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

首先，我们得承认，经典力学可以说是“力学”这个词最直接、最核心的含义。它建立在牛顿的三大运动定律之上，强调力的作用是引起物体运动状态改变（加速度）的根本原因。我们通过分析作用在物体上的各种力（如引力、弹力、摩擦力等），来预测和描述物体的运动轨迹。

经典力学：因果关系明确，确定性强。 知道一个物体在某一时刻的初始位置和速度，以及作用在其上的所有力，我们就能精确地计算出它在任何未来时刻的位置和速度。这是一种决定论的观点。

2. 量子力学的“力学”：更深层、更抽象的描述

量子力学之所以被称为“力学”，更多的是因为它同样致力于描述物质的运动和演化。但它所描述的“运动”和“演化”的方式，已经超出了经典力学所能理解的范畴。

研究对象不同：量子力学主要研究的是微观粒子，比如电子、光子、原子等。在这些尺度下，经典力学的许多直觉和假设都不再适用。
力的概念的转化：在量子力学中，“力”的概念虽然仍然存在，但它不再是直接作用于粒子的一个“推”或“拉”。更确切地说，我们通常用势能（Potential Energy）来描述粒子所处的环境以及它与其他粒子之间的相互作用。粒子在势能场中的行为，是通过其波函数（Wave Function）来描述的。
波函数的角色：波函数是量子力学的核心。它包含了粒子所有可能的状态信息。我们可以通过波函数来计算粒子在某个位置出现的概率，而不是确定它必然出现在某个位置。这打破了经典力学的确定性。
不确定性原理：量子力学中的“不确定性原理”是另一个关键点。它告诉我们，我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。这意味着，即使我们知道所有“力”（势能）的信息，我们也无法像经典力学那样精确预测粒子的未来。
量子态的演化：量子力学的核心方程——薛定谔方程（Schrödinger Equation），描述了波函数如何随时间演化。这与经典力学中描述物体运动状态（位置和速度）的方程在形式上是类似的，都体现了“演化”的概念。某种意义上，薛定谔方程可以被看作是微观粒子“运动定律”的表达。

3. 为什么它仍然是“力学”？

尽管存在巨大差异，我们仍然将其称为“力学”，是因为：

对运动的普遍性追求：无论是宏观还是微观，物理学最根本的任务之一就是理解物质如何运动、如何变化。量子力学在这方面做出了革命性的贡献，它提供了理解微观世界运动规律的框架。
数学结构的相似性：虽然描述的对象和方法不同，但量子力学和经典力学都建立在严谨的数学基础上，都试图用数学方程来刻画物理过程。从某种意义上说，薛定谔方程在描述量子系统的演化方面，扮演的角色与牛顿第二定律在描述经典系统演化中的角色是类似的。
统一性的考量：物理学一直在寻求一种统一的理论来描述自然界。量子力学和经典力学在某种程度上是相互关联的。当我们将量子力学的方程应用到宏观尺度时，它会回归到经典力学的预测结果。这种“对应原理”表明，量子力学是比经典力学更普适的理论，而经典力学是量子力学在宏观极限下的近似。

总结一下：

量子力学是力学，但它是一种不同于经典力学的、更广义、更基础的“力学”。

如果“力学”狭义地指代经典力学，那么量子力学不是；
但如果“力学”广义地指代描述物质运动和演化规律的理论，那么量子力学绝对是。

它揭示了微观世界颠覆我们日常直觉的运动规律，虽然它不再强调“力”的直接作用，而是用概率和波函数来描述粒子的“行为”和“状态”，但它依然是在研究“是什么让事物动起来，又是如何动起来”这个根本问题。只是它所使用的“语言”和“规则”更为抽象和深刻。

网友意见

是力学。

学量子力学之前，我们都要学一门很重要的课：理论力学（也叫做分析力学。当年拉格朗日写《分析力学》这本大作时，两百多页没有一张插图，全是数学公式）。

这门课从牛顿第二定律出发，结合虚功原理和变分法，推导出一个非常重要的物理学方程：拉格朗日方程。这门课里面的内容，大都围绕这个方程进行。到了后面，还会推导另外一个重要的方程：哈密顿正则方程。

其中，L是拉格朗日量，H是哈密顿量。L=T-V，H=T+V，T是动能，V是势能。在拉格朗日量中用位置x和速度v来做自变量；在哈密顿量中用位置x和动量p做自变量。这两个重要的量（算符）都是能量（算符）。

牛顿力学在这两套表述体系下，已经几乎成为了完全的数学，在方程中你看不到“力”的影子，但他们都是非常正宗的力学，因为F=ma和W=Fs（功等于力乘位移）是一切的根基，力在这里被能量和速度这些物理量代替了。

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回到量子力学。

你再看一眼薛定谔方程：

后面中括号里的就是波函数的哈密顿量！不同的是，经典力学求解质点的运动方程，量子力学求解物质波的波动方程。

量子力学虽然建立在它的几个基本假设之上，但沿用了理论力学的数学体系，而理论力学的数学体系，则是建立在牛顿力学的推导之上。所以说，量子力学不仅是正宗的力学，而且数学上很大程度地继承了经典力学的方法。

其实我感觉，理论物理在牛顿之后，与等价于力学了……

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