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量子理論和一百多年前一樣難以理解,為什麼?

量子理論想必大家都有所耳聞,最早可以追溯到1900年,德國教授普朗克提出來的,但是關於量子理論背後的研究應該還要早點,但是距今一百多年過去了,似乎與當時的量子粒子力學誕生時更難研究和理解。

為什麼?因為今天理解量子理論比一百多年前要困難得多。因為量子力學領域在這一百多年來變得更加深入。

因此,量子物理學比以往任何時候都要難。不僅要研究粒子物理是如此困難,連基礎物理都是困難的。

早在那個時代,量子物理學就是量子粒子力學,分別由施羅丁格波動方程和狄拉克方程描述的非相對論和相對論理論。為了計算結晶固體的能帶結構,我們使用了被稱為Hartree-Fock方程的Schroedinger方程的許多粒子擴展。

自那時以來,量子物理的前沿已經走得很遠。 20世紀40年代,它包括量子場論(QFT),它也有兩種口味 - 非相對論和相對論。與量子粒子力學不同,QFT在概念和數學上難於理解。

QFT需要重新歸一化以產生有限的答案。如果量子場相互作用(包括量子漲落),QFT不會產生無量級。一旦重新正規化,例如通過費曼圖表,它會以驚人的準確度生成解決方案。事實上,一種被稱為量子電動力學(QED)的QFT產生了13個有效數字的解決方案。

諸如QED的QFT由攜帶庫侖電荷的量子場組成。這個量子場在其量子基態之上的激發產生了2種帶電的基本粒子 - 電子和正電子。

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所以與一百多年前的量子粒子力學相比,很容易看出今天有人開始研究量子理論的難度。

但它絕對是值得的。量子理論是人類發現的重要理論,它實際上在微觀層面上起作用,它以驚人的精確度工作,沒有任何例外。

直到今天,毫不誇張地說,所有的量子理論代表了自然的語言。學習這門語言是智力成就非常高的一個標誌。

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