打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
什么是量子力学?量子纠缠?看完让你比大部分人更不懂
userphoto

2023.05.15 北京

关注

你有没有想过,这个世界是不是真的像我们看到的那样?我们的眼睛能看到的东西,都是由无数个微小的粒子组成的,比如原子,电子,光子等。

但是这些粒子在我们看不见的微观世界里,却有着很多奇妙的现象和性质,比如量子叠加,量子纠缠,量子隧道等。这些现象和性质,用我们熟悉的牛顿力学是无法解释的,所以我们需要一门新的理论来描述它们,这就是量子力学。

量子力学是20世纪初诞生的一门革命性的物理学分支,它揭示了微观粒子的本质和行为规律,也为我们开辟了一个全新的视角来认识这个世界。量子力学不仅解决了很多以前无法解决的物理问题,也预言了很多以前无法想象的物理现象。量子力学也推动了很多科技的发展和创新,比如激光,半导体,核能,量子计算机等。那么,量子力学到底告诉了我们什么呢?

首先,它告诉了我们,微观粒子都是以波的形式存在的。这种波并不是像水波或声波那样的机械波,而是一种概率波。它描述了粒子出现在某个位置或状态的概率大小。这就意味着,在没有测量之前,粒子可以同时处于多种可能性之中,比如同时在两个地方,或者同时具有两种属性。这就是量子叠加现象。

量子叠加现象让我们感到很不可思议,因为在我们日常经验中,一个物体不可能同时在两个地方或者同时具有两种属性。但是,在微观世界里,这却是很常见的。比如一个电子可以同时具有上旋和下旋两种自旋状态,或者一个光子可以同时具有水平偏振和垂直偏振两种偏振状态。只有当我们对它们进行测量时,它们才会表现出一个确定的结果,并且这个结果是随机的,并不取决于我们怎么测量。那么,在测量之前,粒子到底是什么样子呢?

它们是否真的同时存在于多种可能性之中呢?还是说它们只是没有确定下来呢?

这些问题在量子力学中并没有明确的答案。不同的诠释方法会给出不同的解释。有些诠释方法认为粒子在测量之前就已经有了一个确定的属性,只是我们不知道而已。有些诠释方法认为粒子在测量之前没有任何实在性,只是一种数学描述而已。有些诠释方法认为粒子在测量之前存在于多个平行世界之中,每个世界都有一个不同的结果。

截止目前还没有一个诠释方法能够完全符合实验事实和逻辑推理,并且能够得到广泛的认可和接受。

所以,量子力学的诠释问题仍然是一个开放的问题,也是一个有趣的问题。它涉及到了物理学,哲学,甚至心理学和宗教学的领域。它让我们思考,什么是真实,什么是知识,什么是意识,什么是存在。

另外,量子力学告诉了我们,微观粒子之间可以存在一种神奇的联系,叫做量子纠缠。量子纠缠是指两个或多个粒子之间的状态或属性相互依赖,无论它们相隔多远,只要对其中一个粒子进行测量,就会立即影响另一个粒子的状态或属性。这就好像两个恋人之间有着一种心灵感应,无论他们在哪里,只要一个人心情变化,另一个人就能感受到。

量子纠缠让我们感到很震惊,因为它似乎违反了爱因斯坦提出的相对论原理。相对论原理告诉我们,没有任何东西可以超过光速,在空间中传递信息或影响也需要一定的时间。但是,在量子纠缠中,两个粒子之间的联系似乎是瞬时的,不受空间和时间的限制。这就好像两个粒子之间有着一条隐形的通道,可以直接传递信息或影响。

那么,在量子纠缠中,是否真的存在着超光速的信息或影响呢?还是说这只是一种假象呢?

这些问题在量子力学中也没有明确的答案。不同的理论和实验都试图解决这个问题,但是都没有得到一个完美的解释和证明。有些理论和实验认为量子纠缠中确实存在着超光速的信息或影响,但是这种信息或影响不能用来传递有用的信息或能量。有些理论和实验认为量子纠缠中并不存在超光速的信息或影响,而只是一种统计上的相关性或因果性。

所以,量子纠缠的本质和机制仍然是一个悬而未决的问题。

量子力学告诉了我们,微观粒子可以具有一些非常奇特和神奇的能力,比如量子隧道。量子隧道是指微观粒子可以穿越一些看似不可能穿越的障碍物或壁垒。这就像一个人可以穿越一堵墙,或者一个球可以穿越一个篮筐。

这在我们的常识中是不可能的,因为我们认为物体之间是有着固定的形状和位置的,而且不能相互重叠或穿透。但是,在微观世界里,这却是可能的。因为微观粒子是以波的形式存在的,而波是可以相互叠加或干涉的。当一个波遇到一个障碍物或势垒时,它会有一部分反射回去,一部分透射过去。如果障碍物或势垒很厚或很高,那么透射过去的波就会很小,几乎可以忽略不计。但是,如果障碍物不是无限厚或无限高的,那么透射过去的波就不会完全消失,而是会有一个非零的概率存在。这就意味着,微观粒子有一个非零的概率穿越障碍物或壁垒,这就是量子隧道现象。

量子隧道现象也让我们感到很惊讶,因为它似乎违反了能量守恒定律。能量守恒定律告诉我们,一个物体要想穿越一个障碍物或势垒,它必须具有足够的能量来克服障碍物或势垒的阻力。但是,在量子隧道中,微观粒子可以穿越一些看似需要更高能量才能穿越的障碍物或势垒。这就好像一个人可以不费力气地跳过一座山,或者一个球可以不费力气地飞过一片湖。这在我们的经验中是不可能的,但是,在微观世界里,这却是可能的。因为微观粒子并不是按照经典力学的规则运动的,而是按照量子力学的规则运动的。在量子力学中,并没有绝对的能量阈值或边界,而只有概率分布和波函数。

那么,在量子隧道中,微观粒子究竟是怎么穿越障碍物或势垒的呢?

它们是否真的消失了一会儿,然后又突然出现在另一边呢?还是说它们只是以一种我们无法察觉的方式穿越了呢?

这些问题在量子力学中也没有明确的答案。不同的模型和假设都试图解释这个问题,但是都没有得到一个完美的解释和证明。有些模型和假设认为微观粒子在穿越障碍物或势垒时,并没有真正消失或出现,而只是以一种虚态或复合态存在于障碍物内部。有些模型和假设认为微观粒子在穿越障碍物或势垒时,并没有真正穿越,而只是以一种瞬移或跃或跃迁的方式到达另一边。

所以,量子隧道的机制和过程仍然是一个未解之谜,也是一个有趣的谜。它让我们思考,什么是能量,什么是障碍,什么是穿越。

总结来说,量子力学给我们展示了一个奇妙而神秘的微观世界,一个我们无法直接观察和感知的世界,一个充满了可能性和概率的世界。量子力学也给我们带来了很多困惑和挑战,一个我们无法完全理解和掌握的世界,一个充满了矛盾和 悖论 的世界。

总之,量子力学会让我们重新审视我们对这个世界的认识和认知,让我们重新思考我们在这个世界中的角色和意义。

那为什么这个宇宙会有这样的规律呢?为什么这些规律会如此有序而复杂呢?为什么这些规律会如此难以理解而神秘呢?

这些问题可能永远没有答案。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
【五条信息】“量子隧穿效应”说明能量可无中生有?能量守恒受到质疑?
102思维模型:量子思维一在纠缠中跃迁
量子力学真的暗示客观世界不存在?世界因观察而存在?
量子力学为何不允许微观粒子同时拥有确定的速度和位置?
什么是量子隧穿效应?
很通俗的讲,量子力学到底讲了个啥?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服