子力学物体。这个手段从量子力学的一开始,就已经被使用了。比如说,氢原子的电子状态,可以近似地使用经典的1/r电压场来计算。但是,在电磁场中的量子起伏起一个重要作用的情况下,(比如带电粒子发射一颗光子)这个近似方法就失效了。

强弱相互作用

强相互作用的量子场论量子色动力学,这个理论描述原子核所组成的粒子(夸克胶子)之间的相互作用。弱相互作用与电磁相互作用结合在电弱相互作用中。

万有引力

至今为止,仅仅万有引力无法使用量子力学来描述。因此,在黑洞附近,或者将整个宇宙作为整体来看的话,量子力学可能遇到了其适用边界。使用量子力学,或者使用广义相对论,均无法解释,一个粒子到达黑洞的奇点时的物理状况。广义相对论预言,该粒子会被压缩到密度无限大;而量子力学则预言,由于粒子的位置无法被确定,因此,它无法达到密度无限大,而可以逃离黑洞。因此20世纪最重要的两个新的物理理论,量子力学和广义相对论互相矛盾。寻求解决这个矛盾的答案,是理论物理学的一个重要目标(量子引力)。但是至今为止,找到引力的量子理论的问题,显然非常困难。虽然,一些亚经典的近似理论有所成就,比如对霍金辐射的预言,但是至今为止,无法找到一个整体的量子引力的理论。这个方面的研究包括弦理论等。

量子力学解释

量子力学问题

按动力学意义上说,量子力学的运动方程是,当体系的某一时刻的状态被知道时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。

量子力学的预言和经典物理学运动方程(质点运动方程和波动方程)的预言在性质上是不同的。在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进。因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言。

量子力学可以算作是被验证的最严密的物理理论之一了。至今为止,所有的实验数据均无法推翻量子力学。大多数物理学家认为,它几乎在所有情况下,正确地描写能量和物质的物理性质。虽然如此,量子力学中,依然存在着概念上的弱点和缺陷,除上述的万有引力的量子理论的缺乏外,至今为止对量子力学的解释存在着争议。

解释

假如,量子力学的数学模型,它的适用范围内的完整的物理现象的描写的话,我们发现测量过程中,每次测量结果的概率性的意义,与经典统计理论中的概率,意义不同。即使完全相同的系统的测量值,也会是随机的。这与经典的统计力学中的概率结果不一样。在经典的统计力学中,测量结果的不同,它是由于实验者无法完全复制一个系统,而不是因为测量仪器无法精确地进行测量。在量子力学的标准解释中,测量的随机性是基本性的,它是由量子力学的理论基础获得的。由于量子力学尽管无法预言单一实验的结果,依然是一个完整的自然的描写,使得人们不得不得出以下结论:世界上不存在通过单一测量可以获得的客观的系统特性。一个量子力学状态的客观特性,只有在描写其整组实验所体现出的统计分布中,才能获得。爱因斯坦(量子力学不完整上帝不掷骰子)与尼尔斯·玻尔是最早对这个问题进行争论的。玻尔维护不确定原理和互补原理。在多年的、激烈的讨论中,爱因斯坦不得不接受不确定原理,而玻尔则削弱了他的互补原理,这最后导致了今天的哥本哈根诠释。

今天,大多数物理学家,接受了量子力学描述所有一个系统可知的特性,以及测量过程无法改善,不是因为我们的技术问题所导致的的见解。这个解释的一个结果是,测量过程扰动薛定谔方程,使得系统塌缩到它的本征态。除哥本哈根诠释外,还有人提出过一些其它解释方式。包括:

1.戴维·玻姆提出了一个不局部的,带有隐变量的理论(隐变量理论)。在这个解释中,波函数被理解为粒子的一个引波。从结果上,这个理论预言的实验结果,与非相对论哥本哈根诠释的预言完全一样,因此,使用实验手段无法鉴别这两个解释。虽然,这个理论的预言是决定性的,但是,由于不确定原理无法推测出隐变量的精确状态。其结果是与哥本哈根诠释一样,使用这来解释实验的结果,也是一个概率性的结果。至今为止,还不能确定这个解释,是否能够扩展到相对论量子力学上去。路易斯·德布罗意和其他人也提出过类似的隐藏系数解释。

2.·艾弗雷特三世提出的多世界诠释认为,所有量子理论所做出的可能性的预言,全部同时实现,这些现实成为互相之间一般无关的平行宇宙。在这个诠释中,总的波函数不塌缩,它的发展是决定性的。但是由于我们作为观察者,无法同时在所有的平行宇宙中存在,因此,我们只观察到在我们的宇宙中的测量值,而在其它宇宙中的平行,我们则观察到他们的宇宙中的测量值。这个诠释不需要对测量的特殊的对待。薛定谔方程在这个理论中所描写的也是所有平行宇宙的总和。

3.微观作用原理认为 (详见《量子笔迹》),微观粒子之间存在微观作用力(微观作用力既可以演化到宏观力学也可以演化到微观力学),微观作用是量子力学背后更深层次的理论,微观粒子之所以表现出波动性是对微观作用力的间接客观反映,在微观作用原理之下量子力学面临的难题和困惑得到理解和解释。

4.另一个解释方向是将经典逻辑改成一个量子逻辑来排除解释的困难。

以下列举了对量子力学的解释,最重要的实验和思想实验:

1.爱因斯坦-波多斯基-罗森悖论以及相关的贝尔不等式,明显地显示了,量子力学理论无法使用局部隐变量来解释;不排除非局部隐藏系数的可能性。

2.双缝实验是一个非常重要的量子力学试验,从这个试验中,也可以看到量子力学的测量问题和解释的困难性,这是最简单而明显地显示波粒二象性的试验了。

3.薛定谔的猫

关于量子化学,“拓扑量子”最近在国内国外都是最火的领域,如刚有三个美国人因拓扑量子的工作获得诺贝尔物理奖(维基说他们的贡献是topological phase transitions and topological phases of matter,点击它俩都是Topological order”-从解释来看倒也相近--中文叫图论拓扑排序-只他们的是量子化的),同年清华大学校长薛其坤也以拓扑量子的工作获得百万美元的首届2个“未来科学大奖之一(另一是香港人)。所以,下面先看看“量子+拓扑”说到些什么(拓扑是海南琼州大学师爷创造发展壮大的学科,其拓扑量子是最有影响的量子技术--量子技术是利用量子理论形成新事物,改变现有事物功能、性能的技术):

拓扑+量子还是这里见海南琼州大学多年前已创造它的居世界领先的量子拓扑分子轨道理论中的一个关键工作,其与图论的关系,就如1866年创立的罗马尼亚学院的副院长A T. Balaban院士的世界名著Chemical applications of graph theory的“量子化学中的拓扑结构”这一章开头第一段-照抄如下:

The extensive development of quantum chemistry over the last half century is due in no small measure to the widespread application of graph- theoretical concepts in this field. Since its inception, quantum chemistry has been founded upon the graphical representation of molecular and, throughout its considerable evolution, has relied on many combinatorial and graph-theoretical techniques in its description and characterization of molecular systems. In Table I we present a listing of some of the more commonly encountered graph-theoretical concepts in quantum chemistry together with their equivalent chemical terms. From this table it is evident that much of modern discipline of quantum chemistry is infused with the concepts and methods of graph theory. In fact, had not frequent appeal been made to such methods, the remarkable growth of the discipline would not have been possible--

这几行的直译意译都易统一准确译出:最近半个世纪以来量子化学的广泛发展,很大程度是由于图论概念在这个领域中广泛应用的结果。从一开始,量子化学就建立在用表示分子这一基础上。在它的进展中,量子化学在相当大的程度上是依靠很多图论组合数学的技巧来描述和表征分子体系的。我们把量子化学中常用的图论概念及它们相当的化学名称列成表I。从表中可明显看出,量子化学中的大量现代科目引入了图论概念和方法。事实上,假若不是经常引入图论方法,这些领域的显著进展是不可能的”。从这表面上就难于置信地竟看到几乎每句都基于图论而若深入研读将更知其实质的作用是何等不可思议

A T. Balaban院士的本科读工业化学、博士跟罗马尼亚历史上最伟大的化学家Costin D. Nenitzescu攻读,所以,上面的话是纯粹的化学大师的真知灼见。

在百度搜中国量子力学权威大师-可能主要基于其书籍的影响,首先出现曾谨言(还有最下面被崔永元等骂的清华大学校长)等。确实,由于中国长期陷于内战错过了量子力学发展壮大的早中期,现今要做出颠覆性的重大基础性工作已何其艰难,象最近也很有影响的潘建伟应说主要是在量子通信方面做了一些开拓工作,这也是因这最近发展起来的量子信息还有很多未知空间迫切待解的难题,并许多相关成熟的理论、技术和社会信息化发展需求等催生量子力学衍生更多应用发展。而曾谨言的出名主要应是靠书籍教材,正如文革前和他同毕业于北京大学物理系本科研究生算本是同根生的关洪在“评曾谨言的量子力学教材”的正文首段说曾谨言教授的量子力学教材,成为在我国内地流行最广、影响最大的量子力学教材范本,但是,曾谨言教授的量子力学教材在基本原理方面的叙述存在着不少有欠妥当甚至明显错误之处.给国内讲授量子力学的教师和学习量子力学的学生造成了对一些基本概念的广泛误解”。

中山大学李华钟校长更在这摘要中说“对曾谨言所著的量子力学书中量子几何相位的一些错误概念再次提出了批评,同时针对他在《大学物理》上的《介绍几个量子力学基本概念》一文的有关观点进行了逐点分析批驳

量子力学就是这样,至今不仅有极多争论更有许多未解之迷困扰着挑战着物理学家们(如最近争论更惊人的是-世界大师Roger Penrose物理学从弦论到量子力学都错了。看维基的Roger Penrose和他的百度知他获得了诺贝尔奖级别的几乎大多物理奖项--他比斯蒂芬·霍金大并一起创立了现代宇宙论的数学结构理论并同享1988年的Wolf物理奖以及2008年获得比诺贝尔奖更悠久的Copley等等),虽如之,但我想对它能认真研读的每一个人都能懂得上大部分,而上面所有提过名的都更是权威专家了,难道他们不知道哪是正确哪是忽悠哪是买弄吗?特别是在当今的中国,有个别走上此难回头路的已把忽悠买弄故弄玄虚的当财官道-当然这没有根据指潘建伟但在中国这样的人在官商甚至所谓科学家中真是存在更不只是个别,除非是真正没拿一分钱缔造海南的,否则他感到没有啥来所谓来失去,那何不忽悠买弄!

下面提供我看过的量子力学量子化学方面的著作,虽然我都看过它们但只是选各书的相关内容,即我只是为了研究这里的量子化学的某些问题-就只看看这些著作中的相关部分的或多或少内容(另,对上面争端首先要以审慎的态度--若想做出极大影响的是非褒奖谴责最好是要先达到象他们同样权威专家级的水准--至少若要评判站队或要质疑他人及量子力学的起码就应先深入看看包括下面的正统的国外大师的一些名著)。

 

附:下面附一些权威经典的量子力学名著(此外,这里下面也附一些中文版的量子场论著作及其见到与我们组合数学的关系

1量子物理(英文版),美国数学会主席我们海南琼州大学的编委James Glimm和美国数学会主席Arthur Jaffe 合作,即1987年出版的这本著作(如这哈佛大学元老级大师Arthur Jaffe Contributions唯一只说和James Glimm合作的量子理论。颁设每个奖百万美元的7千禧年大奖难题的闻名世界的克雷数学研究所就是Arthur Jaffe 和商人克雷共同创立并任首届主席;不过-仍是获得过国家奖等的我们海南琼州大学的编委James Glimm比他更厉害一筹--以前当这样多欧美各国权威大师的主编很辛苦-如这里见欧洲国家数学会主席主动给海南琼州大学的投稿就见苦不堪言   

2《量子力学原理》这书的中英文版我都有并我读过这本圣经般的世界名著,即它是American Scientist评选为20世纪最佳12部学术专著之一),作者是这里哈密顿图第1定理大师的父亲狄拉克1966年出版,这书英文原版被(听说物理学家中都少有人读完这本书-也许是不太懒的那部分吧,所以我读了第一章后-后面各章就泛泛地翻-确实这哈密顿图大师的父亲写这书需要很多书外的关联和思想衔接-特别是量子力学至今尚有诸多争议之下,则要有充裕时间才能统筹-否则你会不断地顾此失彼-又不断地补-很累很恼的。而我因时间更不充裕就都其后看国内或国外其他专家的量子力学)。但要知,近些年孺妇皆知的石墨烯是具有狄拉克锥能带结构的材料-它是二维狄拉克材料的代表。在石墨烯前认为二维材料是不存在的,而现在已研制出许多二维材料,其中的二维狄拉克材料被认为将巅覆改变世界                                            

3、《The physical principles of the quantum theory量子物理原理》《原子核物理学》, 1932年诺贝尔奖获得者沃纳·海森堡(Werner Heisenberg),1960

4、《量子力学导论》,史上十大著名诺贝尔奖得主之第2-即仅居爱因斯坦之后20世纪最伟大的化学家(L.Pauling)鲍林E.B. Wilson合写,1964E.B. Wilson就是Edgar Bright Wilson, Jr.-参看王鸿飞教授E.B. Wilson的介绍,并他的儿子Kenneth G. Wilson1982年诺贝尔物理奖得主并在量子场论也做出重要贡献,下面写39《量子场论导论》的作者Michael E. Peskin就是这Kenneth G. Wilson的博士           

5、《量子力学的数学基础》,作者约翰·冯·诺依曼John Von Neumann的同门博士师弟有图论宗师Paul ErdősPál Turán1932年出版(上面20世纪最伟大的化学家(L.Pauling)鲍林《量子力学导论》最后列出的一般参考文书9本之一,还有上面狄拉克的、海森堡的、以及下面20世纪的伟大数学家赫尔曼.外尔的书

6、《The Theory of Groups and Quantum Mechanics群论和量子力学》,作者是20世纪的伟大数学家赫尔曼.外尔Herman Weyl的导师是希尔伯特(上面(L.Pauling)鲍林的《量子力学导论》最后列出的一般参考文书9本之一

7、《量子力学》,朗道,栗弗席茨,1981

8、《量子力学与路径积分》,作者:费曼和其学生Albert R. Hibbs 《量子电动力学讲义》,费曼,1985 《物理学讲义》Ⅲ:量子力学,费曼,Robert B. LeightonMatthew Sands

9-1、《Note on Quantum Mechanics》,作者是:Enrico Fermi即恩利克×费米(他是李政道的博士生导师也是杨振宁博后期和助教阶段导师),1961

9-2、上面中文版叫《量子力学》Enrico Fermi即恩利克×费米著,罗吉庭译,西安交通大学出版社,1984 (注明:费米的英文版是手写讲稿可想很多地方修改得大变面目-序是他的学生Segrè于费米逝世6年后也是这学生获诺奖的第2年的1960年写-他出版手稿而不出版印刷体是让人感知费米是怎样讲的-虽我没有中文版但也是为此意,狄拉克1958年已出印刷体第4-且公认狄拉克的这书难读-那看英文特别是手稿比中文更知作者的思想演化)

10、《基本粒子及其相互作用》,杨振宁,2000

11、《粒子物理和场论简引》,李政道,1984

12-1、《量子场论》《亚原子粒子的发现》,1979年诺贝尔奖获得者斯蒂芬·温伯格Steven Weinberg),1983

12-2Quantum Theory量子理论》David Bohm戴维·玻姆

12-3、《Quantum Mechanics量子力学》Leonard I. Schiff席夫(方励之校的中文版

13-1、《原子物理学与人类知识》,N·玻尔,1978

13-2、《原子核结构》,19752个诺贝尔奖获得者A·玻尔(Aage Bohr-N·玻尔的儿子)和他的助手B·莫特逊(Ben Mottelson),1973

14、《光学原理》,1954年诺贝尔奖获得者马克斯·玻恩(Max Born E·沃耳夫,1978(放在这页是正如“译者的话”所说:“光学中的许多问题需要应用量子理论来处理”)

16分子轨道近似方法理论》,诺贝尔奖得主John A. Pople翰·波普尔),D. L. Beveridge1978        

17 轨道对称性守恒》,诺贝尔奖得主Robert.Woodward,诺贝尔奖得主Roald Hoffmann1978

18、《化学键的量子理论》,R. Daudel1982

19有机化学分子轨道理论》M J S Dewar1977

20《化学键的量子理论》,1982年出中文版,作者Raymond Daudel国欧洲科学院第一任院长,并和下面诺贝尔奖得主John A. Pople等共同创办际量子分子科学院                                                                  

21、《基础量子化学》,L.F.菲利浦斯,1974

22《固体量子化学》,Alexander A..Levin1982

23《量子化学》,H.艾林Henry Eyring),John WalterGeorge Kimball1981

24、《量子物理学》,伯克利物理学第四卷,E. H. Wichmann1978

25《量子化学中的约化密度矩阵》,E.R.Davidson1980

26、《Quantum Mechanics, Claude Cohen-TannoudjiBernard DiuFrank Laloe

27、《Practical Quantum Mechanics实用量子力学》,作者Siegfried Flügge是波恩的博士、下面美国“原子弹之父”-奥本海默的师弟。

28、《Quantum Theory量子理论》, 作者David Joseph Bohm戴维·玻姆是美国“原子弹之父”-奥本海默Julius Oppenheimer的博士。

29、《Modern Quantum Mechanics现代量子力学》,Jun John SakuraiSan Fu Tuan1986.

30、《Introduction to Quantum Mechanics量子力学引论, David GriffithsEdward G. Harris1994.

31、《Intermediate quantum mechanics 中级量子力学》,作者Hans A. Bethe汉斯·贝特是1967年诺贝尔物理奖得主-Arnold Sommerfeld的博士

32、《Quantum Mechanics量子力学》,作者Eugen Merzbacher是下面Julian Schwinger朱利安·施温格的博士、并他的师弟Daniel J. Kleitman是海南琼州大学给出简单解决其极值集合论问题的宗师

33、《Quantum Mechanics量子力学》,Julian Schwinger朱利安·施温格的最近Berthold-Georg Englert编辑出版

34《量子力学》,作者张绍进是很有名的美女历史作家张纯如的父亲,Shau-Jin Chang张绍进教授的导师是前面诺贝尔物理奖得主Julian Schwinger朱利安·施温格(张绍进教授还写Introduction to Quantum Field Theory量子场论导论》或见这里

35《量子场论Quantum field theory》,作者Lowell S. Brown并他的博士导师也是前面诺贝尔物理奖得主Julian Schwinger朱利安·施温格

36《量子场论导论》作者是Michael E. Peskin见他的系列讲座视频Daniel V. SchroederMichael E. Peskin的博士导师是诺贝尔物理奖得主Kenneth G. Wilson尼斯·威尔逊

37Lectures on Quantum Field Theory量子场论讲义》,作者是1998年菲尔兹奖得主(导师是John H. Conway约翰·康威

38、《Renormalized Products of Quantum Fields量子场的重整化积》作者是Irving E. Segal和其博John C. Baez等合写(Irving E. Sega的博士Bertram Kostant(伯特·科斯坦特)的博士James Harris Simons(詹姆·哈里斯·西蒙斯)就是世界最伟大的对冲基金经理之一。全球收入最高的对冲基金经理;并不仅Irving E. Sega这博士Bertram Kostant(伯特·科斯坦特)入选《当代大数学家画传》、他的另一博士Edward Nelson(爱德·尼尔森)也入选《当代大数学家画传》、他更有另一博士Isadore Singer(艾沙道·辛格)获得数学奖金最高的第二届阿贝尔奖

39《量子场论的数学概况》,作者Kurt O. Friedrichs是柯朗的博士; 39、《量子理论》,波尔金霍恩39、《量子化学和量子物理题解》,C.S.约翰逊 L.G.皮迪生,198439、《量子场论导引》,H·H.波戈留波夫 Д·B.希尔科夫;

39、《量子力学》卷III,曾谨言  1990  《量子力学导论》,曾谨言;  39、《量子力学》,周世勋,1961  39、《高等量子力学》,杨泽森,北京大学出版社1991  39、《量子化学》,唐敖庆,1982  39、《量子化学》,徐光宪,黎乐民,1980  39、《量子化学基础》,刘若庄等,1985  39、《场的量子理论》,胡宁 1964  39、《量子场论》,朱洪元,1960  39、《微波量子物理学》,任之恭1980  39、《量子论与原子结构》,吴大猷,1983  39、《费曼物理学讲义》第三卷,费曼等,1989  39、《物理学与偏微分方程》,下册,李大潜,秦铁虎;   39、《量子物理学》,清华大学史斌星,1992  39、《量子化学从头计算方法》, 清华大学廖沐真,1984  39、《量子化学基础及其应用》,金松寿,1980  39、《高等量子力学》,杨泽森,北京大学出版社1991  39、《量子力学》, 张永德  39、《量子力学》,苏汝铿;

39、《You are wrong, Mr. Einstein !你错,爱因斯坦先生!- Harald Fritzsch 哈拉尔德·弗里奇1979年诺贝尔奖获得者Sheldon Lee Glashow为之作序说这书“讨论的话题包括:量子概念、量子规则、量子力学、以及与爱因斯坦的相对论相互结合的相对论量子场论”--就把这书列在此,其后由邢志忠、邢紫烟翻译这书。

 

再附比上面量子力学和量子化学更迟发展成熟的量子光学书籍-80年代以前的书多是合编集成的编书如此下面的特别是中文书都是我国最先一批撰著的:

[1]海南琼大解决他和数学最传奇的数学大师Erdös提出的最有趣问题的Daniel Kleitman的当选英国皇家学会院士的师弟Daniel Walls和他的已是英国皇家学会院士的博士生Gerard J. Milburn合撰的Quantum Optics量子光学》(这数学天才Daniel Kleitman的师弟Daniel Walls在《自然》杂志发表许多论文如1979年的“Evidence for the quantum nature of light”、1983年的“Squeezed states of light”,等等,并海南琼州大学解决他提出的最有趣问题的数学天才Daniel Kleitman和这师弟Daniel Walls的导师Roy Glauber被誉为量子光学之父);

[2]、中国量子光学和量子信息开创者、先行者与奠基人郭光灿院士1990年由高等教育出版社出版的《量子光学》;

[3]、在促成海南琼大是他统帅的大学校史“唯一”的中国大学第一校长主办的《量子电子学报》杂志发表第一篇论文的在北京大学本科还没毕业的1951年就已在《中国科学》独立发表论文的谭维翰教授在科学出版社出版的《非线性与量子光学》。

[4]量子光学创始人Leonard MandelEmil Wolf最近1995年合撰的《Optical Coherence and Quantum Optics光学相干与量子光学》(数学大师哈代的复变函数博士E. Hubert Linfoot的博士Emil Wolf更是和量子力学奠基人之一1954年诺贝尔奖得主Max Born合撰上面世界名著Principles of Optics光学原理》);

[5]Peter L. Knight和他的导师Les Allen合撰的Concepts of Quantum Optics量子光学概念》

最后附这三领域中更主要衍生演化于量子光学的量子信息书籍(这是量子信息的革命性进展已被公认是第二次量子革命、开启信息革命新时代、是新科技革命:,其主要内容是这里的量子计算、量子通信

[6]、《费曼处理器:量子计算机简介》,Gerard James Milburn郭光灿译(我国量子信息奠基人多数都指他)

[7]、《量子计算》, John Gribbin

[8]、《量子信息》(英文版),Gernot AlberThomas Beth、还有Michał HorodeckiPaweł Horodecki两兄弟和他们的父亲Ryszard HorodeckiBeth的学生Martin RöttelerHarald WeinfurterReinhard Werner潘建伟的导师Anton Zeilinger合写上面支持张天蓉批评潘建伟的刘全慧说:至2012年止发表中国包括潘建伟的拥有知识产权论文仅七篇Reviews of Modern Physics是物理类最高水平评论杂志--2009年也发表前面父子加上Karol Horodecki估计也是子近百页的量子纠缠”文章并已被引用13百多次,刘全慧说的潘建伟等发表在这RMP多光子纠缠和干涉度量学被引用才3百多次--潘建伟等人获得2015年度国家自然科学一等奖的项目名称也是“多光子纠缠和干涉度量学这里不是出于比较高低,而是说明前面的父子论文值得好好读,人家父子4都仅在波兰的Gdansk University工作(即1970年由2高中组建而成的格但斯克大学,这论文引用他们的第1作者论文60-潘建伟的2--当然会存在重引自-但一般不会排斥引他,至于该校的唐纳德·图斯克的成功是因读书时就参加反对共产党统治并是读历史-那好差大学并不是主要关键是敢说敢干),人家的经费更远不及你潘建伟所以你最好多些忽悠国际上-少些在国内整天忽悠诺贝尔奖特别是大忽悠--不是反对用钱-但适当的钱才更珍惜而更为拚命-无度挥霍只会使其它学科行业等等等也变得攀比无度挥霍…你看这里我的母校的附属中学的15岁学生若有投资也说≥马云+马化腾-现在留学博士已泛滥成灾骗到有大钱怎么做也不会差到哪且忽悠起来真假也没有贪官僚来断定

[9]、《量子纠缠》, Brian Clegg                                                                                                                              

[10]、《量子计算和量子信息》,Michael NielsenIsaac Chuang赵千川

[11]、《量子计算与量子信息原理》,Giuliano BenentiGiulio CasatiGiuliano Strini

[12]、《爱因斯坦的幽灵:量子纠缠之谜》,郭光灿,高山

[13]、《量子通信、量子密码的背后原理---跨越时空的骰子》,Nicolas Gisin    

[14]、《量子通信和量子计算》,李承祖

[15]、《量子通信基础》,杨伯君

[16]、《抗量子计算密码》,D. J. Bernstein 

爱因斯坦-玻尔争论都已被公认为自然辩证法名词,它就是爱因斯坦和玻尔之间关于量子力学的一系列著名的争论。他们之间的争论也因为对于物理学的重要性而被载入史册-并其中见1927第五次索尔维会议(这次与会的29 人中有17人获得了诺贝尔物理学奖)和1930第六次索尔维会议他俩已进行激烈的交锋,但自这2次会议爱因斯坦都被波尔的解释回驳之后,爱因斯坦不得不有所退让,承认了玻尔对量子力学的解释不存在逻辑上的缺陷,并认为“量子论也许是自洽的”,“但却至少是不完备的”,如此不久后接着有下面他们两人在1935公开在Phys. Rev.杂志发表的论文交锋(当然,其后,他俩还如,玻尔于1948正式发表了他的反驳,):

Albert EinsteinBoris PodolskyNathan Rosen1935年发表的论文Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete? Phys. Rev. 47(1935), 777-78015 May 1935出版,被称为“EPR悖论或谓EPR佯谬”,并“EPR悖论也激发了量子力学新理论、新学派的形成和发展”)

N. Bohr的文集II - Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete? ”,原文出处Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete? Phys. Rev. 48 (1935) 696–70215 October 1935出版)。

 

还有一个做量子物理的校长-清华大学2副校长薛其坤院士(而崔永元竟说研究量子物理的中国最大权威之一薛其坤院士是研究做梦的并有16页的评论。一个乱七八糟的唯心的媒体人说一个唯物的做科研的,他以为拱抬自己,但你不知在当今中国就是如此吗,这在中国不是不妨碍自己什么,而是你看那些官僚等都是反而靠拍马屁话大话空话神话恭维话才能混得好的,你不需要请这清华大学副校长的学生们有免疫力防恶心力,就是开始不适应的学生慢慢就适应并也不知不觉就走上此路。其实,薛其坤当清华大学校长这么多年后已着谱许多了,他靠成果出名的一个原因虽主要在于他的学科变热,但更离不开有经费骗到那么多学生-必竟这么多人只要做总会做出些科研的。这使他身在雾霾中的北京和骗抢夺空气中仍发出不仅空气新鲜,而且还是非常温暖的、健康的。也别以你是谁,搅那些爱忽悠的乱跟你忽悠悠的都长期占居着中央电视台特权的崔永元也敢工作环境还不如雾霾空气。可能某些顾及自己凭清廉出成果铸成就的人会感知恶心,但如此象崔永元一样五毒历炼已久的他已抱定贪霸官僚骗抢夺的立场,你就不要怀着梦想指望而问薛其坤院士 您是不是有点不靠谱?        (现今,我国量子力学院士的工作除了上面潘建伟的量子计算特别是基于量子纠缠效应的量子隐形传态或再借助经典信道的量子态隐形传输等等量子通信方面的工作、薛其坤的拓扑量子特别是量子反常霍尔效应、郭光灿的量子光学量子密码量子计算外,还有赵光达院士在量子场论特别是量子色动力学李树深院士在固态量子信息如半导体量子点、向涛院士在量子相变以及拓扑量子计算、孙昌璞院士在量子测量为主的的量子信息杜江峰院士在量子博弈等的量子信息、朱邦芬院士在低维量子结构与半导体量子阱、邝宇平院士在粒子理论和量子场论、谢心澄院士在量子霍尔效应与低维量子体系、陶瑞宝院士在量子自旋系统与量子态的调控、邢定钰院士在固体微结构的量子效应与调控、王广厚院士的低维量子体系高鸿钧院士在纳米量子结构、张肇西和吴岳良院士在量子场论、吴培亨院士的研究内容写量子计算机、祝世宁院士在光子纠缠和量子信息等等)。至于中国当今最火的科学家-中国科技大学副校长潘建伟,北京大学物理学院王国文教授的《扫谎打非:敦促潘建伟院士走出迷途》中说“潘建伟学术工作的评价概括为:依据的理论--荒谬绝伦,实验的路线--胡作非为,所谓的结论--肆意编造,所做的验证--虚伪假冒,所称的应用--画饼充饥”(当你知潘建伟的大名-你可能会认为这扫谎打非是一派胡言,可当你也知王国文教授在此文中说自己跟量子打交道已有一甲子- 也就是他在中国最权威的物理系研究量子力学已有60,又该做何感想?在期刊网见王国文单在国内权威杂志发表与量子力学相关的论文就有50篇,所以应算得权威了)(这里有中科大潘建伟校长对北大王国文教授批评的回应。此外,文革后首批留美博士-1985年获得美国德州大学奥斯汀分校量子理论博士的张天蓉教授也在这里第34楼评论说:中科大前校长朱清时和潘建伟院士不要乱发表对量子力学的错误言论,本博文作者湖南大学刘全慧院长也是量子力学权威并表示“支持张天蓉”(在维基网也见张的导师只写包括张天蓉的2个学生,此导师的导师正是量子力学宗师之一的1929年诺贝尔奖获得者路易·维克多·德布罗意--如在量子力学许多教科书第一章都把普克朗-爱因斯坦的光量子论、波尔的量子论、德布罗意的物质波优先介绍)。我国如此热闹或还得因于“中国人傻钱多”如2015中国用于基础科学研究的资金达到1010亿美元,一部分就用于量子物理领域如单单一个潘建伟的量子卫星已是中国耗资上百亿美元项目的主体2015美国政府每年用于量子研究的经费仅为2亿美元,就如美国发射的轰动世界意义重大的猎鹰火箭的成本仅为9千万美元…本来不论什么-只要该做并花的是这值就会没多错)(在北大王国文的上面文章发表几年后的最近2016816日潘建伟又有量子卫星成功发射。但在轰动国内外的同时,对量子通信的质疑也掀起了新的高潮,有人认为它其实只是摆设,有人认为原理不通,还有人认为这完全是个骗局等等)