量子物理可以有多麼簡單

18至19世紀，科學知識發生了這指數性增長。牛頓力學、電磁學、熱力學取得了非凡的成效，各種物質：桌子、椅子、鐘錶、炮彈、汽車等等都能成功的被這三個領域的知識所描繪其運動與行為。

經典物理學只能解釋宏觀物體的運動與行為，但是要描述一個粒子（比如：電子）的運動方式，只能用量子物理解釋。量子物理的誕生，徹底顛覆了人們的常識，讓我們看看微觀世界到底怎麼了？

發熱體表面物質以一定的離散頻率振動，導致熱能只能通過微小而離散的能量團進行輻射，這些能量團再不可分，他們被稱為「量子」。

量子的概念最先被普朗克提出，後來發現包括光在內的所有電磁輻射都是量子化的，而非連續的。愛因斯坦也因為從這個角度考慮光的特性，成功的解釋了「光電效應」而獲得諾貝爾物理學獎金。但是，有大量的證據也表明光像是擴散而連續的波。這是為什麼？怎麼可能既連續又離散呢？

玻爾發現，在原子內部，電子並非繞著原子核旋轉。如果真的是這樣，根據經典物理學，帶正電的原子核會促使帶負電的電子持續釋放光能，電子會很快失去能量，並朝著原子核螺旋運動，導致原子塌縮。而事實上電子沒有發生這種情況，為什麼？

為了解釋原子的穩定性，波爾認為，電子不是自由的佔據原子核外的任意軌道，而是佔據著某些固定的軌道。電子只能從一個軌道躍遷到下一個較低的軌道，並釋放與兩個軌道的能級差完全相同的能量團，也就是量子。相應的，如果電子躍遷到一個較高能級的軌道上，就要吸收一個相應能級差的能量。

海森堡認為，我們不可能同時知道粒子的位置和速度，我們不觀測粒子的時候，它的位置和速度都不可知，只有當我們觀測它的時候，才能準確的知道它的位置，或者準確的知道它的速度。粒子的特性完全取決於觀測者，而不是客觀存在。

比如：白馬真的是白的嗎？它的顏色取決於觀察者的設備，因為人眼對反射光有確定的接收頻率，而顏色是由頻率決定的，所以我們看到的是白馬。如果此白馬被其他接收不同可見光頻率的眼睛看到後，一定不是白色的。

薛定諤發現，電子並不是一個在原子內部做繞核運動的、位置不可知的、模模糊糊的粒子，而是在原子內傳播的波。薛定諤將一個沒有被觀測的粒子描述成為一種物質波，只不過我們一觀測，物質波就塌縮成了一個離散的粒子，這個過程，也叫作退相干。後來，薛定諤的原子理論發展成了波動力學。波動方程的解不會告知電子在特定時間點的確定位置，而是提供了一個數集：當我們去測量電子的時候，電子在不同位置出現的概率各有多大。

只要不去測量，電子會同時出現在多個地方。波動方程覆蓋整個空間。我們的極限就是計算出電子同時存在於空間各點的概率，而不能在一個特定位置找到電子。這並不意味著認知缺陷，我們也無法通過獲得更多的信息彌補此缺陷，概率本事就是微觀世界的本質特性之一。

電子等微觀粒子能夠穿過它們本來無法通過的「牆壁」，這就是量子隧穿現象。這是因為根據量子力學，微觀粒子具有波的性質，而有不為零的概率穿過「牆壁」。

對於電子，什麼是「牆壁」呢？比如：在兩塊金屬（或半導體、超導體）之間夾一層厚度約為0.1nm的極薄絕緣層，由於電子不易通過絕緣層，因此絕緣層就像一個「牆壁」。假設電子開始處在左邊的金屬中，經過試驗發現，該電子能夠穿越「牆壁」來到右側的金屬中。

6. 量子糾纏

這個更炫。

1982年，阿斯沛和他的小組成功地完成了一項實驗，證實了微觀粒子之間存在著一種叫作量子糾纏的關係。在量子力學中，有共同來源的兩個微觀粒子之間存在著某種糾纏關係，不管它們被分開多遠，都一直保持著糾纏的關係，對一個粒子擾動，另一個粒子（不管相距多遠）立即（瞬間）有反應。如果觀測其中的一個粒子，兩個粒子都在瞬間塌縮，不管相聚多遠，兩個粒子之間在瞬間完成了通訊。

任何一個宏觀物體，比如我、籃球等都是由無數個基本粒子組成的。既然每個基本粒子都在量子力學的控制下，一個宏觀物體為什麼不能表現出量子隧穿現象、量子糾纏現象呢？

宏觀物體由成千上萬的大量粒子組成，粒子之間發生碰撞，從而破壞了粒子波動性，也就是粒子瞬間塌縮，從而我們宏觀物體沒有表現出量子特性。

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