量子力學本身是反常識的,非常抽象,但反常現象來自實驗,而不是理論。
其實,不正常?量子糾纏?、?量子隧道?、?不確定?原理,這些都是實驗現象,是真實存在的,而關於?平行宇宙?只是量子力學的壹個令人困惑的現象?解釋壹下?這個解釋只是猜測。
那又怎樣?平行宇宙?到底存在不存在?或者說這個解釋成真的概率有多大?
三派
事實是,關於量子力學有十幾種解釋,其中壹種可能對,也可能不對。主流理論以玻爾為首?哥本哈根學派?解釋也是目前科學家最認可的。
然後呢。平行宇宙?本身不是主流理論,流行是因為腦洞太大,這是硬核科幻的好題材,但我們不確定是真是假,因為沒辦法證明。
還有以愛因斯坦為首的主流理論?確定性?這對兄弟和戀人的爭執也留下了壹句代代相傳的名言:上帝不擲骰子?。
量子力學太抽象了。我重點說壹下,通俗點說。量子力學?為什麽會有這麽多解釋,平行宇宙是怎麽來的。
薛定諤的貓
先說動物,然後理論更容易理解。物理學中有四大猛獸,其中之壹是?薛定諤的貓?。講的是:在壹個盒子裏,有壹只貓,壹瓶毒藥和壹個量子裝置。當裝置中的原子衰變時,量子裝置就會破毒,貓就會死。如果沒有腐爛,那麽這只貓還活著。問:貓開箱後是死是活?
想知道貓是死是活,必須打開盒子才能知道。壹般情況下只會有兩種結果,非死即活,這兩種概率各占壹半。這個概率是物理學家通過原子衰變的概率得到的,也是所有物理學家的知識。既然我們已經達成了諒解,還有什麽可爭論的呢?
三種解釋
科學家要研究的不是現象,而是本質。為什麽會這樣?原理是什麽?也就是說,在盒子被打開之前,貓是死的還是活的?打開後發生了什麽?原子到底有沒有衰變?
格派:生老病死。
格派的解釋:這是壹只死而復生的貓。什麽?是的,我沒有打錯,就是我死了,還活著。而且妳要記住這個解釋不是?還是?,是嗎?然後呢。,不是兩種狀態,死和活同時的狀態,是壹種狀態,這壹點很重要。推而廣之,這種狀態叫生死?疊加態?盒子打開,疊加態消失,顯示生死,反正必然會有結果。
別說妳了,愛因斯坦也很不同意,不理解這個解釋。薛定諤其實造這只貓是為了惡心玻爾,意思是量子疊加是不可能的,就像貓不能生不能死壹樣。不過,有壹段時間格派笑到了最後,這只貓卻成了最好的教材。
愛派與薛派:生還是死
艾派很明白,在盒子打開之前,貓在裏面已經是死的或者活的,打開之後的結果就是貓在盒子打開之前的狀態。
平行宇宙
埃弗裏特說:在它被打開之前,它都在壹個宇宙中。這只貓是Godpai的疊加。當盒子被打開時,宇宙像細胞壹樣分裂。如果妳看到的貓死了,那它在另壹個宇宙是活著的。
如果這是壹個異想天開的理論,姑且說我們是幸福的。關鍵人是物理學家,也很嚴謹,有科學依據。
簡單來說,之前是疊加態,但是盒子打開後,只出現了壹種狀態,和量子力學的狀態不壹樣。信息守恒?是相反的,所以某個地方壹定會出現另壹種狀態,但另壹種狀態與我們的宇宙無關,於是平行宇宙的解釋就出來了。
波粒二象性
此外還有10多種解釋,這在物理界是前所未有的。當然,每壹種解釋都不是憑空捏造,都有自己的依據。量子力學到底有多奇怪,讓妳有那麽多分歧和不認同?這就把我們帶到了量子力學的核心:波粒二象性。
妳應該聽過很多關於量子的解釋。最常見的是拿著壹把40米長的大砍刀,無限期地劈砍能量。最終,能量被分割成相等的小粒子,再也無法分割。這個最小的不可分的單位叫做。量子?。
我想說這個解釋?沒有嗎?妳可以在腦海中把量子想象成壹個粒子,但量子真的不是粒子,也不是點。它總是在移動,從不停止。它更像是壹朵雲,壹朵雲中的塵埃。
拿壹個粒子,把壹個鵝卵石扔進純凈的水中,妳會發現水分子不是隨機串在壹起,而是有序排列,形成水波紋,向外擴散。量子類似於水,可以是有波動的波,也可以是有粒子性質和自身物理特性的粒子。
不同之處在於量子
波和粒子同時具有兩種不同的性質,這就是波和粒子的二重性。妳壹定不能單獨說它要麽是波要麽是粒子。
更重要的是,水波是由許多水分子組成的,但是
壹個量子可以撐起整個舞臺,它會自己形成波。
這個有點難以理解。我再舉個例子:兩個隊在踢足球,不允許有觀眾。比賽結束時,只有壹名球員走出體育場。記者問他,其他人呢?他說壹個前鋒,中鋒,後衛,門將什麽的,其實都是他!而且兩隊都是他!
大家都不信,大家都來看下壹場比賽,才發現場上只有壹個球員在踢球。當大家閉上眼睛再睜開眼睛的時候,發現那個人的位置變了,然後閉上眼睛再睜開眼睛變成了守門員,又壹次變成了另壹對守門員。於是大家不停的閉眼睜眼,發現兩隊各個位置的人都出現了。
這個人是壹個質點,也就是說。
粒子體現了波的所有狀態。
電子雲
這個人會變成球場外的另壹個人嗎?不能!電子也是具有波粒二象性的粒子。在我們的印象中,電子應該是這樣的:
事實上,他看起來是這樣的:
但上圖只是模擬,我們並沒有看到波動這麽大。那是看不見的。我們怎麽知道是這樣的?
就像那只貓。每次打開盒子,都會顯示壹個狀態。每次我們檢查電子的位置,
出現在某個位置是有壹定概率的,但概率分布內的具體位置是隨機的。
我們無法同時判斷它的位置和速度來確認它下次會出現在哪裏。但是通過壹次又壹次的測量和記錄,就像那場足球比賽壹樣,妳會逐漸發現,雖然我們無法提前確認下壹個名次,但是記錄的數據會反映出壹定的概率分布,我們可以根據它的分布概率畫出分布圖。(延伸:在量子力學中,速度和位置屬於壹對疊加態,會有變化的狀態,所以會出現?測不準原理?)
從圖像中,我們發現電子像壹個球?雲?,所以也叫電子雲,因其概率分布而具有壹定的形狀。在不同能級的電子軌道中,顏色越深,抓到電子的概率越大。
但妳不能因為波粒二象性就叫它?電子雲?,
是連續波同時又不連續嗎?粒子?在我們的每次測量中,粒子的最終位置被測量,粒子位置的總和構成了壹個波動的雲。這種波和粒子形式在量子力學中很正常,壹直存在。
所以妳要把壹個人當成壹個團隊,把壹個團隊當成壹個人。既是團隊,也是人。如果妳能理解這個核心,妳就能理解量子力學的大部分問題,而不用燒腦。
回過頭來,我們再來看看三個學校的解釋。當壹個光子沒有擊中屏幕時,它是壹個能量雲。我們可以通過薛定諤的波函數計算出光子的分布概率,我們可以計算出它的形狀,好像光子到處都是這個形狀。這是壹個確定性的概率分布。但是光子打在屏幕上只是呈現壹個點,這個點會落在哪裏是不確定的。連上帝都不知道,當能量雲快要碰到屏幕的時候,上帝說,好,我來擲骰子。這是個好數字。妳為什麽不把它放在那裏?!這壹切都是臨時決定。
這同時存在於屏幕上的所有位置。當它落下時,它隨機給出結果,這在量子力學中叫做波函數坍縮。
愛因斯坦說:這是不對的。我同意測量前的概率分布,但光子下落前的位置必須是確定的,不可能同時存在於所有位置。只是我們測量了很多次,得到了壹堆概率,掩蓋了光子背後的真相,卻不知道當時的光子表現出了什麽樣的性質!
平行宇宙理論:同時存在於所有位置並最終呈現的單壹結果信息是不守恒的,所以光子在無數個宇宙中下落的地方是不壹樣的,所有宇宙的光子信息加起來在光子在我們宇宙中下落之前就是守恒的!
這就是平行宇宙的起源!