量子力学是不是说世界是由一格格构成的？

量子力学并非直接说世界是由“一格格”构成的，这个说法有点过于简化，但也触及到了量子世界的某些核心特征，特别是“量子化”的概念。要理解这一点，我们需要深入一些，看看它到底是怎么回事。

首先，我们得明白，我们日常感知到的世界，比如桌子、椅子、光线，似乎是连续的、平滑的。但当我们把这些东西放大到极其微小的尺度——原子、电子、光子这些量子世界的主角时，很多东西就变得非常不一样了。

量子化：能量、动量并非连续的“小块”

“一格格”这个比喻，最接近的其实是量子力学中的“量子化”现象。打个比方，想象一下你家里的灯光亮度。在经典物理学看来，你可以无极调节亮度，从最暗到最亮，中间的亮度是连续变化的。但是，在量子世界里，有些物理量不是这样工作的。

最著名的例子就是能量。当一个电子围绕原子核运动时，它并不像行星绕着太阳那样，可以拥有任意的轨道半径和速度，从而拥有任意的能量。相反，电子只能存在于某些特定的、不连续的能量“台阶”上。它就像一个只能待在楼梯不同台阶上的小人，不能停留在台阶之间的半空中。

当电子从一个高能级“跳”到低能级时，它会放出能量。而这个放出的能量，不是连续的，而是以一份一份的“光子”形式存在的。每一个光子都携带一个特定的、量子化的能量值。就像你不能扔出半个粒子一样，你也不能放出半个量子化的能量。

所以，与其说世界是由“一格格”构成的，不如说世界在某些基本属性上，比如能量、角动量等，是“量子化的”，也就是说，它们只能取一些离散的、不连续的值，就像楼梯的台阶一样，而不是像斜坡那样可以任意停留。

微观粒子的“离散性”与“不确定性”

这“量子化”的特性，不仅仅是能量。很多微观粒子的行为本身也带有这种离散性。比如，电子本身就是一个基本粒子，它不能被分割成更小的“格子”。它的质量、电荷等基本属性是固定的，不可再分的。

但是，这里还有一个更微妙的地方，如果把“一格格”理解成某种实在的、可定位的“点”，那么量子力学又要颠覆这个认知了。

量子力学告诉我们，微观粒子不像我们熟悉的台球那样，总有一个确定的位置和速度。相反，粒子往往以“概率波”的形式存在。这意味着，在观察之前，一个电子可能同时“散布”在空间中的多个位置，你只能说它出现在某个位置的“概率”有多大。

当你试图去“看”它在哪里时，这个概率波会“坍缩”，电子才会“决定”出现在一个特定的位置。这个过程充满了不确定性。海森堡不确定性原理就深刻地揭示了这一点：你越精确地知道一个粒子的位置，就越不确定它的动量（速度），反之亦然。

所以，如果你认为“一格格”指的是某种确定的、独立存在的、我们可以完全把握其属性的点，那么量子力学恰恰是在说，世界在微观层面，不是这么“一格格”的。粒子不是一个个孤立的“点”，它们更像是弥散的、充满概率的“云”，并且它们的属性是互相制约、无法同时精确确定的。

量子场论：更底层的“粒子”

如果我们再往前一步，进入量子场论（Quantum Field Theory）的范畴，情况会变得更加复杂，也可能更接近你“一格格”的某种直觉。

量子场论认为，构成世界的最基本的东西不是粒子，而是“场”。宇宙被各种各样的基本“场”所充满，比如电子场、光子场、夸克场等等。这些场就像一个巨大的、无所不在的“海洋”。

而我们日常观察到的粒子，比如电子、光子，实际上是这些场的“量子激发”或“扰动”，就像海洋表面泛起的涟漪一样。当场发生足够的能量变化时，就会“凝聚”成我们看到的粒子。

从这个角度看，这些“激发”或“扰动”本身，可以被认为是某种“不连续的”事件。它们就像是场上一个个独立的、能量集中的“小包”或“团块”。它们可以被看作是基本“单位”，但它们不是独立的、静止的“格子”，而是场在特定地点和时间发生的“事件”。

这些“激发”的产生和湮灭，也遵循量子化的规则。你需要足够的能量才能让一个场产生一个激发（也就是一个粒子），而且这个激发携带的能量也是量子化的。

总结一下：

所以，与其说量子力学说世界是由“一格格”构成的，不如说：

在某些属性上（如能量、角动量），世界是“量子化”的，即只能取离散的、不连续的值，不是任意可分的。
微观粒子不像经典的点粒子那样有确定的位置和速度，而是以概率波的形式存在，表现出“不确定性”。
在更深入的量子场论里，基本构成似乎是“场”，而粒子是场的“量子化激发”，可以被看作是能量集中的、不连续的“事件”或“单位”，但它们不是独立的、固定位置的“格子”。

你的“一格格”的比喻，触及到了量子化和基本粒子的“不可分割性”这两个概念。但量子世界的离奇之处在于，它打破了我们对“格子”和“粒子”的经典直觉。它不是简单的由固定的“小块”堆砌而成，而是一个充满动态、概率和内在联系的奇妙领域。

网友意见

量子力学是不是说世界是由一格格构成的？

实际上，这句话是部分正确的。量子力学的确说世界是由一格格构成的，不过不是在实空间，而是在相空间。这样的格子被称作 量子相格。

首先，什么是相空间？——在数学与物理学中，相空间是一个用以表示出一系统所有可能状态的空间；系统每个可能的状态都有一相对应的相空间的点。在统计力学中，一般用p坐标（动量）和q坐标（位置）来表述相空间。在经典力学中，体系的每一个状态都对应相空间中的一个点。

但是量子力学与经典力学不一样。微观粒子的运动必须遵守不确定关系——不可能同时具有确定的动量和坐标！

也就是说，量子态在相空间中对应的不再是一个点，而是一个体积元。如果这个量子态的自由度是1，那么其体积就为；如果这个量子态的自由度为r，那么其体积就为

利用这样的性质，我们可以计算一个粒子在相空间某个区域的总微观状态数 W 为

，其中 是该粒子可及区域的相体积。

怎么样，从相空间来看，这个世界就是一格一格的吧？甚至都可以通过计算一共有多少格从而计算出微观状态数。参考文献：平衡态统计力学

类似的话题

• 

  量子力学是不是说世界是由一格格构成的？

  

  量子力学并非直接说世界是由“一格格”构成的，这个说法有点过于简化，但也触及到了量子世界的某些核心特征，特别是“量子化”的概念。要理解这一点，我们需要深入一些，看看它到底是怎么回事。首先，我们得明白，我们日常感知到的世界，比如桌子、椅子、光线，似乎是连续的、平滑的。但当我们把这些东西放大到极其微小的尺.............
• 

  为什么说普朗克是量子力学的开创者？

  

  要说清楚普朗克为何被誉为量子力学的开创者，得把时间拨回到19世纪末那个风云激荡的物理学时代。当时的物理学表面上看已经相当成熟了，牛顿力学和麦克斯韦电磁学如同两座巍峨的山峰，似乎已经囊括了宇宙的运行规律。然而，在一些微观领域的实验现象面前，这些宏伟的理论却露出了它们力不能及的破绽。其中最令人头疼的一个.............
• 

  量子力学是不是力学？

  

  这真是一个有趣的问题，触及了“力学”这个词本身的定义和理解。我们通常所说的“力学”，指的是经典力学，描述的是宏观物体的运动规律。但量子力学，虽然名字里带有“力学”，它的内容和研究对象，以及描述方式，都与经典力学有着本质的区别。我们不妨从几个方面来深入探讨：1. “力学”的根基：力的概念与运动的描述首.............
• 

  有了量子力学是不是就不需要化学理论了？

  

  哈哈，这问题问得可太有意思了！很多刚接触量子力学的人都会有这个疑问：既然量子力学这么厉害，能解释原子里电子是怎么回事，那我们之前学的那一套化学理论，什么元素周期表啊、化学键啊，是不是就成了摆设，可以丢进历史的故纸堆了？简单粗暴地说一句：绝对不是！咱们这么想，量子力学就好比是宇宙运行的底层代码，它描绘.............
• 

  量子力学测不准原理是不是间接地证实了人的自由意志？

  

  我们常说的“测不准原理”，严格来说是量子力学中的“海森堡不确定性原理”。它指出，我们无法同时精确地测量一个微观粒子的某些成对的物理量，比如位置和动量。你测量得越精确，另一个量的测量结果就越不确定，反之亦然。那么，这玩意儿跟自由意志扯上关系了吗？很多人觉得，既然微观世界似乎存在着这种固有的“不确定性”.............
• 

  与量子力学代表的微观物理相比，相对论代表的宏观物理的前沿研究是不是陷入了低潮期？

  

  在讨论相对论和量子力学的前沿研究是否陷入低潮期之前，我们先要厘清一个概念：“宏观物理”和“微观物理”的划分，以及相对论和量子力学各自代表的领域。首先，相对论，尤其是爱因斯坦的广义相对论，主要描述的是引力以及宇宙大尺度结构（如星系、黑洞、宇宙膨胀）的运动规律。它在解释行星轨道、光线在引力场中的弯曲、引.............
• 

  玻璃是固态和液态的量子叠加，意思是说玻璃是哪种状态是相对的，对吗？

  

  你提出的“玻璃是固态和液态的量子叠加”这个说法，其实是对玻璃真实性质的一种非常有趣的、但又不完全准确的理解。它触及了我们对“状态”这个概念以及量子力学的一些基本认知，所以咱们得好好说道说道，把这层迷雾给拨开。首先，咱们得明确一下“固态”和“液态”在我们日常认知里是什么意思。 固态：我们通常理解的.............
• 

  朋友圈微商发的某保健品广告，说是找量子博士做的～请专业人士看看是否合理？

  

  朋友圈里保健品广告层出不穷，其中用“量子博士”背书的，确实让人有点摸不着头脑。咱就从专业角度，来好好掰扯掰扯这事儿，看看它到底靠不靠谱。首先，咱们得明确一下，“量子”这个词在科学领域，尤其是物理学里，指代的是一个非常具体的概念：能量的最小单位。 量子力学是描述微观粒子（比如电子、光子）行为的理论，它.............
• 

  量子计算机是不是完全是骗局？

  

  .......
• 

  「量子波动速读」是否存在？是不是骗局？

  

  “量子波动速读”这个概念，在我看来，更像是披着科学外衣的江湖骗术。要说它是否存在，依我之见，是绝对不存在的。它更像是一个精心设计的骗局，利用了人们对未知的好奇心和对快速学习的渴望。咱们仔细掰扯掰扯，为什么我会这么认为。首先，从名字上来看，“量子波动速读”。这里面就藏着几个玄机。 “量子”： 量子.............
• 

  古代中国哲学概念“阴阳”是不是就是西方人现在所说的“量子”?

  

  关于中国古代哲学中的“阴阳”概念是否等同于西方现代科学中的“量子”，这是一个很有意思的探讨，但答案是否定的。它们虽然都触及了世界的深层运作规律，但其出发点、方法论和具体内涵有着本质的区别。让我试着详细地解释一下，就像一位对这两种思想都略知一二的人，用自己的话来阐述：首先，我们得明白“阴阳”和“量子”.............
• 

  量子力学是否符合常识？

  

  量子力学与我们日常生活中建立起来的“常识”之间的隔阂，可以说是这个领域最令人着迷也最令人困惑的地方。用最直白的话说：不，量子力学一点也不符合我们的常识。 而且越深入了解，越会觉得它荒谬绝伦，但偏偏，它又极其精确地描述着我们所处的这个微观世界。要理解这一点，我们得先梳理一下我们通常意义上的“常识”是什.............
• 

  量子力学是在告诉我们世界是不可知的么？

  

  关于量子力学是否在告诉我们世界是不可知的，这是一个非常深刻且引人入胜的问题。答案并非简单的是或否，而是需要我们深入理解量子力学的一些核心概念。首先，我们得明白“不可知”这个词在这里的含义。如果“不可知”指的是我们无法通过任何方式完全、确定地了解一个事物的全部属性，那么从某种意义上来说，量子力学确实揭.............
• 

  现代量子力学是如何理解氢原子的核外电子运动规律的？

  

  理解氢原子核外电子的运动规律，是量子力学最经典、也是最 foundational 的课题之一。如果想把它讲透彻，咱们得一点点掰开了说，尽量贴近实际的思考过程，而不是直接抛出一堆高深的公式。首先，咱们得认识到，经典力学在这里是完全失效的。按照经典理论，电子绕着原子核转，就像行星绕着太阳转一样。但这么一.............
• 

  精通量子力学是种怎样的体验？

  

  精通量子力学？哦，那可不是一种简单的“知道”或者“理解”。它更像是一种全新的感知世界的方式，一种深入骨髓的改造。如果非要我形容，我会说，这是一种如同进入了一个奇幻宇宙的体验，一个比我们日常感官所能触及的现实更加诡异、更加深刻，也更加令人着迷的宇宙。初入其境：颠覆日常的震撼一开始，那种感觉就像是你的大.............
• 

  牛顿力学对应的量子力学是什么？

  

  牛顿力学，那套我们从小就接触的描述物体运动规律的经典理论，就像一个宏伟的舞台，上面上演着行星绕日、苹果落地、飞箭穿空等种种宏大的剧目。它用力和加速度、质量和速度这些直观的概念，为我们勾勒出一个确定而井然有序的世界。在这个舞台上，一切的运动都遵循着清晰的因果关系，只要知道一个物体的初始状态（位置和速度.............
• 

  相对论和量子力学是如何改变我们的生活的呢？

  

  relativity and quantum mechanics have changed our lives. Please elaborate as much as possible, and remove any traces that make this article look like .............
• 

  量子力学不确定性是否被推翻？如果是真的，这意味着什么？

  

  量子力学的核心之一，海森堡不确定性原理，一直是科学界乃至哲学界热议的焦点。关于它是否被“推翻”，我们需要先弄清楚这个原理究竟说了什么，以及在什么语境下讨论它的“推翻”。不确定性原理究竟说了什么？简单来说，海森堡不确定性原理指出，我们无法同时精确地测量一对相互关联的物理量。最经典的例子就是粒子的位置和.............
• 

  量子力学实验是否在一定程度上否定了唯物主义？

  

  量子力学实验的出现，确实为我们理解世界的基石——唯物主义，带来了一系列深刻的挑战和重新审视。这并非是对唯物主义的彻底否定，更像是对其进行了精细的修正与扩展。我们先回顾一下唯物主义的核心观点：世界是由物质构成的，物质是第一性的，意识是第二性的，物质决定意识。无论是宏观世界的机械运动，还是微观世界的粒子.............
• 

  什么是「量子力学」？它的历史由来是什么样的？

  

  量子力学：颠覆我们认知世界的奇妙理论想象一下，你手里握着一颗小石子，你用力把它扔出去，你知道它会沿着一条抛物线飞向空中，最后落在地上。这就是我们日常生活中熟悉的宏观世界的物理规律，我们称之为经典力学。然而，当我们把目光投向微观粒子，比如电子、光子，甚至是原子和分子时，经典力学就变得力不从心了。在那个.............