121年了,它依旧神秘
有一种东西,看不见也摸不着,没人能说得上来它到底是一种怎样的存在,神秘虚无缥缈且又无处不在,仿佛是一种宇宙间的神秘力量,但这股力量同时又强大到可以随时扭转人的命运。
在1958年出版的《物理学与哲学 : 现代科学中的革命》一书中,维尔纳·海森堡讲述了他与尼尔斯·玻尔进行了那些彻夜长谈后,他是如何不断地对自己说:“自然真的有可能如此荒谬吗?”
物理,究万物之理。宇宙运行的规则蕴含其中,构建起我们生存的时空。它神秘而又无处不在,它是宇宙的法则,不可忽视。多少大佬在物理的领域深耕探索,他们天才的大脑发现着宇宙的秘密,构建起了现代人的科学认知,也推动着人类的发展。
广义相对论、狭义相对论、量子力学、黑洞蒸发理论、希格斯玻色子、弦论……这些都是大佬们的成果。其中,量子力学至今已经121年了,但它依旧那么神秘。时至今日,网络上还流传着“遇事不决,量子力学”的梗。
量子力学的物理定义复杂难懂,通俗来讲,量子到底是什么呢?把一个长一米、宽一米的物体,放大十倍,再放大十倍,然后放大一千倍,再放大一千倍,最后再放大一百亿倍,你就进入了量子的世界。
量子世界里,所有物质都可以被还原成61种基本粒子。其中最重的基本粒子,质量也不超过3.1×10^-25千克。
和宏观世界不同,量子世界里很多物理量是不连续的,比如质量,电荷,甚至是能量,都有一个最小的单元。这些单元不可分割,任何数值只能取它们的整数倍。这就好比你可以从口袋里掏出5毛或者1分钱,但你永远也掏不出来半分钱。所谓量子,就是指这些不可分割的最小单元。
自马克斯·普朗克在1900年12月14日创立量子理论以来,经爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克等人的完善,在20世纪的前半期,初步建立了完整的量子力学理论。绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论。
但是,物理学家却一直对量子力学中的种种发现感到困惑。因为量子世界看起来是如此的不合常理,以及如此的有违直觉,以至于半个多世纪后的1964年,理查德·费曼说出了那句著名的话:“没有人真正理解量子力学。”
尽管量子力学是为了描述一个远离日常经验的抽象原子世界而创造的,但它对日常生活的影响体现在方方面面。如果没有量子力学,那么化学、生物学、医学以及其他科学领域就不会取得惊人的进展。如果没有量子力学,给我们带来计算机时代的电子革命就不会发生。如果没有量子力学,给我们带来信息时代的光子技术革命亦不会诞生。
量子力学离我们普通人的生活也并不遥远。在现实生活中,为什么有人可以中彩票两次,而有的人却无端厄运上身呢?这些奇怪的巧合,与量子力学和我们的命运之间存在着何种联系?
有人提出了这样一种观点:一件事情的结果往往是由多个变量共同作用的,越复杂的事情,影响其变量的因素就越多。普通人的认知是有限的,我们只能从有限的信息量当中总结出有限的规律从而做决策,而真正影响一件事情结果的因素往往是看不见的东西,是看不见的隐变量在左右的,所以我们从小的样本量当中去总结规律做出决策,其实就和撞运气差不多,运气好能蒙对,运气不好则蒙不对。只不过,普通人可以通过自身的努力提高蒙对的概率而已。
那么这样的解释正确吗?就目前而言,在获得任何决定性的证据来确定量子力学的正确版本之前,我们能做的就是听从理查德·费曼的建议——“放松心情,尽情享受”。
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