917c12ff-d6a2-47ca-9631-82ca397fa757.gif
    物理理論最低基礎

    第一講:經典物理的本性
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/116161
    第2講:運動
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/120938
    第3講:動力學
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/130538
    第4講:質點系
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/135428
    第5講:能量
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/144337
    第6講:最小作用量原理
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/146951
    第7講:對稱性與守恆定律
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/152007
    第8講:哈密頓力學和時間平移不變性
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/157671
    第9講:相空間流體和吉布斯-劉維爾定理
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/166454
    第10講:泊松括弧,角動量和對稱性
    https://www.zybuluo.com/joyphys/note/183383

    FB_IMG_1585357755349.jpg
    FB_IMG_1585357741654.jpg

    波姆力學,即德布羅意-玻姆理論,其實就是導航波理論

    波姆力學出現於美國物理學家波姆(David Bohm)於1951年發表的一篇論文。波姆當時是普林斯頓大學的助理教授,有機會和在普林斯頓高等研究院擔任教授的愛因斯坦討論量子力學的種種,所以他特別在這篇論文結尾,為了「數次有趣與有啟發性的討論」而感謝愛因斯坦。雖然波姆和愛因斯坦一樣,非常不認同波耳對於量子力學的詮釋,是當時愛因斯坦難得的戰友,但是愛因斯坦卻未高度贊許波姆力學,其原因我待會再說明。

    波姆是歐本海默的學生,因為同情共產主義,在麥卡錫白色恐怖時期和歐本海默一樣遭人排斥,即使獲愛因斯坦力挺,也無法繼續在普林斯頓大學任教,最後靠朋友相助,才得以在巴西覓得教職。他後來失去美國國籍,很長一段時間不能回到美國。除了波姆力學,波姆於物理學還有多項貢獻,最著名的是與學生艾隆諾夫於1959年發表的「AB效應」(參見2015年11月號「形上集」專欄〈磁單極與AB效應(二)〉)。和波姆年齡相近的費曼曾宣稱,波姆是他見過最聰明的人。

    在波姆力學中,微觀質點例如電子在任一時刻都有明確的位置,因此我們可以談論其運動軌跡(世界線),也就不必質疑電子到底是否時時刻刻存在。但是正規量子力學不正是告訴我們,有軌跡的粒子無法呈現量子現象嗎?例如,在知名的電子雙狹縫實驗中,明暗間隔的干涉條紋不就告訴我們,電子不可能像古典質點那般具有軌跡嗎?波姆用以下的辦法來處理這個難題:假設電子的運動是由某個波來引導,這個波稱為「領波」(pilot wave,或稱「導航波」);電子雖然只能從兩狹縫之一穿過,但是領波能同時通過兩狹縫,所以會展現干涉現象。領波較強之處,電子會被吸引過去;領波消失之處,電子也會避開。波姆從薛丁格方程式推導出領波與電子所應該遵循的方程式,證明了在他的理論中,電子出現於任何地方的頻率(機率)和量子力學的結果一致。

    波姆力學所談論的軌跡是觀測不到的,如果我們設法去觀測,則領波就會受到影響,原本的量子(干涉)現象就跟著消失。也就是說,波姆力學與量子力學的區別是:量子力學認定軌跡沒有意義,而波姆力學認為電子有(觀察不到的)軌跡。

    玻姆力學是量子力學的一種解釋 :

    首先第一點,玻姆力學並不依賴於波函數的塌縮,這一點使得當時主流的物理學家非常反感。 雖然薛定諤方程本身並沒有允許波函數塌縮,但當時主流學派花了很多努力在建立波函數塌縮的解釋上,所有與之不相符的理論都不受到歡迎。

    第二點,玻姆力學具有非定域性。 即使後來實驗上已經證明貝爾不等式不成立,暗示著非定域性完全可以是這個世界的本質。 但不公平的是,當時很多物理學家難以接受非定域性,使得非定域性反而給玻姆力學招來了反對的聲音。

    第三點,當時極大多數的物理學家都同意隱變量理論是不成立的。 然而貝爾不等式不成立所給出的結論是,決定性的定域隱變量理論是不成立的。 玻姆力學確實具有決定性,也確實是個隱變量理論,但第二點中已經提到它並不是個定域理論,所以本質上並不違背貝爾不等式的實驗結論。 但大家很大程度上只是把玻姆力學和很多其他定域的隱變量理論歸為一類,被一併排除了。

    第四點,很多物理學家表示,玻姆力學相比於那些主流解釋並沒有給出任何對實驗現像不同的預測,其主要區別只是在於哲學解釋層面。 於是先入為主,玻姆力學吃虧就吃虧在沒有比其它那些流行的解釋更早誕生。
    其實美國理論物理學家James Cushing曾經評論說,玻姆力學沒有收到重視,更多是因為政治原因、實證主義以及偏見等等,而不是物理因素。

    FB_IMG_1597025428145.jpgFB_IMG_1597025421300.jpgFB_IMG_1597025413339.jpgFB_IMG_1597025405343.jpgFB_IMG_1597025398074.jpgFB_IMG_1597025391933.jpgFB_IMG_1597025384785.jpgFB_IMG_1597025378508.jpgFB_IMG_1597025370016.jpgFB_IMG_1597025358770.jpgFB_IMG_1597025352913.jpgFB_IMG_1597025342200.jpg
    FB_IMG_5076568328978349160.jpg