力是由于交换了某种能量包而产生的 能量包就被称为是量子

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administo_833 - 三副 十级

在物质中有力的作用。量子物理学认为，这种力是由于交换了某种能量包而产生的。这种能量包就被称为是量子。建议看看:《超越时空——通过平行宇宙、时间卷曲和第十维的科学之旅》，里面用了很通俗的语言阐述了从欧式几何学的破灭到超弦理论。覆盖了近代高能物理学的内容。本书作者加来道雄为美籍日裔物理学家，纽约市立大学城市学院物理学教授。除本书外，他还著有《超越爱因斯坦》、《量子场论》和《超弦导论》。加来道雄视发现宇宙的美和奥秘为生命的意义，他在本书中写道：“简单，优美，是激发大艺术家创作传世名作的品质，它们同样也是激励科学家探索自然定律的品质。就像一件艺术品或一首动人诗篇一样，方程本身就具有某种美和韵律。”



量子理论



<<量子化>>

量子(quantum)是什麼?有些人时常说量子力学甚麼甚麼,其实甚麼叫量子也不明白.其实量子的概念是把物质整数化(而不是小数化),不存在所谓之连续可分性,诸如有些人认为10cm的一半是5cm,5cm的一半是2.5cm,按道理你可以无限次分下去,但是量子概念告诉我们这样分是有尽的.

我举一个非常显浅的例子,在提款机你可以提100元,200元,300元等等,这些都是100的倍数,你不可以提105元或105.5这些散银,因为提款机只出纸币,而不出硬币,105或105.5对提款机是没有意义的,不是说这个世界没有105元喎!只是提款机不能处理零钱.

量子世界也是这样被量子化(quantization),在上文提款机出钱都是100的倍数,而类似光子波长,我们用4000Å,4001Å....等等,它们都是1Å的倍数,是不是说没有4000.5Å波长的光呢?不是,只不过在量子力学中没有意义,波长只可以量子跃迁(quantum leaps)的方法改变,它必须是某一个基本单位(例如1Å)的整数倍数.

关於这些基本单位,我会逐一介绍:

Planck Constant
普朗克常数 (h)

普朗克常数是由一重要公式E=hf(能量=h个波长)导出,h为一个电磁波的能量与它波长之关系.h是每秒6.626x10-24J,例如4543Å波长的光,每秒就发4543Åh咁多能量.

在很多算式中,h/2p更好用,代号为叫做h上面加一画,读h-cross.h-cross也被叫做普朗克常数,其实有没有2p不太重要,因为它们差别不大.

Planck Length
普朗克长度

引力虽作用无限远,但在极短距离下(普朗克长度)反而失效,普朗克长度大约是10-33cm.它是最短之长度.

Planck Time
普朗克时间

光要走过普朗克长度所需之时间,为10-43秒.是最少之时间单位,任何更少之时间都是无意义.所以宇宙就是在大爆炸后10-43秒才有意义.

题外话,不是叫普朗克就一定是最少单位,如:

Planck Mass
普朗克质量

一个波长为一个普朗克长度之假想粒子应有之质量,大约是10-5g,为质子质量之1019倍,普朗克质量不是最少之质量单位.

Planck Energy
普朗克能量

要制造一个拥有普朗克质量之粒子所需之能量(E=mc2),大约是1019GeV.

Planck Temperature
普朗克温度

普朗克能量相对应有之温度,为1032K.

Planck Density
普朗克密度

一个长度为普朗克长度,质量为普朗克质量之假想粒子之应有密度.为1094g/cm3,比原子核密度高1060倍!此假想粒子之密度高得只可存在於大爆炸.



<<第二量子化>>

量子化亦被引入场(field),有些人叫它为第二量子化(second qunatization),例如引力不再是一个影响范围,这种‘范围‘之观念未被太不科学...量子化告诉我们引力是由一些叫做引力子的粒子所传递,它们是一些虚粒子,当它们在传力时我们不可看到它们之存在,例如你就不会看见两块磁石靠近时有光子在中间走过(那会把你吓呆!),然而当它们有足够能量时,就会诞生成为真实粒子,它们就不再传力,例如我们日常看见之光子就不是在传力.

在场中的粒子交换通常是用费因曼图表(Feynman Diagram)来标示,不要看它只是输入输