量子力学推翻了所有科学理论了吗?

实际上,这个想法并不准确。量子力学确实有它的独特性,但是它并没有推翻任何理论;并且,并不是只有量子力学具有“不确定性”的特点,实际上,整个20世纪的科学都围绕着“不确定性”展开讨论的。所以,我们可以从三个维度来思考着这个问题:

量子力学在物理学领域中处于什么位置?量子力学颠覆的是什么?还有什么理论和量子力学有相同的特质?我们来一个个解释:

量子力学兼容了牛顿力学而不是推翻

我们都知道,现代科学起源于哥白尼,伽利略,牛顿时代。真正奠定了现代科学基调的是牛顿,而牛顿的理论其实很好地解释了宏观低速下的物理现象,不仅准确,还能预测。科学家就拿牛顿的理论仅仅依靠纸和笔就预言了“海王星”的位置。

而量子力学和相对论是牛顿理论之后出现的理论,他们是不可能颠覆牛顿理论的,原因也很简单,总不能我们自己把物理现象给测错了对吧?所以,其实一个理论能不能名垂千古,全看它是不是够准。牛顿力学就够准,于是,至今中小学生甚至大学生依旧还要好好学习牛顿力学。

那些理论到底能要做啥呢?首先,就是继承牛顿力学在宏观低速下的准确性,不仅要继承还要更加准确,这种继承你也可以理解成兼容。也就是说,牛顿力学应该是新理论在宏观低速下的近似解。而量子力学和相对论之所以能够成功,其实就是做到了这一点。并且还得使用范围更加大,量子力学的适用范围不仅涵盖了宏观低速,还涵盖了微观世界。相对论不仅涵盖了宏观低速,还涵盖了大尺度(速度快,引力大)。

所以,这三个理论成为了物理学的三大基石理论,除了引力理论之外,三者其实是可以有机地结合到一起。比如:量子力学和相对论结合就有了量子场论。

所以,不要觉得新理论会摧毁或者推翻旧理论,这样的想法只有不了解科学发展或者不了解科学理论之间的关系的民科才会提。

量子力学颠覆的是什么?

那量子力学和牛顿力学,或者说经典物理学有没有什么不同?

答案其实是有,这种不同实际上是世界观上的不同。经典物理学的世界观被我们称为决定论。意思是,存在一个终极的理论可以解释一下,因此都是遵循着因果律的。那量子力学呢?

量子力学其实打破了决定论,量子力学的世界观是不确定性的。提出量子力学理论并且坚信量子力学是正确的科学们认为,世界是充满不确定性的,是不存在因果律的。

举个例子,如果你要测量一个粒子,在经典物理学的框架下,你应该是可以测出粒子的位置和动量的。但量子力学认为这不是可能的,因为你自身的观测就会影响结果,

因此,爱因斯坦作为决定论的信徒,对这样的结果是强烈反对的。所以,他说出了那著名的一句话:

可问题是,量子力学这样的世界观却很符合亚原子级的世界,也就是微观世界的物理学规律。因为不确定性的存在,我们没办法用确定的语言进行描述。我们只能用”概率“来描述。就拿原子核外电子来说,我们只知道某一时刻,这个电子出现在某个位置的概率是多少。

因此,量子力学和经典物理学最大的不同,其实是世界观上的不同,量子力学认为世界是不确定性的,观测会影响到物理现象。而经典物理学认为世界有一个终极的物理定律,是遵循着因果律的。

还有什么理论和量子力学有相同的特质?

不过,实际上”不确定性”并非是量子力学独有的。在整个20世纪,科学家发现了很多不确定性,比如:一个混沌系统,当初始值有点不同,结果就会千差万别。这也就是著名的蝴蝶效应。

除此之外,在信息学领域,香浓认为,信息的本质其实克服不确定性。对于信息的这个定义,也是信息学的一个基础。

除了信息论,还有系统论,控制论,本质上都是研究如何克服不确定性的一门学问,适用的领域稍微有有点不同。而信息论,系统里,控制论还被称为20世纪的三论。

因此,科学家从不同的维度和领域都分别发现了这个世界是不确定性的,并且开始着手如何去对抗不确定性。只是在整个过程中,量子力学是最早发现不确定性的存在。

所以,综上所述,量子力学非但没有推翻旧有的理论,反而是兼容了旧有的理论。而它和旧有理论的不同是世界观的不同,这种世界观认为世界是不确定性的。但这也不是量子力学独有的,其实整个20世纪的科学有大量的对于不确定性的相关研究和发现。