微观世界 量子理论的第二个不可思议之处:一个光子点亮了整个世界


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“人类固化的思维和认知 , 如同结成的一张牢固天网 , 将万物束缚其上 。 世人看到的只是天网上的东西 , 无法离开天网 , 也就无法看到真实的世界……”
量子力学的诞生和发展 , 向世人打开了一扇全新视野的新窗口 , 让人们第一次认识到 , 在习以为常的世界之外 , 还存在另一个足以颠覆人认知和想象的世界 , 更加的灵动、多姿多彩 。 而在此之前 , 人们只是被定格在物质感官的世界里 。
也许 , 我们只是生活在幻觉里 , 眼睛所看到的一切 , 只是期望看到的样子 , 是我们自己在不知不觉中创造了自己的“现实” 。 如果有一天 , 在你尝试将自己从固化思维里解放出来的过程中 , 突然发现一个与自己所学知识和固有认知完全不同的另一个世界 , 你会像爱丽丝那样勇敢地走进去一探究竟吗?还是会因前面可能出现各种未知危险而禁足止步于原来的世界以求安逸呢?如果你是前者 , 那么请跟随水木 , 让我们一起勇敢地踏进另一个世界去寻找我们不知道的真相!探索科学 , 探索宇宙 , 水木长龙与您继续我们的探索之旅 。
根据经典物理学对宏观世界运动规律的分析研究 , 认为宏观世界物体的运动大多是有规律可循的(比如用牛顿运动学三大定律基本上可以描述经典力学里几乎所有物体的运动规律) , 运动形式是连续性的 , 我们的宇宙处于动变的熵增中等 。 但对于研究微观世界的量子物理学 , 却有着与经典物理学完全不一致的研究结果 , 认为世界并不是用牛顿运动学三大定律构建而成的 , 甚至也未必完全遵循爱因斯坦相对论所设下的光屏壁垒(比如量子力学揭示 , 微观世界粒子的运动并不是连续性的 , 而且微观世界粒子的运动似乎根本无视爱因斯坦相对论所设下的光屏壁垒) 。
是否认真思考过 , 我们耳熟能详、习以为常的经典物理学知识 , 也许并不正确 , 我们对宏观世界的一切固有认知 , 就像盲人摸象一样 , 来自于片面的理解 , 来自于被“告知” , 来自于我们自以为是的习惯 , 而这一切 , 可能都只是表象 , 而不是世界的本质 。 我们之所以认为宏观世界与微观世界的运动不相同 , 也许是我们没有看到事物的本质 , 就像盲人摸到象的不同部位 , 认为那就是真实的大象一样 , 却不知它们只是大象的一部分而已 。
接下来 , 我们通过一个实验 , 详细演示微观世界是怎么摇身一变变成不可思议的宏观世界的 。
根据量子力学理论 , 很难确切地描述微观世界里的一个粒子 , 因为它们不但不是连续运动的 , 而且还披着海森堡为它们特制的“不确定性”保护外衣 , 让想要确切知道它们行踪的科学家干着急没办法 。 可以这样理解 , 它们披着海森堡给它们特制的“不确定性”外衣 , 就像忽隐忽现的调皮娃娃 , 不亦乐乎地一直在跟科学家玩躲猫猫的游戏 , 科学家只能捕捉它们留下的影子 , 却很难准备地知道它们的位置和玩捉迷藏的方式(根据海森堡的不确定性原理 , 微观粒子不能同时测量其位置和动量) 。
因为微观世界粒子的运动是不连续的、随机的 , 在任一时刻可能处于空间的任何可能位置 , 某一刻可能出现在A点位置 , 下一刻可能就会毫无规律地跳跃到不相邻的B点位置 。 一段时间后 , 粒子的位置会在时空中形成一个点集 , 仿佛空中的一朵云 , 故此被称为“粒子云” , 粒子云中的点代表粒子在某一时刻的位置 , 这就是微观粒子的运动状态描述 , 代表的是粒子出现的概率密度 , 后被量子物理学家用“波函数”来描述微观粒子系统的状态 。
现在 , 我们将粒子换为电子(用e1表示) , 将电子在一段时间后形成的电子集称为“电子云” , 实验展开:
是谁在控制我们的时间致使我们感觉时间忽快忽慢?

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