|
20世紀初，人類建立了量子力學。在過去的一百年里，量子力學迸發出極強的生命力，并改變著我們的生活。如今的我們已經完全生活在量子力學改變下的世界了！ 對于大眾來說，或者只聽說過量子力學這幾個字，但并不是很了解量子力學的研究范疇。其實簡單來說，量子力學就是研究微觀世界的一門科學理論。生活中我們能摸到，能看到的所有東西都是宏觀的，它們都是由最基本的粒子構成，包括原子，電子，光子，中微子等等。其實量子力學就是研究這些微觀粒子的一門科學理論！ 人們一開始研究微觀粒子總是套用宏觀世界的規律，比如科學家一開始用經典力學解釋電子在原子核外的運動，以為電子就像地球繞太陽公轉一樣，圍繞著原子核運轉。但量子力學的出現，完全否定了經典力學對微觀世界的解釋。電子并不是在原子核外做規則的圓周運動，而更是一種電子云的概率方式出現在原子核外的一定空間區域。 電子云模型 我們都知道，微觀世界中有很多神奇的現象，比如量子糾纏，量子疊加，測不準原理，量子態塌縮等等。這些現象固然神奇，但是也必須以科學態度審視它們。 在量子力學中，我們經常要去測量微觀粒子，但是測量時往往會遇到很多麻煩，比如我要測量一個粒子的動量，就只能忽略它的位置了，也就是說微觀粒子的動量和位置信息不能同時得到，動量測得越準確，位置信息就測得越不準確，我們一般稱為測不準原理，嚴格意義上來說應該是不確定性原理，因為微觀粒子的位置和動量并不是因為測量儀器的不精細導致的，而這更像是微觀粒子的本質屬性。我們知道，微觀粒子的尺度大小和光子差不多，而人類的測量儀器就是發射電磁波后再收集這些信息，而電磁波的傳播子就是光子，所以當測量儀器發出的電磁波（可以理解成光子）到達被測量的微觀粒子上時，這時候被測量粒子會被光子擾動，如果要確定微觀粒子的位置，那么電磁波的能量應該低一點，這樣擾動就少，但是動量就測不準了，反之亦然。但這樣的現象在宏觀世界就不存在，因為微觀物體所包含的物質數量級不知道比測量儀器發出來的光子高到哪里去！ 還有一種神奇的現象就是薛定諤的貓，也就是量子疊加。在微觀世界，粒子都是處于疊加態的，比如光的波粒二象性，如果光子的運動未被觀測前，那么它既是粒子態又是波動態的。體現在宏觀就是薛定諤的貓，也就是說，在一個毒氣有一半可能性被釋放的盒子里，關了一只貓，這只貓在未被打開盒子前，既是死的又是活的，這就是疊加態。也就是說在微觀領域，一個粒子可以同時處于兩種狀態下。這些現象在宏觀世界里會變得難以想象，試問一個人可以同時既在上海又在北京嗎？而在微觀世界就完全可以！可是微觀粒子一旦被測量，就會量子態坍縮，也就是說，沒有被測量前的微觀粒子是可以同時處于兩種狀態下，也就是疊加態，一旦被觀測就會坍縮，疊加態消失，同時變成其中一種確定的狀態。 那么現在就有許多人在問，那么量子力學是不是就意味著：我們的世界在沒有被觀測前，是處于不確定的疊加態，只有被人的意識觀測到，才變得確定了呢？也就是說，沒有用眼看這個客觀世界，那么客觀世界就不存在？只有睜開眼，世界才變得確定？ 其實這樣的問題已經把量子力學玄化了，量子力學追求的是科學，而不是瞎猜！目前沒有任何實驗或者理論表明這一說法的合理性，畢竟微觀粒子在沒有被觀測前是不確定的，而不是不存在的。并不表明量子力學揭示出世界因觀測而存在的說法！ |
|
|
