大白话解释量子的不确定性,每个普通人也能了解量子物理的魅力,你明白吗?

不确定性这是一个非常有趣的话题,其本质并不高深,我可以用非常普通的话,让每个人都听懂。

首先我们要知道,量子指的就是特别小特别小的粒子,小到了可以作为基本单位量的粒子,比如光子电子他们都属于量子,没有比一个电子更小的电荷单位,也没有比一个光子更小的功能单位。在量子世界中,有很多事情是和宏观世界不一样的,是很违背直觉的,我们要理解它,就首先要接受它,接受这个听起来觉得有点扯淡的设定。比如不确定性,这就听起来很扯淡。试想一下,如果你有一颗苹果,你把它放在桌子上,然后锁上家门出去上学了。那么当天晚上回来的时候,苹果在哪里呢?很明显,只要家里没有来贼,这个苹果还是放在桌子上。也就是说我们可以通过已知条件推导出一个物体,在未来的某一个时间段将处于哪里。这就是确定性。

那么不确定性就如同上面那个例子一样,假如说这个苹果拥有了和量子一样的不确定性,当你回家之后,你发现苹果不在桌子上了。跑到哪里去了呢?它会随机地出现在屋子的一个位置。事实上,如果苹果真的和量子一样不确定,那么并不需要你出去上学那么久的时间,你每闭上眼睛再睁开一次看一眼苹果,它就会出现在另外一个地方。是不是听起来很荒诞?是的,量子的世界就是这样。

那么你可能就要问了,难道我看一眼苹果还知道了?当我睁开眼睛的时候,我看到苹果在一个确定的位置,那么当我闭着眼睛的时候,苹果在哪呢?

下面的答案听上去可就更扯淡了,事实上确实是你"看"苹果这件事情影响了苹果,使它出现在了一个确定的位置。如果你闭上眼睛,苹果就像一团云雾一样充斥在这个屋子的每一个角落,它并不存在于任何一个位置,又同时存在于每一个位置。 "看"这件事情会立即使苹果停在一个确定的位置,在量子物理学中,我们称之为"坍缩",你那惊鸿一瞥,杀死了这个苹果所有的可能性

(爱因斯坦不相信量子物理学,他有一句名言叫做上帝从来不掷色子)

还记得我们高中物理中出现的电子云吗?为什么要把电子画成云而不是画出它的轨道呢,答案就和上面的苹果一样,只要你不观测这个电子,它就像一团云阳包裹在原子的附近,这并不是因为它运动得太快了,看起来像一团云,而是真真实实的一团云,只要不观测它就无法确定。

可能有些朋友就会说了,说不定是现在的技术不过关,是我们没有办法看清呢?那我就可以举一个更有说服力的例子。

我们在高中时学过双缝干涉,知道了光是一种波,曾经科学家们就思考过,如果说大量的光子穿过双缝的时候会相互影响产生干涉,那么如果我让光子一枚一枚的射出去,又会怎样呢?是否就不会有影响而产生干涉了呢?但结果让科学家无比震惊,即使一次只射出一枚光子,最终射在背板上,积累了很长时间之后,依然能看到清晰的干涉条纹,仿佛就算只有一枚光子,它在飞行的过程中也会分身成多个幻影,分别穿过双缝并相互影响,当最终达到背板的一瞬间,所有的幻影都立即汇聚集合在了一点,成为了背板上的一个小光点。

在关于量子的不确定问题上,最著名的比喻应该是"薛定谔的猫"了,基本上喜欢二次元的小伙伴都或多或少看到过相关的内容。不过薛定谔举的这个例子听起来反而比较难以理解,他假设有一个盒子里面有一只猫,这只猫每过一分钟就有50%的概率死掉,或者依然活着,那么当过去了一个小时之后,盒子里的猫是死还是活呢?如果是宏观世界,那么这只猫很大概率是死了也有很小的可能性还活着。但如果是量子世界,那么这只猫现在正处于一个死于活的叠加状态,只要我们打开盒子看一眼,这只猫的状态就会立即"坍缩",成为死掉或者活着这一个确定的结果。

所以,读完这么多大白话的你,是否已经能初步理解量子的不确定性了呢。



明白。量子物理是研究微观粒子运动规律的物理学分支,量子物理理论认为粒子的运动方向是不确定的,物体原子有纠缠现象。

我不是很明白,毕竟这个东西实在是太深奥了,凡是触及科学的东西,如果不是一般人都很难能够懂,必须得高学历才可以。

不明白,因为我根本就没有听过这样的事情,而且我身边所接触到的事情也没有这么深奥。

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