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神奇的叠加态与坍缩,人类意识已深入科学

全息量子学会 1047

前言:

如今咱们对“主量子数表征什么”大体比较珍视,我们都需要学习一些“主量子数表征什么”的相关知识。那么小编也在网上搜集了一些关于“主量子数表征什么””的相关内容,希望各位老铁们能喜欢,姐妹们快快来学习一下吧!

量子力学是20世纪初由普朗克、爱因斯坦、薛定谔、玻尔等多位科学巨匠创建的一门物理学分支,量子力学是区别于经典力学、相对论,研究微观量子世界的学科,但是量子力学的发展却始终伴随着否认与质疑。在我们的常识中,人类所生存的宏观世界是由微观世界中的粒子组成的,但是随着量子力学的深入发展,微观粒子呈现的多种特性是无法与宏观世界联系在一起的,甚至是严重违背人类正常思维逻辑的。

为了解释量子力学观念,我先说说普通人的日常经验。一般人认为客观物体一定要有一个确定的空间位置,这种存在,是不以人的意志为转移的、是客观的。比如说,我的妻子现在在客厅里面,或者说我的妻子现在不在客厅里面,两者必居其一。

但在量子力学里就不一样了。量子力学就像说你的妻子既在客厅又不在客厅,你要去看这个妻子在不在,你就实施了观察的动作。你一观察,这个妻子的存在状态就坍缩了,她就从原来的,在客厅又不在客厅的叠加状态,一下子变成在客厅或者不在客厅的唯一的状态了。

当我们得到一个力学量的测量值是,对应其的态,就是粒子所处的状态。粒子被观测后,就由原来的叠加态,变成了之后的某个本征态,发生了坍缩。

在量子力学中,微观粒子的运动状态称为量子态。量子态是由一组量子数表征,这组量子数的数目等于粒子的自由度数。爱因斯坦说过:真实的物理世界应该具有简单性。其根基来源于我们所处的空间为三维的模式,而球状正是这样一个空间最好的体现。环状量子却违背了这样一个空间的基底。虽然这个理论可以解释很多疑难,但理论自身并非是自恰的。

所以量子力学怪就怪在这儿:你不观察它,它就处于叠加态,也就是一个电子既在A点又不在A点。你一观察,它这种叠加状态就崩溃了,它就真的只在A点或者真的只在B点了,只出现一个。

那有人就会说了:这是诡辩,你怎么知道电子不观察它的时候,它既在A点又不在A点呢?

好,这就是量子力学发展过程中,很多实验确证的事情,其中一个最著名最重要的实验,就是干涉实验证实。电子在没有观测的时候,没有确定的状态。所以这件事是量子力学最诡异的事情。

哥本哈根诠释可能是如今最出名的量子力学的一种诠释。在量子力学里,量子系统的量子态,可以用波函数来描述。这是量子力学的一个关键特色。波函数是个数学函数,专门用来计算粒子在某位置或处于某种运动状态的机率。测量的动作(观察者)造成了波函数塌缩,原本的量子态机率塌缩成一个测量所允许的量子态。

爱因斯坦曾经说过”神不会玩骰子”而反对这诠释。不过所有计算与估计的准确性证明哥本哈根诠释是对的。懂了这个,就懂了量子力学最诡异的东西:量子力学离不开意识,意识是量子力学的基础。

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