什么是量子物理

上次我们开始谈论量子物理学。在谈到神秘的小天狼星卫星时, 展示了一只猫是如何下楼的, 并发现舞池里的人和咖啡馆里的座位有什么区别。这只是个开始。前面的乐趣。读吧!

乍一看, 似乎本身 "量化", "分片" 不应该使物理定律有任何重大的变化。嗯, 我们有一个连续的值: 首先为零, 然后是零, 甚至是稍微小, 然后是零, 然后是一半, 然后是零, 直到最后一个。类型化值改为: kvantovannuju 零, 一半为1。那么, 发生了什么变化呢？

就是这样。任何游戏, 也就是众所周知的, 都是从规则开始的。如果我们改变规则, 那就再去一场比赛吧？按照规则说, 在足球中, 你不能用他们的手触球。如果我们允许这个球, 穿上就不会是足球, 而是其他一些比赛!这就是科学的工作方式完全一样。即使是规则中最微小的变化, 也可能导致非常严重的后果。好吧, 例如..。

魔术店!

让我们玩一个游戏的 "魔术店"。想象一下, 我们有一家服装店和运动器材。业务规则非常简单:

如果你去了这家商店, 你必须买点东西。

如果你买了这家商店, 你应该穿上它。

商店里的价格很低。这里是它送了三个家伙-vtoroklassnik Svjokolkin, 10岁的女孩卡普斯蒂娜和胡斯尼·穆巴拉克·戈罗霍夫。你想买一件 t恤。用于花样滑冰的卡普斯尼斯卡普斯塔礼服。但胡斯尼·穆巴拉克·戈罗霍夫梦想着一枚新的棒球帽。我们为每个人提供500卢布。店内的 t恤价值100卢布, 服装150卢布, 棒球顶80卢布。都给自己买新衣服, 穿上自己满意的衣服, 走出去的商店。没问题, 对吧？

现在让我们把我们的魔术店从普通的、经典的系统转向量子中走出来, 看看这种变化。« Kvantanut »我们的店很简单: 想象一下, 这家商店没有钱, 除了500卢布的账单。阿雷斯、十几个人、波丁尼科夫和琐事都没有。全包的 pjatisotki。然后, 我们的所有值都以500为增量量化。这就是: 0;500;1000;1500...... 会发生什么？Svjokolkina 的 t恤价值100卢布。他把它的账单变成了500卢布, 但零售商却投了反对票!他只有完全一样的 pjatisotki。但男孩必须 (规则!) 买一些他空手而归的东西。我应该怎么做？

-好吧, "卖家说,"-这样做。我给你一件100卢布的 t恤, 这些170卢布的滑雪板和230卢布的潜水头盔。然而, 随着时间的变化, 结果正好是 5 0 0!

Vtoroklassnik Svjokolkin 购买了上述所有东西, (规则!) 把这一切都放在你自己身上。男孩头上戴着潜水头盔离开商店, 还滑雪。

与 pjatiklassnicej Kapustina 发生了同样的故事。除了礼服, 她还得买六号的靴子和拳击手套。

但胡斯尼·穆巴拉克·戈罗霍夫穿上溜冰鞋和纳塞皮进行水肺潜水。

我们改变了系统, 只有一个项目被取代连续的 kvantovannuju 系统的计算在商店。而这足以让人了解到非常不寻常的结果!

量子物理学也发生了同样的事情: 一个非常温和的要求是能量通过只有个别部分 (量子)-导致一个全新的世界。

微观世界的奇迹

微观世界, 存在于量子定律是一个非常特殊, 非常有趣的世界, 经常在我们看来, 伟大的宏观居民, 梦幻般。

例如, 在这个世界上是可能的..。把。而不是某种魔法在那里, 即真正的转变。例如, 自由的基本粒子中子是不稳定的。这意味着, 在某些时候, 它本身, 没有任何神奇的词, 变成三个完全不同的基本粒子是质子, 电子, 和反中微子。

物理学非常不喜欢 "变换" 这个词, 他们说 "中子解体了。但事实上, "分裂" 这个词是错误的!你可能会认为质子、电子和反力子已经藏在中子里, 他就是其中的一个, 然后分成不同的部分。不, 事实并非如此。中子它 "整体", 里面没有什么是隐藏的。这正是最真实的转变!

如果这样的法律成为我们的功劳, 这将开始怀尔德任何哈利波特的奇迹。因为它看起来是这样的: 值得自己在一个房间里, 有一张桌子和所有的突然-卡库姆!-变成轮式自行车, 救生圈和小狗斗牛犬。

隧道效果

想要更多奇迹？浪花!想象一下学校里的砖墙, 游戏中的男孩们在上面 "填补" 了足球。我可以让球从墙上飞过去, 最后就在主任办公室吗？"当然, 你不能!" 你说。然而, 这只适用于宏观世界。在量子物理学的世界里, 完全运行定律!

在普通的电脑或手机中, 有数千个微小的无线电部件, 其中最多的是所谓的隧道二极管。二极管内的带电粒子轰炸能量屏障, 就像足球一样--墙体和反弹, 但是..。不是全部!他们中的一些人通过了这一障碍, 尽管根据经典物理定律, 这种情况是不可能发生的。

描述量子物理学中物体的状态是用特殊的数学构造波函数来描述的。并安排了这个波函数, 使空间中的物体 "涂抹" 在这个函数内的状态没有定义。它可以像一个小这里和一点点有。而这里有一个运动粒子, 适合屏障, 原来是 "那里的一点"--从而在屏障的另一侧打开!物理学家称之为 "隧道效应"。

如果你把这种现象转移到我们的现实世界中, 原来就是这样的画面。男孩们把壁球装满, 它弹跳一次、两次、三次、五次。而在第六座突然穿过一堵墙 (墙在它保持完整的时候, 哪儿也不去)。或者, 彼得彼得彼得鲁什金的弟子坐在后排, 靠近墙壁。在我们的世界里, 它的地位是完全决定的。但在量子物理学中, 它可以同时坐在 "这里有点, 那里有点, 即打开椅子, 移动, 和所有的突然 bam!-在附近的教室里转!

甚至更糟糕的是, 老师站在全班紧闭的门前。在现实世界中, 有必要开门上课, 不同地说, 它在课堂上并不存在。但在量子世界中, 教师可能只是站在门口, 通过 "不确定性" 立即出现在教室里。魔法？太不可思议了？不, 只是量子物理学。

再一次关于确定性和不确定性

在一个熟悉的我们中, 古典物理世界是肯定的, 或者说科学的语言, 是决定性的。这是什么意思？这意味着对象与我们对该对象的了解分开存在。说吧, 学龄前儿童瓦斯亚·拉迪什可能不知道南美洲有这样一个国家, 乌拉圭。然而, 国家乌拉圭存在。

但在量子物理学中, 一切都完全错了!在这里, 世界肯定不是。在量子物理学中, 一些可以存在于不同状态中的系统, 同时存在于所有这些状态中 (这被称为叠加态), 直到我们进行测量!在测量 (或只是观察) 系统状态时, 系统状态会在一定时期内立即变化 (这称为 "von Neumann 减少" 或 "波函数的折叠")。

让我们抓住这个更多。想象一下, 我们被困在一个陌生的城市, 一个完全陌生的学校里。去一个空荡荡的班级, 把老师课堂杂志的桌子拿下来, 揭晓。AHA, 这里有一个学生名单。Katia Kakustina 和 Julia Morkovina 是个女孩。而科利亚·卡托什金和彼得·彼得鲁什金是男孩。这里是镇雅·列夫琴科。住手, 是谁, 是镇雅·列夫琴科？男孩还是女孩？虽然学生不来上课, 我们也不会看到 (不是有了教的) 结婚, 但我们不能说, 对吧？

从物理学的角度来看, 镇雅·列夫琴科是一个量子系统, 可以采取两个可能的状态: 1) 振亚·莱文科男孩;2) zhenya Levchenko-mira。

在我们的宏观世界中, 运用经典力学定律, 这个状态是决定性的。振亚, 男孩, 女孩, 不管我们是否熟悉尤金。然而, 在量子世界里, 直到我们结婚看到 (即不是 "测量系统状态"), 尤金是一个男孩和一个女孩在同一时间!而就在我们看到玛丽的那一刻, 他 (她) 立即 (速度远远高于光速!) 进入某个国家。波功能崩溃发生, 振雅将是或男孩或女孩。

我们将有一个价值吉尼斯。第二个值保留在哪里？

平行宇宙

一些科学家严肃地认为, 在我们观察的时候, 我们的宇宙正在 "分裂" 成两个平行的宇宙--一个是左派测量我们的状态, 另一个是第二个可能的量子系统的状态。

也就是说, 如果, 比如说, 我们看到女孩是列夫琴科-镇雅, 那么在这一点上出现了平行宇宙, 其中振亚·列夫琴科是个男孩。

科学家们提出了许多例子, 使这一现象或多或少可以理解。最著名的是所谓的 "施罗德格猫", 但我们不喜欢这个例子。因为这就是猫同时还活着、死的地方, 当我们对毒品持 "卢奇克" 的态度的时候, 你知道的。所以我们没有海豹..。

贾杰切普利亚塔

想象一个封闭的盒子, 里面是鸡蛋, 加热器和特殊的机械。具有自由中子的隐藏管的机理。自由中子, 正如我们已经说过的, 他闯入不稳定的质子, 电子和反中微子。

该机制的工作原理是这样的: 如果在5分钟中子分裂的一段时间内, 该机制包括一个热的温度, 鸡蛋被煮熟。如果不启用, 分裂中子 "温暖" 的温度, 我们有鸡蛋通过21天孵化鸡。

从量子物理学的角度来看, 中子的两种可能的状态 (decays/不分解) 服从叠加原理, 即, 直到我们有了一个维度, 它同时分解, 而不衰变。但后来发现, 在盒子里面, 同时我们有鸡肉和煮鸡蛋!

装饰面包, 圆面包, 任何愿意乌拉圭的人。

...当然, 在我们的普通宏观上转移这种现象是不可能的--因为那时, 直到我们为全校未爱戴的希米卡, 伊兹梅洛夫变成一条蛇, 才会发现月球的存在。它是奥特韦尔乔什..。但

物理学并不是幻想, 也是最真实的现实. 把许多复杂的物理学实验, 证明了微世界中的这种 "不确定性" 不仅仅是一个数学公式而不是一个虚构的人的描述这是最真实的现实 (甚至可能是几个现实)。如果我们有机会在这样的现实之间 "旅行", 那么我们就会看到一个完全可怕的东西。这里有一个男孩, 而在另一个世界的振雅是个女孩。或者是乌拉圭国家, 在这个世界上, 而另一个不是, 虽然你的雷斯尼!要