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量子理论笔记

添加335字节, 2022年7月6日 (三) 09:05
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1,关于量子理论的几个问题。<br>
1.1,量子理论几乎与“相对论1,量子理论几乎与“[[相对论]]"同时诞生,至今近100年,并非最近才发生。<br>1.2,通常认为该理论首创奠基人玻尔,但该理论是由一群物理学家逐步补充发展的。并且至今依然未完善,甚至未能“自圆其说2,通常认为该理论首创奠基人[[玻尔]],但该理论是由一群物理学家逐步补充发展的。并且至今依然未完善,甚至未能“自圆其说"。<br>1.3,很多顶尖科学家终生反对量子理论,包括爱恩斯坦,尽管他对该理论的发展也有很大贡献。甚至对量子理论贡献极大的薛定谔,也很“讨厌3,很多顶尖科学家终生反对量子理论,包括'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]''',尽管他对该理论的发展也有很大贡献。甚至对量子理论贡献极大的[[薛定谔]],也很“讨厌"该理论。<br>
1.4,量子理论主要研究“微观世界"~基本粒子的世界,它的理论与“宏观世界"(即经典牛顿力学的世界)完全不同,以宏观世界的眼光看去,完全不可思议,无法理解……<br>
1.5,当今世界,基本无人能“理解"量子理论,很可能陷入“越说越糊涂"的境地。<br>
这是革命性的,因为在此之前,所有物理学家都一致认为:自然界中所有的物理量都是连续变化的。
1905年,爱因斯坦提出“光量子假说"(注意,此时他的相对论还未诞生),指出:“光是具有能量的粒子的集合”。成功地解释了当时的物理难题“光电效应"(用光照射金属表面,会产生电子的释放)。
至此,光成为一种既是波也是粒子,既具有粒子性质又具有波性质的双重特性,即“波粒二象性”。至此,光成为一种既是波也是粒子,既具有粒子性质又具有波性质的双重特性,即“[[波粒二象性]]”。对光的波粒二象性的研究,站在了量子理论的门槛上。对光的[[波粒二象性]]的研究,站在了量子理论的门槛上。
(关于“波"的理论,比如它的连续性,波长,波幅,频率,能量,干涉……,在此无法叙述,因为篇幅太长了。)
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<br>  十年之后,1924年,德國物理学家德布罗意提出了量子理论发展进程中划时代的设想:
<br>  “把电子看成波”!
(回想一下:爱恩斯坦“把光波看作粒子!回想一下:'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''“把光波看作粒子!)
<br>  波,如果波峰与波峰不重合,即产生“波干涉”,能量衰减,一再重复不断衰减直至波消失。
<br>  电子是波,围绕原子核循环波动,如果后一周与前一周的波峰不重合,即发生干涉衰减直至消失,原子结构依然崩塌。
<br>  该方程可计算得出玻尔的量子化条件,即原子中的电子(轨道)能量以整倍数形式出现。
<br>  该方程的理论被称为“波动学",是描述微观世界运动法则的量子力学的基本理论。
<br>  爱恩斯坦极为赞赏。  '''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''极为赞赏。
<br>  薜定谔方程包含虚数“i",这是数学上一个“虚构的,凭空想象的数”。
<br>  薜定谔方程含有“复素数"(一般人无法理解的数),因此,方程式得出的“波函数 ψ”,是一个“复素数的波"。
“我们拿着拍子去拍老鼠,没动拍子之前,无数洞口都冒出老鼠影子闪动,拍子一打,老鼠都不见了(老鼠“波”收缩了)。”
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普朗克,爱恩斯坦,德布罗意,甚至包括“天才薜定谔方程式普朗克,'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]''',德布罗意,甚至包括“天才薜定谔方程式"创立者本人,都对“哥本哈根解释"中的“概率解释"持不赞成态度。爱恩斯坦是量子理论创始人之一'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''是量子理论创始人之一(見前文,当然,这位世界上最聪明的人一生对人类最大的贡献是伟大的“相对论”)。他说过:“我用比相对论还多的脑力在量子论上。"
但他始终是量子理论坚定的反对者,他曾说:“扯吧,这不可能!” 直至逝世(1955年),他坚持“上帝不喜欢掷色子!"
<br>  天才薜定谔则在1936年设计了一个思维实验~“薜定谔的猫",以此向量子理论从微观世界影响宏观世界提出疑义与挑战。至今几十年,该实验提出的问题仍未得到令人信服之解。(该实验详情后文介绍)
至此,量子理论中重大的结构组成基本上构筑完成。<br>
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2.10,量子纠缠~~爱恩斯坦的反论'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''的反论~EPR悖论 <br>  爱恩斯坦及其学生P  '''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''及其学生P.与R.于1935年联名发表论文,“EPR悖论"。
<br>  他们注意到微观世界的粒子具有“自旋特性”(类似于陀螺转动)。认为:将一个粒子进行破坏,会产生两个自旋的微观粒子A和B,其左旋或右旋的概率各50%,但根据“自旋量保存原理",A与B的旋向必定是相反的。
<br>  如果将A与B远距离分隔(分隔距离一光年),我们只对其中一个(A)进行观察,不对另一个B观察,任其自由。
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这不可能 !!!可恶的“量子纠缠”。
<br>  爱恩斯坦说这是“鬼魅似的远距作用”,超越了光速的传递,这不可能,瞎扯!  '''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''说这是“鬼魅似的远距作用”,超越了光速的传递,这不可能,瞎扯!
<br>  量子理论受到前所未有的挑战。
<br>  几十年争论不休,直至1965年,爱尔兰物理学家贝尔发表了“贝尔不等式",并通过法国物理学家阿斯拜克特1982年的实验,才证实了量子论思考方法的正确:两个距离非常遥远的物体之间能够瞬时传递信息!
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伟大的爱恩斯坦没有能等到这一天。伟大的'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''没有能等到这一天。
<br>  1997年,奥地利首次验证。
<br>  2004年,奥地利成功将“量子超时空穿越"距离600米。
中国人终于出现在量子理论的舞台上!!!而且一出手即非比寻常。
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但是至目前为止,尽管知道粒子之间“交流"的速度是光速的数千倍,但我们依然无法利用这种联系以如此快的速度控制和传递信息。因此,以爱恩斯坦为代表的“E的速度是光速的数千倍,但我们依然无法利用这种联系以如此快的速度控制和传递信息。因此,以'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''为代表的“E.P.R."提出的“信息传递速度无法超越光速"仍然成立!因为当人为干涉量子纠缠的时候,量子纠缠态会立即消除……
<br>  这事没完……那怕追到海角天涯石烂海枯!
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4.1 双缝实验
目的:验证粒子的波粒二象性目的:验证粒子的[[波粒二象性]]
装置:电子枪、双窄缝隔板、
<br>  结果显示板 、观察装置
<br>  结论:单个电子在"被观察”的情况下,只显现出“粒子"特性。而电子波在观察的瞬间,“消失了"(收缩了)‘‘!
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<br>  3次实验表明:电子既是粒子,也是波,具有“波粒二象性  3次实验表明:电子既是粒子,也是波,具有“[[波粒二象性]]"。并且,电子的波是“看不见的",在观察状态时,波函数收缩,电子显现“粒子”形态。
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真的是很奇妙,或者说“很扯"!
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4.2 薛定谔的猫
<br>  如上所述,薛定谔对量子论作出了天才的贡献:“薛定谔波函数方程式”。但他本人认为方程所代表的波肯定是实际可观察的量,而非量子论所论述的不可見的并会随观察而收缩的波,他与爱恩斯坦一样,认为“实际存在  如上所述,薛定谔对量子论作出了天才的贡献:“薛定谔波函数方程式”。但他本人认为方程所代表的波肯定是实际可观察的量,而非量子论所论述的不可見的并会随观察而收缩的波,他与'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''一样,认为“实际存在"不受人们是否观察的影响。
<br>  1935年,他设计了一个“思想实验”,几十年来被称为“薛定谔的猫"。以微观世界连接宏观世界的巧妙设思,以图证实量子论的一个悖论。
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<br>  1),量子论研究微观世界,量子~各种微观粒子。
<br>  2),量子论从对光的研究开始:光具有“波粒二象性”。,量子论从对光的研究开始:光具有“[[波粒二象性]]”。<br>  3),以电子为代表的各种微观粒子也具有“波粒二象性,以电子为代表的各种微观粒子也具有“[[波粒二象性]]"。(以上2与3由“双缝实验"证实)
<br>  4),能维持物质稳的原子结构的“量子化条件"。
<br>  5),薜定谔方程式波函数ψ的“概率解释"。
<br>  6),人们的“观察"影响波的收缩。量子态的波不可见。(5与6被称为“哥本哈根解释”)
<br>  7),海德堡不确定性原理(也称“测不准原理"):粒子的动量和位置二者不可能同时确定。
<br>  8),爱恩斯坦提出的EPR悖论:指出量子纠缠态下信息的瞬间传递不可能超过光速。爱恩斯坦终生不认同量子论。,'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''提出的EPR悖论:指出量子纠缠态下信息的瞬间传递不可能超过光速。'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''终生不认同量子论。
<br>  9),薜定谔也不认同量子论的哥本哈根解释,设计了著名的思想实验~“薜定谔的猫”,至今未能破解。
<br>  10),“薜定谔的猫”引发“多重世界詮释”。
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