量子力学的建立不仅奠定了当代科学的基础,而且在推动当代技术革命方面取得了惊人的成功。然而,对于量子力学诠释(interpretation of quantum mechanics)——理解波函数如何刻画微观世界,人们迄今为止并未形成共识。量子力学发展的这种...量子力学的建立不仅奠定了当代科学的基础,而且在推动当代技术革命方面取得了惊人的成功。然而,对于量子力学诠释(interpretation of quantum mechanics)——理解波函数如何刻画微观世界,人们迄今为止并未形成共识。量子力学发展的这种二元状态不仅带来了认识论方面的误导,而且依据备受争议的哥本哈根诠释建立起来的量子技术会有许多根本性问题。量子力学的哥本哈根诠释存在二元结构的问题:微观世界的运动用量子力学描述,是一个幺正演化,而观察或测量却依赖于量子系统外部的经典世界(仪器、观察者、环境),表现出来的波包塌缩是非幺正的。为此,包括爱因斯坦、薛定谔、温伯格等在内的一些著名学者对哥本哈根诠释提出了尖锐的批评。80年过去了,为克服量子力学的哥本哈根诠释二元论困境,人们提出各种各样的量子力学诠释,包括多世界诠释、量子退相干诠释、自洽历史诠释以及量子达尔文主义等。文章将简要介绍和评述这些量子力学诠释的基本思想、它们之间的逻辑关系及其实验检验的可能性。进一步澄清量子力学诠释中的基本概念,可以避免量子观念滥用导致的意识论上的问题和量子技术发展误入歧途。展开更多
微观尺度的超快动力学研究主要关注电子和原子核的动态过程,对测量方法的时空分辨率有非常高的要求.近年来迅速发展的X射线自由电子激光(X-ray Free Electron Laser,XFEL)具有飞秒脉冲、高亮度、全相干等特点,为超快动力学研究提供了亟...微观尺度的超快动力学研究主要关注电子和原子核的动态过程,对测量方法的时空分辨率有非常高的要求.近年来迅速发展的X射线自由电子激光(X-ray Free Electron Laser,XFEL)具有飞秒脉冲、高亮度、全相干等特点,为超快动力学研究提供了亟需的装置,已经在物理、材料、化学和生命科学等领域取得了一系列革命性突破.本文结合实际应用体系,介绍了基于XFEL探测超快动力学的三类主要方法,即X射线吸收/发射光谱、非晶态样品的X射线散射和晶体样品的X射线衍射.除了探测装置,超快动力学的研究还需要高效的泵浦方法才能更好地启动结构演化,然后再与XFEL检测方法紧密结合,从而观测体系高时空分辨的超快动力学过程,帮助研究人员全面理解该动力学过程的微观机制.对于生物大分子,尤其是感光分子体系,基于XFEL的超快动力学研究为揭示其超快动力学过程和分子机制提供了新的思路和线索.展开更多
文摘量子力学的建立不仅奠定了当代科学的基础,而且在推动当代技术革命方面取得了惊人的成功。然而,对于量子力学诠释(interpretation of quantum mechanics)——理解波函数如何刻画微观世界,人们迄今为止并未形成共识。量子力学发展的这种二元状态不仅带来了认识论方面的误导,而且依据备受争议的哥本哈根诠释建立起来的量子技术会有许多根本性问题。量子力学的哥本哈根诠释存在二元结构的问题:微观世界的运动用量子力学描述,是一个幺正演化,而观察或测量却依赖于量子系统外部的经典世界(仪器、观察者、环境),表现出来的波包塌缩是非幺正的。为此,包括爱因斯坦、薛定谔、温伯格等在内的一些著名学者对哥本哈根诠释提出了尖锐的批评。80年过去了,为克服量子力学的哥本哈根诠释二元论困境,人们提出各种各样的量子力学诠释,包括多世界诠释、量子退相干诠释、自洽历史诠释以及量子达尔文主义等。文章将简要介绍和评述这些量子力学诠释的基本思想、它们之间的逻辑关系及其实验检验的可能性。进一步澄清量子力学诠释中的基本概念,可以避免量子观念滥用导致的意识论上的问题和量子技术发展误入歧途。
文摘微观尺度的超快动力学研究主要关注电子和原子核的动态过程,对测量方法的时空分辨率有非常高的要求.近年来迅速发展的X射线自由电子激光(X-ray Free Electron Laser,XFEL)具有飞秒脉冲、高亮度、全相干等特点,为超快动力学研究提供了亟需的装置,已经在物理、材料、化学和生命科学等领域取得了一系列革命性突破.本文结合实际应用体系,介绍了基于XFEL探测超快动力学的三类主要方法,即X射线吸收/发射光谱、非晶态样品的X射线散射和晶体样品的X射线衍射.除了探测装置,超快动力学的研究还需要高效的泵浦方法才能更好地启动结构演化,然后再与XFEL检测方法紧密结合,从而观测体系高时空分辨的超快动力学过程,帮助研究人员全面理解该动力学过程的微观机制.对于生物大分子,尤其是感光分子体系,基于XFEL的超快动力学研究为揭示其超快动力学过程和分子机制提供了新的思路和线索.
