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簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

 漫步之心情 2017-04-07

解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

想象一下,經(jīng)過(guò)艱苦又苦逼的一天工作后,你在回家的路上?突然想去酒吧喝兩口,點(diǎn)了一杯酒,又迥異的點(diǎn)上了一根煙,正當(dāng)你準(zhǔn)備抽一口煙時(shí),,DUANG的一下子,他消失了,這是什么鬼?疑惑的環(huán)繞四周,然而找不到任何蹤跡,就在這時(shí),你看著你點(diǎn)的酒里邊里面飄著的冰塊,心想在炎熱的天氣里喝一杯這樣的酒實(shí)在是太完美了,當(dāng)你正想喝一口的時(shí)候,杯子里面的冰塊,竟然自己顫動(dòng)起來(lái),好像你在用力搖杯子一樣,但是你并沒(méi)有,

突然,有些冰塊穿過(guò)杯子掉落在你的衣服上,你一個(gè)激靈站了起來(lái),想著會(huì)不會(huì)是有鬼附身的這杯酒吧!于是嚇得連忙把杯子放到桌上,使勁的往門(mén)口沖去,當(dāng)你往門(mén)口走的時(shí)候,你發(fā)現(xiàn)了剛才你進(jìn)來(lái)的,門(mén)現(xiàn)在突然消失了,你現(xiàn)在看到的門(mén)只是墻上的畫(huà),你環(huán)顧四周的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)這些顧客,進(jìn)門(mén)出門(mén),竟然是直接穿墻進(jìn)出的,你在想這個(gè)地方可能是鬧鬼了?

但是如果把這個(gè)酒吧減小到,小于原子的尺度,發(fā)生這樣的事情就不再那么奇怪了,實(shí)際上,上述這些看似超自然的事情,在量子世界中一直在發(fā)生著,不過(guò)我們看不到就是了,因?yàn)槿祟惖难劬?shí)在是太原始了,

雙縫干涉實(shí)驗(yàn),

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實(shí)驗(yàn)的理論中,科學(xué)家知道了,光既是波子又是粒子,

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但是科學(xué)家得出這個(gè)結(jié)論的過(guò)程是一個(gè)非常有意思的故事,他們?cè)眉す鈱?duì)著,感光底片,發(fā)射光子,來(lái)記錄到達(dá)的位置,在激光,與中間放了一塊擋板,首先在擋板左邊,開(kāi)一條縫,正如意料之中,在底線的左邊出現(xiàn)了一條強(qiáng)度與光波相對(duì)應(yīng)的線,科學(xué)家接著又在右側(cè)開(kāi)縫,進(jìn)行重復(fù)的實(shí)驗(yàn),在底片右邊出現(xiàn)一條同樣的線,然后他們嘗試同時(shí)在擋板開(kāi)兩條縫隙,每個(gè)人都會(huì)認(rèn)為,在底線上出現(xiàn)兩條光線,

然而出乎意料的是,底片上記錄了一個(gè),“干涉圖案”科學(xué)家們?cè)噲D先發(fā)射單個(gè)光子,在發(fā)射第二個(gè),但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,他們得到了相同的”干涉圖案“他們發(fā)現(xiàn),在家縫相交處的光子,一分為二,同時(shí)穿過(guò)兩個(gè)夾縫后,彼此干涉,形成了這種圖案,

簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

,這一次物理學(xué)家們?cè)噲D測(cè)量光子的路徑,干涉的發(fā)生機(jī)理,一旦他們開(kāi)始進(jìn)行觀測(cè)時(shí),光子只表現(xiàn)為一個(gè)簡(jiǎn)單的粒子,只通過(guò)一個(gè)夾縫,去過(guò)一段時(shí)間后,屏幕只記錄了兩條線,這意味著什么?難道當(dāng)我們觀察是光子故意改變了路徑?莫非光子是善于隱藏蹤跡的粒子?

簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

支配宇宙中,的所有粒子和力量,恐怕不是這引出了量子世界的下一個(gè)秘密,不確定性原理,第一次被提出是1927年,提出者是德國(guó)物理學(xué)家,沃納,海森堡,

簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

這個(gè)不確定性原理認(rèn)為我們,不能確切的同時(shí)知道,粒子的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),我們?cè)骄_的測(cè)量粒子的速度,我們就越不知道它具體的位置,反之則亦然,

用類比做解釋就是,想象一輛在路上行駛的汽車(chē),要知道它的確切位置,你必須停止時(shí)間去測(cè)量,然而時(shí)間停止后,你就沒(méi)辦法知道它的速度,相反的要測(cè)量它的速度的話,你就不知道汽車(chē)的具體位置,

簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

讓我們?cè)倩氐诫p縫實(shí)驗(yàn),當(dāng)我們開(kāi)始觀測(cè)粒子,其行為就改變了,為我們引出了”觀察者效應(yīng)“它跟,不確定性原理有點(diǎn)相關(guān),該理論認(rèn)為,當(dāng)我們?cè)诎l(fā)射光子進(jìn)行粒子觀測(cè),粒子的量子相互作用會(huì)被我們的觀測(cè)影響,

想象一下,你正在檢查汽車(chē)輪胎的壓力,不放出一些空氣,讓車(chē)胎的壓力變動(dòng)一下的話是很難測(cè)量的,因此相反測(cè)量光子的時(shí)候,他們的屬性已經(jīng)改變了,不再表現(xiàn)為波,而是一個(gè)粒子,

解釋下一個(gè)量子的把戲,我們需要一只貓,不是簡(jiǎn)單的貓,我們需要薛定諤的貓,讓我們把他連同一個(gè)化學(xué)炸彈放進(jìn)一個(gè)碉堡,炸彈有50%的爆炸幾率,這也是貓的生存幾率,

簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

通常來(lái)說(shuō),一段時(shí)間后,我們就會(huì)知道貓的死活,然而量子力學(xué)告訴我們,貓雞是死的也是活的,因?yàn)檎◤棧瓤赡鼙?,也可能不?huì),這就是所謂的量子疊加,所謂的疊加就是所有可能發(fā)生的事件的組合,在上述情況下,就是貓是死是活,都有50%的機(jī)會(huì)發(fā)生,在我們打開(kāi)門(mén)的那一刻,宇宙必須打破疊加狀態(tài),并進(jìn)行2選1,決定貓的生死,這一原理同樣可以應(yīng)用在玻璃二象性上,我們看到的波形其實(shí)是一個(gè)表示概率的圖形,波紋最強(qiáng)的區(qū)域,代表有粒子到達(dá)的概率最大,而脆弱的區(qū)域,概率最低例子,以波的形態(tài)傳播,這個(gè)形態(tài)也就是表示概率的光譜狀態(tài),直到擊中屏幕的瞬間時(shí),簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

宇宙法則,才不得不作出決定,確定量子的位置,同樣的事情也發(fā)生在,圍繞原子旋轉(zhuǎn)的電子上,這些電子其實(shí),沒(méi)有明確的位置,我們只能知道他,可能出現(xiàn)在不同位置的概率,電子可能出現(xiàn)在原子之外,雖然這是極小的概率,甚至可能出現(xiàn)在宇宙的任何地方,但相應(yīng)的概率更小,

量子糾纏是什么,

簡(jiǎn)單解釋一下,量子物理學(xué),為什么如此的難懂?

在此之前,你需要知道粒子,有自旋的固有屬性這不像那種傳統(tǒng)的,物體,圍繞一個(gè)中心旋轉(zhuǎn)的方式,但是是類似的它可以是向上或者向下,如果有一個(gè)很高的能量源,便會(huì)發(fā)生量子漲落,一些粒子會(huì)出現(xiàn)在,該能量源中,這些粒子有種叫做“糾纏”的屬性,這種屬性的意思是粒子的自旋,總是相互對(duì)立的,如果一個(gè)是上升,另一個(gè)則是下降,想象一下,如果我們?cè)囍诖怪苯嵌扔^測(cè)到這樣的一個(gè)粒子,他有50%的幾率向上或向下,請(qǐng)記住,在我們觀測(cè)之前,粒子的自旋狀態(tài)是不確定的,所以一但進(jìn)行觀測(cè),在他向上或向下的可能性范圍內(nèi),量子疊加狀態(tài)被打破,一個(gè)粒子會(huì)選擇,一種確定的自旋方式,在那一瞬間,另一個(gè)例子,也打破它自身的聯(lián)想,變成自選,相反的粒子,

關(guān)于這件事,令人興奮之處在于,無(wú)論粒子之間的距離多大,一旦其中一個(gè)自旋是已知的,另一個(gè)自旋狀態(tài),也就隨之立即確定,因此信息將,以比光速更快的速度傳遞,

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