藍色布魯斯
我是蛋蛋說科學,這個問題我來回答。
量子是物理學中對微觀世界內最小的不可分割的基本單位。量子理論的提出以及完善,完美解釋了物理微觀世界中經典物理難以解釋的諸多現象。量子力學被認為是描寫微觀物理世界的理論基礎。
量子的波粒二象性:說起量子的波粒二象性,就要提起雙縫實驗以及光電效應。因為通過雙縫實驗,人們才認識到量子的波動性;通過光電效應,確定了光的粒子性。首先,量子的定義中已經說明,量子是物理量中不可分割的最小單位,所以量子具有粒子性質。另外,雙縫實驗中,量子通過雙縫後,在探測屏上呈現一系列明亮條紋與暗淡條紋,這是波的干涉現象,所以具有波動性,因此量子同時具有粒子性與波動性。
量子糾纏:量子糾纏定義,一個紅粒子和一個藍粒子,在沒有時間的第三空間裡發生了神秘的關聯,成為量子糾纏。即,兩個或兩個以上的粒子,即使在空間上分開,仍相互影響的現象,便為量子糾纏。這種糾纏存在非定域、非經典的強關聯。對於量子糾纏,就不像量子波粒二象性那樣容易理解了,的確,處於相互糾纏的兩個粒子,無論距離多遠,他們之間都會存在這種神秘的關聯,這無法用經典物理學解釋,也因此被愛因斯坦稱之為“遙遠地點間詭異的互動”。雖然我們現在還不能完全解釋這種現象,但是我們已經可以簡單的根據其糾纏特性來為我們生活帶來些許便利,對量子糾纏的應用主要在通訊領域。相信隨著研究的不斷深入,量子力學的不斷完善,我們的生活將發生翻天覆地的變化。
量子疊加:這理解起來似乎更難。指的是一個量子系統同時處於不同的量子態的疊加態上,稱之為量子疊加。在此,“薛定諤的貓”理論更形象的描述為,一隻貓,可以同時既是活的又是死的。微觀世界裡,我們的研究還是不夠深入。而人們思想裡宏觀宇宙以及經典物理已經深入骨髓。而微觀世界裡的現象,不能用經典物理學去解釋。量子疊加對應的是量子疊加態塌縮。說的是,量子系統處於疊加態,因測量觀察等干預,而從疊加態塌縮到多狀態其中的一種狀態。這裡需要指出的是,量子所處的狀態是疊加態,量子塌縮是因為收到干預而出現的隨機狀態,而非現有狀態後有干預。
量子力學由舊量子學發展而來,隨著人們對微觀世界的認識,而逐步完善。量子世界裡的波粒二象性、量子糾纏、量子疊加等現象對我們來說仍只是我們觀測和推理的量子現象。其原理還遠遠沒有被觸摸,相信不久的將來,隨著各種理論的不斷完善,宏觀宇宙及微觀世界在我們面前都不再神秘。
蛋蛋說科學
其實我覺得還是要先從量子講起,因為很多人對量子是什麼都不知道,所以它的特性也就無從得知了。
量子是什麼?
其實量子就是能量的最基本的攜帶者,它可以說是物理世界中最小的、不可分割的基本單元。
“光子、質子、中子、電子、介子”等等,我們都可以用你量子來稱呼,它是物理世界中基本粒子的統稱。
如果往細了說,我們也可以認為這個世界就由量子組成的,是不是很神奇?
宏觀世界的很多規律到了量子力學中就會發生很大的變化,一個物體中可能會出現同時相互矛盾的兩個狀態。
你只要記住量子世界會出現各種奇妙的現象,是不同於宏觀的物理世界的。
什麼是波粒二象性
重點就在與波粒這兩個字,這也量子粒子的特徵,微觀的粒子處於不同的環境時,有時候會表現出波動性,有時候這回表現出粒子性。
在微觀世界中,我們總是認為粒子應該就是一個小小的球形。
但是實際上它並沒有什麼確切的大小、形狀、位置、軌跡。
宏觀世界的經典物理概念在這裡統統不適用。
在微觀世界中,粒子好像波一樣彌散在廣闊的空間中,即有粒子狀分離的模樣,又好似雲霧一樣彌散的波動。
所以量子理論的特點,不是在空間中計算它的確切位置,而是給出它在這個點存在的概率。
什麼是量子糾纏?
就是量子粒子之間相互的作用,哪怕粒子之間離的非常的遠,但是它們依舊互相作用,互相參照,而不是彼此獨立的。
兩個處於糾纏狀態的量子一旦分開,不論分開得有多遠,哪怕再宇宙的另一端,只要你對著一側的量子進行觀測,宇宙另一側的量子也會發生變化 。
也就是說這種變化是不需要經過時間空間的限制,是不是非常的神奇?
愛因斯坦更是把這種現象稱之為“幽靈般的超距作用”。
什麼是量子疊加?
量子同時以0和1的形態存在,這種現象就可以被稱為量子疊加。
在量子世界中,量子可以擁有多個可能狀態的疊加態,聽起來有點繞嘴。
我們可以這麼理解,在量子世界中,一個狀態可以是1和2之間,它既不是1,也不是2,但是它又可以是1,也可以是2。
是不是聽上去很神奇,在我們宏觀世界中,怎麼可能會有這種事情發生,太不現實了,
但是在量子世界中,它可以同時出現在很多地方,就好像擁有非常多的分身一樣。
當然我只能簡單的解釋一下,如果需要深入的學習話,建議尋找專業的書籍進行深入研究。
希望上述所講能夠幫助到你。
曉豐讀書
你問了有關量子的三個問題,不太明白量子之間是什麼關係。波粒二象性指的是光子,光子像波又像粒子,跟電磁波有些相似,都是傳遞信息和能量的使者。量子糾纏和量子疊加是一個意思,這才是指的量子最小的微觀世界,一個原子分割開的最小的粒子,正負電子纏繞的一種神奇現象。因為太神奇,引伸出量子力學神奇偉大的理論學說,量子糾纏和量子疊加是這個理論常用的名詞。好了,你現在該明白光子與量子是什麼關係了。