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你知道什么是量子力学吗?“遇事不决,量子力学”,这句话时常被网友们拿来调侃一些做事犹豫不决的人。但是事实上量子力学确实是一种变幻莫测的物理学定律,那这究竟是怎么一回事呢?

你对量子力学了解多少?它经历了怎样的发展?它有多变幻莫测?

说道量子力学,想必很多小伙伴都会想到一个人,那就是杨振宁,他是我国对量子力学有着深厚造诣的物理学家,并且获得了1957年的诺贝尔物理学奖,在晚年的时候更是提出了惊骇世人的造物主理念,他相信世间万物能够以如此偶然的巧合结合在一起是因为背后有一位“造物主”存在,而世间所有的一切都是出自这位造物主之手。

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我们可能会觉得不可置信,但其实物理学界的大佬牛顿和爱因斯坦晚年间也在研究神学,而之所以会这样,就是著名的量子力学理论导致的。

我们都知道爱因斯坦的广义相对论一直坚持着以因果论为主导,而后来爱因斯坦的广义相对论也因为因果论而沦陷。并且在1927年10月的第五届索尔维会议上,以波尔为首的哥本哈根学派量子理论和以爱因斯坦为首的因果论学派的广义相对论还发生了激烈的辩论。

爱因斯坦的因果论认为在宏观世界中,总是先有因而后有果,即当你吃了饭之后就会觉得很饱,但是量子理论则认为在微观条件下,因果论都能被推翻,即当你中了500万的奖之后再去买的彩票。

在这场激烈的辩论中,爱因斯坦认为无论是宏观世界还是微观世界都应该是确定性的,不会因为人类的观察而变得确定或者不确定。

而以波尔为首的量子理论学派则通过实验表明了在微观世界下一些情况的发生则会不遵守因果论。

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1927年展开的第五届索尔维会议上,两派物理学界大佬就量子力学和广义相对论而吵得不可开交,在会议进行到第六天后,一个著名的实验成为了这次会议的转折点,那么这场实验究竟是什么呢?

成为这场会议转折点的实验就是广为人知的薛定谔的猫,当时的薛定谔是爱因斯坦一方的辩员。为了验证量子力学的荒谬,薛定谔将一只猫关在一个装有少量镭元素的箱子中,如果镭发生衰变就会触发周围的开关打碎装有毒药的瓶子,而猫就会被毒死;但如果镭没有发生衰变,则猫就会安然无恙。

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这个实验之所以能够流传至今还广为人知,是因为它首次将微观世界的量子理论和宏观世界结合起来。从微观世界来看,箱子中的镭处在一种衰变和不衰变的叠加态,而猫也因此成为了一种即是死猫又是活猫的叠加态。

而要想知道这只猫究竟是死是活,就需要打开箱子一探究竟才会知道结果。而这只既是死猫又是活猫的东西让哥本哈根学派一下子乱了阵脚。因为宏观世界中凡事都是确定的,而当时的量子学理论又不能在宏观世界得到充分的解释。

就这样,这场物理界大佬的争论也在这只猫被提出后收了场,而这两位物理界大佬晚年也被量子力学折磨得不能自已,最后只能带着遗憾离世了。

虽然早在上个世纪,物理界就被量子力学搅得天翻地覆,而受限于当时的技术条件,一些实验无法进行,但是在数十年后,哥本哈根学派的量子力学首次在实验中得到证实,这就是著名的双缝干涉实验,那在这个实验又发生了什么呢?

时间来到20世纪末,一种用以观察微观实验的微观观测器被研制出来,而一场被称为幽灵的实验也就此诞生。

双缝干涉实验顾名思义就是在一块不透光的隔板上开两条缝,而这些缝的大小一次只能允许一个光子通过,随后再用一个光子发射机对着双缝扫射。

这样便会有两种猜测,第一就是当光是粒子时,随着实验的进行,在后面的观测版上会看到两条较为规整的竖杠,而如果光是以一种波的形式存在,那么光波在透过两条缝时则会在观测版上留下互相干涉的斑马条纹。

因为当波穿过挡板的两条缝时会在缝处生成两段波源,而波峰和波峰之间强度叠加,波峰和波谷的相交部分则会能量抵消。

就当大家以为这次可以知道光究竟是什么形态的时候,奇怪的事情发生了,第一次在观测版上的实验结果是一条条的斑马条纹,而这却是一种波才会出现的现象。

为了探究光子是否会在穿过双缝时产生波,第二次实验便在后面加上了微观观测仪,而实验结果却让人细思极恐,那就是原本应该是一条条的斑马纹却变成了两条杠,即表明光是一种粒子。

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而当你不观测光子的传播时,光便会出现一种波动现象,当你观测时,光又会以粒子的形象出现。

所以这类实验结果表明,在微观世界却是存在因果论无法解释的现象。虽然现在为止,我们对于量子力学的理解还知之甚少,但是我们相信随着人类不断对这一领域的深入,量子力学的奥秘终究会被我们揭开。

原文链接:https://www.toutiao.com/article/7083782181134287367

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