《量子物理新话》遇事不决，量子力学

《量子物理新话》

《量子物理新话》科学速读本，自英国《新科学家》杂志编译。如开头说的，当你看到书名时，一定会第一时间感觉这是很专业的书籍，难以读懂，但实际本书并非一些论文性质的，而是综述类，读起来简单些，比原来《比天空更宽广》、《第二自然》那种书籍简单多了。

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说起量子力学，对其引发兴趣是从谋篇文章介绍双缝干涉实验开始。其实我高中是理科生，而且学的是物理，物理单科曾经还获得过某次市级联考的第一名呢。以前对物理确实很敢兴趣，有些小痴迷的程度。最崇拜的爱因斯坦、牛顿等伟人，感觉他们都有神一般的思想。以前物理课上有讲过双缝干涉的实验，为了证明光具有波粒二象性，但是当时根本没有去细想过量子这个层面具有如此神奇的方面。

那么双缝干涉实验是如何呢？

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据说，双缝干涉实验人类在科学实验中首次正式遭遇的“灵异事件”。

双缝，就是在一块板上开两条缝，让光从缝隙穿过。

那么可以假设：

如果光子是纯粒子，那么屏幕上留下两道杠。

如果光子是纯波，那在屏幕上会留下斑马线那样的一道道条纹。

实验开始：

第一次实验：把光子机对准双缝发射，出现标准的斑马线。证明光子是纯波。

第二次实验：把光子机枪切换到点射模式，保证每次只发射一个光子。结果，令人震惊，当光子数量较少的时候，屏幕杂乱无章，但随着光子发射越多，出现了斑马线条纹！

单个的光子在穿过双缝的时候，明明只能选择其中一个孔，为何还会产生干涉现象？

第三次实验：在屏幕前加两个摄像头，一边一个左后排开。哪边的摄像头看到光子，就说明光子穿过了哪条缝。结果每次不是左边就是右边的缝看到光子，也就是穿过的时候确实是只有一个光子，并没有分裂成为两个。然后又说明光子确实是粒子的。做实验的人都松了口气。

但是，诡异的地方来了···

这个时候，屏幕上的图案，却变成了两道杠！

没用摄像头看，结果总是斑马线，说明光子是波；用了摄像头观察，结果变成两道杠，光子变成了粒子。这个实验不管怎么做，都是如此，这也是让大家感觉到灵异的地方。

第四次实验：只有屏幕没有摄像头，算好光子穿过的时机，等它穿过再以迅雷不及掩耳之势加上摄像头。结果呢，无论摄像头有多快，只要最终有摄像头，有了观察这个动作，就是两道杠；如果没有观察的时候，就是斑马线。

薛定谔的猫，海森堡不确定性原理，爱因斯坦“上帝不会掷骰子”，众多佳话伴随着量子力学的诞生。据海森堡实验，对于一个粒子的测量，是无法同时精确确定一个粒子，要么位置无法获知，要么动量无法获知，测量其中一项的行为将会不可避免地扰乱那个事物，从而改变它的状态。

双缝实验里就是，当你要知道他的位置的时候，它的另一个变量就无法确定，也就是粒子处在不确定的状态。

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关于量子力学，陈铭和詹青云在奇葩说里有过一场“神仙打架”之战。

詹青云引经据典的说到物理学家开尔文在讲到近现代物理大厦已经落成，余下的工作就是修饰。但是立马遭到了开杠陈铭的反驳，说詹青云只引用了前半句没有说后半句，后半句被你有意隐藏了，那就是近现代物理大厦的上空还有两朵乌云，这两朵乌云就是后来打破权威的量子力学与相对论。

可以说量子力学和相对论使人类历史进入新的纪元。就好比人类的认知从地心说到日心说的转变那样。大自然并非只有静电力学一套法则。

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量子纠缠也是让人着迷的。

百度上面解释：在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子缠结或量子纠缠。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象；在经典力学里，找不到类似的现象。

简单的说，就是有一对粒子，它们分开后，不管在多远的距离，只要改变其中一个状态，另一个就能有感应。

这很大解释了双胞胎心灵感应之类的现象。远在异国他乡的一对双胞胎，其中一个摔倒，膝盖受伤，另一个能在突然间在同一个部位有疼痛感。诸如此类的情况有很多。这也可能就是在生命诞生之时，就有量子层面的量子纠缠现象。

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生命的诞生也离不开量子世界的不确定性。

只有量子世界里的不确定性，才能出现逆经典力学的生命出现。在牛顿经典力学里，宇宙就像一台巨大的机械钟表，严格按照运动规律运行着。若一切按照初始设定的条件，在经典的力学规则里发生物理和化学的反应，那无论下一秒发生的任何事都决定于上一秒的状态。那岂非整个宇宙的演化从宇宙大爆炸那一刻起就被完全确定了呢？那怎么可能有生命的诞生？所以只有在量子世界的不确定性，才出现了逆转经典力学规律的生命出现。就好比水始终在重力中往低处流，但人可以通过自己的选择去抵抗经典力学。量子层面就是如此，并非经典力学的物理化学规则所决定。

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本书绝对是对量子力学的入门，并且有很多有趣的例子，也引发深思，可以解释很多“灵异”现象。

所谓遇事不决，量子力学。多了解一下量子力学，对于自己对人生的理解定会多一层思考。

公众号广学君

985理工学校文科双学士一枚

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