一百年前,当海森堡、薛定谔和其他人创造了量子力学以后,物理学的研究者就对这个理论充满了困惑。这个理论给了我们一个解释微观世界的严格的数学理论,而且我们发现的确是正确的,可以很好的解释各种实验,但是这个理论没有告诉我们它说的究竟是什么。
对于利用量子力学来进行科学研究,这样的理解不能说没有用,但是也不是完全必须的。虽然我们不理解量子力学描述了一个什么样的世界,但是研究者可以做实验,然后用量子力学的理论解释这些实验,并且开发新的技术,这看起来就已经足够了。
量子力学是科学研究的典范,它告诉了我们,科学是什么样子的,科学需要什么,不需要什么。斯特雷文斯在他最近的《知识机器:非理性如何造就近现代科学》中,也谈到了这一点,他说关于这个世界的一些根本性的想法对于科学的发展并不是必要的,重要的是研究者彼此达成一致的那些规则,比如用理论解释实验,努力解释实验上的微小差距。
在这个一系列的博文中,我来谈一谈,在做具体研究的时候,我们该如何理解量子力学,这可能是非常必要的。在过去的二十年,物理学研究的方向,正在发生巨大的转变。从以前的粒子物理学、核物理学和天体物理学,开始转向强关联系统、复杂系统、量子技术和对于生命的理解。
在这样的一个转向中,更好的理解量子力学,是非常必要的。在这个一系列的博文中,我对于如何理解量子力学做了讨论。我希望,这对于那些刚刚进入大学物理专业,或者是开始做物理学相关研究的学生是有帮助的。
由于具有我个人鲜明的特征,所以当涉及到本体论取向的讨论的时候,可能会出现有争议的地方,这是必然的。量子力学中,我们所确定的,是它对于实验的解释能力,而不是确定这个世界究竟是什么样子的。所以当下的量子力学课程,基本上是对于数学体系和具体应用的阐述。
但是如果不是立足在某种理解的基础上,那么对于学生来说,是一件危险的事情,是难以理解的。所以,这个理解的基础,可以把它看成是一个支架,当一个学生已经能够清楚地运用量子力学的数学框架后,就可以把它抛弃掉。
在量子力学的课程,当谈到如何理解的时候,往往指向某种量子力学的诠释,在这里不是这样意思,而是在学习和研究中,如何更好的理解和运用量子力学。
我在这几年,教大四学生一门量子力学的课程,但是主要是面向考研的。在这个课程的基础上,在这个系列的博文中,我更加偏向对于量子力学的理解,以及如何运用这些量子力学的想法。

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