量子物理学(量子物理学第几分钟)

解释一下，为什么量子物理这么难懂？

想象一下，你在辛苦劳累了一天之后，正在回家的路上？突然想去酒吧喝一杯，点一杯酒，换一种方式点一支烟。就在你准备抽根烟的时候，DUANG突然不见了。这是什么鬼？迷茫围绕着你，却找不到任何痕迹。此时此刻，你看着你点的酒里漂浮着的冰块，心想在大热天喝一杯这种酒再合适不过了。当你要喝一口的时候，杯子里的冰块居然自己晃动起来，好像你在使劲摇晃杯子，其实没有。

突然有冰块隔着杯子掉在你衣服上，你站起来，怀疑是不是鬼附身的酒吧！我害怕极了，赶紧把杯子放在桌子上，冲向门口。当你走到门口的时候，你发现你刚刚进来。现在门突然消失了。你现在看到的只是墙上的一幅画。你环顾四周，发现这些顾客，进出的时候，其实都是穿墙进出的。你在想这个地方可能闹鬼？

但如果把这个杠杠缩小到原子尺度，发生这样的事情就不那么奇怪了。其实这些看似超自然的事情在量子世界里一直在发生，只是我们看不到，因为人类的眼睛太原始了。

双缝干涉实验，

在实验理论中，科学家知道光既是波又是粒子，

但是科学家得出这个结论的过程是一个非常有趣的故事。他们用激光照射底片，发射光子记录到达位置。在激光器中，中间放置了一个挡板。首先，在挡板的左侧开一条缝。不出所料，底线左侧出现了一条强度与光波相对应的线，随后科学家们在右侧开了一条缝，进行重复实验。底片右侧也出现了同样的线条。

然而，出乎意料的是，在底片上记录了一个“干涉图样”。科学家们试图先发射单个光子，然后发射第二个，但一段时间后，他们得到了相同的“干涉图案”。他们发现，家缝交叉处的光子一分为二，同时穿过两条裂缝后，相互干涉形成了这种图案。

这一次，物理学家试图测量光子的路径和干涉的机制。一旦他们开始观察，光子只是以简单粒子的形式出现，穿过一条裂缝。过了一段时间，屏幕上只记录了两行。这是什么意思？当我们观察到光子故意改变路径时。光子善于隐藏踪迹吗？

恐怕不行。它引出了量子世界的下一个秘密——测不准原理，该原理由德国物理学家维尔纳·海森堡于1927年首次提出。

这个测不准原理认为，我们不可能同时确切地知道一个质点的位置和运动状态。我们测量粒子的速度越精确，我们就越不知道它的具体位置，反之亦然。

打个比方解释一下，想象一辆车在路上行驶。要知道它的确切位置，你必须停止测量时间。然而，时间停止后，你无法知道它的速度。相反，如果你想测量它的速度，你就不会知道车的具体位置。

让我们回到双缝实验。当我们开始观察粒子时，它们的行为发生了变化，这就导致了“观察者效应”。和测不准原理有点关系，测不准原理认为当我们发射光子进行粒子观测时，粒子的量子相互作用会受到我们观测的影响。

想象一下，你正在检查一辆汽车轮胎的气压，不释放一些空气体很难测量出轮胎的气压。因此，当你测量光子时，它们的性质发生了变化，不再显示为波，而是显示为粒子。

解释下一个量子戏法。我们需要一只猫，不是简单的猫。我们需要薛定谔的猫。让我们把他和化学炸弹一起放在掩体里。炸弹有50%的几率爆炸，这也是猫的生存几率。

通常来说，一段时间后，我们就会知道猫的死活，然而量子力学告诉我们，猫鸡是死的也是活的，因为炸弹，既可能爆炸，也可能不会，这就是所谓的量子叠加，所谓的叠加就是所有可能发生的事件的组合，在上述情况下，就是猫是死是活，都有50%的机会发生，在我们打开门的那一刻，宇宙必须打破叠加状态，并进行2选1，决定猫的生死，这一原理同样可以应用在玻璃二象性上，我们看到的波形其实是一个表示概率的图形，波纹最强的区域，代表有粒子到达的概率最大，而脆弱的区域，概率最低例子，以波的形态传播，这个形态也就是表示概率的光谱状态，直到击中屏幕的瞬间时，一般来说，过了一段时间，就知道猫是死是活了。但是，量子力学告诉我们，猫和鸡都是死的，都是活的，因为炸弹可能会爆炸，也可能不会爆炸。这就是所谓的量子叠加。所谓叠加，就是所有可能事件的组合。以上案例，猫是死是活都有50%的几率发生。在我们打开门的那一刻，宇宙必须打破叠加态。这个原理也可以应用到玻璃的双重性来决定一只猫的生死。我们看到的波形实际上是一个表示概率的图形。波纹最强的区域代表粒子到达的概率最高，脆弱的区域代表概率最低。这个例子以波的形式传播，波是代表概率的光谱状态，直到它击中屏幕的那一刻。

宇宙的法则，我们必须做出决定来确定量子的位置。同样的事情也发生在围绕原子旋转的电子身上。实际上，这些电子没有确定的位置。我们只能知道它们可能出现在不同位置的概率。电子可能出现在原子外面。虽然这是极小的概率，甚至可能出现在宇宙的任何地方，但对应的概率就更小了。

什么是量子纠缠，

在此之前，你需要知道粒子具有自旋的固有属性。这不像物体绕中心旋转的传统方式，但很相似。它可以向上或向下。如果有高能量源，就会发生量子涨落，能量源中会出现一些粒子。这些粒子有一种性质叫做纠缠，这意味着粒子的自旋总是彼此相反。如果另一个正在坠落。想象一下，如果我们尝试以垂直角度观察这样一个粒子，它有50%的几率向上或向下。请大家记住，在我们观测之前，粒子的自旋状态是不确定的，所以一旦进行观测，量子叠加态在他可能上行或下行的范围内被打破，一个粒子就会选择某个自旋模式。这时，另一个例子

这一点令人兴奋的是，无论粒子相距多远，一旦其中一个自旋已知，另一个自旋的状态就会立即确定，因此信息将以比光速更快的速度传递。