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主题:【周末来思考一下科学问题】分子原子质子中子电子... -- 月色溶溶

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家园 想要再砍也没那么小的刀了:换一个角度,只要有了足够小的刀

或其他方法(也有可能用辐射、光波之类)来切割,就可以细分下去喽

家园 不好意思的是,这两个问题联系起来没有太多意义

而且很容易误导……

家园 微观世界到宏观用人做比方

原子水平的操作手艺还不行;分子改造,比如蛋白分子还没有多少是成功的;细胞改造倒是进步很大,可惜距离完全掌握、实用化还是没把握;组织培养,都是实验室里做;克隆人这个倒是最容易的-其实比老鼠要简单,毕竟跟人沟通容易的多。

家园 明白!也就是说,如果人足够多,可以出现两个全同的人的

就是这个数量太大了,人是不可能达到了。

家园 不是这样的

自旋不是普通的运动,它是相对论和量子论结合的一个必然产物。

粗糙的说,自旋可以类比为自转。自转的快慢由角动量标定,同样的,每种基本粒子的自旋状态,也都可以用一个角动量来描述。而每种基本粒子的自旋角动量的取值,都是有一个上限的。这个上限是确定的,是这种粒子的一种内秉属性。这个上限,可以证明,一定能表示成l倍的普朗克常数,这里l是整数或者半整数。于是这个l,就是我们通常说的“这个基本粒子的自旋”,它是基本粒子的内在属性之一。比如电子的自旋是1/2,这是说电子自旋角动量的上限是1/2倍的普朗克常数。

家园 世界是由LEGO组成的

这个世界啊,是有基本粒子的,那就是乐高

这个基本的乐高啊,也有几种,一个点,两个点,四个点还有六个八个的。(电子,夸克)

不能再分了,再分,你就把乐高搞坏了,就不是乐高了。

不过同样的乐高间都是一样的(粒子全同),是可以随意互换的。要说不一样啊,只有颜色的差别(自旋)。但是对于色盲,那就分不出来了。(无法观测不同)

然后,我们用这些基本的乐高组合成一些基本的大小不同的组件(质子,中子,原子,分子)

最后,我们再用这件组件组成了整个世界.........

世界,是由乐高组成的!

家园 一点补充

各个全同粒子在波函数在空间上有交叠是必需,在此时才需要把多体波函数写成全对称(玻色子)或者全反对称形式(费米子)。如若不然,则随便你怎么交换两个奇半整数自旋粒子的位置事实上不会出负号,因为此时波函数只是直积的可分离态。

家园 不会有两个全同的人

全同性不仅仅只是要求全同体系的构成子客体一样,同时还要要全同的每一个客体之间保持良好的相干性----空间上的相干(每一个子客体的波函数的空间叠加)和时间上的良好相干性(含时演化意义上)。即要出现两个全同而不可区分的人,则要求每个人自身必需是一个纯的量子客体,同时这两人之间在空间上必需交叠,这是不可能的。想象两个人在空间上交叠了,那还是"人"吗?

家园 自旋是内在属性,不是运动

如果mm对这方面感兴趣,我倒是推荐一本书徐一鸿Fearful Symmetry,看完这本书是会有一些了解的

家园 sheldon glashow

后来好象是巴基斯坦物理学家萨拉姆吧,我记不清了,建议把一种新发现的粒子命名为毛粒子,以纪念毛的这个说法。

glashow 1977 hawaii

家园 晕了……

那对于两个氢原子,是不是也要空间交叠?莫非他们交叠了还是两个氢原子吗?

家园 是的,需要空间交叠

那是电子波函数的空间叠加,在此意义下,二者不可区分。现在的冷原子实验已经可以实现数万个全同原子的空间叠加,全同性原理告诉我们,这时这几万个原子是不可区分,它们是一个整体,而实验上观测也确实是如此。

家园 那如果大一点,比如氢分子可以叠加吗?

水分子、酒精分子、然后到苯环……乙烯链、DNA、细胞,或者是只有原子才可以叠加,比原子大了就不能叠加了?

家园 你说的完全正确,不过太技术性了

跟没学过量子力学的人谈,很难让人家明白你确切的意思。而且这是个细节性的补充,不是原理性的,所以不提也罢。

BTW:即使是两个没有空间交叠的费米子,互换之后整体的波函数也应该反号吧?事实上,正是为了让这样的体系满足粒子交换的反对称性,所以整体的波函数不是各个单粒子波函数的直积,而是Slater行列式(老兄有没有学过Hartree-Fock方程?)。举例来说,两个电子1和2排布在两个单电子波函数phi1和phi2上,整体的波函数不是phi1(r_1)*phi2(r_2),而是1/sqrt(2)[phi1(r_1)*phi2(r_2)-phi1(r_2)*phi2(r_1)]。正因为这样,求解多电子体系才是一个令人头疼的问题,否则用直积就简单多了。

家园 你可以估算一下,假定每个原子有三种同位素

100个原子会有多少种组合,一亿个原子会有多少种组合……

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