量子力學(xué)的確難以理解,人們只能通過(guò)觀察、研究、思考,發(fā)現(xiàn)量子世界中各種顛覆“常理”的現(xiàn)象,但要追究這些現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因,大多數(shù)到目前為止仍是未知的。這不免為量子世界蒙上一層神秘色彩。 阿怪今天就和大家一起走進(jìn)“量子世界”,揭開量子世界的神秘面紗,看看“量子糾纏”到底是咋回事。 簡(jiǎn)述量子力學(xué)什么是量子 在物理學(xué)中,如果一個(gè)物理量存在一個(gè)最小的不可再分割的單位,就把這個(gè)最小單位稱為量子,并說(shuō)這個(gè)物理量是量子化的。比如光量子(通常稱為:光子)、電荷量。 量子力學(xué)
量子奇特的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象雙縫干涉實(shí)驗(yàn)示意圖 發(fā)現(xiàn)量子奇特運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的著名實(shí)驗(yàn)就是雙縫干涉實(shí)驗(yàn):
無(wú)法確定的運(yùn)動(dòng) 在沒(méi)有認(rèn)識(shí)量子世界之前,人們普遍認(rèn)為通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算等科學(xué)的方法一定能確定某個(gè)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)情況,只是因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的限制,還達(dá)不到完全準(zhǔn)確的精度而已;然而在研究了更多的量子運(yùn)動(dòng)情況之后,科學(xué)家不得不打破這種觀點(diǎn),不得不承認(rèn)微觀量子世界運(yùn)動(dòng)的不確定性——概率。
最典型的就是科學(xué)家對(duì)原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)(原子核與外層電子的排布關(guān)系)的認(rèn)識(shí)變化: 以最簡(jiǎn)單的氫原子舉例 量子力學(xué)把那個(gè)決定論的世界打破了。在量子世界里沒(méi)有任何事情是決定好的,一切都很隨機(jī),而正是這種不確定性賦予了人自由意志的可能。在經(jīng)典世界里一切都按自然規(guī)律運(yùn)行,人是沒(méi)有自由意志的。 人生沒(méi)有意義的世界是經(jīng)典物理世界,而不是量子物理世界。因此,如果量子力學(xué)正確,你就擁有無(wú)限的可能,你的人生充滿希望,生活很美好,世界很奇妙。當(dāng)然,量子力學(xué)是否正確目前仍處于是與否的疊加態(tài)。 所以你的人生有沒(méi)有意義也處在有和沒(méi)有的疊加態(tài),但是你可以自己選擇讓它坍縮到你想要的狀態(tài),也就是說(shuō)人生有沒(méi)有意義取決于你自己的選擇。 經(jīng)典決定論是說(shuō),給定初始條件,那么由運(yùn)動(dòng)方程,此后所有的運(yùn)動(dòng)情況都被決定了。這里有兩個(gè)弱點(diǎn)。一個(gè)是,如果初始條件差之毫厘,由于運(yùn)動(dòng)方程也不是簡(jiǎn)單的一個(gè)方程(如果把全宇宙都看成一個(gè)方程,那么其中的變量將非常非常多)。所以最后是“誤差放大”,失之千里。第二個(gè)是,對(duì)于宏觀現(xiàn)象,即使是經(jīng)典的微觀,也會(huì)是作平均后的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。這里面的例子就是,微觀動(dòng)力學(xué)的可逆卻導(dǎo)致宏觀的不可逆。 微觀世界由量子力學(xué)描述。這是是說(shuō),微觀粒子由量子態(tài)描述。但是量子態(tài)卻是由一個(gè)運(yùn)動(dòng)方程描述的。這里既有隨機(jī)性,又有決定性的規(guī)律。概率也是有規(guī)律的。 科學(xué)只是人類認(rèn)識(shí)世界的手段與方式。科學(xué)理論是人類觀察事物性質(zhì)及對(duì)其變化規(guī)律的總結(jié)和概括。任何科學(xué)理論都有其適用范圍丶條件與特定研究對(duì)象,都有其局限性,為局部的規(guī)律,而不是宇宙的全部和終結(jié)。量子理論亦是如此,只適用于微觀粒子世界,將其隨意擴(kuò)大化丶萬(wàn)能化,適用到中觀世界及宏觀世界,甚至用來(lái)解釋人的生命意義及人類社會(huì)復(fù)雜的現(xiàn)象,完全違背科學(xué)的邏輯與本質(zhì),是極為荒謬的。 宇宙是不斷演化丶運(yùn)動(dòng)與發(fā)展的,無(wú)窮無(wú)盡,無(wú)止無(wú)休。人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)也是隨著宇宙的演變發(fā)展而逐步深化,這一識(shí)過(guò)程永遠(yuǎn)沒(méi)有盡頭。科學(xué)理論也在這一過(guò)程中被檢驗(yàn),完善,甚至揚(yáng)棄。如人類對(duì)燃燒現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。一個(gè)時(shí)期“燃素說(shuō)”在科學(xué)界占統(tǒng)治地位,人們深信不疑,認(rèn)為燃素參與整個(gè)燃燒過(guò)程,后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)了氧氣,“燃素說(shuō)”被“氧化說(shuō)”取代。 |
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