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科普:量子是什么?
http://www.CRNTT.com   2020-10-20 10:33:05


(图片来源:百度百科)
  中评社北京10月20日电/新华网报道,19世纪末,欧洲一些学者认为从牛顿力学到热力学、电磁理论,人类的“物理学大厦”已全部建成,再没有多少可研究的了。

  但是,在1900年,德国物理学家马克斯·普朗克提出了量子理论,为人类开启了探索“微观世界规律”的“新物理革命”。量子理论也与相对论一起,成为现代物理学两大支柱。

  打开“量子之门”:微观世界里的奇妙“叠加”与“纠缠”

  量子是什么?根据量子理论,量子是最小的、不可再分割的能量单位。我们中学物理书上提到的分子、原子、电子,其实都是量子的不同形式。可以说,我们的世界由量子组成,我们每个人都是“24K”纯量子产品。

  在我们日常生活的宏观世界里,物体的位置、速度等,都可以通过经典力学精确测算。但在微观量子世界里,却有着截然不同的奇妙物理规则,最有代表性的是“叠加”与“纠缠”。

  在宏观世界,任何物体在某一时刻都有确定的状态和位置。但在微观世界,量子却同时处于多种状态和多个位置的“叠加”。

  物理学家薛定谔曾用一只猫比喻量子叠加:箱子里有一只猫,在宏观世界中它要么是活的,要么是死的。但在量子世界中,它可以同时处于生和死两种状态的叠加。

  如果用一个人来比喻,他不仅同时处于生和死两种状态的叠加,还可以同时身处多个地点,比如既在北京又在上海。

  更难以想象的是,量子的状态还经不起“看”:如果你去测量,它就会从多个状态、多个位置,变成一个确定的状态和位置了。也就是说,如果你打开“薛定谔的箱子”,猫的叠加态就会消失,你会看到一只活猫或一只死猫。而“量子人”的“分身术”也会消失,他会出现在北京或上海。
 


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