“量子”究竟是什么?听完科学家的解释恍然大悟

“量子”究竟是什么?
量子力学,既让人感到神秘,也让人觉得有些“不靠谱”,因为量子力学中很多实验和理论是违背常理的,比如说“量子纠缠”这个现象,在量子力学中十分普遍,但是在现实世界中,完全没有类似的例子。这一点让科学家也很奇怪,仿佛人类生活的宏观世界和微观世界之间存在一条看不见的围墙,让两者之间不会相互干扰。
随着研究的深入科学家逐渐发现,事实并不是如此,量子力学对于我们的宇宙来说十分重要,这些看不到的量子时时刻刻都在影响着宇宙的演化,如果没有量子力学中的神奇现象,就没有我们现在的宇宙。
所谓的“量子”究竟是什么呢?
量子和各种基本粒子不一样,从严格意义上来说,量子不是真实存在的粒子,而是一种“概念”,量子指的是所有“物理量”的基本单位,当一个物理量小到不可再分割的时候,这个物理量就是量子化的,这个最小的单位就是“量子”。
量子是一种“存在状态”,不是真实存在的粒子,明白了这个概念后,就可以更好地去探索量子力学的一些相关概念了。
量子力学的诞生是因为在上个世纪,科学家逐渐发现牛顿的经典力学无法解释量子力学中的一些现象,人们急需新的理论体系来解释微观世界中的一切,而量子力学就是在这个背景下诞生,量子力学在众多知名物理学家的共同努力下出现,量子力学可能是目前人类最成功的理论,在量子力学的标准模型下,除了引力之外的三种基本力都得到了解释,如果科学家找到“引力子”的存在,那么人类就可以用量子力学解释宇宙中的四种相互作用力。
量子力学的出现彻底改变了人类对物质结构的认知,也刷新了我们对宇宙中四种基本力的认知。可以说,量子力学是人类历史上最成功的理论之一,可是为什么现在一提起量子力学,就让人觉得“不靠谱”呢?
最近一些年,很多所谓的“量子技术”层出不穷,最让人无语的应该就是所谓的“量子波动速读”,这个所谓的量子波动速读其实就是一个培训机构制造的骗局,这些人声称可以利用“量子纠缠”现象,让孩子闭上眼睛快速翻书,书中的内容就可以进入脑子中。
毫无疑问,量子波动速读是一个骗局,最顶级的科学家也不可能利用量子纠缠把知识送进大脑中,更别提是这些不靠谱的培训机构了,正是因为有很多人打着“量子力学”的幌子去欺骗,才让量子力学在大家的心目中变得不靠谱了。
很多人还会说“遇事不决量子力学”,其实这句话是在嘲讽很多科幻作品都喜欢用量子力学解释一些暂时无法解释的事情,久而久之量子力学这个高端的名词就变得不那么高端了,其实量子力学并没有我们想象的那么不靠谱,它是人类目前物理学最重要的理论之一,和相对论一起维持着整个物理学大厦。
量子力学最神奇的地方就是“不确定性”,这也是量子力学和经典力学最大的区别,在我们的常识中,“测量”可以得到准确的数据,但是在量子力学中,“测量”这个行为会影响到测量结果,以至于我们永远不可能得到百分百准确的结果,除非我们不进行测量,否则就会对被观察的系统造成影响。
量子力学的不确定性让很多人怀疑宇宙的本质,传统认知中人类可以通过计算和测量预知一件事情的结局,只要数据足够充足,“预知”的结果就足够准确,但是在量子力学中,想要通过数据来预知宇宙中的一切,几乎是不可能的事情。
我们生活的世界看似很稳定,其实这一切的稳定都是建立在微观的“不确定”之上的,两者之间并不矛盾,就连宇宙中最可怕的天体“黑洞”,在演化的过程中也会受到量子理论的影响。
我们都知道,任何物质和能量进入黑洞后,就无法再从黑洞的视界范围内逃脱了,而黑洞本身不会向外辐射能量,黑洞“只进不出”,难道黑洞可以“永恒”存在吗?霍金认为,黑洞会根据量子理论散发出辐射,随着时间的推移不断的丢失自己的质量。
根据“不确定性原理”,在宇宙中的任何地方都会发生短暂的“量子涨落”,宇宙空间中,可能会在短暂的时间内突然出现一对正反粒子,这对粒子会在很短的时间内碰撞,然后相互抵消掉,因为出现的时间很短暂,所以不违背宏观的能量守恒。
如果这样的量子涨落发生在黑洞的边缘,一个粒子被黑洞的引力给捕捉了,另外一个粒子逃走了,逃走的粒子就是黑洞散发出的辐射,所以黑洞也会根据量子理论丢失自己的质量,除此之外恒星之所以可以长时间的保持稳定,也可以“量子隧穿效应”有关,正是因为量子理论的存在,我们的宇宙才会是现在这个样子。
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