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物理诺奖得主:“量子”究竟是什么?一口气读懂量子力学的故事

发布者:在华韩国创新中心 发布时间:2021-06-11 23:17:00 点击量:
发布时间:2021-06-11 23:17:00
量子既使人感到神秘,又使人感到有些“不可信”,因为量子力学中有许多实验和理论与常理相抵触,如“量子纠缠”这一现象,在量子力学中非常普遍,而在真实世界中则根本没有类似的例子。科学家们对此也感到奇怪,似乎人类生活的宏观与微观世界之间有一道无形的墙,使两者之间互不干扰。
随著研究的深入,科学家逐渐发现,事实上,量子力学对我们的宇宙而言,并不重要,因为这些看不见的量子时刻正在影响宇宙的演化,没有量子力学的魔力,宇宙就不可能存在。
所谓的“量子”究竟是什么呢?
量子力学与各种基本粒子不同,严格地说,量子力学并不是真实存在的粒子,而是一种“概念”,量子力学是指一切“物理量”的基本单位,当一个物理量小于再分割时,量子力学是量子化了的,其最小单位是“量子”。
量子力学是一种“存在状态”,并非真正存在的粒子,理解了量子力学的这一概念,就能更好地理解量子力学的一些相关概念。
由于在上个世纪,科学家们逐渐发现牛顿的经典力学不能解释量子力学中的某些现象,人们迫切需要一种新的理论体系来解释微观世界中的所有现象,而量子力学正是在这一背景下诞生的,量子力学在众多著名物理学家的共同努力下,有可能成为当今人类最成功的理论,在量子力学的四大标准模型下,除了引力,存在三种基本力,如果科学家找到“引力子”,人类就可以用量子力学解释宇宙中的四种相互作用力。
量子力学的出现彻底改变了人类对物质结构的认知,也刷新了我们对宇宙中四种基本力的认知。可以说,量子力学是人类历史上最成功的理论之一,可是为什么现在一提起量子力学,就让人觉得“不靠谱”呢?
最近一些年,很多所谓的“量子技术”层出不穷,最让人无语的应该就是所谓的“量子波动速读”,这个所谓的量子波动速读其实就是一个培训机构制造的骗局,这些人声称可以利用“量子纠缠”现象,让孩子闭上眼睛快速翻书,书中的内容就可以进入脑子中。
毋庸置疑,量子波动速读是一场骗局,最顶尖的科学家也不可能利用量子纠缠将知识传送到脑部,更不用说这些不靠谱的训练机构了,因为有许多人打着“量子力学”的旗号进行欺骗,让量子力学在每个人心中变得不靠谱。
许多人还会说“遇事不决量子力学”,其实这句话是在嘲讽许多科幻作品喜欢用量子力学来解释一些暂时无法解释的事情,久而久之,量子力学这个高端名词就变得不那么高端了,其实量子力学并不像我们想像的那样不靠谱,它是目前人类物理学中最重要的理论之一,与相对论一起维系着整个物理大厦。
“不确定性”是量子力学中最令人惊奇的地方,这也是量子力学与经典力学最大的不同之处,在我们的常识里,“测量”可以获得精确的数据,但在量子力学里,“测量”会影响测量结果,以致于我们得不到百分之百的精确结果,除非我们去测量,否则就会给观测系统带来影响。
由于量子力学的不确定性,使许多人对宇宙的本质产生了怀疑,传统认知认为,只要数据足够,人类就能通过计算和测量预知事物的结局,“预知”的结果虽然足够精确,但在量子力学中,要用数据预测宇宙中的一切,几乎是不可能的。
除此之外恒星之所以可以长时间地保持稳定,也可以“量子隧穿效应”有关,正是因为量子理论的存在,我们的宇宙才会是现在这个样子。
来源 :百度-杠日说历史