量子力學再次發現奇怪物理現象,愛因斯坦面臨挑戰!

2021-01-09 家電王小仙

在人類科學發展的進程中,物理學可以說是突飛猛進的,從伽利略開始開闢物理學之後,牛頓,愛因斯坦等大佬僅僅幾百年就走到了科學的最前列,而在量子力學被提出後,物理學更是從宏觀進入到微觀,人類再次將自己的智慧展露無疑。

聽過的量子力學或者對其有所了解的一定知道「不確定性原理」,這可以說是量子力學中的一個著名原理,即是說假如你知道了一個粒子的位置,你就絕不可能同時知道這個粒子的速度了,如果反過來說,同樣也是會成立的。這個原理也許在如今看來很簡單,其實它對後世影響極大,包括我們耳熟能詳的薛丁格的貓都來源於這個原理。

薛丁格當年為了更好的揭示微觀領域和宏觀領域的關係,就做出了一個比喻,即盒子中的貓處在50%物質衰變狀態,就是一種不確定的狀態,同時也是一種生死疊加的狀態,當我們打開盒子的時候,其結果是生是死便已經確定好了,這很好的解釋了微觀世界的物體是可以同時存在兩個狀態的。

而在最近,聽過物理學家又發現了量子力學的一個奇怪現象,量子態的物質可以同時擁有兩個溫度,這又挑戰了人們對微觀世界的認知,畢竟又冷又熱的狀態在宏觀世界是很難得到解釋的,不過也正是無法解釋這些現象,網上才會出現那麼多看似合理實則經不住推敲的理論,例如著名的多元宇宙論,平行世界論等 。

在量子的世界中溫度是可以分開的,而不是我們呢宏觀世界裡,一個物體受到冷熱就會進行中和,得出一個溫度,同時量子世界冷和熱是可以自身相互疊加的,這樣仔細想想就很可怕了,因為這和我們所熟知愛因斯坦所提出來的相對論有明顯的不同,這是不是說愛因斯坦的理論受到了挑戰呢?不過你也不用擔心,在物理上不同世界的規則是不同的,天體物理終歸不會和量子力學混為一談。

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    量子力學從誕生至今也不過區區一百多年,但是卻像一頭洪荒猛獸,一舉打破了整個經典物理的認知,成為人類歷史上最偉大的物理理論,人類的科學也因量子力學的發展大幅度進步。如果我們回顧歷史,量子力學這個幽靈正是從光電效應現象被發現而隨之被釋放出來的,可以說光電效應的發現一腳踹開了量子力學的大門,而之後愛因斯坦利用量子論對光電效應進行了成功解釋,則打開了人們對於量子論的嶄新認識
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    多年以來,愛因斯坦的話已經成了他反對量子力學及其隨機性的標誌,但人們其實誤解了他。dinger)在20世紀20年代建立的量子理論最常用的表述,也正是基於愛因斯坦關于波動物理的思考。愛因斯坦並不反對量子力學,他也不反對隨機性。在1916年他證明,當原子發射光子的時候,發射時間和角度是隨機的。「這與愛因斯坦反對隨機性的公眾形象截然相反。」赫爾辛基大學的哲學家揚·馮·普拉託(Jan von Plato)說。
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    孿生悖論的量子力學變體圖示物理學的基本挑戰之一是愛因斯坦的相對論和量子力學的調和在最近的一篇文章中,來自萊布尼茲大學漢諾瓦分校和烏爾姆大學的科學家們討論了愛因斯坦相對論中的孿生悖論。這個思維實驗圍繞著一對雙胞胎展開:雙胞胎兄弟一個進入太空,另一個留在地球上。因此,在一段時間內,這對雙胞胎在太空中以不同的軌道運行。當這對雙胞胎再次見面時,結果是相當驚人的,在外太空旅行的那個人比他在地球的哥哥年輕得多。
  • 愛因斯坦與量子力學所展現的微觀實用性
    由於固有的概率性質,量子力學完全不同於在其出現之前,其他描述宇宙的理論。不論定性還是定量都是如此。自其誕生之日起,物理學家們就在努力將這個奇怪的、出乎意料的理論體系融入普通的世界觀中。這些努力到現在仍在進行中。
  • 量子力學有沒有可能完全就是錯誤的?愛因斯坦的物理法則很可惜!
    量子力學有沒有可能完全就是錯誤的?愛因斯坦的物理法則很可惜!量子力學具有部分真理,不是絕對真理,就像牛頓力學一樣,有其使用範圍,不能簡單的稱之為對的或者錯的。目前為止,沒有一個物理理論是絕對正確的。個人覺得,未來會有比量子力學更普適的理解出現,期待這一天。
  • 什麼是量子力學?
    量子力學是物理學中與非常小的物理學分支。它產生了一些關於物質世界的非常奇怪的結論。在原子和電子的尺度上,許多經典力學方程,描述事物在日常大小和速度下移動的方式,不再有用。在經典力學中,對象存在於特定時間的特定位置。然而,在量子力學中,物體卻存在於概率的陰霾中;它們有一定的機會在A(愛麗絲)點,另一個機會是在B(鮑勃)點等等。
  • 愛因斯坦和玻爾在量子力學的解釋方面的爭論
    玻恩和海森伯在作關於矩陣力學的報告時指出:「我們主張量子力學是一種完備的理論它的基本物理假說和數學假說是不能進一步被修改的。」這番話無疑是向不同意見提出了挑戰。接著玻爾也再次闡述了他的「互補原理」。由於愛因斯坦一直對量子力學的統計解釋感到不滿,他曾在1926年12月給玻恩寫信時說:「上帝不是在擲骰子」。
  • 愛因斯坦的「定域實在論」再次受到挑戰
    ○ 量子力學再次被驗證。| 圖片來源:The Big Bell Test當你緊閉雙眼而無法看到這個世界時,你不能因此假設這個世界不復存在。同樣的,早在人類懂得觀賞月亮的時候,月球便一直存在著,並且繞著地球運行。然而,量子力學卻認為一旦對這個世界進行觀測,就會改變它。
  • 從「概率論」到「量子力學」,嬌豔的數學之花在物理的土壤上怒放
    在人類文明的進程中,數學和物理的關係十分特殊,二者有時走得很近,有時又分離得很遠。然而回顧人類歷史,數學和物理從來就沒有真正地分開過,二者總是交相輝映和相互印證。特別是數學中的「概率論」和物理中的「量子力學」剛剛提出來之後,都不受人們的歡迎。但是一旦「概率論」和「量子力學」結合在一起的時候,人類的「近代文明」馬上迎來了新的春天。這到底是怎麼回事呢?
  • 一口氣讀懂量子力學說了什麼?
    簡而言之,量子物理負責亞原子層次的理論部分,量子力學負責亞原子層次的數學部分。既然我們知道量子物理不同於量子力學,我就可以自由地使用這些術語而不會有任何困惑。一枚燈泡引發的量子革命多年來,人類對知道事物的原因很感興趣,人類天性好奇,內心無比的堅信因果論,知道如何解釋某些現象從何而來以及它們的行為是怎樣的,這就促使我們去調查並找到一個令人滿意的答案。
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    海森堡提出了一整套嶄新的物理法則,他認為要同時測量一個粒子的速度和位置時不可能的,因為奇怪之處在於,只是對這些微小物體進行觀察就徹底影響了它們的行為模式。而事實上也確實如此,這項發現具有非常深遠的含義。如果你不能準確測量粒子的速度和位置,那麼也就不能對於它的運動做出正確的預測,而愛因斯坦堅信萬物皆可預測。
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    但即使是量子力學本身也有失敗之處。他們從一開始就註定了愛因斯坦最偉大的夢想——對現實的完整、確定性的描述。這是為什麼。如果你用一個量子粒子做相同的實驗,你會發現這個傳統的軌道不是唯一的可能結果,是小於100%的一種可能。很奇怪,有一種限定的可能那就是量子粒子將會穿過桌子到另一邊,穿過屏障就像沒有任何障礙物。(圖源:維基共享用戶MICHAELMAGGS和RICHARD BARTZ) 如果我們生活在一個完全古典的、非量子宇宙中,理解事物將會很容易。
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    正所謂外行看熱鬧,不管是否了解量子力學的 人,對於科學名人間的一些軼事總不乏八卦之心。還記得幾年前找選題的時候無意間發現了20世紀那場經典的世紀大戰,其間刀光劍影、你來我往,激烈之處絲毫不亞於武林華山論劍。這不,時隔幾年後再次看見這場大戰風雲再起,又激發了滾滾內心熊熊燃燒的戰火。
  • 萬人挑戰量子物理全球大實驗 結果出來了—新聞—科學網
    該實驗邀請全球範圍的大量志願者共同參與證偽貝爾不等式,打破愛因斯坦對量子物理的終極質疑。 志願者要做的事其實非常簡單:在過關遊戲中快速隨機地按下「0」或者「1」,這些隨機數隨後被分配給全球9個研究機構進行實驗,其中包括中國科學技術大學的潘建偉團隊。 為什麼要選擇「人肉」生成隨機數呢?原來,傳統的貝爾實驗遭受「自由意志漏洞」的詬病。
  • 連愛因斯坦都被困其中,量子力學到底有多厲害?
    連愛因斯坦都被困其中,量子力學到底有多厲害?量子力學有多可怕?連愛因斯坦都被困其中,正常人要是能弄懂它,改變命運只在分秒之間。愛因斯坦70歲生日時,收到了一份非常獨特的生日禮物,共有25位學者合寫的《阿爾伯特·愛因斯坦:哲學家─科學家》。其中最長的〈與愛因斯坦討論原子物理中一些認識論問題〉是由玻爾寫的,兩人是老朋友。它為他們多年來關於量子力學的爭論提供了重要的歷史數據。總之,對於愛因斯坦的攻勢,玻爾可以見招拆招,愛因斯坦被困其中。
  • 為什麼量子力學被科學家封神?
    最近發表在《科學進展》上的研究中,表明在由量子力學的奇怪規則支配的原子和粒子的微觀世界中,兩個不同的觀察者有權獲得自己的事實。根據理論,粒子可以同時處於多個位置或狀態,專業術語稱之為為疊加。換句話說,根據目前的量子理論,事實實際上是主觀的。
  • 量子力學簡史
    實際上「烏雲」不止這兩朵,還包括:        1895年,倫琴(Wilhelm Konrad Rontgen)發現了X射線。        1896年,貝克勒爾(Antoine Herni Becquerel)發現了鈾元素的放射現象。
  • 疊加現象的量子力學現象會影響高精度時鐘的計時
    根據達特茅斯學院、聖安塞爾姆學院和聖塔克拉拉大學的理論研究,一種稱為疊加現象的量子力學現象會影響高精度時鐘的計時。新的研究發現,這導致原子鐘的校正,稱為「量子時間膨脹」。描述這種效應的研究表明,疊加(一個原子同時存在於多個狀態中的能力)導致原子鐘中的一種校正,稱為「量子時間膨脹」。這項發表在《自然通訊》雜誌上的研究考慮了愛因斯坦相對論之外的量子效應,從而對時間的本質做出了新的預測。
  • 如果「量子力學」中的奇怪現象被證明,生命會毫無意義嗎?
    在科學技術領域,量子力學應該是比較流行的知識之一,有些人甚至根據量子力學的理論,擴展了靈魂存在的幻覺和瞬間運動,然而量子力學最初是由普朗克和愛因斯坦建立的,那時候的人需要依靠經典物理概念來理解微觀世界。