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体育■量子力学到底是不是一种科学？


微观粒子可以同时处于多个位置 ， 也可以同时拥有多个速度 ， 也就是微观粒子可以同时处于多个状态的叠加态 ， 甚至还提到了量子纠缠 ， 对一个纠缠粒子的测量 ， 会瞬间影响到另一个粒子 ， 这种瞬间作用的超光速的 ， 是跨越了时间和空间的限制而发生的 ， 所以有很多网友一时不太能接受这种理论 ， 甚至质疑量子力学到底是不是一种科学 ， 那么量子力学到底是不是一种科学？
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首先要告诉大家的是 ， 量子力学绝对是一种科学 ， 因为我们目前的芯片技术 ， 其实都运营了大量的量子力学理论 ， 量子力学对人类的贡献非常大 。 那么量子力学到底有啥神奇之处呢？其实所有的物理理论都对应了一个适用范围 ， 这个范围叫这个理论的“域” 。 比如宏观世界的牛顿力学 ， 应该算是科学了吧 ， 但是牛顿力学也是有“域”的 ， 那就是宏观的低速情况 。
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只要是一个物体处于宏观世界范畴 ， 并且物体的运动速度不大（这里的不大是相对于光速而言） ， 那么牛顿力学可以完美解释一切运动 。 但是一旦超出了这个域 ， 那么牛顿力学就显得不正确了 。 比如用牛顿力学来处理接近光速运动的天体 ， 计算出来的数值 ， 和实验观察数据相差会非常大 。
那么量子力学的“域”在哪里呢？有很多人会说是微观世界 ， 但是其实这个说法并不准确 ， 因为量子力学并非只能在微观世界用 ， 部分的宏观世界也是符合的 。 比如我前面讲解过得“海森堡测不准原理” ， 也就是满足一个公式：位置不确定度*动量不确定度>=h/4π 。 很多人以为这个公式只适用于微观世界 ， 其实宏观物体一样适用 ， 只不过这个公式用在宏观世界没有多大意义 。 因为宏观物体的质量是非常大的 ， 会大大的削弱量子力学带来的不确定性 。 这是为什么呢？因为动量=质量*速度 ， 刚刚的公式就可以改为：
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位置不确定度*速度不确定度*质量>=h/4π
其实上面这个公式不论微观还是宏观都适用的 ， 我们可以简单理解为A*B*C>=h/4π ， 其中A就是位置不确定度 ， B就是速度不确定度 ， C就是质量 。 那么三个事物相乘要>=h/4π ， 那么如果其中一个值很小 ， 为了保证最终相乘结果要>=h/4π ， 另外两个的值就必须较大才行 。
举个简单的例子 ， 如果A很小很小 ， 那么为了保证最终结果依然>=h/4π ， B和C就必须很大才行 ， 相当于A拖了大家后腿 。 根据这个思维 ， 我们来看看宏观物体和微观物体有一个很大的区别 ， 那就是宏观物体质量要大的很多 。
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相当于宏观物体由于C很大 ， 所以C给大家做了很大的贡献 ， 那么A和B就不需要太大 ， 就能保证A*B*C>=h/4π ， 所以宏观物体的A和B就显得非常小了 。 也就是宏观物体的位置不确定度和速度不确定度非常小 。 小的基本可以认为宏观物体的速度位置一直都是确定的 ， 不需要叠加态这个概念来描述 。
但是微观物体 ， 由于质量非常小 ， 所以C就很小 ， 那么C就拖了大家后腿 ， 导致A和B都必须很大 ， 才能保证A*B*C>=h/4π ， 所以微观物体的位置和速度都会很不确定 ， 微观粒子可以同时处于多个位置 ， 也可以同时处于多个速度 。
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所以大家明白了吧 ， 其实量子力学并非只能用于微观世界 ， 宏观世界部分也是适用的 ， 只不过用量子力学来研究宏观世界 ， 多数时候都没多大意义 。


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