
兩大頂尖學科的大神對決
21世紀的物理的兩大支柱學科——相對論和量子力學代表了最前沿的學科,是科技進步的動力。兩大學科研究的方向既有相同的,也有不同的,相同的都是研究這個世界的本質,不同的他們都走了兩個大極端,相對論研究「大的、快的」東西,而量子力學研究的是「小」的東西。按照道理他們不應該有衝突,但是在世界本質上他們學科代表大神卻對此有不同的見解,他們討論的是「上帝擲or不擲骰子」。
兩大學科研究的不同方向
科學家都是很嚴謹和苛刻的,任何理論都是經過深思熟慮後才會發表出來,一旦發表出來給發現是錯的,那麼這一輩子的科學之路算是走完了。相對論的橫空出世給這個世界一個不同方法去觀察這個宇宙,它偉大之處在於人們已經習慣了牛頓的經典理論後還能提出一種完全不同的方法去研究這個世界,同時也是人們發現牛頓定律的局域性,可以說相對論是應運而生的,順勢而來的。但是量子力學出現有點特殊,在19世紀40年代越來越多的粒子被發現了,人們對粒子的研究就越來越多後就發現粒子有一些現象沒辦法解釋,比如:黑體輻射問題、粒子的位置、動量等都是不可測的,物理學家給逼的沒辦法就提出了量子力學這個理論。
上帝是不擲骰子的這句話由來
量子力學創立快有100年了,它也分為經典量子力學和新的量子力學。在普朗克第一次提出能量子解決了黑體輻射問題後,愛因斯坦又根據普朗克的能量子理論提出了光量子理論解釋了光電效應,兩人都因此獲得了諾貝爾物理學獎,經典量子力學簡而言之就是不連續的、一份一份的。在這個時期愛因斯坦和薛丁格等物理大神都還是很認可的,但是到了波爾的疊加態原理和不確定性原理時,這就讓所有人坐不住了,連愛因斯坦都不能接受,他就調侃的說出了:上帝是不擲骰子的;而薛丁格大神養成了物理學四大神獸之一——薛丁格的貓。簡單的說就是:粒子的微粒位置你永遠不能預測它的位置,那你能理解嗎?既死又活的貓,那你又能相信嗎?
光到底是波還是粒子——詭異的雙縫幹涉實驗
量子力學中比較詭異的實驗就是雙縫幹涉實驗的各種版本,這個實驗主要是驗證光是波的實驗,但是後來的物理學家就把這個實驗玩壞了。一堆電子通關兩條細縫後,在細縫的後面放置光屏就會看到暗亮相間的幹涉條紋,出現幹涉條紋就說明電子是波。科學家總是嚴謹的,物理學家就想給這個實驗拍個錄像紀念一下,這一拍就不得了,幹涉條紋沒了,就只出現兩條亮線,這是典型的粒子表現。這就詭異了,咋回事呢?什麼條件都一樣,只是裝了一部高精度的攝像機跟蹤電子的行蹤而已,咋電子就突然由波變成了粒子了呢?根本哈根詮釋就是粒子既是波也是粒子,它是同時經過了兩條細縫,一個電子怎麼同時通過細縫,好比下圖一樣,右邊的人永遠不能理解左邊是怎麼經過電線桿的呢?還有詭異的地方是電子出現的位置是不確定的,海森堡的不確定原理就應運而生了。
如果你喜歡物理請關注小編,讓我們一起探索這個神秘的世界