如何通俗易懂 深入浅出的解释量子力学

admin 2024-11-30 58 0

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如何通俗易懂,深入浅出的解释量子力学?

其实想要搞明白,量子力学是非常简单的,但是如果简单的把它描述出来却不一定准确,只能说可以让你明白量子力学到底想要讲清楚一个什么事情,但是其原理却是非常复杂的,毕竟在上个世纪最聪明的一群人花费了百年的时间,都没有搞清楚量子力学的真正所在。

如果让我用简单的几百个字就将它描述清楚,塞,显然是不可能的,毕竟在物理学界,一切还是要讲事实,摆道理的,如果抛开真正的理论,单纯来看的话,量子力学到目前为止依旧没有一个准确的定论。

如何通俗易懂 深入浅出的解释量子力学

在量子力学里边儿,相信很多人都听说过薛定谔的猫,其实她就讲述了量子力学入门阶段的第一个诡异现象。

讲述的就是在我们的探测手段还没有跟我们的探测对象进行信息接触,交换的时候,这个时候其实物体所处的状态是叠加的。

就如同薛定谔的猫所要描述的那样,这个时候猫既是死的也是活的。

虽然听起来这种话是存在的悖论的,但是从量子力学的角度来看的话,这句话完全没有问题。

的确,在信息没有进行交换的时候,猫的状态的确是不确定的,而一旦跟我们的信息探测手段所接触的话,那么猫的这种状态就会进行坍缩。

这样的情况下,猫的状态就会立刻被我们确定。

而后来在研究的过程当中,科学家们又发现在量子力学里边儿,又存在着一个更为诡异的现象,那就是量子纠缠它可以超越时空的限制。

我们其实可以这样看待量子纠缠,一个物体分成两半儿,当我们看到一半的状态,就立刻确定另一半儿的状态。

在这样的情况下,物体的状态完全可以跨越时空的限制,只要我们从单个物体上找到信息的话,就立刻可以确定另外一半物体的信息。

量子纠缠的说法其实无意间就是在挑战相对论和牛顿的经典力学,毕竟超脱时空的存在是我们目前的科学手段没有办法探索到的。

什么是量子科技?能用通俗易懂的方式解释吗? - 知乎

量子科技,源自量子力学原理,融合了工程学、控制论、计算机科学、电子学等多领域方法,旨在对量子系统进行有效控制。

研究量子技术,不仅加深了我们对量子物理学基础科学问题的理解,也推动了实验技术向产业应用的转变。

近年来,量子技术取得了显著进展,从量子物理研究的实验走向跨学科应用。

当前,量子技术主要集中在四个领域:一、量子通信,利用量子态实现信息编码、传输、处理及解码,特别依赖量子态(如单光子态和纠缠态)实现量子密钥分配。

二、量子计算,通过多比特系统量子态的叠加性质,设计量子并行算法,并利用物理体系实现通用量子计算。

三、量子模拟,运用控制良好的小规模量子系统,展示在其他系统难以实现的物理现象,侧重于专用量子计算。

四、量子传感与计量,利用量子系统的高度敏感性,精确探测我们感兴趣的参数,提升传感灵敏度。

量子技术的应用与早期量子力学应用(如激光器)显著不同,它利用叠加、纠缠和压缩等量子特性,显著提升信息处理效率。

量子技术的核心优势主要体现在以下几个特性:一、量子叠加性,量子系统可以处于不同量子态的叠加状态,为量子信息处理提供了潜在的效率优势。

二、量子纠缠,粒子在复合系统中相互影响的现象,即使粒子在空间上分开,也能实现多粒子关联,用于量子加密、远程传态,及提高量子传感的灵敏度。

三、量子不可克隆原理,量子力学禁止对未知量子态进行完全复制,确保量子通信的绝对安全性。

四、纳米尺度特性,量子器件可实现纳米级别,大幅提升量子传感器的空间分辨率。

讲一讲如何用简单的语言解释量子力学?

起初,是科学发展到微观后,各行各业出现了一大波违背常识和宏观物理大厦的现象。

要破解这些现象也不难,科学家们很自然的臆想,微观粒子只不过是小,有点风吹草动就到处乱跑,所以很难测准,无可厚非。

而且只要数量巨大,就会遵循统计规律,也不会掀翻之前的宏观大厦,完美! 对不对呢,他们心惊胆战的验证了千八百回,结果,这些小兔崽子们非但到处乱跑,而且身怀分身术,它们同时出现在了不同的地点! 这就有点说不过去了,颇是令人绞尽脑汁。

科学家们最终发现,只要监视着这帮兔崽子,他们就没有分身术,而且只要被看见一次,就永远不会施展分身术了。

仔细看上面一条,就会发现一个巨大的逻辑漏洞:你说人家有分身术是在你没看见之前?没看见说个球?(这个漏洞自然是瞬间就被科学家发现了,只不过到现在还被下等民科谬传) 科学家的逻辑是这样的:在时刻T,兔崽A出现在东引发矛盾,出现在西也引发矛盾,只有同时出现在东和西才不引发矛盾,所以断定兔崽A有分身术blablabla。

诶?别流氓,简而言之就是你们没看见?是猜的?科学家说:嗯呐。

这种基于分身术的猜法是最自然的,但引出了一个致命的缺陷,就是兔崽子们一定是有思想的,他们知道自己被看了,所以出于某种害羞,再也不分身了。

此处引发了一大波自由意志的观点,这算是中等民科吧。

(甚至还有些大牌科学家非要以此为出发点,试图以自由意志为基础构建其他世界观,拥趸者众。

)然而,弱观测逐步证明分身术的猜法不对。

比方说,虽然观测不到兔崽子们是否分了身,但我可以测一下整个房子的重量,发现并没有一个时刻不同,因此兔崽子们没有分身。

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