量子世界到底多诡异?回顾百年探索历程,了解颠覆认知的发现

在经典世界中, 客观存在的事实是不会随着主观意识的改变而改变, 即世界是真实存在的我们主观的看法并不会影响世界存在的真实性!这个就是我们对世界的一个最基本的认识, 即实在论 。
然而, 随着量子力学的发展, 我们才发现, 这个在我们看来是世界最基本法则的实在论!在微观层面, 却发生了彻底的颠覆 。

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1927年 第五届索尔维会议 合影
量子世界有多诡异?观察者效应是微观世界一个很神奇的效应, 他说的是, 在我们没有观测微观粒子之前, 微观粒子是具有很多的属性, 比如它可以同时具有a的属性和b的属性, 这个称为叠加态!
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叠加态在我们经典世界中是无法想象的存在, 因为在我们的经典世界, 物质都是具有单一的属性, 我们不可能看到同时具有两种属性的物质, 就像薛定谔的猫那样, 要么它是生, 要么它是死, 在宏观世界, 它是不可能同时即存在生又存在死 。
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薛定谔的猫 一个把量子效应放到宏观世界的思想实验
所以我们很好奇, 为何微观世界可以具有这样的特性, 所以我们就想去观察!可令人惊奇的是, 一旦我们去观察粒子的属性, 粒子的叠加态就会消失, 不去观察, 它就存在 。
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只要测量量子的属性 它就会塌缩为我们经典世界的单一属性
好像我们的观察与不观察, 可以改变粒子存在的事实 。
这是令人难以置信的 。
那或许这时我们就有个疑问, 既然我们无法观测到粒子的这种叠加态, 我们又是如何知道它的存在的!
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对光是波还是粒子的探索探索微观世界的奇异性, 我们还要从一个实验说起!即双缝干涉实验 。
双缝干涉实验是人类探索微观粒子波粒二像性的一个重要实验 。 它的最早出现是在1801年人们对光的探索!
在19世纪之前呢, 人们对光的本质曾有两种看法, 即一种是认为光像水波一样是一种波, 这其中是以胡克和惠更斯为代表!而另一种观点是认为 。 光像子弹一样, 是一粒粒微粒, 支持这种观点的则是以牛顿为代表!
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惠更斯在1690年就光是一种波, 发表了首篇光学著作, 即《光论》!而为了反驳这种观点, 在1704年, 牛顿则发表一篇名为《光学》的著作!
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两本著作虽然观点不同, 但在理论上, 它们对光的大部分现象都做了很好的解释, 像光的散射、折射, 反射这些, 所以关于光到底是波还是微粒, 人们并不清楚, 可基于当时牛顿的影响力, 微粒说还是更胜一筹, 就这样一直持续到了19世纪!
在19世纪初, 1801年一位名叫托马斯杨的医生, 做了一个十分著名的实验, 即, 杨氏双缝干涉实验
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杨氏双缝干涉实验的出现让我们首次观看到了光的波动性, 它把光是一种波推向了历史的高潮, 这让几百年来人类对光的纠缠得到了一个科学的验证 。 但同时, 这个实验的出现, 也标志着我们传统观念崩塌的开始, 潘多拉的魔盒也正悄然出现!


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