你是否曾被量子物理里面那些八怪七喇的思惟搞得神經錯亂？
起首 ， 不要驚慌 。 神經錯亂的不只你一個 。 正如具有傳奇色彩的美國物理學家理查德﹒費曼所說：“我可以斗膽地說 ， 沒有人懂量子理論 。 ”
然而 ， 要描述這個宿世界 ， 量子理論又是確實不成少的 。
在這篇文章中 ， 我們將把量子理論的思惟一一分化 ， 讓誰都能懂

什么是量子理論？
顛末幾千年的爭論 ， 我們此刻終于知道了 ， 物質追根究底是由像電子、夸克如許的微不雅粒子構成的 。 這些小家伙像樂高積木一樣組合在一路 ， 形當作了原子和分子 ， 而原子和分子又是拼當作宏不雅宿世界的“樂高積木” 。
為了描述微不雅宿世界是若何運作的 ， 科學家成長出一套叫量子力學的理論 。 這個理論做出的預言固然很是怪僻（例如 ， 粒子可以同時呈現在兩個處所） ， 但它是今朝物理學中最切確的理論 ， 在曩昔近百年里經受住了嚴酷的查驗 。 沒有量子理論 ， 我們四周的很多手藝 ， 包羅電腦和智妙手機里的芯片 ， 都是不成想象的 。
量子理論很怪僻 ， 但它的準確性不容思疑 。 科學家們所爭論的 ， 僅僅是若何詮釋它 。



“量子”到底是啥意思？
假如媽媽叮嚀你：“把這罐辣醬放到廚房儲物柜里 。 ”儲物柜是分層的 。 你可以選擇放在這一層或那一層 ， 但你總不克不及把辣醬放在相鄰兩層之間 ， 譬如2.5層吧 。 因為那是沒有意義的 。
用物理學上的術語說 ， 你家的儲物柜是“量子化”的 ， 只能分當作離散的一層 ， 兩層 ， 三層……不成能再細分為0.6層 ， 1.5層 ， 2.8層 ， 3.45層……
在量子的宿世界里 ， 任何工具也都是量子化的 。 舉例來說 ， 原子中的電子只能呆在一些離散的能量層里（稱為能級） 。 跟你家廚房的儲物柜一樣 ， 兩個相鄰的能級之間 ， 是沒有它的安身之地的 。
可是量子的行為十分詭異 。 假如你給待在較低層的電子一個能量 ， 它就會跳到更高的層 。 這叫量子躍遷 。 不外 ， 你給的能量必需合剛才行 ， 即剛好等于兩層之間的能量差 ， 不然它會“耍脾性”拒收 。
設想你腳下有一個“量子足球” ， 在你10米之外有一些由近及遠的溝 ， 它們半斤八兩于一條條能級 。 一般人會想 ， 用的力太小 ， 當然球飛不起來 ， 但用的力很年夜 ， 讓球飛起來總沒問題吧？但事實上不是 。 僅當你踢“量子足球”的力不多不少剛好能讓它失落到這條那條溝里的時辰 ， 它才會呼嘯而起 ， 不然任你怎么踢 ， 它也會待在原地不動 。 很奇異吧？
還有別的一個類比 。 假如你駕駛著一輛“量子汽車” ， 你只能以5千米/時、20千米/時或80千米/時的速度行駛 ， 在它們之間的速度是不許可的 。 換擋的時辰 ， 你俄然就從5千米/時跳到了20千米/時 。 速度的轉變是剎時發生的 ， 你幾乎發覺不到加快的過程 。 這可以叫速度的“量子化” 。



量子力學VS經典力學
上述例子已經讓你稍稍領略了量子宿世界的詭異 。 說真話 ， 統治我們熟悉的“經典”宿世界的法則在微不雅宿世界根基上都掉效了 。 只有少數幾個碩果僅存 ， 像能量守恒、電荷守恒等等 。
“經典”是物理學家用于描述“日常感受”的術語——當事物的表示不超出你日常經驗的規模 ， 我們就說它是“經典”的 。

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