在19世纪末,经典力学、经典电动力学、经典热力学这三大体系和谐统一,牢不可破,共同构成了经典物理学的大厦。当时人们认为,物理学已经发展到了尽头,任何现象都在物理学的解释范围之内。
量子力学是二十世纪物理世界的两大支柱之一。量子力学所描述的世界与我们所看到的物质世界完全不同。要理解量子世界,我们必须首先理解量子世界的三个最奇特的原理。
在探索过程中,经典物理学理论逐渐无法完全解释当代的科学发现,就连爱因斯坦所说的宇宙对称性也颇受怀疑。
人们普遍感兴趣并深入下去的量子力学,倒解释了很多现象,也引发了更深入的思考。比如著名的量子力学理论的三大诡异现象,每一个都能打破我们的思维边界,令人惊异到怀疑人生。
第一大现象为电子双缝干涉实验,在这个实验中,单个电子是可以同时穿过两条缝隙的,并都能在屏幕上留下干涉条纹。
它的这种特性可以用光既是粒子也是波的二重性来解释。
薛大师是量子力学的重要奠基人之一,他提出的薛定谔方程是量子力学最重要的基础理论之一,这个方程排在世界十大公式之六(排第四第五的分别是“勾三股四弦必五”的勾股定理和爱因斯坦的E=mc²...)。但即使是量子学的奠基人,全世界的物理学家都用他的方程研究微观粒子的状态,薛定谔本人对量子力学的根本属性却仍然是困惑不已(量子物理学家可能都有点人格分裂..)。“不同状态的概率叠加 观察决定”的理论被称为“哥本哈根诠释”,诞生于1920年代,是用来解释当时量子力学各种匪夷所思的实验现象的几个理论的统称。数百年来人类智慧的顶尖人物一直在苦心寻找各种“规律”来解释这个世界,无论是牛顿,麦克斯韦(电磁理论奠基人)还是爱因斯坦。
然而量子力学的“哥本哈根诠释”本质上是用“概率和不确定性”来描述我们的世界,而非规律,这彻底颠覆了科学界,乃至人类的思维方式和对世界的认知。薛定谔提出的这个思想实验,其实是为了讽刺这个理论,他希望物理学家们能再多动动脑筋,用新的理论代替这个“我们的世界就是个忽悠”的理论。而和他一条阵线,大声疾呼“我们的世界不忽悠”(原话是“上帝不掷骰子”..)的,正是爱因斯坦。然而,不幸的是,20世纪近百年来的各种微观实验,一次次证实薛定谔和爱因斯坦都错了。上帝是个名副其实的大忽悠。
量子力学是二十世纪物理世界的两大支柱之一。量子力学所描述的世界与我们所看到的物质世界完全不同。要理解量子世界,我们必须首先理解量子世界的三个最奇特的原理。
在许多现代技术装备中,量子物理学的效应起了重要的作用。从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置,都关键地依靠了量子力学的原理和效应。对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明,最后为现代的电子工业铺平了道路。在核武器的发明过程中,量子力学的概念也起了一个关键的作用。
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