量子力学到底是什么?普通人能看懂吗?
在量子世界里,不需要遵循经典物理定律,所以人们对量子世界的探索从来没有达到预期的状态。我们知道爱因斯坦是一位杰出的科学家,他解决了无数的谜团,但是世界上有一个奇怪的现象。
爱因斯坦也对此感到不解,并将这种现象称为“远处的奇怪行为”,也就是通常所说的“量子纠缠”。量子纠缠是量子力学中的一个奇怪现象,今天我们要去了解一下可怕的量子世界。
量子力学的真相。起初,人类对微观世界的认识仍然依赖于牛顿的经典物理学。自从普朗克和爱因斯坦奠定了量子力学的基础,人类开始研究量子力学和微观世界。
量子力学是描述微观世界的理论,主要描述原子和亚原子尺度的物理理论。它和相对论一起构成了现代物理学的理论基础,也是现代物理学最基本的理论之一。
根据量子理论,粒子的行为像波,用来描述粒子的行为?波函数?可以预测一个粒子可能的特性,比如它的位置和速度,而不是确定的特性。量子力学的问世,彻底改变了人们对物质组成的认识。
如今,在现代社会中,量子力学已经广泛应用于量子化学、量子计算、超导磁体、发光二极管、晶体管以及微处理器等半导体等诸多领域。
简单理解一下量子力学,就是用来研究微观世界的理论,量子力学里面有一些物理学上很奇怪的概念,比如纠缠,测不准原理。
量子纠缠。爱因斯坦也叫量子纠缠?幽灵远程行动?在两个或两个以上粒子组成的系统中,粒子之间相互作用是一种奇怪的现象。
在两个相距较远的粒子中,一个粒子的行为会影响另一个粒子的状态。当一个粒子的状态发生变化时,另一个粒子的状态会立即发生变化,不考虑距离和速度,速度远远超过光速。
量子纠缠被认为是最难理解的自然现象之一,而所谓量子纠缠的主要含义就是几个粒子相互作用后,它们原本的特性会变成整个自然界。
但是单个粒子的性质无法更好的描述,只能描述整体性质。在未来,我们科学家也希望能够利用这样的粒子纠缠来建造量子计算机,进行超高速计算。
薛定谔的猫这是量子力学中一个著名的思想实验,也是一场头脑风暴。大致是这样的:假设有一个封闭的盒子,里面有一只猫,微观的放射性原子,一个可以探测原子衰变的装置和一个有毒气体释放装置,这个放射性原子的半衰期是一个小时。一个小时内可能会也可能不会产生一个粒子。
也就是说,如果原子衰变,小猫就死了;原子不衰变,小猫活。因为原子的衰变是不确定的,小猫的生死也是不确定的。只有打开盒子才能知道小猫是死是活。所以在盒子打开之前,里面有一个。死了还是活着?那只猫!
根据量子力学理论,既然放射性原子处于衰变态和未稀释态的叠加,那么猫就应该处于死猫和活猫的叠加状态。但是,现实生活中是不可能存在死猫和活猫的,打开容器后才能知道结果。
这个实验别出心裁地把微观世界的状态直接引到了可以直观理解的宏观世界,而玻尔之前的说法是,在打开盒子之前,原子是在?腐烂?用什么?没有腐烂?叠加态,当盒子打开时,观察到的动作,即叠加态,坍缩并稳定地处于其中一种状态。
这个思想实验成为了量子力学最经典的问题,也是量子理论的一块试金石。随着量子力学的发展,薛定谔的猫也延伸出了平行宇宙等物理问题和一些哲学争议。
结论。在所有的物理科学理论中,量子力学被认为是最准确的一个,而在很多研究者看来,它仍然是非常违反直觉的,主要是因为没有人能够真正理解量子,而这也包括量子力学的创始人。
物理学家曾经说过。量子力学没人看得懂?从这句话也可以看出,量子力学所描述的客观世界是难以理解的。量子力学的创始人对事物理解不透彻,没接触过的普通人自然会觉得神秘。