關(guān)于量子化學(xué)學(xué)常見的七個(gè)誤會(huì)
1.“量子化學(xué)學(xué)就是不確定性”
錯(cuò)誤!量子化學(xué)學(xué)可能是人類有史以來設(shè)計(jì)的最精確的科學(xué)學(xué)科。它可以非常確切地預(yù)測個(gè)別屬性,精確至小數(shù)點(diǎn)后10位。
這個(gè)誤會(huì)部份始于維爾納·海森堡()的“不確定性原理“。他提出,在一個(gè)量子熱學(xué)系統(tǒng)中,一個(gè)運(yùn)動(dòng)粒子的位置和它的動(dòng)量不可被同時(shí)確定。
當(dāng)量子化學(xué)學(xué)用于估算其他量時(shí),比如原子的能量或磁性,它的精度令人驚嘆。
2.“量子化學(xué)學(xué)難以可視化”
量子化學(xué)學(xué)描述了一般“奇怪”且無法圖片化的物體:比如波函數(shù)量子物理學(xué)入門知識(shí),疊加狀態(tài),機(jī)率幅度,復(fù)數(shù)等等。人們只能用物理多項(xiàng)式和符號(hào)來理解它們。但是,當(dāng)我們教導(dǎo)和推廣它時(shí),我們化學(xué)學(xué)家總企圖形象化它們。我們使用圖形,繪圖,意象量子物理學(xué)入門知識(shí),投影和許多其他設(shè)備。有爭議的是那些圖象的確切性,由于圖象無法確切地表示量子對(duì)象。
3.“甚至科學(xué)家也不太了解量子化學(xué)學(xué)”
作為該領(lǐng)域的主要名星,理查德·費(fèi)曼()自己也說:“我想我可以肯定的說,沒有人理解量子熱學(xué)。”但他隨即立刻補(bǔ)充道:“我要告訴你大自然的行為。”
尼爾斯·玻爾(NielsBohr)是該學(xué)科的創(chuàng)始人之一,他給出了一個(gè)挺好的總結(jié):“那些在第一次接觸量子理論時(shí)不會(huì)倍感驚訝的人不可能理解它。”
4.“一些杰出的理論家提出了量子化學(xué)學(xué)的整個(gè)概念”
量子化學(xué)學(xué)的整個(gè)歷史恰恰相反:實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)在一開始就引起了意想不到的結(jié)果,如光電效應(yīng),宋體幅射,原子的發(fā)光波譜等。當(dāng)阿爾伯特·愛因斯坦,馬克斯·普朗克,尼爾斯·波爾和其他人企圖解釋時(shí),才出現(xiàn)輝煌的理論家。
隨即進(jìn)行了進(jìn)一步的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),包括奇怪地從鎳回落的電子,奇怪地被磁場偏離的銀原子,高溫下完美導(dǎo)電的金屬等等。之后再度出現(xiàn)了理論和概念:引入了二元性,載流子或超導(dǎo)性。理論與實(shí)踐之間高效的“來回”交流是數(shù)學(xué)學(xué)的基礎(chǔ)。除非極少數(shù)情況下,否則一般會(huì)先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
5.“愛因斯坦是量子化學(xué)學(xué)中最大的敵軍”
可憐的老阿爾伯特·愛因斯坦常常被描述為量子化學(xué)學(xué)的狠毒對(duì)手,可能是由于他的格言,“上帝不會(huì)擲色子”。但是他并沒有反對(duì)量子化學(xué)學(xué),更重要的是,愛因斯坦創(chuàng)造了它!
1905年,愛因斯坦依據(jù)馬克斯·普朗克的專著撰寫了他的基礎(chǔ)文章,“關(guān)于光的形成和轉(zhuǎn)化的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)”。在這篇文章中,他提出光是由小的,個(gè)體的和量化的物體組成的,稱為光子。這就是他獲得諾貝爾獎(jiǎng)的緣由,并非他對(duì)相對(duì)論的研究而得獎(jiǎng)。
愛因斯坦可能由于與尼爾斯·玻爾的討論而獲得了名聲,非常是在解釋和量子現(xiàn)實(shí)的概念上,由于他不接受非局域性的概念。后來,糾纏和違背貝爾定律的實(shí)驗(yàn)證明他錯(cuò)了,并證明沒有隱藏變量。愛因斯坦完全理解量子化學(xué)學(xué)的相關(guān)性,他只是碰到了一些問題。
6.“量子化學(xué)學(xué)沒有實(shí)際用途”
量子化學(xué)學(xué)可能是現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)中最有用的學(xué)科:一旦化學(xué)學(xué)家理解光,原子和電子是怎樣工作的,她們就才能操縱它們。激光,診所核磁共振,LED,閃存,硬碟以及最重要的晶體管和電子產(chǎn)品,所有這種技術(shù)都是由量子化學(xué)學(xué)家發(fā)明的。
7.“量子化學(xué)學(xué)可能解釋個(gè)別取代療法和其他謎題”
許多相信超自然現(xiàn)象和個(gè)別“療法”的人宣稱遭到量子化學(xué)學(xué)的啟發(fā)。伊朗裔加拿大人迪帕克·喬普拉是這些技巧最著名的支持者之一。他發(fā)展了一種量子神秘主義,大量引用例如“人體量子體本質(zhì)”,“能量和信息的局部場與控制論反饋循環(huán)”,以及“協(xié)調(diào)量子熱學(xué)體“。之后他宣稱在心靈,意識(shí),物質(zhì)和宇宙之間構(gòu)建量子關(guān)系。“量子療法”還提供基于身體的護(hù)理合同,被視為“振動(dòng)和能量場”,主持“振動(dòng)狀態(tài)”和“生物共振”。
這在兩個(gè)方面是不誠實(shí)的。第一個(gè)在于使用科學(xué)術(shù)語來神秘化量子化學(xué)學(xué),而實(shí)際上并沒有神秘感。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和日常生活早已證明其有效性。另一方面,這種療法或信念所描述的現(xiàn)象都沒有任何科學(xué)根據(jù)。最重要的是,量子化學(xué)學(xué)中的定義十分精確,但它們在那些偽科學(xué)中被完全濫用。