普朗克推导量子的过程居然是错误的?一块烧红的铁为什么让物理学走到了尽头?量子力学诞生的惊天秘密【小学生也能看懂的量子力学第1集】
合集 · 最新一集:量子纠缠,贝尔不等式——量子力学的世纪之争,观测之前,世界是客观实在吗? (9)
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为什么太阳下的金属球不会无限升温?这个日常现象背后,竟隐藏着颠覆经典物理学的"紫外灾难"。本视频将带你回到1900年,用小学生就能懂的数学,配合最直观的物理直觉,一步步揭开量子力学的诞生之谜。 我们不仅会用"绳子震动"的生动演示,让你秒懂驻波如何导致紫外灾难;用"班级发钱"的比喻,理解为什么高频辐射能量更少;更会用"分糖果"的游戏规则,搞懂玻尔兹曼熵的微观本质。从物理直觉层面,让你真正理解:为什么高频光子的"面值"更大,导致它们更难被激发出来?为什么能量量子化就像"班主任只收大面值钞票",让高频辐射自动被抑制? 这可能是全网唯一用"数学+直觉"双管齐下讲透量子化本质的科普视频。你将亲眼看到,普朗克如何在黑体辐射公式的分母上加上"减1",就解决了困扰物理学界多年的紫外灾难,并了解普朗克推导过程中不为人知的重大失误。我们不仅还原了普朗克6年纠结的真实历史,更让你从底层原理上理解:为什么能量必须量子化?为什么这是拯救物理学的唯一答案? 跟随我们,用最直观的方式,看懂量子力学的起点。这趟旅程不需要高等数学基础,只需要一颗好奇的心。
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普朗克的伟大在于他做出的每一项物理学突破都与他本人的物理观,物理学图景相违背,但是当客观事实与个人的信念相冲突时,他选择尊重客观事实,并且继续研究下去,即使他知道他在物理学上取得的每一项进步,对于他个人的信仰来说,都是他个人的失败。有一种明知自己是旧世界的遗老,但是愿意剖开自己为新世界铺路的悲壮感。
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其实通俗来说,量子的思想就是,所有的东西都不能无限细分,都是不连续的,都是存在一个最小单位的,而别的全都是这个最小单位的整数倍。对于生活在物质世界的我们来说,我觉得这才是最符合直觉的假设,因为现实中怎么可能存在“无限”?只有理论中才有,但是为什么之前的科学先贤们没有人提出,甚至假设过所有的东西都是不连续的呢? 是不方便计算吗?没法微分求导?
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这是我这个月以来最伟大的一天,最喜欢的,个人认为最优秀的科普up开通了充电,也就意味着她以后有更多的动力更新视频,我以后能看到很多很多高质量科普,视频质量还是一如既往的高,棒!!
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我提一个建议。实际上把刨除了自旋、光子辐射这些涉及相对论的部分后,将量子力学称为“量子力学”是不合时宜的。因为我们对于非相对论量子力学有着更为简洁、自然的视角。 这个视角类似于德布罗意和薛定谔的视角。具体就是,承认世间万物都是某种波构成的,我们所观察到的粒子是这个波的激发(或者说波峰)。 为什么说这个视角更为自然呢?因为我们发现,早期的问题里只有涉及辐射的时候才会出现量子化的问题,甚至去看正经的薛定谔方程的解,你会发现只有特殊的边界条件才会形成分离的能级,自由电子所能达到的能级是连续的。而辐射问题完全基于原子结构,那么可以自然而然的得到一个结论,那就是量子化条件完全来源于原子结构的要求。因为电子的波要绕原子核振动,那么他的频率就要满足一定的条件(周期边界条件),你可以理解为频率绕了一圈后必须要和自己重新对接,不然就形成不了波了。而自由电子是没有边界条件约束的行波,自然能量是连续的。甚至,你对电子的波函数做积分,得到的是电荷,非相对论条件下,波函数也是满足连续性方程的(换句话说他的性质和不可压缩的流体很像) 当然这样理解本身就会有一定的问题,侧面的像多体问题、朗道能级这些能从侧面证否的东西且先不提,“电子就是波”这种理念本身就不可取。因为波函数是复数域的函数,要是波函数就是某种实际波动的流体,那物理世界首先得是复数域上的,而且得波函数和他的复共轭一起做内积才能得到实际的结果。从这个角度看,“电子就是波”这个说法并不严谨。还是那句话,电子既不是粒子又不是波。 所以,非相对论量子力学的内核更偏向于“波动力学”,其主要难以接受的点在于概率诠释。 综上,波粒二象性这种目前看来很不严谨的讨论现在还是量子力学这门课的启蒙性的思想实验,而旧量子论代表的物理量量子化除了科普视频外基本不会有人提,就是因为这条思路在充斥着各种大量假设的同时在索莫菲量子化条件就到头了,没有更多有意思的结论。而其发展过程中所得到的一切结论都可以在薛定谔/海森堡的视角下,用仅有的几条简洁而优美的假设推导出来,所得到的结论也更多、更为深刻。 到目前为止,我推荐的理解视角还是沿着德布罗意-薛定谔这条思路走的,因为这个视角很自然也好懂。而海森堡的非对易条件就太抽象了。同时,我也在极力地回避相对论相关的部分,而这些东西才决定了量子力学为什么叫“量子力学”。 这条太长了,我再单开一条讲讲吧,因为这里面的内容实在太优美了
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频道陪我从学生到工作,总算有能力支持下啦。今晚就靠这个视频了,本月还会有下一期吗?
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之前包年充电怎么还需要另外再买会员呢?,不管了,为了爱这点钱啥也不算[doge]
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为什么量子力学要叫“量子力学”?为什么不是“波动力学”、“概率力学”?关键不在于能量量子化,而在于自旋量子化。只有量子力学牵扯到相对论后,其“量子“的部分才会极为明显。 为什么能量不行,轨道角动量不行,只有自旋角动量的量子化可以说明其”量子性“?关键在于,自旋角动量是内蕴的。原来的方案里,我们总能找到一个自圆其说的角度,让离散的不是物体本身的属性,而是物体间的相互作用是离散的。但是自旋这种内蕴的物理量(说他是内蕴的是因为第一原有的超光速论断,第二自旋磁矩的产生产时间太快且疑似常数)是离散的意味着物理量本身就是离散的。 当然,有趣的部分还没结束。到现在为止才是高等量子力学,就是从理论上证明了自旋是相对论的固有特性,允许了物理状态的量子化。但是相对论量子力学告诉我们,概率流是不守恒的。那么对应的,相互作用的法则也要升级。总的来说,场的作用在数学上可以被近似成谐振子的形式,这就是他的传播子的数学形式。所有物质是场的激发,物质间的作用是粒子的散射。这就是量子场论的范围了。 总之,“量子”这个描述是从相对论相关的领域开始名副其实的。 up主如果有计划介绍高量的部分的话,我非常的建议去看樱井纯的《现代量子力学》的前三章,思想深刻的同时像水银泻地一样自然,同时我保证没有那种多看一眼就昏了头的数学演算,说句实在话,我个人认为这里面用到的数学除了PDE外,完全没有任何能超出中学生能力的部分,关键在于对物理图像的理解上。(当然,习题不算)
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为什么这个视频能有10万播放,但是充电人数却只有2000多?[笑哭]Up值得更多的充电人数
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选题不想看,但是白看那么多期,还是得支持一下up[doge]
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你的视频让普通人向天才的方向前进了一大步。深入浅出,化繁为简... 任何时候,这些跨越阶层或者跨越天赋的内容都对受众有着极大的意义,这不失为一种知识界的共产主义。
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我应该向你支付观看此视频的费用
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为什么一个错误的推导过程,能推出正确的结论,真的是巧合吗?哪位大神给解释一下?
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看你们视频看很久了,支持一下。
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个人认为最优秀的科普up开通了充电!我必须无脑入!
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我以前一直以为量子是为了解释光电效应才诞生的,原来还有这么段历史
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支持一下,给东园小朋友买习题
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公园,有两个小建议,一是充电视频可不可以尽可能硬核一些。二是可不可以开通充电问答,“物理博士为你解答你的迷思”,这样对于那些觉得 养肥再看、有点亏 的观众,会更好接受
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量子力学对于我这个外行来说既神奇又神秘。马斯克马斯克在镜头前说,我们活在真实世界的概率不到十亿分之一。量子纠缠,两个粒子相隔宇宙两端,能瞬间同步,比光速块不知道多少。很期待up能讲多一些量子力学[打call]
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人生中第一次充电给了UP,个人觉得UP讲科学鞭辟入里,还很有趣味,极大的拓宽了我的科学视野,望UP再接再厉,继续加油
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