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简单解释一下,量子物理学,为什么如此的难懂?

解释一下,量子物理学,为什么如此的难懂?

想象一下,经过艰苦又苦逼的一天工作后,你在回家的路上?突然想去酒吧喝两口,点了一杯酒,又迥异的点上了一根烟,正当你准备抽一口烟时,,DUANG的一下子,他消失了,这是什么鬼?疑惑的环绕四周,然而找不到任何踪迹,就在这时,你看着你点的酒里边里面飘着的冰块,心想在炎热的天气里喝一杯这样的酒实在是太完美了,当你正想喝一口的时候,杯子里面的冰块,竟然自己颤动起来,好像你在用力摇杯子一样,但是你并没有,

突然,有些冰块穿过杯子掉落在你的衣服上,你一个激灵站了起来,想着会不会是有鬼附身的这杯酒吧!于是吓得连忙把杯子放到桌上,使劲的往门口冲去,当你往门口走的时候,你发现了刚才你进来的,门现在突然消失了,你现在看到的门只是墙上的画,你环顾四周的时候,发现这些顾客,进门出门,竟然是直接穿墙进出的,你在想这个地方可能是闹鬼了?

但是如果把这个酒吧减小到,小于原子的尺度,发生这样的事情就不再那么奇怪了,实际上,上述这些看似超自然的事情,在量子世界中一直在发生着,不过我们看不到就是了,因为人类的眼睛实在是太原始了,

双缝干涉实验,

实验的理论中,科学家知道了,光既是波子又是粒子,

但是科学家得出这个结论的过程是一个非常有意思的故事,他们曾用激光对着,感光底片,发射光子,来记录到达的位置,在激光,与中间放了一块挡板,首先在挡板左边,开一条缝,正如意料之中,在底线的左边出现了一条强度与光波相对应的线,科学家接着又在右侧开缝,进行重复的实验,在底片右边出现一条同样的线,然后他们尝试同时在挡板开两条缝隙,每个人都会认为,在底线上出现两条光线,

然而出乎意料的是,底片上记录了一个,“干涉图案”科学家们试图先发射单个光子,在发射第二个,但经过一段时间后,他们得到了相同的”干涉图案“他们发现,在家缝相交处的光子,一分为二,同时穿过两个夹缝后,彼此干涉,形成了这种图案,

,这一次物理学家们试图测量光子的路径,干涉的发生机理,一旦他们开始进行观测时,光子只表现为一个简单的粒子,只通过一个夹缝,去过一段时间后,屏幕只记录了两条线,这意味着什么?难道当我们观察是光子故意改变了路径?莫非光子是善于隐藏踪迹的粒子?

支配宇宙中,的所有粒子和力量,恐怕不是这引出了量子世界的下一个秘密,不确定性原理,第一次被提出是1927年,提出者是德国物理学家,沃纳,海森堡,

这个不确定性原理认为我们,不能确切的同时知道,粒子的位置和运动状态,我们越精确的测量粒子的速度,我们就越不知道它具体的位置,反之则亦然,

用类比做解释就是,想象一辆在路上行驶的汽车,要知道它的确切位置,你必须停止时间去测量,然而时间停止后,你就没办法知道它的速度,相反的要测量它的速度的话,你就不知道汽车的具体位置,

让我们再回到双缝实验,当我们开始观测粒子,其行为就改变了,为我们引出了”观察者效应“它跟,不确定性原理有点相关,该理论认为,当我们在发射光子进行粒子观测,粒子的量子相互作用会被我们的观测影响,

想象一下,你正在检查汽车轮胎的压力,不放出一些空气,让车胎的压力变动一下的话是很难测量的,因此相反测量光子的时候,他们的属性已经改变了,不再表现为波,而是一个粒子,

解释下一个量子的把戏,我们需要一只猫,不是简单的猫,我们需要薛定谔的猫,让我们把他连同一个化学炸弹放进一个碉堡,炸弹有50%的爆炸几率,这也是猫的生存几率,

通常来说,一段时间后,我们就会知道猫的死活,然而量子力学告诉我们,猫鸡是死的也是活的,因为炸弹,既可能爆炸,也可能不会,这就是所谓的量子叠加,所谓的叠加就是所有可能发生的事件的组合,在上述情况下,就是猫是死是活,都有50%的机会发生,在我们打开门的那一刻,宇宙必须打破叠加状态,并进行2选1,决定猫的生死,这一原理同样可以应用在玻璃二象性上,我们看到的波形其实是一个表示概率的图形,波纹最强的区域,代表有粒子到达的概率最大,而脆弱的区域,概率最低例子,以波的形态传播,这个形态也就是表示概率的光谱状态,直到击中屏幕的瞬间时,

宇宙法则,才不得不作出决定,确定量子的位置,同样的事情也发生在,围绕原子旋转的电子上,这些电子其实,没有明确的位置,我们只能知道他,可能出现在不同位置的概率,电子可能出现在原子之外,虽然这是极小的概率,甚至可能出现在宇宙的任何地方,但相应的概率更小,

量子纠缠是什么,

在此之前,你需要知道粒子,有自旋的固有属性这不像那种传统的,物体,围绕一个中心旋转的方式,但是是类似的它可以是向上或者向下,如果有一个很高的能量源,便会发生量子涨落,一些粒子会出现在,该能量源中,这些粒子有种叫做“纠缠”的属性,这种属性的意思是粒子的自旋,总是相互对立的,如果一个是上升,另一个则是下降,想象一下,如果我们试着在垂直角度观测到这样的一个粒子,他有50%的几率向上或向下,请记住,在我们观测之前,粒子的自旋状态是不确定的,所以一但进行观测,在他向上或向下的可能性范围内,量子叠加状态被打破,一个粒子会选择,一种确定的自旋方式,在那一瞬间,另一个例子,也打破它自身的联想,变成自选,相反的粒子,

关于这件事,令人兴奋之处在于,无论粒子之间的距离多大,一旦其中一个自旋是已知的,另一个自旋状态,也就随之立即确定,因此信息将,以比光速更快的速度传递,

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