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这个世界真的不存在吗?量子力学:世界真的因观测而存在?

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这个世界真的不存在吗?量子力学:世界真的因观测而存在?

雪花又一年 2018-05-17 14:19:52 浏览401 评论0

摘要: 20世纪初,人类建立了量子力学。在过去的一百年里,量子力学迸发出极强的生命力,并改变着我们的生活。如今的我们已经完全生活在量子力学改变下的世界了! 对于大众来说,或者只听说过量子力学这几个字,但并不是很了解量子力学的研究范畴。

20世纪初,人类建立了量子力学。在过去的一百年里,量子力学迸发出极强的生命力,并改变着我们的生活。如今的我们已经完全生活在量子力学改变下的世界了!

对于大众来说,或者只听说过量子力学这几个字,但并不是很了解量子力学的研究范畴。其实简单来说,量子力学就是研究微观世界的一门科学理论。生活中我们能摸到,能看到的所有东西都是宏观的,它们都是由最基本的粒子构成,包括原子,电子,光子,中微子等等。其实量子力学就是研究这些微观粒子的一门科学理论!

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人们一开始研究微观粒子总是套用宏观世界的规律,比如科学家一开始用经典力学解释电子在原子核外的运动,以为电子就像地球绕太阳公转一样,围绕着原子核运转。但量子力学的出现,完全否定了经典力学对微观世界的解释。电子并不是在原子核外做规则的圆周运动,而更是一种电子云的概率方式出现在原子核外的一定空间区域。

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电子云模型

我们都知道,微观世界中有很多神奇的现象,比如量子纠缠,量子叠加,测不准原理,量子态塌缩等等。这些现象固然神奇,但是也必须以科学态度审视它们。 在量子力学中,我们经常要去测量微观粒子,但是测量时往往会遇到很多麻烦,比如我要测量一个粒子的动量,就只能忽略它的位置了,也就是说微观粒子的动量和位置信息不能同时得到,动量测得越准确,位置信息就测得越不准确,我们一般称为测不准原理,严格意义上来说应该是不确定性原理,因为微观粒子的位置和动量并不是因为测量仪器的不精细导致的,而这更像是微观粒子的本质属性。我们知道,微观粒子的尺度大小和光子差不多,而人类的测量仪器就是发射电磁波后再收集这些信息,而电磁波的传播子就是光子,所以当测量仪器发出的电磁波(可以理解成光子)到达被测量的微观粒子上时,这时候被测量粒子会被光子扰动,如果要确定微观粒子的位置,那么电磁波的能量应该低一点,这样扰动就少,但是动量就测不准了,反之亦然。但这样的现象在宏观世界就不存在,因为微观物体所包含的物质数量级不知道比测量仪器发出来的光子高到哪里去!

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还有一种神奇的现象就是薛定谔的猫,也就是量子叠加。在微观世界,粒子都是处于叠加态的,比如光的波粒二象性,如果光子的运动未被观测前,那么它既是粒子态又是波动态的。体现在宏观就是薛定谔的猫,也就是说,在一个毒气有一半可能性被释放的盒子里,关了一只猫,这只猫在未被打开盒子前,既是死的又是活的,这就是叠加态。也就是说在微观领域,一个粒子可以同时处于两种状态下。这些现象在宏观世界里会变得难以想象,试问一个人可以同时既在上海又在北京吗?而在微观世界就完全可以!可是微观粒子一旦被测量,就会量子态坍缩,也就是说,没有被测量前的微观粒子是可以同时处于两种状态下,也就是叠加态,一旦被观测就会坍缩,叠加态消失,同时变成其中一种确定的状态。

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那么现在就有许多人在问,那么量子力学是不是就意味着:我们的世界在没有被观测前,是处于不确定的叠加态,只有被人的意识观测到,才变得确定了呢?也就是说,没有用眼看这个客观世界,那么客观世界就不存在?只有睁开眼,世界才变得确定?

其实这样的问题已经把量子力学玄化了,量子力学追求的是科学,而不是瞎猜!目前没有任何实验或者理论表明这一说法的合理性,毕竟微观粒子在没有被观测前是不确定的,而不是不存在的。并不表明量子力学揭示出世界因观测而存在的说法!



原文发布时间为:2017.10.13
本文作者:科学认识论
本文来源:简书,如需转载请联系原作者。

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