关于量子史话,已经写到了第29篇,若是您是从第一篇看到了此刻,那么恭喜您,作为科普的目标,您已经大致上领会了整个量子力学降生的过程,并且对此中的一些根基道理也已经有了必然的领会。
除了可以看成饭后的谈资和伴侣们讲讲量子力学以外,还能在女伴侣面前揭示您的宏儒硕学。更主要的是,让您对这个宿世界有了更深一层的理解。
我感觉人活一宿世,最大的糊涂就是,对我们来过的这个宿世界完全不懂,不知道太阳为什么发光,只知道它很亮,不知道为何会有四时转变,只知道天冷了穿衣,不知道玻璃为什么透明,只知道它可觉得您挡风的时辰,不故障您四处观望。
若是有人问您,知道这些有啥用,您可以直接说,这可以把人与动物区分隔来。
好了,我们起头今天的本家儿题!
我相信,您在看完了量子力学之后,也跟我一样陷入了沉思,感受本身仿佛懂了些什么,但又感受什么都不懂。
没关系,究竟结果费曼曾经说过,没有一小我真正懂量子力学!那更况且我们这些伧夫俗人呢。固然量子力学降生到此刻已经快一个宿世纪了,但依然有良多难题,无法彻底地给出让每一小我都对劲的谜底。
好比波粒二象性,一个电子,或者说一个什物粒子,它既有波的性质也有粒子的性质,那么您如何去理解这种波粒二象性,这种波和粒子的叠加态?
我相信没有一小我可以或许在脑海中构建出一个既是波又是粒子的图景,为了回避这个波粒之间矛盾,波尔的互补道理说,在没有不雅察电子的时辰,您不克不及对它是什么进行描述,也就是说,没有不雅察的时辰,电子什么也不是。
只有在您经由过程特定的手段测量了电子今后,电子才会揭示出波或者粒子的性质给您看,至于它会揭示出粒子,仍是波,这完全取决于您的测量手段。
所以玻尔更进一步否认了自力于不雅察者的客不雅实际性的存在,甚至认为,我们在没有不雅察电子的时辰,电子都不具备位置,和动量这样物理属性。
为了回避波粒二象性的矛盾,我们不得不把不雅测者引入物理学,作为量子力学中的一个根基假设,那么玻尔的互补道理是不是真的描述了实际宿世界的素质?这谁也说禁绝,但就今朝来看,没有任何问题。
再一个就是量子力学中的随机性,也就是波恩对波函数的概率诠释,若是一个量子客体处在多种可能状况的叠加态傍边,我们在没有不雅察它的时辰,它并没有确定的性质,可是当我们测量今后,它的波函数就会随机的坍缩到一个可能的本征态傍边。
至于是哪个本征态,这是完全随机的,这跟我们经典宿世界中的随机纷歧样,好比我们抛硬币,正面仍是背面在我们看来就是随机的,可是这个随机的根本依旧是决议性的,只要我们愿意算,知道了银币出手那一刻的状况,知道了硬币落地过程中所有的影响身分,完全可以算出它是正面仍是背面。
可是量子宿世界的随机那才叫真随机,没有任何因果的关系的随机。那么您如何诠释,为何这个宿世界从素质上是随机的?
再一个波函数坍缩问题,波函数为什么会坍缩?是什么导致了波函数坍缩?波函数坍缩背后的机理是什么?波函数坍缩是一个转变的过程,仍是刹时完当作的?
这些问题我们都无法诠释,因为我们此刻对波函数的坍缩无法进行数学描述,只认为它就是一个刹时选择的过程,不合错误其进行描述。
若是您认为是不雅察自己导致了波函数坍缩,那看过上节薛定谔的猫今后,就会呈现一个新的问题,您如何界说不雅测者 ?什么样的不雅测者会导致波函数坍缩?什么样的不雅测者不会?
若是您顺着这个思绪往下思虑,必定会碰到意识难题,最后得出一个结论,有人介入的不雅测过程会导致波函数坍缩,因为唯独人有意识,所所以意识导致了波函数坍缩。
就这样意识恶魔,光亮正大地走进了科学殿堂。只如果您信仰哥本哈根的诠释,就难逃意识难题。
最后一个非定域性,先诠释下什么是定域性,不存在超光速的彼此感化就是定域性,我们实际宿世界的感化过程有光速极限的实际。那么非定域性,就是存在超光速的彼此感化。
这说的是啥?量子纠缠的证实,意味着量子力学长短定域性的,两个纠缠粒子确实存在瞬时的某种联系。
测量一个,别的一个立即会做出回应,不管相距何等遥远。人类今朝还搞不懂,纠缠背后的机制是什么?是什么工具在纠缠?它们是如何做到刹时彼此感化的?
这些问题没人敢妄下结论。不外这仿佛也告诉了我们,宇宙自己就是一个存在某种内涵联系的整体。
还有一个更为主要的问题,这种纠缠是否违反了相对论?不外我们此刻认为,因为量子的随机性,导致了这种纠缠不克不及传递有用的信息,所以认为不违反相对论。
但这隐约约约总让人感觉,仿佛工作没有这么简单,量子纠缠背后必定包含着某种最高的真理,此刻我们还不得而知。
固然以上的问题还没有一个让所有人对劲的谜底,可是这也不克不及否定量子力学的当作功,它此刻已经当作为了现代物理学的两大支柱之一,并且对量子力学的应用已经彻底了改变了我们的糊口。
好比凡是此刻用电的设备,都跟量子力学有关,因为什么半导体,激光,超导体都是以量子力学为根本弄出来的。
并且近些年,我们也常会听到量子力学在通信方面的应用,好比量子保密通信,量子隐形传态,还有我们很是存眷的量子计较机,它们的根本都是量子纠缠,固然我们不懂厥后的真理,可是这并不故障我们用它,就像您不会造汽车,但依然会开一个事理。
下个视频,我们说下,此刻最尖端时髦的量子保密通信,量子隐形传态,以及量子计较机。







