量子世界到底有多诡异?完全颠覆了人们的宇宙观

2022年09月25日18:36:25 科学 1968

先来个思想实验。

工作一天之后,你回到家中,吃完饭想放松一下。坐在沙发上刚打开手机想刷视频,这时候手机在你手中突然无缘无故地消失了,面对此情此景,你有何感想?是不是一脸懵逼?

在惊讶之余,你开始在房间里寻找手机,竟然在厕所里的洗衣机上面找到了!你心里肯定有疑惑,甚至有些后怕:手机怎么可能突然跑到厕所里呢?这不可能发生!

现实世界确实不太可能发生,但在量子世界里,一直发生着如此诡异的事件!

接下来回到正题。

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如今我们知道光具有波粒二象性,著名的双缝干涉实验也表明了这点。而波粒二象性只是量子世界中基本粒子的特性之一,不确定性才是量子世界的核心。

何为不确定性?通俗来讲,我们不能同时获取微观粒子准确的位置和速度信息。微观粒子的速度越精确,它的位置就越不精确。反之,如果微观粒子的位置越精确,那么它的速度就越不精确。

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现实世界中,我们很容易测量到汽车的速度和位置,但在微观世界里,你做不到这点。

量子世界的这种不确定性还引发了一个著名的思想实验:薛定谔的猫。相信你应该对这个思想实验有所耳闻,这里就不再详述了。

按照量子力学诠释,猫的状态应该是“既死又活”,而不是“要么死要么活”。但显然这是不可能的,现实世界怎么可能存在一只“既死又活”的猫呢?这太荒唐了!

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不过,量子世界里一切微观粒子都处于叠加态,用薛定谔的猫来诠释就是“既死又活”的状态,我们不能准确测量出微观粒子的位置和速度,只能用概率去描述。

光子如此,电子也是如此。我们经常说“电子围绕原子核旋转”,其实这种说法是不严谨的,电子并不是围绕原子核旋转,因为电子并没有明确的位置,我们只能用概率去描述电子在某个位置出现的概率。

理论上讲,电子可能出现在任何地方,可能出现在你家里,甚至出现在月球上,只不过这种概率非常小罢了。

而由于我们都是由基本粒子组成的,意味着你也可能出现在任何地方,比如可能出现在火星上,但这种几率实在太低了,以至于我们认为不可能发生。

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还有更诡异的量子纠缠和量子隧穿效应,都完全颠覆了我们的传统认知。量子隧穿效应就好比这样,你最多只能越过2米高的墙,所以当你面对一堵5米高的墙时,无论如何你都翻越不过去。

但如果你在量子世界,你有一定几率瞬间跨越到墙的另一边,只要时间足够短,就可能发生!

以上就是量子世界的诡异之处,当然还有很多诡异的现象等待人类去发现。量子力学已经有一百多年历史,至今没有任何人能够完全弄明白!

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