古典物理学対量子物理学:2つの世界の物語
古典物理学 オブジェクトが明確な位置と速度を持ち、エネルギーがスムーズに流れる日常の世界を扱います。 それは包含します:
* ニュートンメカニクス: 動き、力、重力を説明します。
* 電磁気: 電界と磁場と物質との相互作用を扱います。
* 熱力学: 熱、温度、およびエネルギー移動を研究します。
量子物理学 一方、原子と亜原子粒子の微視的な世界を支配します。 それは次のような奇妙な現実を明らかにします
* 粒子は波のように振る舞い、波は粒子のように振る舞います: この波粒子の二重性は、おなじみの概念の間の境界線を曖昧にします。
* 量子化: エネルギー、運動量、およびその他の特性は、連続値ではなく、離散パケットにのみ存在します。
* 不確実性の原則: 粒子の位置と運動量の両方を同時に完全に精度で知ることは不可能です。
* 重ね合わせ: 粒子は、測定されるまで複数の状態に同時に存在する可能性があります。
* 絡み合い: 1つの状態が即座に他の距離に影響を与えるように、2つの粒子を広大な距離でもリンクできます。
これが重要な違いを要約するテーブルです。
|機能|古典物理学|量子物理学|
| --- | --- | --- |
| スケール |巨視的|顕微鏡|
| 現実の性質 |決定論的、予測可能|確率的、不確実|
| エネルギー |連続|量子化(離散パケット)|
| 波粒子の二重性 |異なるエンティティ|交換可能なプロパティ|
| 不確実性 |可能な正確な測定|不確実性の原則が適用されます|
| 重ね合わせ |不可能|可能|
| entanglement |不可能|可能|
本質的に:
* 古典的な物理学は決定論的です: システムの初期条件を知っている場合、その将来の動作を確実に予測できます。
* 量子物理学は確率的です: 明確な予測ではなく、測定の結果の確率を与えるだけです。
物理学のこれら2つの枝の関係:
*古典物理学は、大きなオブジェクトと日常の現象の量子物理学の適切な近似です。
*原子レベルと亜原子レベルで量子効果が重要になります。
*量子物理学はより基本的な理論であり、特別なケースとして古典物理学を包含しています。
古典物理学と量子物理学の違いを理解することは、現実の基本的な性質とすべてのスケールで物質の行動を理解するために重要です。