為什麼我們觀測量子,量子就會發生改變

2021-03-04 04:56:42 字數 6495 閱讀 7767

1樓:一葉2018知秋

量子力學可能崩塌你的「科學」世界觀:人類的主觀意識是客觀物質世界的基礎

量子力學的詭異現象

量子力學也是自然科學史上被實驗證明最精確的乙個理論,但是量子的觀念,沒有人能夠理解。我說的沒有人能夠理解,絕不是指像我們這個層次的人,而是說連量子力學的創始人都不能理解。

那麼量子力學最不好懂的是些什麼問題呢?我先把量子力學中人們最不好懂的東西介紹給大家,而最不好懂的東西最後恰好是證明了:意識不能被排除在客觀世界之外。

一定要把意識加進去你才能夠認識搞懂它。

1、態疊加與坍縮

量子力學的第乙個詭異現象叫做態疊加原理和坍縮。

為了解釋量子力學觀念,我先說說普通人的日常經驗。一般人認為客觀物體一定要有乙個確定的空間位置,這種存在,是不以人的意志為轉移的、是客觀的。比如說,我的女兒現在在客廳裡面,或者說我的女兒現在不在客廳裡面,兩者必居其一。

女兒可以既在又不在客廳裡嗎?

但在量子力學裡就不一樣了。量子力學就像說你的女兒既在客廳又不在客廳,你要去看這個女兒在不在,你就實施了觀察的動作。你一觀察,這個女兒的存在狀態就坍縮了,她就從原來的,在客廳又不在客廳的疊加狀態,一下子變成在客廳或者不在客廳的唯一的狀態了。

所以量子力學怪就怪在這兒:你不觀察它,它就處於疊加態,也就是乙個電子既在a點又不在a點。你一觀察,它這種疊加狀態就崩潰了,它就真的只在a點或者真的只在b點了,只出現乙個。

那有人就會說了:這是詭辯,你怎麼知道電子不觀察它的時候,它既在a點又不在a點呢?

好,這就是量子力學發展過程中,很多實驗確證的事情,其中乙個最著名最重要的實驗,就是干涉實驗證實。

電子同時在兩處。

電子在沒有觀測的時候,沒有確定的狀態。所以這件事是量子力學最詭異的事情。懂了這個,就懂了量子力學最詭異的東西,而且隨後我們就能來證明:量子力學離不開意識,意識是量子力學的基礎。

2、單體的疊加態:薛丁格的貓

剛才說的是量子力學第乙個詭異之點,現在我們來看看這個詭異之點往下推論,能夠推出什麼結果。最後結果會使大家認識到,意識是量子力學的基礎,物質世界和意識不可分開。這個實驗是量子力學的創始人薛丁格提出的,被稱為「薛丁格的貓」。

死又活的疊加態貓

現在我來說薛丁格的實驗是什麼:把乙隻貓放進乙個封閉的盒子裡,然後把這個盒子接到乙個裝置上,這個裝置包含乙個原子核和乙個毒氣設施。原子核有百分之五十的可能性發生衰變,衰變的時候就會發射出乙個粒子來,這個粒子一發出來就會觸發毒

《復聯4》提到的量子世界真的存在嗎?

2樓:他春夏

穿梭時空!可以回到過去任意時間、任意地點,可以跟過去的自己扭在一起打成一團!可以把物品從過去搶來,帶到未來!

如果不是編劇及時收手,恐怕乾掉過去的自己也不是不可以。在這裡,哪怕相對論不敢碰的禁區(因果律),在量子世界裡都不叫事。好吧,量子技術成功超越了相對論。

以後想時間旅行,不需要蟲洞,不需要傳送門,只要帶上皮姆粒子,帶上***手環,就可以全宇宙耍流氓了。

好了,再繼續扯下去的話就要劇透了,也會偏離科普主題,筆者畢竟只是想來蹭蹭熱度而已。那麼什麼是量子?這恐怕是吃瓜群眾關於量子主題問得最多的乙個問題,或者是第乙個問題。

而一些謙虛的大科學家則表示「我其實也不懂量子」,似乎背後的意思就是:誰敢說懂量子?這使得我回答這個問題的時候顯得尤為緊張。

好在復聯4已經夠扯了,我覺得瓜眾們應該不介意再扯一扯。我鼓勵大家批評我,子曾經曰過:批評使人進步,錯了錯了,是「德不孤,必有鄰」。

相信有批評者就一定有支持者,不是嗎?

量子效應為何難以感知

如果要從「量子」這個詞是怎麼來的講起,可以去看曹則賢大神的《物理學咬文嚼字》系列。此外,曹天元的《量子力學史話》把整個量子力學發展史用非常通俗的語言梳理了一遍,可以說非常推薦,讀完之後還能順便掌握大量「量子八卦」,簡直是飯局茶攤必備談資。然而,儘管有二曹提供的這麼好的教科書式科普,廣大瓜眾還是會一臉懵地問「什麼是量子?

」 這個問題,我總結原因有三:首先,網路上關於量子物理的科普其實良莠叢雜,讓人無所適從;其次,優秀的科普往往還是要求讀者能夠靜心思考才能有所收穫,而現實中大多數人缺乏這種思考的時間或能力;最後,量子力學最基本的假設——波函式及其演化規缺乏經典對應。所以想象量子世界,就好比讓人去想象外星人或4維以上的空間,簡直無從下腦。

在講量子之前,首先要有乙個基本概念,就是什麼情況下才需要考慮量子效應?畢竟現實生活中絕大多數的現象,都是「經典」的:物體在各向同性的三維空間中,以確定的初始條件(位置、速度等),依照牛頓力學規律運動。

其中有幾個非常重要的尺度,乙個是能量尺度,乙個是空間尺度,還有乙個時間尺度。我們所在的地球,為我們提供了乙個室溫(約20攝氏度)、常壓(1個大氣壓,約10萬帕)的環境。對我們人而言溫暖舒適,對量子世界而言卻實在是乙個「惡劣」的環境!

這實際上就是我們現實生活中面臨的真實情景,因此我們看到的聽到的摸到的,都是經典的,量子效應早已被抹平了。我們在實驗室能看到量子效應,是因為我們製造了各種特殊環境,比如極低溫、超高真空,同時我們還擁有更為靈敏的觀測手段,比如電子顯微鏡、光電倍增管。…。。

等等。當觀測的尺度與量子效應的尺度匹配時,我們就能夠發現量子效應了。要是那個可憐的蟻人的神經反應速度也隨著體積的縮小而成比例增加的話,他應該就可以感知到量子效應了。

3樓:作業幫

《復仇者聯盟4》涉及大量穿越劇情,而《蟻人》系列屢次提到的量子領域則成為穿越時間的只要介質。電影開場一直老鼠將蟻人從量子領域中救了出來,之後找到復仇者聯盟基地,並給美國隊長等人一些可以逆轉戰局的建議。

4樓:湯葫蘆娃娃

現在看來,微觀粒子世界遵循著一套與巨集觀經典物理世界完全相悖的規則,在這種量子化的世界裡還留給我們無限的遐想空間。

5樓:阿呀妹妹

我們未知的東西太多了,有可能是存在的,但是我們沒有人接觸過。

6樓:匿名使用者

應該存在的,畢竟未來世界什麼都會存在的,而且量子是真實存在的

7樓:豬寶安以沫

應該是存在的。量子是物理世界裡最小的、不可分割的基本單元,是能量的最基本攜帶者,量子有多個可能狀態的疊加態。

8樓:lofe大長腿黑

不存在的,畢竟是電影來的,可信度肯定是不高的。

9樓:高師傅

眾所周知,光速是宇宙中最快速度,約為3×105 km/s,那麼想必用光量子為我們傳遞資訊,肯定會提速不少。現在我國有線通訊仍主要採用電纜為渠道,以純度較高的金屬為介質,儘管它也能較快地傳送資訊,但是其高昂的製造成本、鋪設成本、養護成本以及有限的儲存量使得光纖極具優勢。通俗地說,光纖就是發光的塑料尼龍繩,實際上,光纖中的高速運動的光量子是由埠的轉換器將二進位制電訊號轉換成不同的長短光波進行傳輸,由於光量子具有不同量子態,所以能傳輸更多、更豐富的資訊,在另一端口用接收器、轉換器進行光電轉換後即可實現遠距快速且成本極低的通訊。

同理,量子計算機將控制原子或小分子的狀態,高速記錄和運算資訊,以替代半導體對積體電路的控制。在未來,我們所要完善的是選取傳速更快且衰減更小的超導材料,或是從節約量子通訊的成本入手,用光量子在空中傳輸。

10樓:木青

應該是存在的,畢竟量子是非常小的,是可以攜帶能量的

11樓:大可樂酸牛奶

不存在吧,這畢竟是電影裡的,是想象出來的

12樓:hh哥樂園

在能源危機日益嚴峻的今天,開發安全、環保、充足的汽車能源更是十分迫切。我想量子或許幫得上忙。因為我們知道量子受到激發時會發生躍遷現象,有電子會圍繞原子核在一定局域內做概率性的運動,每次運動都會產生波,而波則具有能量。

那麼,做個假設,我們選取一定數量的高能量子,用某種機制去激發它們,使他們發生激烈的躍遷現象,由此產生的能量或許能帶動發動機運動,從而帶動汽車運動。又由於量子具有糾纏作用,只要兩個糾纏態的量子裡其中有乙個狀態改變,那麼另乙個也會發生改變。我們也許可以建乙個糾纏態之下的量子躍遷發生器,量子在其中做高能躍遷,同時,把同種糾纏態量子用到多台汽車引擎上,利用遠距的量子糾纏作用可帶動多台汽車同時驅動。

這種有量子躍遷產生能量而驅動的「量子汽車」若能變為現實,我想那一定會引領****的革命浪潮。然而,量子躍遷產生的能量是否充沛,還是我們必須完成的首要課題。

為什麼觀察者會引起被觀察者量子態的坍塌

13樓:娛樂大潮咖

在量子力學中,微觀粒子的運動狀態稱為量子態。

量子態是由一組量子數表徵,這組量子數的數目等於粒子的自由度數。關於這一學說業內學者提出了不同的質疑,如李祁川:「愛因斯坦說過:

真實的物理世界應該具有簡單性。將量子作為球狀來描述也並非經典量子理論的絕對模式,物理理論的表觀模式趨向於建立一種能為人所理解的模型,而球狀模型正適合這種情況。

其根基**於我們所處的空間為三維的模式,而球狀正是這樣乙個空間最好的體現。環狀量子卻違背了這樣乙個空間的基底,因此採用拓撲空間來描述並非是完備的。雖然這個理論可以解釋很多疑難,但理論自身並非是自恰的。

14樓:匿名使用者

觀察前,量子以波的形式存在(體現發現該量子的概率)。當觀察時,量子必定存在於乙個確定的位置,即原來的量子波坍縮為一點(也可稱作針狀波),此時量子表現出粒子性。(量子的波粒二象性)

15樓:匿名使用者

問題本身是錯誤的

觀察本身並不能引起所謂「量子態的坍塌」,無論你怎麼觀察,影響,量子粒子的量子性質都不會改變。比如說,你精確測定電子的位置之後,電子仍然呈波粒二象性

16樓:馬三十

因為觀察者具有確定性,而量子態具有不確定性

17樓:匿名使用者

枉我上知天文,下知地理,可對這個問題,我只能說,很難~

18樓:救救

其實現在已經試圖用"平行宇宙'這個哲學方向來解釋

為什麼會產生量子糾纏的現象

19樓:匿名使用者

兩個粒子的外部資訊是共同的,乙個糾纏量子動了,另外乙個糾纏粒子便會互動。它們的內外部資訊是一體的,永遠沒有距離,彼此不分。量子糾纏是乙個內外資訊的問題,小粒子可以糾纏,大粒子也可糾纏,兩個糾纏的粒子資訊是一樣的。

如果來了乙個新粒子和其中的乙個發生糾纏,就必須資訊同化,自然多餘的資訊就給了那落單的粒子了。在外來粒子取代原有粒子的同時,在外部資訊改變中,粒子內部資訊同時發生改變。

知識拓展:

量子糾纏(quantum entanglement),或稱量子纏結,是一種量子力學現象,是2023年由愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的一種波,其量子態表示式:其中x1,x2分別代表了兩個粒子的座標,這樣乙個量子態的基本特徵是在任何表象下,它都不可以寫成兩個子系統的量子態的直積的形式。定義上描述復合系統(具有兩個以上的成員系統)之一類特殊的量子態,此量子態無法分解為成員系統各自量子態之張量積(tensor product)。

量子糾纏技術是安全的傳輸資訊的加密技術,與超光速傳遞資訊相關。儘管知道這些粒子之間「交流」的速度很快,但我們目前卻無法利用這種聯絡以如此快的速度控制和傳遞資訊。因此愛因斯坦提出的規則,也即任何資訊傳遞的速度都無法超過光速,仍然成立。

實際上的糾纏作用並不很遠,而且一旦干涉其中的一方,糾纏態就會自動消除。

理論產生

從19世紀末到20世紀初,量子力學快速發展並完善起來,解決了許多經典理論不能解釋的現象,大量的實驗事實及實際應用也證明了量子力學是乙個成功的物理理論。但是關於量子力學的基本原理的理解卻存在不同的解釋。

眾多的物理學家在自己觀點的指引下,對量子力學的基本解釋提出了自己的看法,主要有三種:傳統解釋、ptv系統解釋和統計解釋,這三種解釋之間既有區別又有聯絡。

傳統解釋出發點是量子假設,強調微觀領域內每個原子過程或基元中存在著本質的不連續,其核心思想是玻爾的互補原理(並協原理),還接受了玻恩對態函式的概率解釋,並把這種概率理解為是同乙個粒子在給定時刻出現在某處的概率密度。ptv系統解釋的代表是玻姆,這種解釋試圖通過構造各種隱變數量子論來尋找量子力學的決定論基礎,即為態函式的概率解釋建構決定論的基石,目的是在微觀物理學領域內恢復決定論和嚴格因果性,消除經典世界同量子世界的獨特劃分,回到經典物理學的預設概念,建立物理世界的統一說明。統計解釋認為態函式是對統計系統的描述,量子理論是關於系統的統計理論,這個系統是由全同地(或相似的)製備的系統組成,不需要乙個預先確定的動力學變數的集合,是一種最低限度的系統解釋。

上面講到三種觀點之間,是既有聯絡又有區別,正是由於各方都堅持己見,才有了著名的愛因斯坦與玻爾之間的論戰。(愛因斯坦說:「上帝不擲骰子。

」玻爾說:「親愛的愛因斯坦不要指揮上帝做什麼。」)量子糾纏才被愛因斯坦以乙個悖論的疑問提出。

量子糾纏就此提出。

2023年9月,玻爾在科摩會議中首度公開地演講他的互補原理,由於他採用了大量的哲學語言來闡釋互補原理,使大家感到震驚與困惑。當時大多數人對於測不准關係及互補原理的深刻內涵還不大明了。幾個星期後在布魯塞爾舉行的第五屆solvya會議,包括玻爾、愛因斯坦、玻恩、薛丁格、海森堡等世界最著名的科學家都出席了這項盛會。

玻爾在會議中重述了他在科摩會議上的觀點。由於愛因斯坦並未參加科摩會議,因為目前地球上面能干擾量子糾纏的環境基本沒有,他出席了也沒有任何的證明量子學還是在他的知識理論下。但他知道,量子糾纏在黑洞,及更小的等級時絕對會干擾量子糾纏,這還是他首次聽到玻爾親自闡述互補原理和對量子力學的詮釋。

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