生僻詞·量子力學版——這回是真看不明白了

知識 06-15

文章授權轉自風雲之聲

導讀

這首《量子力學生僻詞》是袁老師的朋友——Lewis博士聽了《化學生僻字》之後有感而發所作。至於為什麼叫生僻詞，那當然是因為歌詞裡面其實沒什麼生僻字。「我們量子力學的術語有特別多，不管你多學霸，總有你不認識，人類智慧的精華，一字一句都是知識……」好吧，這回是真看不明白了……

視頻鏈接

嗶哩嗶哩：

https://www.bilibili.com/video/av53551098

完整歌詞

作曲/原唱：陳柯宇

我們量子力學的

術語有特別多

從偏振到坍縮

總有你不認識

人類智慧的精華

一字一句都是知識

薛定諤偷偷學貓叫

德布羅意開始波動

愛因斯坦賭輸了上帝

海森堡邀玻爾散步

光電效應

黑體輻射

巴爾末猜公式

線性光譜

雙縫干涉

量子糾纏

非定域性

對稱破缺

漸近自由

介子衰變

CP破壞

哈密頓量

拉格朗日

夸克禁閉

三種色荷

振子耦合

頻率趨同

自旋統計

內稟磁矩

規範場論

量子泡沫

軌道躍遷

勢壘貫穿

泡利不容

簡併能級

費米曲面

共形反常

我們量子力學的

術語有特別多

不管你多學霸

總有你不認識

人類智慧的精華

一字一句都是知識

現在全世界遇事

不決量子力學

不相信的就看看貝爾不等式

聰明的人會發現

上帝ta真的擲骰子

疊加狀態

隧穿效應

超距作用

角量子數

楊米爾斯

質量缺口

正反湮滅

蘭姆位移

標準模型

Z玻色子

戴森級數

霍金輻射

費曼圈圖

攝動理論

重整化群

路徑積分

並行計算

多重比特

真空期望

易辛模型

精細結構

奇異粒子

拓撲相變

弱同位旋

我們量子力學的

術語有特別多

不可思議的事

顛覆你的認知

人類智慧的精華

一字一句都是知識

現在全世界各地

到處崇尚科學

讀書的孩子驕傲地把頭抬起

我們中國墨子號

精確接受光子信號

東方玄學自測不準原理

青春的故事沒有不自量力

作者自述

大家好我是Lewis博士，一個還沒出版的科幻作者。這首《量子力學生僻詞》是我聽《化學生僻字》（化學生僻字 | 科技袁人）有感而發所作，因為我覺得原曲《生僻字》里的那一長串四字排比確實很適合用來羅列術語。至於為什麼叫生僻詞，那當然是因為歌詞裡面其實沒什麼生僻字。

首先為什麼是量子力學？

量子力學是現代材料科學的基石，在我還未出版的《智者》系列小說中也多次提到和論及該理論。當然這並不是什麼新鮮事，已經有很多各種各樣的作品以量子力學作為素材，並且將會越來越多，這種趨勢是不可避免的。量子力學已經在現代科技中佔據了重要的位置，未來也將繼續發揮它無窮的潛力。

舉一個最近比較火的例子––––晶元。晶元的製造實際上就是微觀世界的結構設計，這需要晶格理論，能帶理論，比如黃昆的晶格動力學和半導體物理就是這方面的重要基礎，而這些內容實際上都是以量子物理為奠基發展起來的，畢竟量子物理是微觀世界最為基本的自然規律。

大家可能知道薛定諤的波動方程，所謂能帶理論其實就是計算多個粒子的波函數的疊加。也就是說，晶元的設計實際上是在設計微觀世界的波函數，這些函數的計算是極其複雜的，需要熟練掌握關於偏微分方程的數學技術，所以華為的總裁任正非才會說數學家很重要。

再比如說，歷史上著名的關於光譜強度的精細結構問題就可以由泡利發展的波動力學中偏微分方程的特徵函數來計算和解釋，更深入的計算就需要用到量子電動力學，也就是QED。可以說，量子計算的本質就是計算波函數。

在寫詞的準備階段，我專門去看了一遍網上田光善老師的量子力學視頻教程。海森堡和玻爾散步的故事其實就是我在田老師的課程里聽到的。

比較巧的是我剛錄完這首歌就在北大碰到了田老師，不過他並不認識我，因為我其實是數學系的。

我看到網上有些評論說量子力學並沒有推翻經典力學，事實上，田光善老師在課程的開頭就講過：量子力學是一個比愛因斯坦相對論更奇葩的怪胎。從確定性走向不確定性，從精確預測走向概率分布，這是在關於自然的哲學原理層面上的顛覆，如此都不能算是推翻嗎？這種變化完全可以用翻天覆地來形容，愛因斯坦所謂的上帝不擲骰子恰恰就是對哥本哈根學派離經叛道之理的接受不能。

下面對歌詞里的部分內容作一個說明：

提到拉格朗日是因為狄拉克發明的矩陣力學是對拉格朗日分析力學的繼承；

夸克禁閉是因為夸克有三色，只有當總色為白色時粒子才穩定，所以夸克無法單獨存在，這就是夸克禁閉；

漸近自由指的是強力在距離越近的條件下越弱的現象，這意味著如果兩個粒子距離越近反而越「自由」；

介子衰變這句我想指的其實是K介子衰變，因為楊振寧和李政道發現宇稱不守恆的最初始源就是K介子在兩種鏡像下有不同的衰變行為。當時科學家們認為這兩種衰變是由不同的粒子產生的，但楊振寧和李政道斷言它們其實是同一種粒子，並大膽地提出了宇稱不守恆；

內秉性質指的是在微觀世界中的概念比如角動量其實並不是由經典物理那樣的旋轉引起的，而是某種可以用角量子描述的內秉屬性；

戴森級數在計算重整化時會遇到；

楊米爾斯理論太困難了，它甚至促進了數學家在四維拓撲方向上的發展，楊米爾斯理論的質量問題數學上還未解決；

路徑積分由費曼提出，他考慮的是兩點之間所有的可能路徑並進行積分；

真空期望在這裡指的是希格斯機制的真空期望值。

音樂是我最重要的業餘愛好，在我的小說里也有很多對音樂的描寫，比較有意思的是我在去年描了一段mix，然後就出了張藝興的那個節目《即刻電音》。

當然這只是一個巧合，我在今年年初的時候給某平台遞過一個策劃，因為他們在賀歲檔的表現奇差，可以說是血本無歸，然後就有了《我是唱作人》和《樂隊的夏天》這兩款綜藝。雖然他們並沒有給我署名，還把我直播數學奧林匹克國家隊選拔的企劃給否了，不過提倡原創音樂畢竟是一件好事，所以也就無所謂了。