解密什麼是「量子」,其實量子力學很簡單,卻是當下物理學的支柱

2020-12-04 量子探索

量子,是目前物理學中一個十分基本的概念,但是量子並不存在於現實世界中,和引力,磁力等現實中確實存在的物理概念有很大的區別,因為「量子」就是一個物體或者能量最小的狀態,假設一個物體存在最小並且無法在被分割的狀態,這個狀態就叫做「量子」,也就是說「量子力學」是一種觀測物質或者能量最微小時狀態的學說。

很多人都認為愛因斯坦的相對論是支撐現代物理學最大的支柱,確實,在毫米等級以上的世界中,相對論無法撼動,但是到了更微小的粒子世界時,相對論就有些捉襟見肘了,這個時候「量子力學」就出現了,可以說量子力學是探索「物體或者能量本質」的關鍵。

比如,在細胞的概念提出之前,沒有人會認為,生命是由無數微小的細胞組成,你給一個古人說,你其實是由很多小細胞組成,一定會被認為發了瘋,但是在細胞的概念普及後,大眾就不再認為這是在騙人,目前的量子力學就面臨著這樣的尷尬,因為在大眾的觀念中,對量子概念知曉太少,產生了類似古人不信任新觀點的事情。

作為時代的先驅者,愛因斯坦被認為不相信量子力學,其實愛因斯坦也是量子力學的完善者之一,沒有諸多大物理學家的推動,這個撐起現代物理學的大柱子可沒有辦法支撐起來,在了解了什麼是量子後,我們再來說下量子力學中和傳統力學的區別。

在我們世界中,一個物體的位置通常不會改變,除非它受到了來自其他物體的力,又或者被其他力影響,但是在量子力學中,各種各樣微小的粒子其實都在不斷的運動著,它們為什麼會動至今都是一個迷,比如我們把一個金塊和鐵塊壓在一起,過很長的時間再看,就會發現兩種金屬接觸的地方給對方留下了印記,鐵塊上有金子,金子上有鐵,這就是他們的基本粒子相互運動留下的痕跡。

但是,這些基本粒子或者能量在運動時並不是雜亂無章的,如果仔細觀察留下大數據就會發現,這些粒子的運動存在一定的規律,比如,在一張白紙上有一百個點,粒子隨機運動一萬次,就可以看出粒子運動到那些點的機率大,因此,在量子力學中只看「概率」,雖然粒子運動方式雜亂無章,但是我們仍然可以從概率中分析規律,這也是一種另類的科學嚴謹。

另外,因為粒子存在的狀態兩種形態,波和基本粒子,但是因為我們觀測只可能觀察到一種形態,這也就是著名的「波粒二象性」,另外「量子糾纏」也讓人感到疑惑,這要兩個粒子發生了糾纏,那麼其中一個粒子一定會因為另外一個粒子的改變而改變,不論它們距離多遠,這些在我們世界中看起來有些「詭異」的特性給量子力學披上了神秘的面紗。

但是拋開這些「悖論」不談,其實量子力學也十分嚴謹,並沒有失去現代唯物主義的根本,量子力學一點也不唯心主義,相信在小編介紹了這麼多量子力學的基本知識後,相信大家不會再感到迷茫。

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