量子是現(xiàn)代物理學(xué)中的一個(gè)重要概念,是一個(gè)物理量的最小不可分割的基本單位。而量子力學(xué)與精典物理學(xué)有著根本的區(qū)別,量子力學(xué)提供了全新的原理以及不一樣的思索形式。
在量子的世界內(nèi),可以毋須遵守精典物理學(xué)定理,因此人們對(duì)量子世界的探求仍然達(dá)不到預(yù)期狀態(tài)。我們曉得愛因斯坦是一位杰出一位科學(xué)家,解開了無數(shù)謎題,但是世界上有一個(gè)奇怪的現(xiàn)象。
愛因斯坦對(duì)此也倍感疑惑,并把這些現(xiàn)象稱為"遠(yuǎn)處的古怪行為",通常也被稱為"量子糾纏",量子糾纏是量子力學(xué)中的一種怪異現(xiàn)象,今天我們就要來認(rèn)識(shí)可怕的量子世界。
量子力學(xué)的真相。
最開始,人類對(duì)于微觀世界的理解還是借助牛頓的精典物理學(xué),自從普朗克和愛因斯坦奠定了量子力學(xué)的基礎(chǔ)以后,人類才即將開始對(duì)量子力學(xué)以及微觀世界的研究。
量子力學(xué)是描述微觀世界的一種理論,主要是描述原子和亞原子尺度的物理學(xué)理論 ,與相對(duì)論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ),也是現(xiàn)代物理學(xué)最基礎(chǔ)的理論之一。
根據(jù)量子理論,粒子的行為像波,用來描述粒子行為的“波函數(shù)”可以預(yù)測(cè)一個(gè)粒子可能的特點(diǎn),比如其位置與速率,而非確定的特點(diǎn)。量子力學(xué)的問世徹底改變了人類對(duì)物質(zhì)組成成份的認(rèn)識(shí)。
如今在現(xiàn)代社會(huì)中, 量子力學(xué)早已廣泛應(yīng)用于量子物理、量子估算、超導(dǎo)磁體、 發(fā)光二極管、晶體管和半導(dǎo)體如微處理器等多個(gè)領(lǐng)域。
簡單的理解量子力學(xué),那就是拿來研究微觀世界的理論,在量子力學(xué)中還有一些物理學(xué)中比較奇特的概念,就如糾纏和不確定性原理。
量子糾纏。
愛因斯坦也將量子糾纏稱為“鬼魅似的遠(yuǎn)距作用”量子物理學(xué)是什么概念,是粒子在由兩個(gè)或兩個(gè)以上粒子組成系統(tǒng)中相互影響的一種現(xiàn)象,比較奇特。
距離遙遠(yuǎn)的兩個(gè)粒子中,一個(gè)粒子的行為會(huì)影響到另一個(gè)的狀態(tài) ,當(dāng)其中一個(gè)粒子的狀態(tài)發(fā)生變化,另一顆也會(huì)即刻發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化,無視距離和速率,并且速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過光速。
量子糾纏被譽(yù)為是最難理解的自然現(xiàn)象之一,而所謂量子糾纏的主要意思就是幾個(gè)粒子在相互作用后,本來各自的特點(diǎn)將會(huì)弄成整體的性質(zhì)。
而單個(gè)粒子的性質(zhì)沒辦法未能更好被描述下來,只能描述出整體的性質(zhì),在未來,我們科學(xué)家也希望可以借助這樣的粒子糾纏來建造量子計(jì)算機(jī),進(jìn)行超高速估算 。
薛定諤的貓
這是量子力學(xué)中一個(gè)知名的思想實(shí)驗(yàn),也是一個(gè)腦海風(fēng)暴量子物理學(xué)是什么概念,大致是這樣的:假設(shè)有一個(gè)密閉的袋子,里面關(guān)著一只貓,還有微觀的放射性原子,一個(gè)可以測(cè)量原子衰變的裝置以及一個(gè)毒氣釋放裝置,而這個(gè)放射性原子的半衰期是一個(gè)小時(shí),一個(gè)小時(shí)內(nèi)可以形成一個(gè)粒子,也可能不形成。
這也就是說,如果原子衰變,小貓死;原子未衰變,小貓活。因?yàn)樵拥乃プ儾豢纱_定,因此兔子的生死也不確定,只有在打開袋子的時(shí)侯,才曉得兔子是活的還是死的,那么在打開袋子之前,里面就是一只“既是死,也是活”的貓!
根據(jù)量子力學(xué)理論來看,由于放射性的原子是處于衰變和未衰變兩種狀態(tài)的疊加,那么貓就理應(yīng)處于死貓和活貓的疊加狀態(tài),但是,現(xiàn)實(shí)生活中是不可能存在既死又活的貓,必須在打開容器后才曉得結(jié)果 。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)巧妙的直接把微觀世界的狀態(tài)引到了可以直觀理解的宏觀世界來,而玻爾之前的說法是在打開袋子之前,原子是處在“衰變”與“未衰變”的疊加態(tài),當(dāng)打開袋子來看,這個(gè)觀測(cè)的動(dòng)作即疊加態(tài)就發(fā)生了塌陷,穩(wěn)定地處于其中一種狀態(tài)。
這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)已然成為了量子力學(xué)最精典的問題,也是量子理論的一塊絆腳石,并且隨著量子力學(xué)的發(fā)展,薛定諤的貓還延展出了平行宇宙等數(shù)學(xué)問題以及一些哲學(xué)爭議。
結(jié)語。
在所有數(shù)學(xué)科學(xué)理論中,量子力學(xué)被覺得是一個(gè)最精確的理論,而且在好多的研究者眼中,量子力學(xué)還是非常反直覺,這主要是因?yàn)殛P(guān)于量子,至今還沒有一個(gè)人才能真正理解,并且這其中也包括量子力學(xué)的創(chuàng)始人們。
物理學(xué)家曾說過,“量子力學(xué)沒有人可以理解”,從這句話中也可以看出量子力學(xué)所描述出的客觀世界是很難理解,量子力學(xué)的創(chuàng)始人都難以理解透徹的東西,沒有接觸過的普通人自然都會(huì)感覺很神秘了。