| 选课类别:计划内与自由选修 | 教学类型:理论课 |
| 课程类别:本科计划内课程 | 开课单位:物理学院 |
| 课程层次:通修 | 学分:3.0 |
下面的资料是AI搓的,符号和某些计算过程可能与讲义不同
光的特性.pdf
崔金明老师今年是第一年自己带课,确实有一些地方讲得不够明白,但是能看出来备课是下了功夫的。时不时还会掏出来几个好玩的光学小玩具(激光笔、狭缝、方解石),不过后面讲到量子部分应该就掏不出来了(
刚开始几节课老师为了让大家听课会提问,还让助教记了名字说能加平时分,不过后面慢慢也就不是很提问了。
说回这门课本身,本课程是一门神秘的缝合怪课程,不过我是AI专业,非常擅长在吃大粪的时候荤素搭配。AI本学期一共有三门三合一的缝合怪:壳方法(数值代数,数值分析,运筹学),散装数学(数理逻辑,代数学基础,图论),还有量物,不过和上学期的某个人工智能与机器学习基础比起来也只能作为三幻神。
这门课开得一点也不好。这不是同学们的问题,不是助教的问题,也不是老师的问题。
当然,jwc肯定会死不承认是自己的问题,并把一切话术的重点放在“提高学生的数理基础”上。
第一,量子物理这门课本身就是一门很吃数理基础的课程。从波函数积分的离散化到狄拉克算子,再到哈密顿量的引入和定义,以及坐标空间和动量空间之间存在的傅里叶变换关系……一切的一切都需要巨量的数理基础。但是我们的数学分析和线性代数并没有完成这门课前置知识的教学。完成这门课所需的数理方程并非全校通修,而傅里叶分析、酉矩阵等淑芬现代课上涉及的知识则是浅尝辄止,蜻蜓点水。
第二,量子物理真的对学生有用吗?我想起我的力学课。老师是做经典力学的,讲到相对论的时候直接跟我们说“其实我也不懂,因为我是做传统力学的。我每年也就这一两天琢磨这个事。”现在回到量子物理,全校每届2000多学生,以后难道都要从事量子理论相关的行业?力热光电原都是高中物理或多或少涉及过的内容,在大学的物理中是微积分和线性代数引入后的延申,志不在此的学生学起来也会相对轻松。量子物理则是没有任何基础的新领域,它和前面的物理课都不一样。前面的物理课虽然学了也不一定有用,但学起来比量子物理简单得多(或者至少可以说是看得见摸得着),而量子物理真的是恶心的一β。
第三,量子物理真的能提高数理基础?不说别的,这门课一上来就是大量的新概念和完全看不懂的算符和推导,让试图理解这门课知识的同学陷入不可名状的混沌。上课听课的同学寥寥无几,因为这门课几乎没什么正反馈。想听课,结果连问题都理解不了,想看讲义,一坨,想问AI,AI还是用看不懂的那一套算符解释。我们没有抽丝剥茧的精力,或者说我们的精力已经被专业课的屎山代码搞得七零八落了,哪有时间再来认真学这样一门又硬又多的课程。所以上课不听考前突击就成了最优解,“提高数理基础”的宏志也就在这种下有对策中消解了。
本文由真实事件改编。
在某一节量子物理课下课时,我问了老师这样一个问题:为什么宏观物体无法用波函数来描述?我本来想问宏观物体有没有“闪现”的可能——如果宏观物体可以用波函数来描述,那么就有极小无比的可能在一瞬间忽然偏离自己所在的位置,或者隧穿到不属于自己势能的地方。但很可惜,不能。
宏观物体之所以不能视为一个波函数,是由于粒子之间的波函数存在干涉。这种相干的效应会在体系粒子数增多时极大地影响波函数。目前人类能做到的极限是在几万个原子下测得波函数,再大就不行了。
是的,这是一个及其不专业的问题,不专业到像是根本没学过量子物理的民科才能提出的问题。就算抛开不确定性关系和宏观势垒的数量级,单从德布罗意波的波长就能看出宏观物体的波长有多小。
老师还在滔滔不绝地讲着最新最热的科学前沿,我却一点也不想听下去了。我还要赶去忙很多事情。崔老师人很好,给了我一本量子物理的课外书,但我只看了两三页就看不下去了。
过了很久,我翻开讲义,开始写量子物理作业。量子物理的作业很多,我有时候怀疑崔老师是不是一个接一个布置的。我开始写作业,我翻开作业本,我开始写第一道题,我开始写第一道题,我开始写第一道题,我开始写第一道题,我开始写第一道题,我结束写第一道题,我继续写第一道题,我摆烂。
也许有那么一个瞬间,我的思绪隧穿到了大一春季的期中座谈会。我们问教秘和院长能不能不学量子物理,他们无奈地回答不能。如今,我们已经跌落到了一维无限深势阱的中央。一维无限深势阱看起来很简单,粒子永远逃不出那个小小的[-a, a],但现实没有无限深的势阱,就像是地球上没有一个无限深的坑可供我们跳入(也许有,也许就在你我周围)。我们处在的势能场坑坑洼洼,边缘虽然不是没有尽头,但能把我们隧穿的希望在统计学上变得毫无意义。
世界不是定态的,时间不断流逝,我们却根本不知道它是什么。我们不断地描述时间,不断地逼近它,开发出各种微分方程、相对论去描述它的流逝,最终不过是在拿一种运动去衡量另一种运动。这种运动是离散的吗?如果是的话,我们会不会是某台二进制计算机模拟的函数?如果不是的话,那为什么微观世界的规律会显现出一个又一个量子态的叠加?
我的作业放在边上。我一点也不想动它,它太令人疲惫了,疲惫到令我的哈密顿量恒为-∞。每一道题都是又臭又长,充斥着各种恶心的微分,积分,傅里叶展开和看不懂的算符。为什么不能是所有的量子物理作业都在同一个时刻隧穿到也西湖里面呢?算了,这种几率还不如某个同学隧穿到也西湖里面的概率大。
我真的不想写那份作业,我一点作业也不想写。从开学以来我光实验报告就写了快十篇了,平均每周都要写一篇以上的报告和不计其数的作业。我看着电脑吞吐的成百上千的token和文件忽然有点想笑,祂冯了个福的,我跟助教说这堆作业都是我一个字一个字写的,助教信不信。
回到题目:我为什么不能是一个波函数,是啊,为什么呢?不为什么。就像作业为什么不能少一点,课为什么不能简单一点,生活为什么不能再轻松一点,不为什么。世界的运行规律决定了宏观物体在统计学上用波函数描述等于没描述,不随人的意志而发生转移。
爱因斯坦不相信上帝也玩骰子,然后爱因斯坦死了。