量子理论告诉我们，一切奇怪的事情正在我们周围发生

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天文同好乐园

02-27 13:12优质原创作者

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不可否认，量子理论确实有些古怪。有些人认为它在胡言乱语，有些人认为它是“伪科学”：猫怎么可能既是死的，又是活的？粒子怎么可能同时在两个地方？海森堡说一切都是不确定的。然而，这些事情都是真实的，只是因为在微观世界发生的一切奇怪的事情使我们迷惑不解，所以常常让很多人一提到量子理论就本能地拒绝。

看看你周围的世界，一切奇怪的事情都正在发生。此刻的你也许正拿着一本由纸装订成的书，纸张来自于一棵树的碎浆，它是将树木的分子打乱并重新排列成由亿万个单独部分组成的一个分子集合体。树木的重要分子是叶绿素，一个叶绿素分子由100多个碳、氢和氧原子扭结成一个复杂的形状，靠一些镁原子和氮原子结合在一起。



这些粒子组合在一起可以捕捉从比我们地球大100万倍的核火炉——太阳发出的、经过了1.496亿公里的电磁波，即光线。这些粒子将光的能量转移到细胞的内部，利用这个能量将二氧化碳和水建造成分子，并在此过程中产生出生命依赖的氧。



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也许你正在看着手机，你能看到手机屏幕上的内容，是因为你的眼睛可以将手机屏幕发出的电磁波转化为电脉冲，由我们所知道的宇宙中最复杂的大脑进行分析计算。所有你周围的一切东西都是原子的集合，而无论是什么样的原子，仅由3种粒子构成：电子、质子和中子。我们还进一步发现了，质子和中子本身是由更小的被称为“夸克”的实体所组成，这就是目前我们所知道的，而支撑所有这一切的就是量子理论。



这就是现代科学的最大成就，它将整个世界、包括人类在内的巨大的复杂性简化为描述一些微小的亚原子粒子的行为，和作用在这些粒子之间的4种力：引力、电磁力、强核力和弱核力。这4种力中的3种力已经得到了目前最好的描述：在原子核内部深处运行的强核力和弱核力，和将原子与分子黏合在一起的电磁力，这些都是量子理论给出的。只有万有引力，这个最弱的、却为我们最熟悉的力，目前还没有满意的量子理论描述。

量子理论精确地描述世界，它所利用的数学定律，就像牛顿或伽利略提出的任何定律一样具体。这就是为什么我们可以极其精确地计算一个电子的磁响应。量子理论提供了一个自然的、简化的描述，它有很强大的预测能力和解释能力，可以解释从微观的粒子跨越到宏大的宇宙这广阔范围内的现象。