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初学者如何有效地学习量子物理学

时间:2020-04-18 08:30:00  阅读:240

撰文 | 王向斌 清华大学物理系


       首先,它是一门科学,广泛应用于多个学科。对大多数学习者来说,它将是一个工具,可以应用它解决问题的工具。初学者不妨把它当成一种技术来学。如果你只有半学期或者更少的时间,你的目标应该是对一些简单的量子物理问题会算而不是对基本概念的哲学思考与解释。如同学习游泳一般,如果你只有半学期的时间,你的目标应该是会游并尽可能提高泳技,而不是花时间去思考支持游泳动作技巧的流体力学原理并因此而从未下水。


      具体来说,你要会算物理系统的观测结果(概率)即内积模平方和简单的时间演化问题。要熟练掌握线性叠加原理及使用技巧。

     应避免陷入的一些典型误区:

1. 过度纠结于哲学思考。有可能,别人已经会动手算各类问题了,而你由于纠结于基础,始终不会作任何运算。
2. 花费太多时间去研究玻尔的旧量子论。那只是一个历史过渡,同最终成形的量子力学相比,旧量子论已经没有多少学习的必要了。重要的是科学而不是历史。玻尔旧量子论之前的东西更不必太在意。
3. 虽然许多教材把经典物理学的困境和量子物理学的产生背景作为第一章内容,对这部分内容不应花太多时间。如前所述,目标是科学内容而不是历史。最重要的是物质的波动性:你如何计算物质波的演化和观测结果。你要会算、会算、会算。
4.脱离计算的空洞的“概念思考”。你一定要会算,才能真正深入理解概念。不要过多停留在没有计算的所谓概念思考上,典型的错误动作如长时间托着下巴在空想波函数到底是什么。你真正的目标是:给你波函数你会算各种观测结果(概率),那波函数的概念都在这儿了。不会算,就不可能有真正意义上对概念的深入理解。

      以上只是对初学者的有效学习方法而言,希望对那些为量子力学的哲学概念陷入迷茫困境的初学者有所帮助。

     总结一下:它本身是科学,但是初学者不妨把它当成一种技术来学,尽快直扑最核心的东西:物质波的演化和观测结果,要会算,会算,会算。 


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