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量子力学的核心是什么?量子力学对人类有什么影响?

 更新时间:2020-06-12 15:20

量子力学的核心是什么?

  可以说我们生活的方方面面都有量子的存在,它构建了这个世界的运行规则。不管是什么东西,都是由许许多多的量子构建而成的。可以说在微观的世界里,量子是无处不在的。在量子的微观世界中,有着很多奇特的现象,了解的人觉得奇妙无比,不了解的人都注意不到它的存在。

量子力学的核心是什么?量子力学对人类有什么影响?

  目前,仍然没有一个有说服力的统一的解释。即使是量子论的奠基者之一,著名科学家玻尔,也感叹过:“如果有人不为量子理论而感到困惑,那么他根本就没有理解量子论”!可以说,对量子论,我们每一个地球人,仍然是“百姓日用而不知”。

  因此,接下来我们只能从表象上来说一说,量子理论的几个特征

第一个特征

       庄子曰“一尺之捶,日取其半,万世不竭”,如果是在中学物理课上,这句话没什么错误,但在量子论中,是要打问号的!

  常识告诉我们,宇宙中的能量和物质的总量是不变的(小说《三体》中,即以此为起点,推论出著名的黑暗森林法则,能量和物质可以相互转化。从能量的角度来说,能量在传输过程中,并不是连续不断的发送和接收,而是分成一小份一小份的,就像人民币,我递给你钱,最小的单位就是一分钱,不可再分!

量子力学的核心是什么?量子力学对人类有什么影响?

  ——注意,能量不可无限分割!不可以!那么在微观世界里,物质是不是可以日取其半,万世不竭?——那也要打问号了,甚至时间和空间,是否也有最小单位?这个容后再表。

  能量的这个不可分割的最小单位,就被称为“量子”!用公式表述也很方便,设单个量子的能量为E,则E=hv,h是普朗克常数,v是频率。

  注意,普朗克常数h和大名鼎鼎的光速c、引力常数G,是我们这个宇宙中,恒定不变的3个基本物理常数。

第二个特征

       具体来说应该是三个,这是目前主流的“哥本哈根解释”所构建的

  玻尔的“互补原理”、波恩的概率解释、海森堡的不确定性,三位科学家,三大基础理论,共同构成了量子论“哥本哈根解释”的核心,至今,仍然深刻地影响我们对于整个宇宙的终极认识。

量子力学的核心是什么?量子力学对人类有什么影响?

  互补理论是说:波和粒子在同一时刻是互斥的,但它们却在一个更高的层次上统一在一起,作为物质的两面,纳入一个整体概念中。这个其实就是中学物理课上老师含糊的讲述却总也解释不明白的——光的波粒二象性。

  简单来说,不仅是光,一切物质都有波粒二象性,“你”既是连续的波,又是离散的粒子!这事儿不太好解释,打个比方,就像是说,人性有善也有恶,但这却是人性统一的属性。不过呢,主流来说,人性还是以善为主,对于宏观物体来说,还是体现粒子性为主。

  概率解释,既然量子是不连续的,那么就无法计算和观察微观粒子的运行轨迹了,那么应该如何判断微观粒子的位置呢?概率!

  没错就是概率!就像是掷出一个骰子,它代表的是一种随机性,一种概率分布,电子电荷在空间中的实际分布,就是一种概率假设。电子本身不会像波那样扩展开去,但是它的出现概率,汇总起来,则像一个波。

  不确定性,又叫做测不准原理,微观粒子的许多组数据,例如位置和动量,不可能同时测准,这不是误差造成的,这就是物理规律。

第三大特征,对于三观的颠覆

  概率解释,不确定性原理和互补原理这三大核心原理中,前两者摧毁了经典物理世界的因果性,世界是概率,是不确定的,何来因果可言呢?

量子力学的核心是什么?量子力学对人类有什么影响?

  互补原理和不确定原理又捣毁了世界的客观性和实在性。观测行为决定了观测结果,世界不是客观实在的,是“观测”出来的?!

  量子理论,简直违背了我们人类的理性本身。但是,它却能够解释量子世界一切不可思议的现象。这种主流解释被称为量子论的“哥本哈根”解释。

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