我們是否生活在一個量子世界中?
據(jù)國外媒體報道,面對現(xiàn)實吧,量子力學(xué)真的很讓人困惑。我們所熟知的所有物理定律在量子領(lǐng)域中都被打破了,物理學(xué)家仍在努力調(diào)和量子和宏觀這兩個不同的世界。 想象把一個粒子放在盒子里,根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)(和常識),這個粒子應(yīng)該永遠(yuǎn)呆在盒子里。但在量子力學(xué)中,這個粒子可能在你下次觀察它的時候跳出盒子。在經(jīng)典思維中,我們可以精確地測量任意物體的動量和位置,但在量子世界里卻不是這樣,你對一個物體了解得越多,對另一個物體就了解得越少。某個物體是波還是粒子?根據(jù)經(jīng)典觀點(diǎn),你可以也只能二選一;但如果是量子力學(xué),那兩者都有可能。 量子世界很難理解,但在某種程度上,亞原子規(guī)則會讓位于宏觀規(guī)則。發(fā)生了什么呢?我們不確定,尋找這個問題的答案是一個漫長而奇怪的旅程。 第一個給量子世界貼上有用標(biāo)簽的人是物理學(xué)家尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)。20世紀(jì)初,世界各地的科學(xué)家開始意識到原子和亞原子系統(tǒng)的奇怪和意外行為。經(jīng)過幾十年艱苦的工作,他們發(fā)現(xiàn),某些屬性,比如能量,是以被稱為“量子”(quanta)的能級離散包形式出現(xiàn)的。物理學(xué)家開始嘗試用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)來解釋這些實驗,但沒有人能發(fā)展出一個完整的、一致的框架。波爾是第一個嘗試這樣做的人。盡管他沒有提供完整的量子力學(xué)理論,但確實奠定了一些重要的基礎(chǔ),他還提出了一些后來成為現(xiàn)代量子理論基石的理論。 第一個理論來自他早期建立原子模型的嘗試。在20世紀(jì)20年代,物理學(xué)家已經(jīng)通過各種實驗知道,原子是由一個沉重、致密、帶正電荷的原子核,周圍環(huán)繞著一群微小、輕、帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成的。我們也知道,原子只能吸收或發(fā)射特定能量的輻射。 |