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量子世界與我們熟悉的宏觀世界格格不入,它到底是一個怎樣的存在?

量子力學,是描述微觀世界亞原子粒子的運動狀態和行為的理論,在量子世界裡,粒子的行為與我們宏觀世界中的經典物理理論格格不入。上世紀20年代的索威爾物理大會上,以愛因斯坦和波爾為首的兩大物理學派圍繞量子力學進行了激烈的辯論,直到今天這樣的爭論仍在繼續,科學家們仍舊沒有完美地統一相對論與量子理論。

量子理論之所以如此詭異,就是因為我們在宏觀世界熟悉的大自然法則在量子世界幾乎全部失效。

測不準原理。比如說,我們熟悉的現實世界具有確定性,我們能確定一個人,一棟樓房或者其他事物的具體位置,並可以加以描述,但在量子世界你永遠不能準確描述粒子的具體準確位置,甚至粒子可以同時出現在兩個不同的地方!

還有,在宏觀世界我們熟悉的因果關係在量子世界也不復存在,結果可以影響原因,這樣的狀態你能想像到嗎?同時,量子糾纏,量子隧穿,還有電子雙縫干涉實驗的詭異現象等都與我們的宏觀世界有天壤之別。

還有一種概念叫「量子泡沫」,上世紀50年代科學家惠勒根據量子力學提出的概念。量子泡沫又叫時空泡沫,描繪的是宇宙誕生前的一種狀態。在普朗克尺度下(有意義的最小長度單位),時空不再是平滑的,會不斷地出現能量的起伏,稱為「量子漲落」,這種漲落讓科學家們發現真空不再是空無一物,而是不斷地有正反粒子生成和湮滅,微小粒子能夠向真空「賒借」能量然後迅速湮滅,把能量歸還給真空!

量子力學主要描述次原子世界甚至是真空里的活動變化,如此微小的世界讓我們很難直接觀看到那裡的真實情況,而那個世界出現的各種詭異現象更讓很多人摸不著頭腦。

不過,無論怎樣,量子力學遠不是一個想像出來的假說,它是一門獨立的理論科學,無論是普朗克,薛定諤,海森堡,波爾甚至是一向反對量子力學的愛因斯坦都是量子力學的創始人。同時,量子力學已經深深地應用在我們的日常生活中,我們生活中離不開的半導體,電子元件都與量子力學有直接的關係。

目前量子力學和經典物理理論相對論還沒有得到完美的融合,弦理論的出現似乎把兩者融合在了一起,不過弦理論本身似乎比量子力學更加難以理解,更加讓人摸不著頭腦!可以預見的是,兩大理論終會得到完美融合,因為雖然我們是在宏觀世界裡,但宏觀世界的一切都是由量子世界的微小粒子構成,它們本就不應該出現矛盾!

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