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但量子力学真是很有意思啊
第124章 蓝烟是这么说的—— 1858年的某一天，一位开天辟地的物理巨人诞生在了德国，直到今天，他的名字还在物理书上熠熠生辉，他就是量子力学的重要创始人，量子之父普朗克。 现在我们把时间线拖到十九世纪末，那时候，黑体模型的热辐射问题，用现在的话来说，可以称得上“明星问题”，吸引了无数物理学者的目光。 那么你大概要问，什么是黑体呢？ 就是任何光波照射上去，都会被它吸收，被它给一口吞进去，没有一点能逃过它的血盆大口，没有一点能幸存下来发生反射行为，就是这样的一个物体。 但小心，千万不要被它的名字给误导了，它不一定是黑色的，它有时候自己会发光，这就与它的热辐射行为相关了。事实上，任何一个物体都会热辐射，也就是因具有温度而发射电磁波，而光的本质就是电磁波。 你知道，我们平时看到的光为什么有不同的颜色吗？ 那就是因为，它作为一种电磁波，有着不同的波长。或许用海面来形容你会更好理解些，海上有浪时，两个浪头之间的距离就是波长，它越小，浪就越密集。光也一样，虽然我们看不见，但它作为电磁波，自然也有这样一种叫波长的属性。 好了，我们再把话说回来，一个黑体，在它自身温度不同时，会发射不同波长的电磁波，也就是说，如果一直加热它，就会看到它逐渐地变化颜色，越热就越偏向蓝色。 这些电磁波是携带着能量的。十九世纪末的时候，有位学者叫维恩，他基于经典粒子的方法推导出辐射能量的计算公式，公式向大家宣告，这份能量仅仅与黑体的温度、电磁波的波长相关。 但问题很快随之而来。 经过验证，维恩的公式在短波范围内是十分准确的，但在波长变长时却出现了偏差。 为什么呢？ 事实上，很多物理学者从一开始就对维恩的推导皱起了眉头，因为维恩基于的是经典粒子的方法，可我们分明知道，光是电磁波，光是一种波啊！ 于是，又有两位学者登上舞台，分别叫瑞利和金斯，他们从经典电磁波的角度提出了另一套公式，称为瑞利-金斯公式。 但很遗憾，这套公式也不完备，它和维恩定律正好相反，只在长波范围内符合实验现象，在短波范围内却推导出了极为荒谬的结论：按照瑞利-金斯公式，当波长趋于0时，辐射能量能达到无穷大！ 这显然是错的。从没人见过这样的辐射。 这就是经典物理学大厦之上的一朵乌云：到底是粒子还是波，为什么就得不到一个能够普遍适用的公式呢？ 1896年，普朗克立志要彻底解决这个问题。 他耗费好几年的时间，无数次审视那两套公式的推导，却都找不到一点思路。终于有一天，他转向另一个选择，不继续执着于理论上的推导，而是大胆地猜测，凭借着他在数学上的直觉，去整合已有的两套公式，去凑出一个“合他眼缘”的公式。 著名的普朗克黑体公式就是这么“猜”出来的。并且，无论长波短波，都能精确符合实验结果。他本人对此也是震惊的。 普朗克隐隐察觉到，这个“猜”出来的公式，背后必定隐藏着什么，那或许将给好不容易落成的物理学大厦带来巨大冲击。 1900年，他找到了答案。 他颤颤巍巍写下这样一个结论，那是连他自己都无法接受的结论，是普朗克黑体公式背后隐藏着的必要假设—— 能量是不连续的。 普朗克黑体公式要求，能量必须是不连续的。 举个例子，能量的传递不是车辆行驶的过程，不是驾驶着一辆车贴着直线从A点开到C点，过程中A到C中间的任何一点都能途经，不是这样的，它是一跳一跳的，它是以最小单位一份一份地进行变化的。 这个最小单位，普朗克将其命名为量子。 量子物理学便在那天诞生了。 可为什么，他本人都无法接受这个必须成立的假设呢？ 经典物理理论大多依靠数学逻辑的推导，其中最基础的就是微积分，而微积分又离不开“连续”这个前提。它在人们心中根深蒂固。 现在却要说，能量是不连续的？！ 大厦的根基被动摇，物理学该去往何处？ 从那时起，物理界就掀起了一场狂风暴雨，有人惶恐，有人质疑，有人拥护。量子论究竟是什么，世界的奥秘，还是一场谬论，我们到底该如何理解它？直至今天，争论都仍未休止。 害怕了吗？ 哈哈，别担心，你不必有多深的理解，也不用去想它是否正确。到这儿你只要记住，量子就是一份，是对最小单位的描述，是不连续性的一种体现。 好了，是时候开始“纠缠”了。 是的，我们终于进入了正题。原谅我铺垫了这么久，实在是因为“纠缠”这个词总是与“量子”一起出现的，我便想着，你总该知道量子是什么，又是怎么诞生的，你说对吧？ 那么我们继续？ 我记得你说，那本书里的一句话让你看得直皱眉头，大意是：不被观测时，月亮到底是存在还是不存在？ 这个问题来自于量子论的一个观点，而这个观点是对我们刚才提到的另一个问题的回答： 到底是粒子还是波？两者都是，粒子是一种概率波。 什么意思呢，就是说粒子发生某种状态的可能性大小，遵循波的分布概率。不过我也不太理解对概率波的解释。总之，在这个观点下，当一个粒子没有受到观测时——注意，我们要对“观测”这个词划重点——它的状态是不确定的，我们以位置为例，没观测它时，它并不具体出现在空间里的任何一个位置，既不在这儿，也不在那儿，而是处在一种这儿和那儿的叠加，你可以说它无处不在，又处处不在，像个幽灵似的。而在我们观测它的那一刻，它的状态就瞬间确定下来，确定地出现在某个位置。 听到这儿，我想你大概会有个疑问，那到底什么是观测呢？ 嗯……我也很难准确地回答这个问题。我了解到的是，你看它一眼，便是观测了它，或者你不看，却用个机器偷拍它，这也算一种观测。 听起来有些玄乎吧，就好像一颗粒子能瞬间察觉对它的监视，然后从“无处不在又处处不在的幽灵”，瞬间伪装成一个状态确定的“普通人”。 那只又死又活的猫也能这么理解，薛定谔举了个例子，把微观世界放大到宏观世界。没开箱前谁也看不见那只猫，所以它的生死不定，既不是死的，也不是活的，而是死与活的叠加态。然而当我们打开箱子那一刻，就是对它进行了观测，谁也没见过又死又活的猫，对吧？它的生死在观测它的那一秒就确定下来。 我看出来了，你认为这简直是胡扯。 没关系，大名鼎鼎的爱因斯坦与你站在了同一边。 接下来，他即将对这个观点进行质疑。 爱因斯坦提出了一个思想实验，他说：“好，假设你们这套理论是对的，让我们来想象这样一个场景，现在有一个大粒子，它的自旋是0……” 自旋是什么，不必太在意，只要知道它是用来描述粒子的某种状态，并且，它是有方向的，就像一个力有推和拉之分。 爱因斯坦继续说，“然后这个大粒子发生了衰变，转变成小粒子A和小粒子B。按照守恒定律，由于大粒子的自旋是0，那么小粒子A与B的自旋必然是相反的，必然是一上一下。” “接下来会发生什么呢？让我们继续想象，小粒子A与B朝着两个方向飞了出去，并且，只要它们俩都没受到观测，它们的自旋就都是不确定的，都处于一种上下叠加状态。” “直到我们终于看了一眼，假设我们看的是A，那么它的方向就要确定下来，假设那一刻它随机选择了向上，那么根据总体守恒原则，同一时刻，粒子B的状态也会立马确定下来，它就一定是向下的。” “可是问题来了，如果，在我们看这一眼的时候，A与B已经相隔了十万八千里，不，再远一点，上百万光年的距离，那么，它们之间是如何进行通信的呢？如何保证A向上的时候，B就一定能够在刹那间精准地选择向下呢，它们可是没有约好的，按照你们的理论，一切都是在观测的那一刻才确定的！” “好，我们再假设，假设这样的通信方式真的存在，可是注意，那可是上百万光年的距离，是刹那间就要完成的信号传输，这样一种通信方式存在，岂不是意味着穿梭于A与B之间信号的速度远超光速？” “这可就违背相对论了！” 相对论是爱因斯坦提出的重要理论，是物理学史上的一次伟大革命，相对论认为，光速是宇宙中任何事物的速度上限，是“先有因后有果”秩序的底线。 爱因斯坦又以退为进：“好，大可以假设根本不需要通信，A与B就能实现这种随机选择上的同步与默契，那么该用什么词来形容呢，让我想想……心有灵犀吗？哈哈。” 你应该已经猜到啦，我们要讨论的“纠缠”，正是爱因斯坦构建的思想实验中所描述的这种“心有灵犀”的状态，后来，薛定谔将其正式定义为“量子纠缠”。 如果感兴趣的话，你可以在网上搜一搜，这个词常常与亲密关系放在一起—— 我们的灵魂曾深深链接，此后哪怕相隔千万里，某一天，当你想起我的时候，你便知道，我也正想起了你。 作者有话说： 对了，补充一下，2022年有三位科学家（阿兰·阿斯佩、约翰·弗朗西斯·克劳泽、安东·塞林格）因为验证了量子纠缠，获得了诺贝尔物理学奖
第125章 知识已就位。 第一届，也是最后一届“纠缠的灵光：以量子理论为法外狂徒肃清者的可行性分析研讨会”正式开始。 桌上支了个平板，屏幕里滚动着这行字，杜逾站在跟前等它滚完一遍，不由笑出了声。于是，没等人齐，她就成为一号发言人，对会议名称进行了一番点评。 “法外狂徒肃清者……”念出来更是笑到不行，太中二了，“嗯，好名字。” 蓝烟取的。 她也认为十分好，不加引号的那种。 首先，“法外狂徒”用来形容姓赵的那些个，再好不过了，或许在他们眼里，他们就不在现代法律的约束对象范围内；然后是“肃清者”这个词，透着清除到底的决心，也象征她们即将彻底甩开这些乱七八糟的事，开启人生全新阶段；这两个词组一起呢，又很有热血动漫的张力，再配上“量子理论”，不仅添了些科幻气质，还有了劝学的功能——
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