“量子力学”普及篇,文科生也能看明白 郭光灿和潘建伟谁厉害
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- “量子力学”普及篇,文科生也能看明白
- 揭秘中国量子计算第一创企!院士坐镇,芯片系统一起造
- 郭光灿:“我们靠自己做出了一个可实际应用的量子计算机”
- 郭光灿的荣誉奖项
- 郭光灿的学术成就
- 光量子芯片重要进展:中科大首次实现波导模式编码量子逻辑门
【“量子力学”普及篇,文科生也能看明白 郭光灿和潘建伟谁厉害】 甚至有一阵子,Facebook CEO扎克伯格的女儿出生的时候,大家都被一张照片刷屏了 。
《宝宝的量子物理学》,貌似国内已经上架 。估计都是给大“宝宝”们看的 。
是不是有种,刚出生的婴儿都懂“量子力学”了,而我连它是什么都不知道?
别急,如果你翻一下微信,你会发现,
佛祖都被普及的已经比你更懂量子力学了 。
连“灵魂”都证明出来了?!
这就有种人类发明了新语言,而你却一点都插不上话的感觉 。
实际上,科学界研究“量子力学”,已经超过,100年了!准确点,117年!到了2019年,不知道是不是就要报警了?
很多人看到量子力学的文章都觉得难以理解 。一个是因为大家喜欢用各种公式表示自己很懂,另外,它也确实不好理解 。其实,你不是第一人 。
物理学家费曼说“我想我可以有把握地说,没有人理解量子力学” 。另一个物理学家波尔曾说过“如果谁第一次接触量子力学,就说看懂了,那他是一定没看懂” 。
如果看完这篇文章,你还是不懂,至少可以说:科学家都不懂的东西,我怎么会懂呢 。人设依旧完美!Perfect!
不过作为普通人的我们,知道点基本概念,饭桌上不被人说晕,够发朋友圈就可以了 。
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科学界对“量子”的定义是,能表现出某物质或物理量特性的最小单元 。
大家都知道,我们所处的物质世界,所有的东西都是由原子、电子、中子等粒子组成的,但“量子”则不是指某一种具体的粒子,它甚至不一定是粒子 。
“量子”这个词是在1900由德国的一位物理学家提出来的,但在最开始,“量子”是用来描述能量变化的一个词,还不是表示“粒子”的 。
按照我们一般人的理解,“量子”就是粒子,或者至少是粒子的最小单位 。
比如光是由一个个的光子组成的,光子无法在细分为更小的粒子,那么光子就是光的量子 。
同样的,物理形态的最小单位也可以是量子 。
你可以想象,在我们现实的世界中,当一只狗在笔直的马路上向前奔跑的时候,它不可能不经过马路中间的某个路段,而直接出线在下一段马路上,它的特性一定是“连续的” 。
而在微观世界中,
科学家发现,粒子能量的变化不是连续的,而是某个基本单元的整数倍变化的 。而
这种“跳跃”式的变化在微观世界却是普遍存在的 。
更形象一点,你可以想象我们平时走楼梯,你在上楼的时候是一步一步的踏着台阶往上走 。你每次不可能踏1/2个台阶,也不可能踏1/3个台阶,但可以踏2个台阶,如果腿长甚至可以踏3个台阶 。而每个台阶就是一个基本单元,也就是所谓的“量子” 。
某种粒子的能量,只能是x电子伏特的整数倍,那么这个x电子伏特就是这个粒子能量的量子 。
也就是“量子”可以指一种粒子,也可以是一种物理特性,但是是它们的最小单元 。
所以下次,如果再有人跟你谈“量子力学”,你只要问问什么是“量子”,基本就能筛选掉一大波人了 。
而“量子力学”也就是科学家们为了研究微观世界,创立的一门物理学理论 。相对的,研究我们目测所及的这个宏观世界的理论,就是“经典力学”理论 。
“量子力学”所处的微观世界,和我们肉眼看到的宏观世界,到底还有哪些巨大差异,为什么能够让这么多人迷惑?
在这个世界里,什么都是“概率” 。
位置是概率的,状态是概率,什么都是概率的 。
打个比方,你看见一个朋友,走进了一栋3层大楼 。5分钟后,请问,他在哪一层?
按照我们正常的逻辑,他不是在1层,就是在2层,要么在3层 。也就是,某个时间点,他只可能在某一层,并且,只可能在某一层的某个位置 。
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