03.05 量子到底存在吗?

时间史


悟空问答,有问有答。这又是一个极度深奥的问题,不过依旧难不住大狮。

提到量子力学,总是让人觉得充满了神秘感,而与此同时,又是物理学界一直以来备受争议的概念。在电影《蚁人》以及《复联4》中,曾用电影的手法描述了“量子世界”。当然,这只是电影中的描述。

实际上刚开始量子力学被提出来的时候,大家都觉得是胡说八道,认为科学应该是建立在唯物主义的基础之上的,而量子力学却是唯心主义与科学的结合,这完全不被科学界所接受。但是100多年过去了,一次次、无数次的实验证明,量子力学所描绘的带有唯心主义色彩的微观世界就是客观存在的。

可能有人会问了,这个量子力学这么火,到底什么才是量子力学呢?那么咱们开始之前,先用简单的话来描述一下什么是量子力学。物理学其实是分宏观世界的物理学和微观世界的物理学,而这个量子力学其实就是微观世界的物理学。

那么,宏观世界的物理学和微观世界的物理学到底有什么不一样呢?答案是,非常不一样。咱们举个例子,比如说穿墙。这个在中国古代的一些关于法术的传说中也叫做穿墙术。其实,现在人都知道,人不可能能够穿墙而过。这其实就是宏观世界的物理学上的认识。但是如果放到微观世界的物理学去看,穿墙就是可以实现的。

科学家就曾经做过一个实验,按理说电子是不能穿墙的,但是当科学家把一个电子放在墙的一边,结果它就真的穿到了墙的另一边。那么,既然这个电子能穿过去,人也应该能穿过去,但是事实是人不能穿过去。或者说,其实是人没有找到电子能够穿过去的原理,如果找到了,可能人也能穿过去。

再比如,平时咱们对电子的理解,是它不停地绕着原子核旋转。但其实科学家通过实验发现,这个电子有很多让人不可思议的表现。比如通过实验,科学家们发现,在不观察这个电子的时候,你根本不知道它在哪,但是只要你一观察它,它马上出现在你面前,而且不同的人从不同的角度同时观察,它就会同时出现在不同的地方。

为什么在观察者想看的时候,它就会突然出现在面前,而且明明是一个电子却能够同时出现在很多地方呢?有人可能觉得是因为电子的运行速度太快了,所以才会让人觉得它是同时出现的。但是通过特别严谨的实验,科学家们最终证明了,它能够同时在几个位置出现这事儿是真的,并不是观察者的错觉。

最后,咱们要说的就是量子纠缠。这个词相信很多人都听过,但具体是什么意思,可能大家并不太理解。其实要解释明白也很简单,就是拿两个电子配对之后,无论把他们分割多远,他们都能够同时做相同的运动。关于量子纠缠,人类做的实验当中,最远的距离是一个放在地面,另一个放在了宇宙空间站,结果这两个电子还是同步进行运动。而这个实验就是中国前不久做的。

至于为什么这两个配对了的电子会同步运动,他们之间联系的机制又是什么,科学家们至今也没有找到答案。但是专家们也推测,对于量子纠缠来说,无论这两个电子相距多远,他们都可以同步运动,不受距离的限制。也就是说,在量子世界里,时间是绝对的,而速度是可以无限大的,所以才会发生量子纠缠的现象。

利用量子纠缠的原理,那么看上去多少亿光年之外的信号,其实很可能就是你接收到信号的那一刻发出来的。这么一来,如果要和外星文明联结就很容易了,只要大家掌握了量子力学传播信号的技术就行了。

言归正传,关于量子力学,科学界通过不断的实践,最终得出了一个让人不可思议的结论,就是“意识决定客观存在”。这也是开头咱们说为什么量子力学这个概念一经提出就备受争议的原因。你让一个唯物主义的科学界接受一个介于科学与神学的东西是科学,这本身就是一件让人非常难以接受的事情。但是,随着大量实验不断地验证,以及量子力学在现实生活中被大量使用,科学家们不得不承认量子力学所表达的微观世界就是客观存在的,就是事实。

在我们的生活中,很多东西都在运用量子力学的原理。比如手机、电脑这些,都是运用量子力学的原理制作出来的。虽然到现在为止,没有一个人能彻底说明白量子力学是怎么回事,但是这并不影响我们运用已经知道的有关量子力学的知识来造福人类。

其实,关于量子力学“意识决定客观存在”这个总结,在我们的日常生活中还有很多表现。比如,你从一个班里随机挑出一些孩子,告诉他们是天才,他们在以后的学习生活中,就真的会有与众不同的表现。当然了,有人可能会说,这是心理作用,而且在心理学上还有个叫法,叫“期待效应”。也就是说,当你给予更多的期待的时候,事情就会往你期待的方向发展。

听上去是不是有点“吸引力法则”的意思?这和“意识决定客观存在”是不是有点相似?

咱们再举个例子,比如心理学上说的多重人格障碍。患有这种精神疾病的人,他会分裂出好多种人格,而且他分裂出来的每一种人格能有不同的身体状态,比如他在A人格的时候有某种病,可是当他切换到B人格的时候就没有这种病。

其实,在医学上有一种效应,就是“安慰剂效应”,跟这个也很相似。就是说,当一个人患了重病,药石无灵,结果医生给他喝一种 “新药”,并告诉他这种“新药”效果非常好,结果用药之后,这个人就真的慢慢好起来了。其实,这种所谓的“新药”就只是白开水而已。

其实这种例子在我们现实生活中也时常听到过,某某人得了癌症,时日无多,于是也想开了,与其在医院里各种治疗受罪,不同利用有限的时间好好享受生活,病的事儿彻底抛诸脑后,结果多年后再去检查,癌症无缘无故消失了。

是不是很神奇?这就是所谓的心理疗法,这个在医学上也非常重要,而且效果往往比药物更直接、有效。归根结底,这种所谓的心理疗法之所以起作用,原因还是当事人相信。其实,这就是“意识决定客观存在”的意思。

就像很多人成功,他们之所以成功也许有各种各样的因素,但是这其中最最重要的一点就是他们相信自己能够成功。甚至于,当身边的人都认为不行的时候,他们依然坚持这条路会成功,所以毅然决然继续走下去,结果真的就成功了。

也许有人觉得这是唯心的说法,但是量子力学就是基于唯心主义的一门科学,“意识决定客观存在”。所以,如果你想成功,那么就一定要坚信你就是会成功,那么事情就会自然而然地朝着你希望的方向发展。


大狮


这是一个很不容易回答的问题。因为需要克服传统的思维模式。

我国著名的科学家潘建伟,在世界上率先将量子通讯实現应用获得成功,从而将《量子》推到人们的面前。我们只有重新认识大千世界的奥秘,方能跟上科学快速发展的步伐。

一,量子是什么?

传统的量《子》概念,是指各种基本粒子。例如电子,中子,质子,包括夸克等等微观粒子。

全新的《量》子概念,应该涵盖一切携带物理信息的粒子,以及各种电磁场和引力波。

二,量子的基本特征:

传统的物理学,一致认为物质第一,意识第二。

著名物理学家薛定锷创立了《量子力学》,他的理论中,最核心的内容是:①量子的状态。②重新认识《意识》的作用。《意识》是参与量子状态的基础。

在这里不得不提的是关于《薛定锷的猫》的实验。把一只公猫和母猫分别放在两个房间。事先並不知道公和母猫具体在哪个房间。要确定的是两个猫准确在哪儿,可視做需要同时考虑的两个状态问题,量子力学中称之为《态叠加》。

当我们进了甲房间,发现是只公猫,《意识》会使我们立即判定乙房间的猫,一定是只母猫。

③量子的三种状态:

上述过程就是《态叠加》状态,经过《意识》的参与,状态转化为《塌缩》状态。

第三种状态,叫做《量子纠缠》。这是量子力学实用的前沿。

三,《量子纠缠》的应用:

2016年在我国酒泉卫星发射场,发射成功《墨子号》天地一体化的通讯卫星,这是世界上《量子纠缠》首次实际成功的应用。

其保密性能至今无法突破。


汇雁1


有些词语如果不是登上了头条的话,我们大概总也想不起来,比如说“量子”。最近一次我注意到这个词语还是在《蚁人2》这部电影中,什么“量子世界”、“量子能量”、“量子隧道”随处可见的“量子”将整部电影的逼格提升了至少一个“量子”的台阶。不过“量子”究竟指的是什么呢?就像我们知道的很多概念一样,隐约知道它的意思,但想要详细的解释却无从开口。

关于量子

在网络上可以看到很多话题,有问“量子到底存在吗?”有问“量子是什么啊?”还有讨论“量子针灸”的,有用“量子力学”套宗教和心灵感应的,还有用“量子力学”解释灵魂和自由意志等“形而上学”的。(关于形而上学的解释可以参见我的上一篇文章https://www.toutiao.com/i6632828507669922307/)


那量子究竟是什么呢?

有人说“我知道分子、原子,想必量子也是这么一个类似的东西吧,你看隔壁的王大妈拿着量子茶杯喝着量子水,家里的保健器械很多也带着“量子”标志。”隔壁王大妈进入了“量子世界”怎么挣脱出来是王大妈儿女的事,不过可以肯定的是不会比初代“黄蜂女”从“量子世界”逃脱要难。重点是我们怎么摆脱这个“量子陷阱”,本来就挣得不多还要给“量子”买单,太亏了。

所以为了防止我们落入“量子陷阱”,让我们了解一下“量子”,以及20世纪物理学两大支柱之一的“量子力学”。


量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”,代表“相当数量的某物质”。这是量子一词本来的意思。

而在物理学中的定义则是:一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。指一个不可分割的基本个体。例如,“光的量子”(光子)是一定频率的光的基本能量单位。而量子力学是则研究微观粒子运动规律的学科,是研究原子、分子以至原子核和基本粒子的结构和性质的基本理论。

量子与量子力学似乎是最近这几年突然火起来的,先是《生活大爆炸》中几位物理学家为大家科普了一下量子力学的知识,紧接着中国的量子卫星发射上天,然后量子计算机的消息又被炒得火热。一直在物理学家圈子的话题也成为了普通人讨论的对象,这让人不经有一种错觉,仿佛量子力学刚刚被发现一样。


但是注意,我说过“量子力学”是20世纪物理学两大支柱之一(另一个是广义相对论),因为量子力学正好诞生于1900年,真是巧合啊,在人类迈入新世纪的第一年。


在1900年,普朗克计算一个“热匣子”内处于平衡态的电磁场。为此他用了一个巧妙的方法:假设电磁场能量都分布在一个个的“量子”上,也就是说能量是一包一包或一块一块的。用这个方法计算出的结果与测量得到的数据完全吻合(可见在一百多年前,普朗克就回答了量子是存在的问题)。


普朗克大神的发际线真实明显


但是普朗克得到的结果与当时人们的认知完全不一样,人们认为能量是连续变动的。同样对于普朗克来说,把能量视为一个个能量包块的集合只是计算上使用的一个特殊策略,他自己也不知道为什么这个办法就会奏效(划重点),真正确认这些“能量包”存在的是爱因斯坦(现在知道爱因斯坦地位为什么这么高了吧,20世纪两大物理学支柱,广义相对论是由爱因斯坦凭借一己之力思考、孕育出来的,而在量子力学领域,爱因斯坦也起到了至关重要的的作用)。



他在《关于光的产生和转化的一个启发性观点》这篇论文中是这么说的“确实现在在我看来,关于黑体辐射,光致发光、紫外光产生阴极射线,以及其他一些有关光的产生和转化的现象的观察,如果用光的能量在空间中不是连续分布的这种假说来解释.似乎就更好理解。按照这里所设想的假设,从点光源发射出来的光束的能量在传播中不是连续分布在越来越大的空间之中,而是由个数有限的、局限在空间各点的能量子所组成,这些能量子能够运动,但不能再分割,而只能整个地被吸收或产生出来。”


这是量子理论诞生的真正宣言,如果说普朗克是量子理论之父的话,那爱因斯坦就是让这项理论茁壮成长的养育者,也是凭借这项研究爱因斯坦获得了诺贝尔奖,但有意思的是爱因斯坦抛弃了他“养育”的理论,之后的发现是如此“荒谬”,以至于他一有机会就抱怨,说这实在太不合理了。


丹尼斯·玻尔


在爱因斯坦之后,也就是20世纪10—20年代,丹尼斯·玻尔(他是爱因斯坦最强劲的对手)继续引领这一理论的发展。玻尔了解到原子内电子的能量和光能一样,只能是特定值,更重要的是,电子只有在特定能量下才能从一个原子轨道“跳跃”到另一个原子轨道,并同时释放或吸收一个光子,这就是著名的“量子跃迁”。


而到了1925年,维尔纳·海森堡终于为这个新理论列出了方程,从而取代了整个牛顿力学。不过海森堡所依据的理念是非常让人晕头转向的。


维尔纳·海森堡


海森堡说,电子并非一直存在,只有在人看到它们时,或者更确切地说,只有和其他东西相作用的时候,它们才会存在。当它们与其他东西相撞时,就会以一个可以计算的概率在某个地方出现。从一个轨道到另一个轨道的“量子跃迁”是它们现身的唯一方式:一个电子就是相互作用下的一连串跳跃,如果没有受到打扰,电子就没有固定的栖身之所,它甚至不会存在于一个所谓的“地方”。

在海森伯等人建立了量子矩阵力学的同时,同是的诸位物理学大神不断为量子理论添砖加瓦,德布罗意提出“物质波”概念,即一切物质粒子均具备波粒二象性,薛定谔建立了量子波动力学。直到1928年,英国物理学家狄拉克完成了矩阵力学和波动力学之间的数学等价证明,对量子力学理论进行了系统的总结,并将两大理论体系——相对论和量子力学成功地结合起来,揭开了量子场论的序幕。


直到今天,一个多世纪过去了,量子力学的方程以及用他们得出的结果每天都被应用在物理、工程、化学、生物乃至更广阔的领域中。量子力学对于当代科学的整体发展有着至关重要的意义。没有量子力学基础,就不会制造出激光器,就不会有处理器、存储器,也不会有纳米材料、超导材料等等新型材料,可以说没有量子力学,就不会有今天的信息时代。


但我们也还停留在原点,量子力学的方程对我们依然十分神秘,因为它并不描述一个物理系统内发生了什么,而只说明一个物理系统是如何影响另外一个物理系统的。这是否意味着系统的真是存在是无法被描述的?是否意味着我们还缺少一块拼图?或者,是否意味着我们要接受“所谓的真实是相互作用造成的”?


但有一点可以确认,目前没有任何生命现象被确认存在量子效应。一些生命现象被猜测可能存在量子效应,但那只是一部分人的假说,从未被证实。宗教、迷信乐意拿量子概念为灵魂、心灵感应拼凑存在的理由;神棍、保健品骗子乐意用量子去“解释”生命现象,并制造出价格不菲的“量子保健”器材。这些都是骗人的,因为它们统统与量子无关。


吴克思


粒子主要分为3种:强子、轻子和和传播子。强子就是夸克,夸克其中有6种,就是上夸克、下夸克、底夸克、顶夸克、奇夸克和粲夸克。轻子只参与弱力、电磁力和引力作用,轻子也有6种,就是电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子,其中电子、μ子和τ子是带电的,中微子不带电;τ子是1975年发现的重要粒子,不参与强作用,属于轻子,但是它的质量很重,是电子的3600倍,质子的1.8倍,因此又叫重轻子。传播子也属于基本粒子.传递强作用的胶子共有8种,1979年在三喷注现象中被间接发现,它们可以组成胶子球,但至今尚未被直接观测到。传递弱作用的W+,W-和Z0.中间玻色子是1983年发现的,非常重,是质子的80一90倍。

所以,量子是不存在的,而粒子是存在的。但是,未来人类的科技会发展到什么程度,我们就不晓而知了!




未具名人士




这里先纠正一个概念,所谓“量子”,并不是某种粒子,它是现代物理学上的一个概念,简单来讲,就是不连续的、一份一份的。

比如我们说黑体辐射中的辐射能量是“量子化”的,那就意味着这种能量只能以一个最小单位的整数倍来进行交换。我们定义了一个最小单位,那能量只能是这个最小单位的一倍、两倍,而绝对不能是二分之一。

打个最通俗的比方,人民币中现金交易的最小单位是“分”,那这就是“量子化”的,你可以付一分钱、两分钱,但是不能付半分钱。



物理学中有很多物理量都是“量子化”的,比如角动量、自旋等。事实上根据“量子力学”的理论,世界上所有的东西都是量子化的,连时空本身都是,不存在连续的东西。

所以,回答题主的问题:量子存在吗?当然存在,它本来就是一个物理概念,那当然是存在的。

量子化的概念,一般在微观世界运用的比较多,对于宏观世界来说,很多物理量我们不需要考虑它是量子化的还是连续的,所以描述微观世界的物理理论就称为量子力学。慢慢的,“量子”似乎也就成了“微观”的代名词。

“微观粒子”的行为非常奇特,他可以既是波又是粒子(波粒二象性)、可以同时出现在两个地方,可以突然消失、又突然出现……反正与我们熟悉的宏观世界完全不同。



所以我估计题主的意思是,“是否真的存在这种微观粒子”,有这种鬼魅般的行为。

这当然也是存在的,“微观粒子”的行为特征,并不是人想象出来的,而是确实存在的,电子及电子以下尺度的粒子都可以被认为是“微观粒子”。

至于宏观物体为什么不会像微观粒子一样表现出奇异古怪的行为,那是因为按照理论,每个物体都伴随着一个“物质波”(德布罗意波),对于宏观物体来说,由于波长实在太小,所以宏观物体无法表现出波动性。

或者我们也可以这样理解:宏观物体是由大量微观粒子构成的,这些粒子的微观特征相互“抵消”掉了。就像一个人的寿命我们无法预测,但一座城市、或一个国家的人口整体寿命我们是知道的,否则保险公司就没法赚钱了。


丹读


量子是微观世界的属性。指微观世界各个方面都存在量子化趋势。空间无限细分,似乎止于某个小量;时间也是。目前看来,几率也是量子化的,空间存在几率真空,粒子在特定约束下,空间某些位置粒子没存在几率,粒子根本就达不到哪儿。

光似乎是连成片的,弥散连续在一起的,实际也是量子化的,一份能量一份能量的,一个光子一个光子的。

关键是各种物理量都量子化了!目前就是引力不知怎么量子化,如果能,则大统一理论建立起来了。

弦论、M理论就试图在作引力量子化工作。量子力学已推进到算符理论形式上。实际上是求解获得一个集合,一个群或一个代数体,这正是量子化形式,如果集是有限元,就算自然数集,甚至有理数集,那也是“量子化”。

广义相对论不能作用一个引力算符,然后量子化。目前看要引进“最简运动强度”这个量,然后试着量子化。


谭宏21


话说量子

一、量子一词的来源

量子(quantum)最早是M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍。后来的研究表明,不但能量表现出这种不连续的分离化性质,其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。量子化现象主要表现在微观物理世界。后来就把描写微观物理世界的物理理论是量子力学。

二、量子理论

量子作为一个理论,它好像没有一个固定的确切的理论,不确定性原理?原子理论?能量量子化理论?测不准原理?黑体辐射?所以看来量子理论是一个理论的集合,也就是说没有一个确切的理论,没有一个确切的理论如何证伪?所以量子理论永远正确。

三、量子力学

量子力学作为一种力学,它又没有一个确切的力,大家想想四大力中万有引力、电磁力、强力、弱力,哪个力是量子力。

四、量子粒子

量子作为粒子,又没有确切的粒子,您说量子是个什么粒子?是原子?是电子?是光子?是介子?是夸克?看来都不是,好像又都是。好像量子又不是一个确切的粒子。

五、量子能量

量子是M·普朗克最早提出表述能量是量子化的,能量是一份一份的,是不连续的,并不是能量量子,也不是量子能量。

六、量子场

量子场作为场论,是一个什么性质的场?场的介子是什么?

七、量子是什么?

量子是力学,没有一个确切的力;量子是粒子,没有一个确定的粒子;量子是场,没有确切的介子;量子是理论,没有一个确切的理论。综合上述,量子什么也不是。

八、量子学派

哥本哈根学派是20 世纪 20 年代以玻尔领导的哥本哈根理论物理研究所为中心而形成的理论物理学派。由对量子力学的创造性研究和哲学解释而著名。主要代表人物有玻尔、海森堡等。

看来量子就是一个学派,从20 世纪 20 年代开始,这个学派把持了物理学界,使物理学界形成了教派,神话了物理学,而且是一个一神教派,不允许有异教徒的存在,是一个最无耻的教派,把物理学中所有有关微观世界的理论都纳入他们的理论,把微观世界的所有成果都归纳为量子力学的成果,把微观的科技产品都归纳为量子力学的应用,以至于所有先进的技术都冠上量子的皇冠。引领科学走向神教,这是物理界学界的恶梦,也是科学的恶梦,更是人类的恶梦。


陈少毅81601922


对于我来说,我是相信那种东西存在的。不管是量子也好,道也好,天也好,玄也好,能也好,气也好,神也好,鬼也好,魂也好,反正是非物质存在的那类东西,我认为都是存在的。只是存在的方式是我们人类的肉体的功能无法感知的。我们就习惯地称之为没有或是无。

其实我们还是可以感知那些东西的,只因为那东西流动变化太快,无常态,无常式。所以人们总是不信自己的感觉而已。

其实,那东西对我们来说,找一个相信的理由不是很重要的,重要的是我们应该怎么用心去感知它,去把握它,从而得到它,用它来为我们服务。以提高我们人类的生命层次。这或许才应该是最重要的。


梦113300796


没有一种粒子叫做量子,只有光子,电子等粒子近年来充斥新闻的量子**、量子***,其实有一部分是光子(即光量子),其余部分是牛皮、广告、骗人的股评等。每当有一个科技新成果出来的时候,总是会爆发出十倍百倍的牛皮、广告和股评来骗人家的钱财,总是要把这个科技新成果炒臭了才肯罢休。不幸的是量子也不能幸免!


阿中芳1


量子是人造的!这原理有点像投影电视,你不往投墙上投影,墙上就不会出现映像映像,现在这个世界只有有人能天花乱坠想出无中生有的故事来,总会有人去做,去实现!这个世界是有分工的也就是人类有分工的,有些人善于思索以及胡说八道有些人善于创造捕风抓影!实际就是验证了这样一句话:说者无意听者有心!


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