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福尔摩斯和量子论

 timtxu 2021-04-10

     这一切要从大侦探认识莫雷亚蒂说起,他曾经问道:“你说量子论吗?这应该是一种关于微观世界的非常奇妙的物理理论吧?”,我们的大侦探在说这些话时,并不是空穴来风,从莫雷亚蒂的认识中就知道他的书架上有很多关于物理学的书籍。

     原子构造模型和相对论公式,原子构造太阳系模型,原子中心存在一个像太阳一样的原子核,周围的电子则像行星一样围绕原子核转动,在其内部存在着可以提取的巨大能量,这个理论最初是由英国的卢瑟福博士提出。

     天才教授留下的有关量子论的线索。大侦探正是因为看了莫雷亚蒂祖父留下的笔记,以至于致力研究物理学。一般来说,人们认为像电子之类的微观物质,其本质应该是“粒子”,但是量子论却提出相反的理论,认为微观物质的本质是“波”。波并不是我们生活中常见的水波,与海面上的波完全不相同。单个电子本身也具有波的性质,这究竟是一种什么样的状态,波从不在单一的地方停留。同理,电子不会存在某一固定的场所,而是位于不确定的位置。人要进行观测时,电子以粒子的形态出现,不会以波的形式出现。事实上,这种认为的干涉会影响电子波,以粒子的形式出现;后面有关于“波粒二象性”就是对电子是粒子、还是波的最好解释。

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     我们能将电子的波进行观测,那么相对于不能观测的波等于不存在吗?这样的说法显然过于牵强,从研究上来看,只有我们不进行观测的时候,电子是波,对于我们来说就等于不存在,然而事实并非如此,不管观测不观测到,我们都不能决定一个物质是否存在,在生活中没有被我们发现的事物,就不能否定其存在与否。

     在量子论的发展长流中,我们使用薛定谔方程式,就可以准确的预测所有和电子相关的实验结果,事实证明并没有问题。随着波尔、海登堡的科学研究,每一个都是量子论背后的“主角”。

     自然的本质是不确定的,在微观世界里,未来不只是唯一不变的,就像这一秒存在于这里的电子,下一秒究竟会存在何处,只能进行概率上的判断。换种方式理解,电子在一秒后既有可能在这里,也有可能在那里。实际上电子会出现在哪里,只有像掷骰子一样被决定。而掷骰子一定要掉在地上,才符合物理法则,也就是所谓的规律。自然界不允许有模棱两可的存在,必须是井然有序,这也是严肃科学所明确的内容。

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     当今世界是由量子论支配的吗?量子论是无所不能的,他可以解释最本源的物质世界的规律,能够开启任何一种可能性。例如将某一种元素变成另一种元素,就像炼金术那样;也可以从原子中获取巨大的能量。并驾驭这种能量进行实际运用。

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