如果这是一个异想天开的理论说说 , 乐呵乐呵也就算了 。 关键人家是物理学家呀 , 也是很严谨的 , 是有科学依据的 。
简单来说 , 之前为叠加态 , 当打开箱子之后 , 却只出现了一个状态 , 与量子力学的“信息守恒”是相违背的 , 所以另外一个状态必然在某处出现了 , 只不过另外一个状态跟我们这个宇宙没有任何联系 , 于是就出来了平行宇宙的解释 。
波粒二象性除此之外还有10多种解释 , 这种情况在物理界是从来没有过的 。 当然每一种解释都不是凭空捏造的 , 都有各自的依据 。 量子力学到底有多么诡异使得各位大佬产生了这么多分歧 , 而且各执一词?这就要说到量子力学的核心:波粒二象性 。
关于量子大家应该听过很多种解释 , 最常见的就是拿着40米大砍刀对着能量无限砍 , 砍到最后能量分成了一个个均等的小粒子 , 再也不能再分了 , 这种最小的 , 不可再分割的单位就叫“量子” 。
这样的解释我要说“NO” , 你可以把量子在你的思想中 , 想象为粒子 , 但是量子真心不是粒子 , 也不是一个点 , 它一直在运动 , 从未停歇 , 更像是一团云雾 , 同时兼具云雾中的一粒尘埃 。
举一个粒子 , 往纯水中投入一个小石子 , 你会发现水分子并非随意乱串 , 而是排列有序的形成水波纹向外扩散 。 量子就类似于水 , 它可以是波 , 具有波动性 , 也可以是粒子具有粒子的性质 , 具有自己的物理特征 。
不同的是 , 量子既是波又是粒子 , 两种不同的属性同时具备 , 这就是波粒二象性 , 你一定不能分开说它要么是波 , 要么是粒子 。
更重要的是水波是由很多水分子组成的 , 但是一个量子就可以撑起整个舞台 , 它自己会形成波 。
这个有点难以理解 , 我再举个例子:两队人踢足球 , 不允许有观众 , 比赛结束从球场走出来的只有一个队员 。 记者问他 , 其他人呢?他说了句前锋、中锋、后卫、守门员等等 , 其实都是他!并且两队人都是他!
大家不相信 , 下一场比赛都来观战 , 结果发现球场上只有一个自己在踢球 , 当大家闭上眼睛再睁眼 , 发现那个人位置变了 , 再闭眼再睁眼变成守门员了 , 再来一次变成了另外一对的守门员 。 于是大家不停的闭眼睁眼 , 发现两队各个位置的人都曾出现过 。
这个人就是一个粒子 , 也就是说一个粒子体现了一个波所有的状态 。
- 电子云
而实际上他是下图这样的:
但是上图的样子只是模拟的 , 我们并看不到它会如此波动 。 那看不见我们怎么知道它是这个样子的?
这就像那只猫 , 每次打开箱子 , 它会呈现一个状态 , 我们每次去检测电子的位置 , 它有一定概率出现某个位置 , 但是在概率分布内的具体位置是随机的 。
我们无法同时判断它的位置和速度来确认它下次会出现在哪 。 但是通过一次次测量记录 , 就像是那场足球赛 , 慢慢的你会发现虽然下次出现的在哪我们无法提前确认 , 但是记录下的数据会体现一定的概率分布 , 我们依据它的分布的概率可以绘制出分布图像 。 (延伸:量子力学中速度和位置属于叠加态上的一对 , 会出现此消彼长的状态 , 所以会出现“测不准原则”)
从图像中我们发现电子就如同一团“云” , 所以又叫电子云 , 它因为概率分布所以具有一定的形状 。 在不同能级的电子轨道中 , 颜色越深 , 逮住电子的概率就越大 。
但是由于波粒二象性你又不能叫它“电子云” , 它既是连续的波 , 同时又是不连续的“粒子” , 在我们每一次测量中 , 测到的都是粒子的最终位置 , 是粒子的位置总和拼成了波动的云 。 这种即波又粒的形态 , 在量子力学是常态 , 一直存在 。
所以你要把一个人看做球队 , 把球队看做一个人 , 它既是队又是一个人 , 如果你能理解这个核心 , 那么就可以读懂量子力学的大部分问题 , 而不觉得烧脑 。
回过头来 , 我们看看三个流派的解释 。 当一个光子没有击打在屏幕上时 , 它就是一团能量云 , 我们可以通过薛定谔的波函数算出光子的分布概率 , 可以算出其形状 , 就好像光子在这个形状中无处不在 , 这是确定性的概率分布 。 但当光子击打在屏幕上时 , 却只呈现出一个点 , 这个点到底要落在哪个位置 , 是不确定性的 。 就连上帝也不知道 , 当能量云要触碰到屏幕时 , 上帝说好吧 , 我扔个骰子 , “这个数不错 , 就落那吧”!这一切都是临时决定的 。
推荐阅读
- 储水量远超地球,天文学家认为,遥远的木卫二上存在生命
- 基因决定你的睡眠时间,长还是短?
- 储殷力挺北理工教授:爱因斯坦还偷情,科学家也有荷尔蒙,求原谅
- 科学发现的目标和手段
- 科学家质疑量子理论而提出的隐变量理论,量子世界真奇妙!
- 马斯克为什么能成功?他设上有什么特质值得我们学习
- 24.6亿年前,月球距离地球仅6万公里!它是如何远离地球的
- “古老大陆”或许有新发现,颠覆你的认知!
- 我们能活到现在,多亏了木星替我们抵挡了一次毁灭性的灾难!