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我认为我可以肯定地说，现在没有人理解量子力学------理查德·费曼 直到现在，量子理论的神秘面纱依旧未被完全揭开，至于为什么会呈现出种种令人费解的的性质，就像理查德·费曼说的一样，没有人会知道。但是如果没有量子理论，太阳不会燃烧，原子会四分五裂，所有的物质都会崩解。接下来，我们通过一些简单的语言来描绘量子理论的冰山一角（注意：并不涉及数学知识与深奥的物理理论，内容较多，大概需要五分钟读完）。 在量子理论出现之前，牛顿力学统治世界几百年，牛顿力学体系几乎可以解释宏观世界所有的现象。牛顿力学的继承者拉普拉斯说：如果拥有无限的计算能力，并且知道某一时刻所有粒子的位置，人类就可以利用牛顿方程预测整个宇宙的未来，并且可以准确的反推宇宙的过去。这种言论当然是荒谬的，不确定性原理告诉我们：我们不可能同时准确地知道粒子的确切位置与速度（不确定性原理接下来我会说明）。甚至当时有一个年轻人被劝告不要再钻研物理了，一切注定都是徒劳，因为物理之路已经走到了尽头，我们需要做的就是继续完善细节，给已知量多算几位小数而已。这位年轻人就是量子力学的创始人之一------普朗克。 经典物理的缺陷------紫外灾难当时科学家试图找出不同频率辐射所携带的能量大小，但是计算结果与实验测量相当不符，甚至在高频区能量区域正无穷大，这显然是不合理的。 一年内，也就是当初那个被劝说不要再钻研物理的那个年轻人普朗克发现，只要将辐射看作是在确定能量包大小里间断进行发射和吸收的，那么紫外灾难就能非常完美的被解释。这些确定大小的能量包被称作量子。这是对经典物理（认为辐射是连续的，而且人们观念里认为任何事都是连续的）的极大挑战，甚至连普朗克自己都怀疑自己的发现。 量子的奇妙性质微观领域很多事似乎都不可理解，让人感到非常的不可思议，甚至违反了我们的常识观念。 1、叠加态 经典理论是确定的，一个物体要么在这儿，要么就在那儿，在确定的时刻只能处于唯一的确定位置，这对于我们当然是不言而喻的，因为宏观物质就是这样。而量子理论告诉我们，它不仅可以在这儿，还能在那儿，甚至可以在这儿和那儿之间任何一个位置，此时量子处于这儿和那儿的叠加态。 为了更清楚地理解叠加态，我们来做一个电子干涉实验。电子枪发射电子，电子通过A、B狭缝，在屏上形成干涉条纹。假如此时我们让电子枪一次只发射一个电子，经过一段时间后，依然会在屏上形成干涉条纹。 那我们就要问了，一个电子要么通过A缝，要么通过B缝，它能和谁发生干涉呢？但是结果显示的确产生了干涉条纹，所以电子其实是同时通过了A、B缝，自己和自己产生了干涉现象。这与我们的观念是完全不一致的，一个东西怎么能同时从两个缝里通过呢？ 2、观察 可终究还是有人不相信有东西能分身，所以就有人改进了实验，在两条缝旁边放上了两个探测器，如果电子从A缝通过，就会被a探测到，如果从B缝通过，就会被b探测到。接下来令人惊讶的事情发生了，干涉条纹消失了，此时电子要么就是从A缝通过的，要么就是从B缝通过的，电子貌似已经预知到我们会观察它的状态，所以呈现出来粒子的性质。 这就是物质与意识的相互作用，物质可以作用于意识，意识也可以作用于物质。我们观察电子的行为作用到了电子身上，改变了电子的状态。在未观察之前，电子处于叠加态，呈现波的性质；观察之后，叠加态坍缩为定态，呈现粒子性。 3、不确定性原理 “粒子的位置与速度不可能同时被精确测定，如果精确测定位置，那么速度就会非常不准确，如果精确测定位置，那么粒子的速度就会非常不准确” 这个原理可以通过一个实验简单的说明。 我们眼看到的东西都是通过光反射到我们的视网膜上形成的，所以如果想要探测一个基本粒子，我们就需呀一个更小的粒子作为“光”，最好的“光”就是γ射线，这是一种波长非常短的电磁波，所以能量非常高。我们让γ射线撞击待测粒子，通过反射。我们就能精确测定待测粒子的位置。但是就是因为这一撞，粒子的速度也就因此改变，所以说这两种物理量是不能同时精确测定的。 这只是为了说明这个问题而提出的一个实验，其实不确定性是量子的一个基本性质，并不依赖于我们的测量工具。 除了这些，量子还有好多奇妙的性质，比如说量子隧穿，量子纠缠，迟滞实验等，截止到目前，我们依然不理解这些性质背后的道理是什么，还有很长的路要走。 关注我，我将持续更新科学科普内容。欢迎留下你的见解，还有你想知道的好玩的都可以告诉我 |
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