10.17 根據量子力學,世界究竟是不是真實的?

量子力學是物理學的一個分支,它與相對論一起是現代物理學的兩大基石。量子力學主要研究的是微觀世界的規律。

量子力學誕生於上世紀初。當時出現了一個難題,在研究黑體輻射時,如果用經典物理學理論計算,會出現在輻射頻率趨向無窮大時,能量也會變得無窮大,這在實驗中肯定是不會出現的。

根據量子力學,世界究竟是不是真實的?

由於在光譜上,紫色一端的頻率高,所以就將這個問題命名為“紫外災難”。普朗克發現,如果能量按一份一份的發射出去就能解決這個問題,於是他得到了普朗克輻射定理。這也推開了量子力學的大門。

對今天的物理學家來說,幾乎所有手頭上的實驗結果都可以用量子力學預言和驗證,比如我們可以測量固體在低溫情況下的比熱,並根據量子力學的計算預言它應該是與溫度的3次方成正比,而不是按照經典物理理解的那樣是個常數

根據量子力學,世界究竟是不是真實的?

根據量子力學,人們的觀測會影響到微觀世界的結果,專業術語就是“波函數坍縮”,在沒有觀測之前,微觀世界的一切都是不確定的,而一旦實施觀測行為,微觀粒子的波函數就坍縮了,從糾纏態坍縮為本徵態!

這與我們所在的宏觀世界大相徑庭。在宏觀世界,一切都是確定的,可描述的,比如一輛汽車停在那裡,它就在那裡,無論我們觀測與否都是如此!

根據量子力學,世界究竟是不是真實的?

不過按照量子力學觀點詮釋,汽車並不是真的停在那裡,在我們觀測之前,汽車可能在任何地方,一旦我們實施了觀測,汽車的狀態就確定了!


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