想咨询一下关于虚数在物理中有什么应用吗?的问题,大家能帮助我解答一下吗
潘建伟的文章说的是虚数在量子力学中不可缺少,暗示了虚数具有物理意义,而不仅仅是数学工具。所以再推导下去:如果能出现虚数质量(这不奇怪,很早以前就有科学家提出过虚时间的概念,指的是时间可以在xy两个方向存在),那就说明超光速很可能存在。
那再接下来就有一个可怕的结论了:如果你认为量子力学不完备还有更深层次的理论的话(指波姆隐变量理论,贝尔不等式就是验证这个的,爱因斯坦也是输在这个不等式上面),那么就必须接受客观实在不存在,客观实在依赖于观察者,那么唯心主义的哲学家就胜利了!
要想了解虚数在物理中的作用,首先需要知道虚数在数学中的意义,因为数学是解决物理问题的基础工具。
中学中虚数的定义是 -1 的平方根:i^2 = (-1),它与实数构成复数,实数轴与虚数轴相互垂直构成复平面,利用(实部,虚部)定义平面中的点,比如复数 a+bi 的坐标是(a,bi),对应xy坐标轴中的(a,b)。
虚数的意义体现在运算的便捷上。
两个矢量相加,比如力或速度,中学学过平行四边形法则,我们需要用三角函数处理。但如果用虚数运算,则可以更快速,a+bi 与 c+di 相加=(a+c) + (b+d)i。
矢量旋转,比如运动转向,可以用三角函数方式变换。如果用虚数,则可以通过乘法简化:转45°即是(a+bi) *(1+i)=(a-b)+(a+b)i。
更深入一些的体现在高等数学中的级数和变换等(高数我基本忘完了),涉及更多的虚数应用。庞大艰深的数学领域就是为了更方便地解释世界,整个现代文明就是构筑与其上,没有数学就没有物理,就没有我们享受的科技。
【前沿物理】当虚数成为现实世界的本质而不仅仅是数学工具时,你会想到什么?世界是虚拟的?或者说虚数本来就不虚?
2021年12月nature杂志上发表的一篇名为《Quantum theory based on real numbers can be experimentally falsified》,说了可以通过实验证伪基于纯实数的量子理论。这是一个量子纠缠交换实验,用实数来描述实验过程和结果始终和实际有很大偏差。意思也就是只用实数描述不了我们的世界,虚数就是量子世界里的本质要求。
nature文章链接:网页链接
今年1月,中国科学技术大学和南方科技大学科研团队分别用超导体系和光学体系把实验做了出来。同时证明了nature 上的这篇论文的正确性,虚数的确是量子世界里的本质。
随后美国物理协会官网就对此进行了报道《Quantum mechanics must be complex》,量子力学必须是复数的。
报道链接:网页链接
我们定义虚数单位为i, 并规定了i的平方等于负一。虚数能在复平面上表示出旋转的特性。在各大领域都有应用,如电路,量子力学,电化学等。但是一直以来我们都认为虚数只是很好用的工具而已。现在虚数被证实在量子世界成了物理实在。多少让人有点猝不及防。
朋友们,看来下一个诺贝尔物理奖的风口已经出现,搞起啊朋友们![震惊][加油]!~~
#诺贝尔物理学奖##科学每一天#
忽然翻到一个讲虚数的视频,说有人证明了虚数是有实际物理意义的,才想起这个曾经学过的东西,一点都想不起来它能干什么了
黑白
2022-11-25就我的专业来讲,虚数在分析带有电容和电感的交流电路中起到至关重要的作用,它可以极大的简化分析过程,加快求解速度