量子力学启蒙

猫头鹰咖啡
2020-05-28 看过

从《来自星星的你》以后,韩剧里的主人公不有点超能力都没法上映,时间穿越的能力也为大多数国内剧的基本配置。于是量子力学也成为了朗朗上口的网红词语:遇事不决量子力学。但是对于大多数人来说,不自量力这个词可能更适用,不要自学量子力学。本书使用漫画的手段,讲解了一些量子力学中比较重要的实验手段,实验方法理论,以及近几年中国科学家在该领域取得的成绩,充分的调动读者对与量子力学了解的积极性,有助于更好的学习相对来说难懂而乏味的物理与宇宙知识。当然对于量子力学的本质和原理,读者应无所不用其极,借助别的辅助手段做进一步的了解肯定也不失为学习的好方法。

在此记录一些我了解到的简化信息,仅作分享。

1801年,英国物理学家,光波动学奠基人,托马斯杨首次观测到了光的双缝干涉。他发现一束光经过有两条缝的遮挡物,在其后形成了数条明暗不同的条纹。

中学时学过的单粒子双缝实验,现在再看也还是有点印象的。同时发射多个粒子时,无论是光子,电子,原子,分子,碳分子,通过中间有两条缝的障碍物,都会产生敢生衍生条纹。因为粒子的波的特性。

但是当科学家修改实验流程,每次只发射一个粒子时,发射多个粒子后,仍然产生了衍生条纹。也就是这些组成世界万物的最小物质,都是以某种波的形式穿过缝隙的。即便是物质的最小组成部分,无法分割的最小部分,本质上都是一种波。这也就是量子力学的核心,波函数

当人们架设设备想要观察这种波函数,导致的粒子特定运动轨迹时,奇妙的事情发生了。粒子又像宏观物理里通过双缝最终呈现出两条线的状态,完全失去了波的状态。这也就是哥本哈根诠释下的波函数坍缩。

量子纠缠现象,是一个被以特殊方式一分为二的两个纠缠态量子之间,存在着某种神秘的信息纽带,不论距离多远,只要一个发生某种状态的变化,另一个就会发生相反的变化。甚至可以穿越时间逆向发生作用。这一现象打破我们对现在宇宙的认知。譬如,宇宙中光速的上限是30万公里每秒,以光速从银河系的一端向另一端运动,最快也要10万年才能到达。而两端如果是两个纠缠态的量子呢?还有一个著名的实验,延迟选择量子擦除实验。打破了时间只会向一个方向发展的现有思维。宏观世界和微观世界的差异逐渐巨大而迥异,也打破现在人们对物质和意识的认识。在现在我们所了解的世界的维度,它的背面是什么样的世界?限制被打破后的世界,是否真的有平行宇宙,灵魂?时空穿越是否可行?让我们拭目以待。

2016年8月,中国发射了量子科学实验卫星——墨子号

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