簡單解釋一下,量子物理學,為什麼如此的難懂?

解釋一下,量子物理學,為什麼如此的難懂?

想像一下,經過艱苦又苦逼的一天工作後,你在回家的路上?突然想去酒吧喝兩口,點了一杯酒,又迥異的點上了一根煙,正當你準備抽一口煙時,,DUANG的一下子,他消失了,這是什麼鬼?疑惑的環繞四周,然而找不到任何蹤跡,就在這時,你看著你點的酒裡邊裡面飄著的冰塊,心想在炎熱的天氣里喝一杯這樣的酒實在是太完美了,當你正想喝一口的時候,杯子裡面的冰塊,竟然自己顫動起來,好像你在用力搖杯子一樣,但是你並沒有,

突然,有些冰塊穿過杯子掉落在你的衣服上,你一個激靈站了起來,想著會不會是有鬼附身的這杯酒吧!於是嚇得連忙把杯子放到桌上,使勁的往門口衝去,當你往門口走的時候,你發現了剛才你進來的,門現在突然消失了,你現在看到的門只是牆上的畫,你環顧四周的時候,發現這些顧客,進門出門,竟然是直接穿牆進出的,你在想這個地方可能是鬧鬼了?

但是如果把這個酒吧減小到,小於原子的尺度,發生這樣的事情就不再那麼奇怪了,實際上,上述這些看似超自然的事情,在量子世界中一直在發生著,不過我們看不到就是了,因為人類的眼睛實在是太原始了,

雙縫干涉實驗,

實驗的理論中,科學家知道了,光既是波子又是粒子,

但是科學家得出這個結論的過程是一個非常有意思的故事,他們曾用激光對著,感光底片,發射光子,來記錄到達的位置,在激光,與中間放了一塊擋板,首先在擋板左邊,開一條縫,正如意料之中,在底線的左邊出現了一條強度與光波相對應的線,科學家接著又在右側開縫,進行重複的實驗,在底片右邊出現一條同樣的線,然後他們嘗試同時在擋板開兩條縫隙,每個人都會認為,在底線上出現兩條光線,

然而出乎意料的是,底片上記錄了一個,「干涉圖案」科學家們試圖先發射單個光子,在發射第二個,但經過一段時間後,他們得到了相同的」干涉圖案「他們發現,在家縫相交處的光子,一分為二,同時穿過兩個夾縫後,彼此干涉,形成了這種圖案,

,這一次物理學家們試圖測量光子的路徑,干涉的發生機理,一旦他們開始進行觀測時,光子只表現為一個簡單的粒子,只通過一個夾縫,去過一段時間後,屏幕只記錄了兩條線,這意味著什麼?難道當我們觀察是光子故意改變了路徑?莫非光子是善於隱藏蹤跡的粒子?

支配宇宙中,的所有粒子和力量,恐怕不是這引出了量子世界的下一個秘密,不確定性原理,第一次被提出是1927年,提出者是德國物理學家,沃納,海森堡,

這個不確定性原理認為我們,不能確切的同時知道,粒子的位置和運動狀態,我們越精確的測量粒子的速度,我們就越不知道它具體的位置,反之則亦然,

用類比做解釋就是,想像一輛在路上行駛的汽車,要知道它的確切位置,你必須停止時間去測量,然而時間停止後,你就沒辦法知道它的速度,相反的要測量它的速度的話,你就不知道汽車的具體位置,

讓我們再回到雙縫實驗,當我們開始觀測粒子,其行為就改變了,為我們引出了」觀察者效應「它跟,不確定性原理有點相關,該理論認為,當我們在發射光子進行粒子觀測,粒子的量子相互作用會被我們的觀測影響,

想像一下,你正在檢查汽車輪胎的壓力,不放出一些空氣,讓車胎的壓力變動一下的話是很難測量的,因此相反測量光子的時候,他們的屬性已經改變了,不再表現為波,而是一個粒子,

解釋下一個量子的把戲,我們需要一隻貓,不是簡單的貓,我們需要薛定諤的貓,讓我們把他連同一個化學炸彈放進一個碉堡,炸彈有50%的爆炸幾率,這也是貓的生存幾率,

通常來說,一段時間後,我們就會知道貓的死活,然而量子力學告訴我們,貓雞是死的也是活的,因為炸彈,既可能爆炸,也可能不會,這就是所謂的量子疊加,所謂的疊加就是所有可能發生的事件的組合,在上述情況下,就是貓是死是活,都有50%的機會發生,在我們打開門的那一刻,宇宙必須打破疊加狀態,並進行2選1,決定貓的生死,這一原理同樣可以應用在玻璃二象性上,我們看到的波形其實是一個表示概率的圖形,波紋最強的區域,代表有粒子到達的概率最大,而脆弱的區域,概率最低例子,以波的形態傳播,這個形態也就是表示概率的光譜狀態,直到擊中屏幕的瞬間時,

宇宙法則,才不得不作出決定,確定量子的位置,同樣的事情也發生在,圍繞原子旋轉的電子上,這些電子其實,沒有明確的位置,我們只能知道他,可能出現在不同位置的概率,電子可能出現在原子之外,雖然這是極小的概率,甚至可能出現在宇宙的任何地方,但相應的概率更小,

量子糾纏是什麼,

在此之前,你需要知道粒子,有自旋的固有屬性這不像那種傳統的,物體,圍繞一個中心旋轉的方式,但是是類似的它可以是向上或者向下,如果有一個很高的能量源,便會發生量子漲落,一些粒子會出現在,該能量源中,這些粒子有種叫做「糾纏」的屬性,這種屬性的意思是粒子的自旋,總是相互對立的,如果一個是上升,另一個則是下降,想像一下,如果我們試著在垂直角度觀測到這樣的一個粒子,他有50%的幾率向上或向下,請記住,在我們觀測之前,粒子的自旋狀態是不確定的,所以一但進行觀測,在他向上或向下的可能性範圍內,量子疊加狀態被打破,一個粒子會選擇,一種確定的自旋方式,在那一瞬間,另一個例子,也打破它自身的聯想,變成自選,相反的粒子,

關於這件事,令人興奮之處在於,無論粒子之間的距離多大,一旦其中一個自旋是已知的,另一個自旋狀態,也就隨之立即確定,因此信息將,以比光速更快的速度傳遞,


推薦閱讀:

中醫的物理學本質揭密
如果人類縮小上百倍,身體構造是否會發生改變?
只是物理反應?八字如出現地支相合不能簡單判斷吉凶
楊振寧最偉大的成就是什麼?
道與物理場

TAG:物理學 | 量子物理 | 量子 | 解釋 | 簡單 | 物理 |