我認(rèn)為我可以肯定地說，現(xiàn)在沒有人理解量子力學(xué)------理查德·費(fèi)曼

直到現(xiàn)在，量子理論的神秘面紗依舊未被完全揭開，至于為什么會(huì)呈現(xiàn)出種種令人費(fèi)解的的性質(zhì)，就像理查德·費(fèi)曼說的一樣，沒有人會(huì)知道。但是如果沒有量子理論，太陽不會(huì)燃燒，原子會(huì)四分五裂，所有的物質(zhì)都會(huì)崩解。接下來，我們通過一些簡(jiǎn)單的語言來描繪量子理論的冰山一角（注意：并不涉及數(shù)學(xué)知識(shí)與深?yuàn)W的物理理論，內(nèi)容較多，大概需要五分鐘讀完）。

在量子理論出現(xiàn)之前，牛頓力學(xué)統(tǒng)治世界幾百年，牛頓力學(xué)體系幾乎可以解釋宏觀世界所有的現(xiàn)象。牛頓力學(xué)的繼承者拉普拉斯說：如果擁有無限的計(jì)算能力，并且知道某一時(shí)刻所有粒子的位置，人類就可以利用牛頓方程預(yù)測(cè)整個(gè)宇宙的未來，并且可以準(zhǔn)確的反推宇宙的過去。這種言論當(dāng)然是荒謬的，不確定性原理告訴我們：我們不可能同時(shí)準(zhǔn)確地知道粒子的確切位置與速度（不確定性原理接下來我會(huì)說明）。甚至當(dāng)時(shí)有一個(gè)年輕人被勸告不要再鉆研物理了，一切注定都是徒勞，因?yàn)槲锢碇芬呀?jīng)走到了盡頭，我們需要做的就是繼續(xù)完善細(xì)節(jié)，給已知量多算幾位小數(shù)而已。這位年輕人就是量子力學(xué)的創(chuàng)始人之一------普朗克。

經(jīng)典物理的缺陷------紫外災(zāi)難

當(dāng)時(shí)科學(xué)家試圖找出不同頻率輻射所攜帶的能量大小，但是計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量相當(dāng)不符，甚至在高頻區(qū)能量區(qū)域正無窮大，這顯然是不合理的。

一年內(nèi)，也就是當(dāng)初那個(gè)被勸說不要再鉆研物理的那個(gè)年輕人普朗克發(fā)現(xiàn)，只要將輻射看作是在確定能量包大小里間斷進(jìn)行發(fā)射和吸收的，那么紫外災(zāi)難就能非常完美的被解釋。這些確定大小的能量包被稱作量子。這是對(duì)經(jīng)典物理（認(rèn)為輻射是連續(xù)的，而且人們觀念里認(rèn)為任何事都是連續(xù)的）的極大挑戰(zhàn)，甚至連普朗克自己都懷疑自己的發(fā)現(xiàn)。

量子的奇妙性質(zhì)

微觀領(lǐng)域很多事似乎都不可理解，讓人感到非常的不可思議，甚至違反了我們的常識(shí)觀念。

1、疊加態(tài)

經(jīng)典理論是確定的，一個(gè)物體要么在這兒，要么就在那兒，在確定的時(shí)刻只能處于唯一的確定位置，這對(duì)于我們當(dāng)然是不言而喻的，因?yàn)楹暧^物質(zhì)就是這樣。而量子理論告訴我們，它不僅可以在這兒，還能在那兒，甚至可以在這兒和那兒之間任何一個(gè)位置，此時(shí)量子處于這兒和那兒的疊加態(tài)。

為了更清楚地理解疊加態(tài)，我們來做一個(gè)電子干涉實(shí)驗(yàn)。電子槍發(fā)射電子，電子通過A、B狹縫，在屏上形成干涉條紋。假如此時(shí)我們讓電子槍一次只發(fā)射一個(gè)電子，經(jīng)過一段時(shí)間后，依然會(huì)在屏上形成干涉條紋。

那我們就要問了，一個(gè)電子要么通過A縫，要么通過B縫，它能和誰發(fā)生干涉呢？但是結(jié)果顯示的確產(chǎn)生了干涉條紋，所以電子其實(shí)是同時(shí)通過了A、B縫，自己和自己產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象。這與我們的觀念是完全不一致的，一個(gè)東西怎么能同時(shí)從兩個(gè)縫里通過呢？

2、觀察

可終究還是有人不相信有東西能分身，所以就有人改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)，在兩條縫旁邊放上了兩個(gè)探測(cè)器，如果電子從A縫通過，就會(huì)被a探測(cè)到，如果從B縫通過，就會(huì)被b探測(cè)到。接下來令人驚訝的事情發(fā)生了，干涉條紋消失了，此時(shí)電子要么就是從A縫通過的，要么就是從B縫通過的，電子貌似已經(jīng)預(yù)知到我們會(huì)觀察它的狀態(tài)，所以呈現(xiàn)出來粒子的性質(zhì)。

這就是物質(zhì)與意識(shí)的相互作用，物質(zhì)可以作用于意識(shí)，意識(shí)也可以作用于物質(zhì)。我們觀察電子的行為作用到了電子身上，改變了電子的狀態(tài)。在未觀察之前，電子處于疊加態(tài)，呈現(xiàn)波的性質(zhì)；觀察之后，疊加態(tài)坍縮為定態(tài)，呈現(xiàn)粒子性。

3、不確定性原理

“粒子的位置與速度不可能同時(shí)被精確測(cè)定，如果精確測(cè)定位置，那么速度就會(huì)非常不準(zhǔn)確，如果精確測(cè)定位置，那么粒子的速度就會(huì)非常不準(zhǔn)確”

這個(gè)原理可以通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單的說明。

我們眼看到的東西都是通過光反射到我們的視網(wǎng)膜上形成的，所以如果想要探測(cè)一個(gè)基本粒子，我們就需呀一個(gè)更小的粒子作為“光”，最好的“光”就是γ射線，這是一種波長(zhǎng)非常短的電磁波，所以能量非常高。我們讓?duì)蒙渚€撞擊待測(cè)粒子，通過反射。我們就能精確測(cè)定待測(cè)粒子的位置。但是就是因?yàn)檫@一撞，粒子的速度也就因此改變，所以說這兩種物理量是不能同時(shí)精確測(cè)定的。

這只是為了說明這個(gè)問題而提出的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，其實(shí)不確定性是量子的一個(gè)基本性質(zhì)，并不依賴于我們的測(cè)量工具。

除了這些，量子還有好多奇妙的性質(zhì)，比如說量子隧穿，量子糾纏，遲滯實(shí)驗(yàn)等，截止到目前，我們依然不理解這些性質(zhì)背后的道理是什么，還有很長(zhǎng)的路要走。

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