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人人都能懂的量子理论

2018-09-14浅草

大科技·科学之谜 2018年6期
关键词:理论测量

浅草

你是否曾被量子物理里面那些稀奇古怪的思想搞得神经错乱?

首先,不要惊慌。神经错乱的不只你一个。正如具有传奇色彩的美国物理学家理查德﹒费曼所说:“我可以大胆地说,没有人懂量子理论。”

然而,要描述这个世界,量子理论又是确实不可少的。

在这篇文章中,我们将把量子理论的思想一一分解,让谁都能懂。

什么是量子理论?

经过几千年的争论,我们现在终于知道了,物质追根究底是由像电子、夸克这样的微观粒子组成的。这些小家伙像乐高积木一样组合在一起,形成了原子和分子,而原子和分子又是拼成宏观世界的“乐高积木”。

为了描述微观世界是如何运作的,科学家发展出一套叫量子力学的理论。这个理论做出的预言虽然非常古怪(例如,粒子可以同时出现在两个地方),但它是目前物理学中最精确的理论,在过去近百年里经受住了严格的检验。没有量子理论,我们周围的许多技术,包括电脑和智能手机里的芯片,都是不可想象的。

量子理论很古怪,但它的正确性不容怀疑。科学家们所争论的,仅仅是如何解释它。

“量子”到底是啥意思?

假如妈妈吩咐你:“把这罐辣酱放到厨房储物柜里。”储物柜是分层的。你可以选择放在这一层或那一层,但你总不能把辣酱放在相邻两层之间,譬如2.5层吧。因为那是没有意义的。

用物理学上的术语说,你家的储物柜是“量子化”的,只能分成离散的一层,两层,三层……不可能再细分为0.6层,1.5层,2.8层,3.45层……


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