量子力学的诞生,本质上就是经典物理学 “走投无路” 的产物。
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你肯定会提出质疑:经典物理那么牛,牛顿力学、电磁学、热力学,把宏观世界算得明明白白,怎么就走投无路了?
确实,在 19 世纪末,物理学家们普遍都飘了。
他们觉得整个宇宙的运行规律都已经被搞清楚了,剩下的就是修修补补,把小数点往后多算几位。
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甚至有人说,未来的物理学真理,要到小数点后第六位去找。
但是,就在这一片繁荣之下,藏着几个小小的 “乌云”。
一开始没人当回事,觉得无非是小问题,早晚能用经典理论解决。可谁也没想到,就是这几朵乌云,硬生生把经典物理的大厦给掀了,还砸出了一个全新的学科,量子力学。
接下来我就从头说起,看看经典物理到底遇到了什么坎,量子力学又是怎么一步步从无到有,把我们的认知按在地上摩擦的。
经典物理迈不过去的三道坎:
1. 黑体辐射与 “紫外灾难”
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第一个把经典物理难住的,就是黑体辐射问题,以及那个大名鼎鼎的 “紫外灾难”。
什么是黑体?
不是说黑色的物体,而是一个理想模型:只吸收电磁波,完全不反射。
说白了就是 “只进不出”,所有照上去的辐射全吃进去,一点不反弹。现实里没有绝对的黑体,但我们可以做个近似:一个内壁涂黑的箱子,开一个小孔。光从小孔进去,在里面来回反射,基本没机会再跑出来,那这个小孔就差不多是个黑体了。
我们都知道,只要有温度的物体都会往外辐射电磁波,温度越高辐射越强。黑体也一样,它也会辐射,而且因为不反射,它的辐射只跟温度有关,是最纯粹的热辐射。
那问题来了:黑体辐射的能量,按频率是怎么分布的?也就是不同频率的光,各自带多少能量?
当时的物理学家们就开始用经典理论推导公式。
最先出来的是维恩公式。
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1896 年,维恩结合热力学和实验数据,凑出了一个半经验公式。这个公式在短波(也就是高频,比如可见光、紫外线)区域,跟实验符合得特别好。但一到长波(低频,比如红外线),就明显偏了,对不上实验数据。
后来到了 1900 年左右,瑞利和金斯两个人,从经典电磁学和统计物理出发,认认真真推导了一遍,得出了另一个公式,就是瑞利 - 金斯公式。
这个公式反过来了:在长波区域跟实验贴合得很好,但一到短波区域,直接就崩了。
怎么崩的?按这个公式算,频率越高,辐射的能量密度就越大,到了紫外线频段,能量会趋向无穷大。
这就是著名的 “紫外灾难”。
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这就扯犊子了。
要是真这样,那一个普通的火炉,辐射的紫外线能量就能无穷大,人往旁边一站直接被烤成灰,这显然不符合现实。经典物理在这里直接撞墙了,两个公式各对一半,谁也解释不了全部。
就在这时候,普朗克出场了。他干了一件事:凑公式。
没错,就是凑。
普朗克看着两个公式,一个短波对,一个长波对,他就想能不能把两个拼一下,凑出一个全波段都对的公式。
还真让他凑成了,这就是普朗克公式。
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这个公式一出来,跟实验数据完美贴合,从长波到短波,一点不差。而且形式特别简洁,怎么看都不像是瞎凑的。
但问题来了:为什么是这个公式?它的物理意义是什么?
普朗克自己也不知道。为了解释这个公式,他冥思苦想了两个多月,最后被逼得没办法,提出了一个在当时看来离经叛道的假设:
能量不是连续的,而是一份一份的。
也就是说,黑体辐射能量的时候,不能随便辐射多少都可以,只能以一个最小单位为基数,整数倍地辐射。这个最小单位就叫 “量子”,能量大小是 E=hν,h 是普朗克常数,ν 是频率。
说白了,就像买东西,以前你以为可以随便买,买 0.1 斤、0.01 斤都行,现在告诉你不行,最小只能按 “个” 买,一个就是一份,不能拆开卖。
这个假设一提出来,整个物理学界都炸了。能量是连续的,这是天经地义的事啊,就像温度从 20 度升到 30 度,肯定是平滑过渡的,怎么可能是一跳一跳的?普朗克自己都觉得不靠谱,觉得这只是个数学技巧,不是真的。
但没办法,只有这个假设,才能从物理上推导出普朗克公式。量子的大门,就这么被不情愿地推开了一条缝。
2. 原子为什么不会塌?
第二个坎,是原子的稳定性问题。
这个事得从卢瑟福的 α 粒子散射实验说起。
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当时大家都在猜原子长什么样,汤姆逊说原子是个西瓜,正电荷是西瓜瓤,电子是西瓜子,嵌在里面。
结果卢瑟福用 α 粒子轰金箔,发现大部分粒子直接穿过去了,少数发生大角度偏转,还有极少数直接弹回来了。
卢瑟福一算,不对啊,原子里面大部分是空的,正电荷和几乎所有质量都集中在中心一个很小的核上,也就是原子核,电子在外面绕着转。这就是行星模型,电子绕原子核转,就像地球绕太阳转。
这个模型一出来,挺符合直觉的,大家都觉得挺对。
但很快就有人发现问题了:不对啊,按经典电磁学,加速运动的电荷会辐射电磁波,损失能量。电子绕原子核做圆周运动,那是加速运动啊,它就得一边转一边往外辐射能量,能量越来越少,轨道越来越低,最后 “啪” 一下掉原子核里去。
有人算过,这个过程有多长?大概 10 的负 10 次方秒,也就是一眨眼的功夫都不到。那原子应该瞬间就塌了,根本不可能稳定存在。
但现实呢?我们身边的所有物质,原子都稳得一批,存在了几十亿年都好好的。这就形成了一个巨大的矛盾:经典电磁学和卢瑟福的原子模型,必有一个错了。
可实验证明卢瑟福的模型是对的,那问题就出在经典物理上了。但当时没人知道错在哪,总不能说电磁学不对吧?
3. 一堆解不开的小问题
除了这两个最突出的,经典物理解决不了的问题还有一大堆。
比如光电效应。
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用紫外线照金属表面,会有电子从金属里跑出来。按经典波动说,光的能量跟强度成正比,光越强能量越大。那只要光足够强,不管什么频率的光,都应该能打出电子才对。
但实验结果完全不是这么回事:能不能打出电子,只跟光的频率有关,跟强度半毛钱关系没有。
频率不够,你光再强也打不出来;频率够了,光再弱也能打出来,而且电子的最大动能只跟频率有关,跟强度没关系。
这就离谱了,经典波动说完全解释不了。
还有原子光谱。
每种元素都有自己独特的光谱,就像身份证一样。而且这些光谱都是一条条离散的亮线,不是连续的。
比如氢原子光谱,就是几条特定频率的线,中间什么都没有。
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按经典物理,电子绕转可以有任意轨道,辐射的光也应该是任意频率,光谱应该是连续的才对。为什么是离散的?
没人知道。
还有固体的比热问题,低温下的测量结果跟经典理论对不上,等等。
这些问题在今天看来,每一个都在打经典物理的脸。
但当时的物理学家们还在拼命修补,觉得只是暂时没找到方法,经典物理还是能打的。
直到量子的概念一步步发展,大家才意识到:不是方法不对,是根基错了。
量子的概念虽然是普朗克提出来的,但他自己一直半信半疑,觉得这只是权宜之计。
真正把量子概念发扬光大的,是爱因斯坦。
1905 年,爱因斯坦注意到了普朗克的量子假设。他觉得,这事不能只停留在辐射上。他提出了一个更大胆的想法:
不光辐射能量的时候是一份一份的,光本身就是一份一份的。
这就是光量子假说,后来人们叫它光子。爱因斯坦说,光就是一个个光子组成的,每个光子的能量 E=hν,只跟频率有关,跟光的强度没关系。光强只是光子的数量多而已。
这个假说一出来,光电效应瞬间就通了。
为什么频率够了才能打出电子?
因为每个电子只能吸收一个光子,光子能量够了,才能把电子从金属里轰出来。频率不够,光子能量不够,你来再多光子也没用,电子不能攒几个光子再跑。
为什么电子动能只跟频率有关?
因为光子能量减去逸出功就是电子动能,自然只跟频率挂钩。
完美解释。
就这么一个简单的假设,把经典物理头疼了好几年的问题解决了。
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爱因斯坦也靠这个拿了诺贝尔物理学奖,没错,不是相对论,是光电效应。
但更重要的意义还在后面。
你想啊,在经典物理里,粒子和波是完全两码事。粒子有能量、动量,是个实体;波有频率、波长,是振动的传播。井水不犯河水。
但现在光子不一样了:它有能量 E=hν,有动量 p=h/λ,这是粒子的属性;但它又有频率 ν、波长 λ,这是波的属性。等于说,光同时具有粒子性和波动性,也就是波粒二象性。
这是人类第一次意识到,原来一个东西可以既是粒子又是波。虽然当时很多人接受不了,但实验摆在那,不服不行。
到这时候,我们再回头看黑体辐射的两个公式,就一目了然了。
维恩公式是从热力学粒子角度推导的,只考虑了辐射的粒子性,所以在短波(高频)区域符合得好,频率越高,光子能量越大,粒子性就越明显。
而瑞利 - 金斯公式是从经典电磁波理论来的,只考虑了波动性,所以在长波(低频)区域符合得好,频率越低,波动性越显著。
普朗克的量子假设,相当于把粒子性和波动性都考虑进去了,自然全波段都符合。
这根本不是巧合,是本质决定的。
光的问题解决了一半,那原子的问题呢?这时候玻尔站出来了。
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玻尔觉得,既然量子这么好用,那原子里肯定也有量子。他直接给原子模型加了两个硬假设:
第一,电子不能随便绕核转,只能待在一些特定的轨道上。这些轨道上的电子能量是固定的,叫定态。在定态上的电子,不辐射电磁波,所以原子是稳定的。
第二,电子可以在不同定态之间跳,也就是跃迁。从高能级跳到低能级,就放出一个光子;从低能级跳到高能级,就吸收一个光子。光子的能量正好等于两个能级的能量差。
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就这么两个假设,直接把原子稳定性和原子光谱的问题都解决了。
为什么原子稳定?因为电子在定态上不辐射能量,不会掉下去。
为什么光谱是离散的?因为能级是离散的,跃迁放出的光子能量只能是特定值,对应的频率自然也是特定的,所以光谱是一条条线。
而且玻尔根据这个模型,算出来的氢原子光谱,跟实验值几乎完全一样。太漂亮了。
但是,这毕竟是硬加的假设。
为什么电子只能有这些轨道?为什么定态就不辐射?没人能解释。
玻尔只是告诉你就是这样,但说不出为什么。所以这个模型也叫玻尔旧量子论,还是带着浓浓的经典味道,只是强行加了量子规则。
接下来,就要轮到德布罗意出场了。这位是个传奇,本来是学历史的,半路出家学物理,结果直接搞出个大新闻。
德布罗意就想:既然光这种波,有粒子性;那实物粒子,比如电子,为什么不能有波动性呢?对称一点嘛。
于是他在 1924 年的博士论文里,直接提出了物质波假说:所有的实物粒子,都伴随着一种波,粒子的能量和动量,决定了这种波的频率和波长。公式也很简单,跟光子的反过来:ν=E/h,λ=h/p。
这种波就叫物质波,也叫德布罗意波。
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这篇论文当时争议很大,很多人觉得这是瞎扯,电子怎么可能是波?但爱因斯坦看了之后非常欣赏,说这个年轻人揭开了大幕的一角。有了爱因斯坦的背书,这个假说才被大家重视起来。
德布罗意还顺便解释了玻尔的原子轨道。
为什么电子只能在特定轨道上?因为电子波绕原子核一圈,周长必须是波长的整数倍。
不然的话,波转一圈之后就会跟自己干涉相消,根本存在不了。所以轨道半径只能是特定值,能量自然就量子化了。
你看,这样一来,玻尔的硬假设就有了一点依据,虽然还是没说清物质波到底是什么。
到这里,量子理论已经能解释很多经典物理解决不了的问题了,但问题也很明显:所有理论都是半吊子,都是在经典物理的基础上硬加量子条件,骨子里还是经典思维。比如物质波到底是个什么波?
没人说得清。
有人说,物质波就是电子像波一样弥散在空间里,是物质的实际分布;也有人说,是大量电子的疏密波。各种说法都有,谁也说服不了谁。
所以这一阶段的理论,也被叫做半经典量子理论。真正的量子力学,还没诞生呢。
要搞懂量子力学,首先得搞懂一个问题:我们说的 “粒子性” 和 “波动性”,到底是什么意思?
很多人觉得,粒子就是个小球,有确定的位置和速度,有运动轨迹;波就是像水波那样,在介质里扩散,有干涉衍射。这都是我们从宏观世界得来的经验。
但这些经验,放到微观世界,根本不适用。
我们先说说当时大家对物质波的误解。
最开始很多人觉得,电子的物质波,就是电子本身在空间里散开了,形成一个波包。
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就像一团云雾,有形状,会扩散。
这个想法看起来很自然,也能解释一些现象,但有个致命的问题:波包会扩散。
什么意思?比如你扔一块石头到水里,产生的波纹会越变越宽,越散越大。任何波包都会这样,随着时间推移,宽度越来越大,最后弥散到整个空间。
如果电子是个波包,那会怎么样?过不了多久,电子就会散开,变得无处不在。
但现实是,我们观测到的电子,永远都是一个点,有确定的电荷和质量,从来没见过一个散开的电子。哪怕电子飞了很远,打到屏幕上还是一个亮点。
所以,物质波是物质实际分布的说法,直接被实验否定了。
那会不会是另一种情况:波动性是大量电子的集体行为?就像空气里的声波,是空气分子疏密的传播,单个分子并没有波的属性,一大群分子才有。
为了验证这个想法,有人做了一个更狠的实验:单电子双缝干涉实验。
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我们都知道光的双缝干涉,一束光通过两条狭缝,后面屏幕上会出现明暗相间的条纹,这是波的特性。那换成电子呢?
用电子枪对着双缝发射电子,后面放个荧光屏。结果发现,屏幕上居然也出现了明暗相间的干涉条纹,跟光的一模一样。
这说明电子确实有波动性。
但有人说了,这是电子之间互相影响,一群电子挤出来的条纹。那好,我们把电子枪的电流调到极小,小到一次只发射一个电子。一个电子打出去,打到屏幕上,再打下一个。
按说单个电子,总不能自己跟自己干涉吧?它要么走左缝,要么走右缝,最后屏幕上应该是两条亮线才对。
但实验结果让所有人都惊呆了。
一开始,电子一个一个打在屏幕上,都是一个个亮点,看起来乱七八糟,毫无规律。
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但是,随着电子数量越来越多,慢慢的,明暗相间的干涉条纹居然又出现了!
跟大量电子打出来的条纹,一模一样。
这就太颠覆认知了。干涉条纹是波的特征,而波的干涉是两列波叠加产生的。现在一次只有一个电子,它跟谁干涉?
答案只有一个:电子自己跟自己干涉。
也就是说,一个电子,同时通过了两条缝,然后自己跟自己发生了干涉。
这在宏观世界里是不可想象的。一个足球,同时从两个门里飞进去?扯淡。但在微观世界,电子就是这么干的。
这个实验直接否定了 “波动性是集体行为” 的说法。单个电子就具有完整的波动性。
那这就奇怪了:电子到底是粒子还是波?
你说它是粒子吧,它能自己跟自己干涉,有波动性;你说它是波吧,它打到屏幕上永远是一个点,有粒子性。
这时候我们就得重新思考了:我们对 “粒子” 和 “波” 的定义,是不是本身就有问题?
其实,微观粒子的 “粒子性”,并不是说它是个有确定轨迹的小球,而是指它的 “颗粒性”,当你去观测它的时候,它总是以一个完整的、不可分割的整体出现,有确定的电荷、质量、能量这些属性。它不会劈成两半,也不会弥散。
而 “波动性”,也不是说它像机械波一样在介质里振动,而是指它能发生干涉、衍射这些现象,这些现象的本质是 “叠加性”,两列波可以叠加,产生增强或减弱的效果。
说白了,我们是拿了两个宏观世界的概念,硬套到微观粒子身上。
微观粒子既不是经典的粒子,也不是经典的波,它是一种全新的东西,同时具有颗粒性和叠加性。
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“波粒二象性” 这个说法,其实是我们语言匮乏的表现,只能用两个已知的东西去描述一个未知的东西。
那怎么去描述这种全新的东西呢?总不能一直靠比喻吧。物理学得有数学描述才行。
这就轮到波函数和概率诠释出场了。
既然电子的干涉条纹,最后表现为屏幕上亮点的疏密,亮的地方电子多,暗的地方电子少。那说白了,亮的地方电子出现的概率大,暗的地方概率小。
那会不会是这样:有一个东西,控制着电子在空间各个位置出现的概率,这个东西是波的形式,所以会有干涉衍射?
1926 年,玻恩提出了著名的概率波诠释。
他说,微观粒子都伴随着一个波函数,用希腊字母 ψ(普西)表示。波函数在空间每个点都有一个值,但这个值不是物理量,你测不到它。
真正能测到的是什么?是概率。粒子在空间某一点出现的概率,等于波函数在该点的模的平方,也就是 |ψ|²。
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哦,原来如此。波函数本身不是真实的物理波,而是概率幅。它的模平方对应着粒子出现的概率。
这样一来,所有的事情都解释得通了。
为什么会有干涉条纹?因为波函数通过双缝之后,分成了两部分,这两部分波函数叠加,有的地方增强,有的地方抵消。增强的地方概率大,电子就多,就是亮纹;抵消的地方概率小,电子就少,就是暗纹。
为什么单个电子也能干涉?因为波函数自己跟自己叠加,概率分布就形成了条纹。电子还是一个一个的点,但出现的位置由概率决定,积累多了就显出条纹了。
完美。这个诠释一出来,大家瞬间就通透了。
当然,波函数不是随便写的,它得满足一些条件。
比如,整个空间里找到粒子的概率加起来肯定是 1,也就是 100%,粒子总得出现在某个地方吧。所以波函数在全空间的积分(也就是 |ψ|² 的积分)必须等于 1,这叫归一化条件。
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那波函数是怎么来的?它随时间怎么变化?这就要说到薛定谔方程了。
不过在说薛定谔方程之前,我们得先说说 “态” 和 “算符” 这两个概念。
波函数是干嘛的?它是用来描述粒子的量子状态的。只要知道了某一时刻的波函数,我们就知道了这个粒子在这个时刻的所有信息。所以量子态,就是波函数。
那怎么从波函数里得到我们想要的物理量呢?比如位置、动量、能量这些?
这就需要算符。每个物理量,都对应一个算符。你想知道哪个物理量,就用对应的算符去作用波函数。
比如位置算符,很简单,就是 x 本身,因为波函数就是位置的函数,位置的平均值直接用概率加权就行。
动量算符就稍微复杂一点,是 - iħ∂/∂x,也就是对位置求偏导再乘个系数。这个是怎么来的?跟傅里叶变换有关。
波函数在位置空间是 ψ(x),它可以傅里叶展开成动量空间的函数,对应的动量就跟求导对应上了。
这个数学上有点绕,大家不用深究,记住结论就行:每个可观测的物理量,都对应一个线性算符。
有了算符,我们就能算物理量的平均值了。比如动量的平均值,就是把动量算符夹在波函数中间,全空间积分。
这里还有个重要概念:本征态和本征值。
如果一个算符作用在波函数上,结果等于一个常数乘以这个波函数,也就是 Ôψ = Oψ,那这个 ψ 就是算符 Ô 的本征态,常数 O 就是本征值。
什么意思呢?
就是说,如果粒子处于某个物理量的本征态,那你去测这个物理量,每次都能得到确定的值,就是本征值。如果不是本征态,那测出来的结果就是随机的,只能算平均值。
比如自由粒子,有确定的动量,那它的波函数就是动量本征态,是个平面波。这时候测动量,每次都是同一个值。
有了这些铺垫,薛定谔方程就水到渠成了。
1926 年,薛定谔在德布罗意物质波的基础上,搞出了著名的薛定谔方程。这个方程是量子力学的核心,就像牛顿第二定律在经典力学里的地位一样。
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方程长这样:iħ∂ψ/∂t = Ĥψ
左边是波函数随时间的变化率,右边的Ĥ是哈密顿算符,也就是总能量算符,等于动能算符加势能算符。
这个方程描述的就是:量子态随时间怎么演化。
如果系统的势能不随时间变化,那粒子就可以处于定态,也就是能量不随时间变的状态。
这时候方程就简化成定态薛定谔方程:Ĥψ = Eψ,E 就是能量本征值。
说到这必须强调一句:薛定谔方程不是推导出来的,是猜出来的,是量子力学的基本公设之一。
很多人可能会失望,这么重要的方程居然是猜的?但物理学就是这样。
牛顿第二定律 F=ma 是推导出来的吗?也不是,它就是公设,是从实验里总结出来的基本规律,你不能问为什么 F=ma,它就是对的,因为无数实验都验证了。
薛定谔方程也一样。它的正确性,是靠无数实验检验的。到今天为止,所有微观世界的实验,都跟薛定谔方程的计算结果完美符合,没有一个例外。
但你要问为什么是这个方程?为什么长这样?没人知道。我们只知道,它就是对的。
现在,量子力学的基本框架就搭起来了。
整个量子力学,建立在五条基本公设之上:
波函数公设:微观系统的状态,由波函数完全描述,波函数包含了系统的所有可观测信息。
算符公设:每个可观测的物理量,都对应一个线性算符,物理量的取值就是算符的本征值。
测量公设:对系统测量某个物理量时,结果只能是算符的本征值之一;测得某个本征值的概率,是波函数在该本征态上分量的模平方;测量之后,系统会坍缩到对应的本征态上。
薛定谔方程:系统状态随时间的演化,遵循薛定谔方程。
全同粒子公设:内禀属性完全相同的粒子是不可区分的,交换两个全同粒子,不改变系统的状态。
这五条就是量子力学的全部地基。所有量子力学的结论,都是从这五条推出来的。当然,关于测量公设,也就是哥本哈根诠释里的 “波函数坍缩”,直到今天还有争议。但这不影响计算,不管诠释怎么样,算出来的结果都是对的。
说了这么多理论,咱们来举个最简单的例子,看看量子力学是怎么工作的,一维无限深势阱。
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什么是势阱?简单说就是一个看不见的盒子,把粒子关在里面。盒子里面势能是 0,粒子可以自由运动;盒子的壁势能是无穷大,粒子根本出不去,也穿不透。
那我们就来解这个系统的定态薛定谔方程。
在势阱外面,势能无穷大,波函数肯定是 0,不然粒子能量就无穷大了,不可能。所以波函数只存在于势阱里面,也就是 0 到 a 之间,a 是势阱宽度。
在势阱里面,势能是 0,薛定谔方程就变成了动能算符作用波函数等于能量乘以波函数,也就是二阶导数跟波函数成正比。
这个方程的解很简单,就是正弦函数或者余弦函数。
接下来是边界条件:在势阱的两个边界上,波函数必须等于 0。因为外面波函数是 0,波函数得连续,不能突变。
就像一根两端固定的绳子,你去抖它,只能形成特定的驻波,绳子两端永远不动。电子波也一样,两端固定,所以波长必须满足:势阱的宽度等于半波长的整数倍。
这样一来,波矢 k 就只能取特定的值:k = nπ/a,n=1,2,3...
而能量跟 k 的平方成正比,所以能量 Eₙ = n²π²ħ²/(2ma²),n=1,2,3...
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你看!能量量子化自然就出来了。不是我们硬加的假设,是方程和边界条件自然而然得到的结果。n 就是量子数,不同的 n 对应不同的能级,能量是离散的。
而且还有个有意思的点:n 最小是 1,也就是基态能量不为零。粒子哪怕在最低能量状态,也有动能,不会静止。这叫零点能,也是经典物理里没有的。经典里粒子不动动能就是 0,量子里不行,最低也有能量。
当然,不是所有系统能量都是量子化的。
比如自由粒子,没有边界,能量就是连续的,什么值都可以。量子化是束缚态的特点,粒子被限制住了,能量就离散了。
原子里的电子被原子核束缚,所以能级是离散的,就是这个道理。
说到这里,量子力学的基本面貌就差不多清晰了。
它不是凭空冒出来的玄学,是经典物理遇到了无法解决的困难,一步步被逼出来的。
从普朗克凑出黑体辐射公式,到爱因斯坦光量子解释光电效应,再到玻尔的原子模型、德布罗意的物质波,最后薛定谔方程和概率诠释一锤定音,前前后后花了二十多年,无数顶尖物理学家前赴后继,才建起这座大厦。
很多人觉得量子力学反常识,觉得诡异,那是因为我们的常识都来自宏观世界。
我们天天看到的都是宏观物体,自然觉得粒子就得有轨迹,能量就得是连续的。但微观世界本来就不是按这个规则运行的。
就像鱼一辈子生活在水里,它永远无法理解陆地是什么样的。我们人类活在宏观世界里,理解不了微观世界的规则,太正常了。
但理解不了不代表不对。
量子力学是人类历史上最成功的物理理论,没有之一。我们今天的所有高科技,芯片、激光、半导体、核磁共振、LED,本质上全都是量子力学的产物。你现在拿着手机看这篇文章,背后就是无数量子力学的应用。
当然,量子力学的故事还远没结束。
关于波函数坍缩、关于量子诠释、关于引力和量子的统一,还有太多的谜题等着我们。
但至少,我们已经摸到了微观世界的大门,知道了这个世界最底层的运行规则,大概是什么样子。
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