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中評社北京10月20日電/新華網報道,19世紀末,歐洲一些學者認為從牛頓力學到熱力學、電磁理論,人類的“物理學大廈”已全部建成,再沒有多少可研究的了。
但是,在1900年,德國物理學家馬克斯·普朗克提出了量子理論,為人類開啟了探索“微觀世界規律”的“新物理革命”。量子理論也與相對論一起,成為現代物理學兩大支柱。
打開“量子之門”:微觀世界裡的奇妙“叠加”與“糾纏”
量子是什麼?根據量子理論,量子是最小的、不可再分割的能量單位。我們中學物理書上提到的分子、原子、電子,其實都是量子的不同形式。可以說,我們的世界由量子組成,我們每個人都是“24K”純量子產品。
在我們日常生活的宏觀世界裡,物體的位置、速度等,都可以通過經典力學精確測算。但在微觀量子世界裡,卻有著截然不同的奇妙物理規則,最有代表性的是“叠加”與“糾纏”。
在宏觀世界,任何物體在某一時刻都有確定的狀態和位置。但在微觀世界,量子卻同時處於多種狀態和多個位置的“叠加”。
物理學家薛定諤曾用一只貓比喻量子叠加:箱子裡有一只貓,在宏觀世界中它要麼是活的,要麼是死的。但在量子世界中,它可以同時處於生和死兩種狀態的叠加。
如果用一個人來比喻,他不僅同時處於生和死兩種狀態的叠加,還可以同時身處多個地點,比如既在北京又在上海。
更難以想象的是,量子的狀態還經不起“看”:如果你去測量,它就會從多個狀態、多個位置,變成一個確定的狀態和位置了。也就是說,如果你打開“薛定諤的箱子”,貓的叠加態就會消失,你會看到一只活貓或一只死貓。而“量子人”的“分身術”也會消失,他會出現在北京或上海。
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