粒子的自旋、宇称、手征性,这三者有什么区别,物理书上经常看到把人搞糊涂了

发布时间: 2023-09-08 07:00:57 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 94

在量子力学中,基本粒子自旋吗?不,粒子不自旋。就我们所知,轻子,像电子、介子和单子一样,没有任何结构。所以没有东西可以旋转。然而...

粒子的自旋、宇称、手征性,这三者有什么区别,物理书上经常看到把人搞糊涂了

在量子力学中,基本粒子自旋吗?

不,粒子不自旋。就我们所知,轻子,像电子、介子和单子一样,没有任何结构。所以没有东西可以旋转。然而粒子(除了自旋为0的粒子)有角动量。事实证明,如果不将其推广到包括自旋(有时被称为固有角动量),你就不能守恒一个原子的角动量。你也需要自旋来解释粒子是如何有磁场的,它的磁矩是离散的。(磁矩是一个数字,代表粒子磁场的整体强度。)这一点最容易用Stern-Gerlach实验来证明。

一束粒子通过一个包含强磁场的设备,该磁场的强度不同,但方向不同。人们发现,不是在探测器上得到一个污迹——假设原子的方向是随机的——而是原子在离散的等间距点上着陆。这可以用粒子的自旋来解释,它只能是1/2的倍数。所以你有自旋0 1/2 1 3/2,等等,没有其他的了。

粒子也必须有电荷才能有磁场。单是旋转是不够的。运动中的电荷产生磁场。带电球绕圈运动会产生磁场。但是在一个真实的粒子中没有旋转的东西。然而这个粒子有角动量(当然,我们称之为自旋!),加上它的电荷,就意味着它有一个磁场。

在一些量子力学的书(例如梅尔兹巴赫)中,这被进一步详细地讨论。你也可以谷歌或者在维基百科上查找自旋,Stern-Gerlach, Goudsmit-Uhlenbeck假说,角动量。

它们会告诉你电子和质子有半自旋,但它们不自旋。他们会告诉你,电子是一个点粒子,然后在下一句中,把它描述成一个球体。主流物理学根本不关心粒子几何。对主流物理学家来说,唯一重要的是,他们可以通过考试,并通过同意他们相信的任何硕士要求来获得学位。

 然而,如果你独立分析物理常数,你会意识到你可以开发一个新的基于量子测量的单位系统,每个物理常数将完美地因子。你会看到一个2自旋空间的量子可以从量子测量中推断出来,它有一个特定的几何结构,16 ^2是曲率常数。您还将发现时间是两个时间维度的子集,这两个时间维度包括一个右/左自旋和一个前/后自旋。电子和质子总是以左旋、正向时间组合的形式存在,因此,对于几乎只研究电子和质子的物理学家来说,他们可以忽略粒子自旋的真正原因。

基本粒子不自旋。运动都是相对的,量子力学观念中,粒子的运动是相对于其他的粒子而言,有粒子的相互作用力下才会运动。
自旋,即是由粒子内禀角动量引起的内禀运动。在量子力学中,是粒子所具有的内禀性质,其运算规则类似于经典力学的角动量,并因此产生一个磁场。虽然有时会与经典力学中的自转(例如行星公转时同时进行的自转)相类比,但实际上本质是迥异的。

经典概念中的自旋,是物体对于其质心的旋转,比如地球每日的自转是顺着一个通过地心的极轴所作的转动。

而基本粒子的自旋是经过证实存在的。
在量子力学中,粒子肯定是会自旋的,就像宏观世界的星体自旋一样,原子,电子等都会发生自旋现象,这种现象主要由万有引力产生,耳而电子是洛伦兹力产生的自旋。

我们说到粒子的时候,经常听到”自旋“这个词但紧接着你可能又听到“自旋为1”,甚至“1/2自旋“ 类似这种奇怪的说法

为什么有人说电子双缝干涉实验是令人“毛骨悚然”的?

之所以说电子双缝干涉实验令人“毛骨悚然”,是因为电子双缝干涉实验中出现的奇怪现象彻底颠覆了人类以往的认知。在我们传统的观念中,物质的运动是不以人的意志为转移的,换句话说,某件无意识不自主的事情,不管人是否在观察,该发生还是会发生,不会因为人的观察而影响到它,但在电子双缝干涉实验的过程中,这个观念被打破了。实验现象是,人们对电子的观察与不观察,影响到了电子的运动,换句话说,人的主观意识影响到了物质的运动。

可能有些人不以为然,但仔细想一下就会觉得太不可思议了。就好像冥冥之中有一个你看不到摸不着但又确确实实存在的事物在监视着你,并根据你的主观所想去主动改变这个世界。再想下去,都要对这个世界的真实性产生怀疑了。

先给大家说一下这个电子双缝干涉实验吧。其实最初的双缝干涉实验室用光做的:将一束平行的单色的光照射到两条平行的距离很近的细缝上,在后面的挡板上会出现一条一条明暗的条纹,这就是双缝干涉实验。光的双缝干涉实验从侧面佐证了光是一种波。但后来物理学家约恩松突发奇想,用电子做了双缝干涉实验,这本来也没有什么,但实验结果却是出乎意料,电子竟然呈现了和光一样的特性!也就是说电子也是一种波!

由于德布罗意提出的物质波理论,科学家们只能认为电子也具有波粒二象性,这个解释看似十分完美,但所有人都不知道,真正的大招还憋在后面。

到了1974年,某位大学教授对这个实验有了更深的疑问,于是他重新做了这个实验,并在两条细缝两边加装了精度极高的监视器,重新开始实验,这一次出来的结果吓坏了许多人:每个电子都看的清清楚楚,后面的挡板上整整齐齐两条亮纹,双缝干涉消失了... ...

这位教授不信这个邪,他关掉了监视器,这时双缝干涉又奇迹般地出现了,但是当他重新开始监测的时候,双缝干涉又消失了,只能看到一个又一个电子穿过双缝,形成两条亮纹... ...

说到这儿,大家就明白了为什么这个实验如此的“毛骨悚然”了吧,因为在这个实验中,好像有未知的存在在操纵电子一样,就是不让人看到电子干涉那一瞬间发生的事情,这个影响因素就是人的意识,这个在物理学中最不应该存在的词汇。目前的电子双缝实验能够得出来的结论是:你看到干涉图谱,你可以认为电子是波,但当你认为它是粒子的时候,它就是粒子。而或许,真实的情况是... ...

所有的回答都冗长说不到点子上。

问题是为什么毛骨悚然。

毛骨悚然的原因是,这个实验的结果,取决于人是否观察。

也就是说,举个例子。如果你平时放一杯开水,你傻傻盯着它一天,或者用摄影机对着它拍一天,或者直接放在那里一天,既不亲自观察,也不用摄影机拍摄。那么三种情况,第二天开水的结果都一样:变凉。

但是在双缝实验中,三个结果是不一样的。相当于如果你盯着它,一天后水就还是开的。如果你不看它,一天后水就亮了。

这杯水就好像有生命,有意志,知道你在看着它一样。

这已经很可怕了吧?更可怕的是,假如你决定和他谈捉迷藏,偏偏它,人走开用摄影机偷拍它,它仍然仿佛看穿了你的小把戏一样,第二天也是开水。

也就是说,你无论通过什么方式观察它,它都知道你在观察它。

当然双缝实验的对象不是水和它的温度,是光子点子。但它的可怕之处就是这样了:实验结果取决于意志。

谢谢"读闻世界"好友的邀请!

单粒子双缝干涉实验是人类 历史 上得到的最神奇的实验结果之一,它是对与符合物理直觉的宏观世界截然不同的量子世界的一种惊人阐释。实际上,它表明,现实的本质可能完全不是物质的。


从我们最熟悉的说起:

我们可以想象一只橡皮鸭,它在水中上下摆动,引起周期性的涟漪向外扩散。一段距离外,波纹碰上一道中间切有两条缝的障碍物。大部分水波被阻挡,但水波仍然会穿过两处缝隙。当新波纹开始叠加,便形成了新的相互干扰后的波纹。这是因为在一个缝隙波纹的波峰刚好碰撞上了另一个缝隙处的波峰,导致了更剧烈的高峰;两个低峰的波谷叠加也导致了更剧烈的下沉。科学上将这种现象称为“相长干涉”。

但当一个波峰与另一个波谷相遇时,它们会相互抵消,水面齐平——这是“相消干涉”。所以我们得到了起伏或平静水面的交替变换。


托马斯•杨在1801年首次观察到了光的双缝干涉:一束光经过两条窄缝后在接收屏上产生了数条明暗条纹,屏幕上交替出现了“相长”和“相消”干涉的区域。只要有两个以上的光子,便会出现干涉条纹。

各个光子分别穿过两个缝隙,然后在缝隙后相互干涉,进而形成干涉条纹。这时,将会看到所有物理学中最不可思议的实验结果之一:在每次只发射一个光子情况下,干涉条纹仍然会出现。

也就是即使只发射一个光子,它也会同时通过两个狭缝,出现独自相互干涉现象。实验者曾经装上探测器来观测一个光子到底从哪个缝隙通过,获得它的路径信息,此时干涉现象却消失了。如果拆下探测器再次发射单个光子,干涉条纹就会再次出现。

直到1987年,科学家在一次实验中发现,如果只获得部分粒子路径信息,干涉现象(图样)就不会完全消失。这就是 “量子擦除实验” (双缝实验的变版):只要测量时不过度搅扰到粒子运动,干涉条纹就会随机改变或恢复。

另一个双缝干涉实验的变版是 延迟选择实验 :通过探测器探测到的路径信息,在光子投射到屏幕上之后,能凭着标记或擦除的路径信息,消除或恢复干涉图象。这时差关系,理论中可延长甚至很久。如标记上了路径信息,光子只通过一条路径;如擦除了路径信息,粒子就又会通过两条缝隙。也就是,观察人现在的行为可决定以前的事,这和传统的理论是相背的。

后来的物理学家Veritasium也进行了这个双缝干涉实验,他惊讶的发现条纹的形成与每个光子能量的传递没有关系,这些条纹是许多不相关的光子最终分布位置。 也就是每个光子都不知道上一个光子的位置,也不能预测到下一个光子的落点,但每个光子都会落在条纹区域内,不会落向条纹区域以外。

20世纪20年代的哥本哈根大学的量子力学先驱哥本哈根认为波函数没有物理本质,而是由纯概率组成。说明双缝干涉实验的粒子只以一种最终包含所有路径的可能位置波存在。只有在粒子被探测时,它位置所走的路径才会被决定。

哥本哈根诠释把这种空间可能性与确定属性间的转换称作“波函数坍塌”。说明了在坍塌前试图确定粒子的位置或属性是毫无意义的,也就意味着宇宙允许所有可能同时存在,但不到最后瞬间不会选择什么真实发生。更令人“毛骨悚然”的是, 这些不同的可能路径或不同的现实会与自身相互作用干涉,使得一些路径成为现实的几率增加而另一些减少。

如果我说上过高中物理的同学都听过这个实验,这话没人反对吧。但大多数同学认为双缝干涉实验仅仅是对光的波动性的证明实验,那时并没有认识到这个简单的实验竟然是二十世纪最经典的实验之一。


实验之前人们认为: 对象是客观存在的,无论以怎么的方式去观测都是不变的,都是客观的存在的样子。

实验之后却发现: 对客观对象的观测竟然会影响到观测的结果,即人的主观意识会影响客观对象的表现方式。

具体来说是这样的:

当两束相干光在同一个时空中相遇时发生叠加,光线投影到白板上表现出有些区域的光波加强,有些区域的光波减弱,这就是光的干涉。

但是如果把白板换成测量装置,来探测每个光子的具体叠加路径,却是做不到的,只能观测到两条细缝。

对此哥本哈根给出的诠释是我们只能观测到光子打出时和到达时的时间和位置,在这中间,如果探测光子的位置就会引起波函数坍塌,光子相干现象消失,也就是主观的观测影响了现象的呈现,这是前所未有的理论,所以是令人毛骨悚然的。

强烈推荐阅读曹天元的《上帝掷骰子吗?量子物理史话》。

书中作者详细的讲了这个问题。

电子双缝实验。这个最简单的实验居然是解决最顶级物理难题的钥匙。他驱使最强大脑们最终发现了量子物理这个领域。

毛骨悚然。对呀,量子物理就是这么惊悚。关于物质和意识,科学界和哲学界争论了几千年。首先,他们都认同物质和意识是截然不同的东西,其次,他们争论的是到底谁决定谁。

好啦,量子物理全给推翻了。

首先,推翻的是决定论。每个人都是因果论者,认为世间万事万物有因必有果,因决定果,没有因就不会有果。量子物理说啦,你不观测他,他处于生与死两种状态的叠加,你只要一观测,他就瞬间坍塌成了生或者是死,就是说,因果倒置啦。

然后,推翻的是物质和意识的界限。意识这种东西摸不着看不到闻不见,物质可以看见摸到闻到,怎么可能一样?现在量子物理说啦,所有物质是元素构成的,元素是由原子构成的,原子是由电子,电子分解到最后是什么呢?是一段弦,对,是一团高纬度空间蜷缩在低纬度空间的弦,准确的来说,是波,在振动,你不观测他,他就在振动,你一观测,他就坍塌成粒子了。好了,所有物质的本质就是波,就是一种振动,就是一段空间。

我的世界观,被量子物理击碎了

谢谢 @读闻世界 邀答。

双缝干涉效应是弥足珍贵的,用不确定原理来解释是不靠谱的,也自然引来大惊小怪。

笔者认为,本题的解释,要把光子与电子的两个自干涉效应一起来分析,原理是一致的。

所谓自干涉效应:1个粒子有双缝干涉现象。据量子论解释说:1个粒子能同时穿过两个狭缝。

量子论的理由是:粒子运动不服从因果律,没有过程轨迹,可同时在任何位置,有分身术。

这是神逻辑。如果非定域论或海森堡的不确定原理不成立,那么如何解释自干涉效应呢?

依我看,根子出在:量子科学家们不清楚“电磁波是物质波的激发效应”这个基本原理。

除此之外,需要“超对称理论”:原子光谱是费米子与玻色子对立统一体中的外延部分。

原子光谱的精细结构表明:核外电子围绕原子核运动,作为永恒震荡的谐振子,激发原子内空间的场介质,产生向外辐射的原子光谱。

原子光谱,是电子与原子核物质波共同激发场介质的产物,是原子全局的外围成分。

以氢原子为例,根据最小作用量原理,可做一个估计:基态电子震荡速度基本稳定在大约v0=2,200,000米/秒,质子震荡速度基本稳定在大约v*=500米/秒。

电子动能激发电磁波,有:Ek=½mv²=hc/λ, λ=hc/Ek,Ek=½×0.91e-30×(2.2e6)²,即:Ek=2.2e-18[J],λ=9e-8[m]=0.9[nm]。

质子动能激发电磁波,有:Ek'=½m'v'²=hc/λ', λ'=hc/Ek',Ek'=½×1.67e-27×500²,即:Ek'=2.1e-22[J],λ'=9.5e-4[m]≈1[mm]。

现实的原子不是一个封闭系统,会受到其他粒子的影响,核外电子与原子核的震荡速度变化多端,这就有了原子光谱的精细分布。

对于多核子的原子光谱,可按外层电子物质波与原子核物质波为 突出代表 来做理论计算。

哥派量子论担心,如果电子绕核运动,需要库仑力提供向心力,而不断释放电磁波,库仑力将很快耗尽,导致电子塌陷到原子核之荒谬。

这种担心是多余的。因为:

①运动本来就是粒子存在的方式;运动是绝对的,否则就不存在粒子的漩涡球之共性。

②电子/质子/光子,只有以光速自旋,才能实现独立的自我,保持固有质量与引力势能。

③自旋产生两极,两极产生轴倾,轴倾产生进动,进动产生震荡或测地线循环。

④原子外部表现的原子光谱,是原子系统的外围成分,亚原子只是移动的电磁波震源。

有一特制电磁波震源或激光发生器,也叫“ 初级震源 ”,其中,核外电子被加速震荡。

假定该电子震荡1周,激发附近场介质,产生1个光子。这个光子相当于“ 次级震源 ”,可看作“ 单个光子激元 ”(exciton)。

这个光子激元,刚刚从发生器出来,就会激发或推压出口处周围的所有场介质,产生大量的n个光子,分布在一个超薄球面,即波阵面。

这“ n个光子激元 ”又激发附近介质,好比多米诺骨牌效应,形成一圈圈的光子波阵面,这就是所谓的电磁波。




显然,1个光子可激发n个光子,n个光子可激发n²,n³...nⁿ个光子。

当大量光子到达“ 两个狭缝 ”时,每个狭缝至少各通过1个光子激元。

这2个光子一旦从狭缝出来,就形成两个一圈圈的波阵面,即:2×(n→n²→n³...nⁿ)个光子。

两个波阵面的大量光子,相互交集、叠加、共振,有波峰与波谷,在“ 后置底屏 ”上,留下明暗相间的条纹。

有一满足光电效应的电子发生器,发射出来的自由电子,作为移动震源,是电子物质波。

这1个电子的物质波,可激发其附近的场介质,产生n个光子激元构成的1个超薄波阵面。

然后依次激发场介质,产生n²,n³...nⁿ个光子。其激发模式是:1电子→n个光子→nⁿ光子。

后来的双缝干涉机制,与单光子的干涉机制是完全相同的。

原子光谱表明,空间充满多频率的光子。原子是“内空间亚原子”与“外空间光量子”——两大超对称成分的统一体。

单电子/单核子/单原子核(物质波)可激发出大量光子,单光子(激元)也可激发出大量光子。

单色电磁波是一圈圈波阵面构成的球面波,不只是一条人们津津乐道的正弦波。

双缝干涉实验大家并不陌生,在上学时很多人还亲自做过这个实验,让一束单色光通过遮光板上两条相互平行的细缝,会在后面的光屏上形成明暗相间的条纹,也正是这个实验为我们证明了光的波动性!而且,我们可以根据光的波长计算出明暗条纹出现的位置!
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但就是这样一个简单的实验,
到目前为止还有很多无法解释的现象,科学家为了探究双缝干涉的机理,在遮光板上装上了探测器用于观察光子通过细缝时的情形,但不可思议的现象出现了,干涉现象消失了,这次光屏上没有出现明暗相间的条纹,光只选择通过了其中的一条细缝,也就是说光的波动性消失了,但更诡异的是当我们将探测器移开的时候,光屏上再次出现了明暗相间的条纹!
这就是说,我们是否对实验过程进行观察,会对实验结果造成影响,这太不可思议了,无论是根据日常经验还是科学推论,都无法给出合理的解释,对于这种现象,著名科学家薛定谔曾做过著名的假想实验,那就是一直被我们调侃的薛定谔的猫!
虽然针对这种情况,科学家给出了很多不同的解释,比如弦理论,平行世界等,但到目前为止,所有的解释都还只是一种假说,没被实验所证实,基本粒子在微观上特殊的存在形式,确实是让人伤透了脑筋,也让很多人的世界观面临崩塌,但正如屈原所言:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!相信随着人类对微观世界研究的深入,终有一天会解开这个曾困扰我们多年的迷题!

一幅先天八卦图,就是宇宙图谱。任嘛都在这里面.兴奋啥。

老子不耐烦,不跟你们玩,躲开了;

庄子舍不得,进来又出去,呆边看;儒家子弟累成狗,和尚尼姑来忽悠,

穆罕默德没有空,隔壁耶稣总插手。

干实事的少,糊混过的多,这是常态.干成实事的更少,才有了似乎令人佩服敬仰的圣人哲人超人和如今这被称作“科学家”的几个人~~~也仅仅是摸到了一下皮毛而已一一就尖叫兴奋.

.让老子呵呵两声.

那个“二进制”计算机语言,不就是阴阳两极?你要说0101也行;伏羲女娲蛇身交娓图埋了千万年,纽股糖似的召示人类如何生殖繁衍,你才发现是人类基因密码一一脱氧核糖核酸左旋式样?..有他“上帝创造万物”什么事?!有和尚尼姑什么事?!(当然佛家没说人是和尚尼姑造的)。

混沌至今还是混沌,都还在泥塘里乱爬.。有嘛毛骨悚然的.

在物理的世界里,从来就不缺乏追求真相的伟人。



说到双缝干涉实验,首先想到的应该是托马斯•杨的双缝干涉实验,一束单色光经单缝衍射,再经双缝干涉,会呈现明暗相间等我条纹,然而,物理学上早就知道,机械波等我干涉会出现加强、减弱的现象,因此可以得出结论,光是一种波。



继普朗克提出能量子的假说后,爱因斯坦又提出光子的概念。

想必大家都知道爱因斯坦光电效应吧?简单来说,就是一束光照到金属板上,会激发出电子,从而产生电流。但对于某一金属板,并不是所有的光都能使它溢出电子,而是频率大于等于某一特定值得光。

那么问题来了,电子之所以会溢出,是因为吸收了光的能量,如果这样,应该所有的光都会使金属板溢出电子,只不过是时间长短的问题。这也是经典力学所解释不了的内容。

别急,爱因斯坦他老人家自然会做解释。爱因斯坦认为啊:光在传递能量时也是一份一份的,不连续的(普朗克曾提出能量的传递不是连续的),他提出了光子这一概念,即光是粒子,每个光子的能量只能被一个电子吸收,而光子的能量由光的频率决定。好吧,他这一解释,您还别说,真就通顺了。那爱大爷这个实验说明什么呢?对,光是粒子。

那么问题又来了,杨氏干涉实验说明光是波,光电效应实验说明光是粒子,那光到底是什么?没错,光既是波,也是粒子,物理学上把这叫做波粒二象性。



那接下来就要回答题主等我问题了(终于绕回来了),电子双份干涉实验为啥恐怖?

别急,咱还得提一人,这个人叫德布罗意。这哥们就寻思了,光这种东西,非实物粒子,具有波动性和粒子性,那我就猜想,实物粒子也具有波动性。您还别说,真被他猜着了。电子双缝干涉实验完美的解释了实物粒子也具有波动性,想一想细思极恐,你在马路上行走,向前向后运动是以波的形式传递的(我似乎不敢想象这个画面),但这确实是真实存在的,因此后人为了纪念他,把实物粒子运动的波叫做德布罗意波或物质波。

电子双缝干涉,首先来自于光子双缝干涉。证明了光是一种“波”,因为只有波才能互相“干涉”,后来德布罗意提出一种理论,认为任何物质都是“波”,都具有波动性,后来电子双缝干涉实验,证明了这一点。

之所以令人“毛骨悚然”,是因为无论是光子双缝,还是电子双缝干涉,都证明了量子领域的“测不准”原理。

爱因斯坦不是搞出了光电效应嘛?那么“光”是什么东西?为什么特定频率的光照一下那个不知名的板子,那个板子就会带电?光能计算公司是△E=hv,光能和光的频率有关,既然光有频率,那么他就是一种波咯?说对了,某种意义上他就是一种波,可以说什么东西都是波。无线电、红外线、伽马射线、紫外线、可见光都是一种东西,都是电磁波的一种,只不过频率不同而已。频率v越高,能量越大,原子弹爆炸发出的爆炒广岛那玩意儿就是伽马射线,他和太阳光、手机的光、WIFI信号没有本质区别,频率极高而已。

然而,光电效应公式又说了,不是特定频率的光,你照多久都没用,特定频率的光,一个光子就足够激发电子了......等等,你不是说光是一种特殊的电磁波吗,光子是什么东西?爱因斯坦那时候的解释是,光波只能一段一段不连续地被吸收,就和能量子一样,所以被称为“光量子”。

但这不是最终的解释,最终的解释是个颠覆一切的可怕魔鬼。

我们做过双缝干涉实验是吧,既然都能 干涉 了,那么光肯定是波啊,这个不需要解释。解释一下干涉,波其实振动在介质中的传播(当然这个说法最终也不对,光不需要介质)。波不是直线前进的子弹,子弹撞墙了不能继续飞,而波能绕过去,这叫“衍射”。而两个不同的波相遇的时候,会发生干涉,比如你在水中连丢俩石子,会出现两股水波,波峰与波峰相遇,会叠加,波纹更高,波峰与波谷相遇,波纹会削弱,这就是干涉。

那,就是这个样子的。这个初中物理也有。

我们来讨论光的干涉,如果你随便把两个手电筒打在一起,肯定看不到干涉条纹的。只有两列光波的频率相同,相位差恒定,振动方向一致的相干光源,才能产生光的干涉。由两个普通独立光源发出的光,不可能具有相同的频率,更不可能存在固定的相差,因此,不能产生干涉现象。

为使合成波场的光强分布在一段时间间隔Δt内稳定,要求:①各成员波的频率v(因而波长λ )相同;②任两成员波的初位相之差在Δt内保持不变。(这里看不懂可以跳过,意思是普通光源不能做这个实验,但高中和大学实验室的激光器,完美解决了相位差的问题)

实际情况是这样子滴——

这个只能证明一个问题,那就是,广是一种波,波长很小频率很大的波。但为什么说魔鬼出现了呢?下面是见证奇迹的时刻,如果给你一个完美的黑暗房间,不受其他光源干扰,用能发出单个光子的光源做这个实验,光子一个一个地打过去(别怀疑,这个实验条件地球上具备,而且成功了)。

那么我们随便先来十发光子,会在背景墙上发现,光子落得满地都是,乱七八糟,毫无规律,但是我们来个三百万发,再看结果,却发现那么多星星点点如同细沙子的光斑堆成了了一道一道光的波纹?如下——

见鬼了,问题在哪里?问题是——我们是一个一个打出光子的啊,如开枪一样,后一个光子不是智能生物,不可能知道前一位光子的落点啊,他们怎么商量好落脚点的?难道他们之间可以沟通?黑屋子里没有其他光子,单个光子和谁干涉的?和自己?自己干自己?肯定有鬼。

事实上,当光子穿越双孔的时候,我们不知道它到底穿过了哪个孔?有可能是左边,也有可能是右边,他不可能同时穿过两个孔,他不是孙悟空。常识告诉我们,宇宙的选择是确定的,但常识错了。如果我们挡住其中一个缝隙,可怕的事情发生了,干涉条纹消失了。于是薛定谔写出了伟大的薛定谔概率波方程。

他说量子态是一种 概率波 ,有两个状态,可以弥散,可以 坍缩 ,类似于函数的发散和收敛,可以复习一下高中学的“杨氏双缝干涉”,单个光子连续穿越双缝形成干涉条纹,但你无法知道光子到底走的是哪一个缝隙。如果你知道了,就无法形成波动性质的干涉条纹——观察者改变世界——这有点唯心主义的意思,但却是被实验证明的真理。单个 光子是一团概率云,穿过的一瞬间他坍缩了,选择了一个出口而已。后来德布罗意发扬光大,把波粒二象性推广到所有物质上,事实也证明了,电子也可以在晶格实验中产生类似波的干涉条纹。明白了么,兄弟们,你们也是波。

而海森堡提出了“测不准原理”,——粒子的位置与动量不可同时被确定,位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式

,h是约化普朗克常数。海森堡认为——测量这动作不可避免的搅扰了被测量粒子的运动状态,因此产生不确定性。就是说,观察者会影响事件的结果,量子力学范畴中,测量不是只有实验观察者参与的过程,而是经典物体与量子物体之间的相互作用,不论是否有任何观察者参与这过程。说的更唯心一点,那就是“风动,幡动,还是和尚心动?”

量子力学的非主流说法,始作俑着也是海森堡,他用泊松括号做矩阵乘法,得出一个没有意义的物理量——就是那个位置和动量相乘的玩意儿,结果没人看得懂。后来一群学计算机的美国人发扬光大,不承认薛定谔的方程和概率波,说“弥散”和“坍缩”都是胡扯,他们提出 “多世界理论“ ——注意这也不是胡说,这是量子计算机的理论基础!“ 多世界” 不是大家想象中的“平行宇宙”——事实上,他们认为,宇宙只有一个,“多世界”,是宇宙在不同维度的投影。所以不是不确定事件有确定的结果,但是发生在不同的世界,而观察者只看到一个投影世界中的结果。 他们的意思是——光子不是什么概率波,而是一颗子弹,穿过双缝的时候,我们的世界分裂了,平原甲看到光子穿越左边的孔,平原乙看到光子穿越右边的孔,两个世界继续发展下去。

举个例子,“薛定谔的猫”,箱子打开后,猫不是“生”就是“死”,好像从两种状态“坍缩”到一种状态,函数收敛得到一个定值,但“多世界”理论派认为,不是坍缩了,而是世界分裂了,一个世界中的你看到猫死了,另外一个世界的你看到猫活着。如此而已。

鬼神,这世界有这些东西么,幻觉么,不大可能。那会小时候,才二年级,村里就要上自习,下自习一个人回家

鬼神,这世界有这些东西么,幻觉么,不大可能。那会小时候,才二年级,村里就要上自习,下自习一个人回家,那时没路灯这玩意,走路上也是一抬头看见那玩意的,人头,像荧光棒那种颜色,不对,比那白很多,最特么无语的是那天晚上还死人了,死人那事还是第二天知道的,脑瘤。我到现在都没搞清那是啥,我爷爷在那会和我说可能是个外地人在那玩手机,本人山西,小时候很多外地人来村里找工作,挖煤,现在想想呸呸,爸妈也说过他们遇见过这种玄的事情。这辈子对科学是没啥指望了,古人云无风不起浪。既然有鬼这个字,那就要这个字的道理。
鬼神是客观存在的,现在外国一些实验已经可以证明鬼神的存在的!
世界上著名科学家大多是有神论者
从1901年到1996年除第一次和第二次大战期间,因战争有个别年份停评外,共评出诺贝尔奖各项得主639人。其中物理奖148人,化学奖123人,生理或医学奖159人,文学奖91人,和平奖81人,经济奖37人。在639名得主中,不信仰宗教或宗教信仰淡漠者共21人。他们主要是来自前苏联和前东欧社会主义国家。而信仰各种宗教的有618人。
其中,信仰基督教(包括基督教、基督教新教,东正教)的596人,信仰犹太教的8人,信仰佛教的8人,信仰伊斯兰教的4人,信仰印度教的2人。
在81名诺贝尔和平奖得主中,宗教身份就更为突出。如南非黑人大主教图图,美国著名黑人领袖马丁·路德·金牧师,印度德肋撒修女,法国神学家艾伯特·施维泽,瑞典神学家内森等。一些著名的社会活动家、政治家和国家首脑,如美国基辛格(犹太),南非曼德拉(基督教新教),以色列拉宾(犹太教),巴勒斯坦阿拉法特(伊斯兰教),波兰瓦文萨(天主教)等都有宗教信仰。1973年越南南方领袖黎得寿获得和平奖(无宗教信仰),但他拒绝接受这一奖项。(这段资料摘自《人民政协报》 2002年6月29日。)
据《世界宗教文化》1998年1期载,在当今世界上约有48.09亿人为宗教信仰者(当时世界人口总数约为61.5亿),占世界总人数的78.1%。显然,世界上不信仰宗教的13亿人中有12亿在中国。
有一本书叫《科学家的人生观》,谈到调查了432位科学家的宗教观,其中34位不能确定其宗教态度,15位对宗教持“无可无不可”或“不可知论”的态度,16位说自己是无神论者,而367位自称有信仰——坚定确切的相信有天主和灵魂不灭。在这本书中谈到世界上许多著名的大科学家都信仰宗教。比如伽利略、牛顿、高斯、瓦特、安培、拉法第、爱迪生、巴斯德、爱因斯坦等。
诺贝尔奖得主96.7%信仰宗教,93.2%信仰基督
每年的12月10日,即诺贝尔逝世纪念日,诺贝尔奖评委会在瑞典首都斯德哥尔摩和挪威首都奥斯陆,分别举行隆重的颁奖仪式。从1901年到1996年(两次世界大战期间除外),共评出诺贝尔奖各项得主639人。
在639名得主中,不信仰宗教或者宗教信仰淡漠者共21人。占3.3%,他们主要来自前苏联和前东欧国家。而信仰各种宗教的有618人,占96.7%。其中,信仰基督教(包括天主教、新教、东正教)的596人,占93.2%。 信仰犹太教的8人,信仰佛教的8人,信仰伊斯兰教的4人,信仰印度教的2人。
在81名诺贝尔和平奖得主中,宗教身份就更为突出。如南非黑人大主教图图,美国黑人领袖马丁·路德·金牧师,印度德兰撒修女,法国神父学家艾伯特.施维泽,瑞典神学家内森等。一些著名的社会活动家、政治家和国家元首,如美国的基辛格(犹太教),南非的曼德拉(基督新教),以色列的拉宾(犹太教),巴勒斯坦的阿拉法特(伊斯兰教),波兰的瓦文萨(天主教)等都有宗教信仰。
(原始资料摘自《中国宗教》(中国国家宗教事务局主办)2003第2期,第63页。 )
很多基督徒(包括三位天主教徒)是近代科学的奠基人,比如:
(1)牛顿(1642—1727)牛顿是这一大批基督徒科学家的杰出代表。他18岁进剑桥大学学习,竟然在27岁时就当上了剑桥大学的教授,这足以证明他的成就是多么辉煌。他的科研领域涉及数学、物理和天文学。他发明了数学上的微积分,出版了近代科学奠基性巨著《自然科学的数学原理》,提出了以他名字命名的力学三大运动定律,他在苹果树下发现万有引力定律的故事,几个世纪以来一直被全世界的许多教师和家长所采用,作为向儿童进行科普启蒙教育的经典素材。
  牛顿虽然在科学上作出了无与伦比的贡献,但他更是个虔诚的基督徒。他毕生认为,人类理性的能力有限,不能包容一切经验;所以,他研究圣经的兴趣不在研究科学之下。据统计,牛顿所发表的科学著作只占他所有著作的16%,其他84%的著作是他生前未出版的神学作品,总数字超过140万字。他写道:“我深信圣经是神的话,圣经是人受神默示写成的。因此,我每天都研读圣经。”“据我研究的结果,圣经记载之信而有证,实在远非世俗的历史所能比拟的。”
  (2)法拉第(1791—1867)法拉第是英国物理学家、化学家、基督教会长老,他以发现电磁感应而闻名于世,被誉为“电学之父”,电容的单位则以他的名字命名“法拉”,他又是个发明制造家,发明了发电机和变压器以及最早的电动引擎。
  法拉第是个虔诚的基督徒,担任着伦敦一教堂的长老圣职,每周讲道多次,保留至今的讲章有150篇之多。他的名言是:“圣经说什么,我们便说什么;圣经没有说的,我们也不应说。”他相信上帝创世的统一性和连贯性,使他引入电场和磁场的概念。为了使社会大众认识上帝智慧的创造,他公开示范在电学上的发现。他在晚年更是勤读圣经,当他被记者问及对死后有何猜测时,他回答道:“猜测?我从没有任何猜测。我深信所有的确据。我知道所信的是谁,也深信他能保全我所交付他的,直到那日(圣经提摩太后书一章12节)。”
  (3)焦耳(1818—1889)焦耳是英国物理学家,他在物理学上的贡献,是他为能量守恒和转换定律奠定下基础,能量的单位则以他的名字命名为“焦耳”。他提出焦耳定律,被誉为当时新科学的热力学的始祖,他为热力学第一定律(暗示宇宙不是自然衍生出来的)提供了实验的基础。
  焦耳是个基督徒,他认为科学研究工作与圣经真理协调一致。他坚信神就是宇宙创造者,他列出他优先考虑的事:“承认信仰,服从神的旨意,然后从他手的工作体会他的智慧、大能和美善。”
  (4)麦克斯韦(1831—1879)麦克斯韦是英国物理学家,他的电磁理论及其相关方程式,为二十世纪物理学开辟了新里程。
  科学界的朋友和同事都公认麦克斯韦是虔诚的基督徒,他是教会的长老。他经常研读圣经,他的笔记本里记着他的祷告:“全能的神啊,你按自己的形象创造了人,赐予他生命的灵魂,让他寻求你。你统治所有受造物,教导我们研习你亲手作的工,好使我们开垦土地善用资源,加倍努力事奉你;又使我们领受你可称颂的话语,相信你差派主耶稣来,带给我们救恩和赦罪的知识。我们奉主耶稣基督的名祈求。”
  (5)帕斯卡(1623—1662)帕斯卡是法国数学家、物理学家。他自幼就表现出过人的才华,16岁写成投影几何的名著《圆锥曲线论》;他研究了代数中二项式展开的系数规律,对概率论和摆线的研究也卓有贡献。在物理方面,他提出了密闭流体能传递压强的帕斯卡定律,压强的单位就以他的名字命名为“帕斯卡”。
  帕斯卡是个少有的“不爱世界爱上帝”的基督徒科学家。正当他的科研成就如日中升的时候,他竟从24岁起放弃了科学研究,把自己完全奉献给上帝。他的主要著作《思想录》和《外省通信》,被看作是神学经典。帕斯卡的科学方法带有基督徒信仰的深刻印记,他对唯理论进行了批判。他认为,对上帝的启示,人们必须接受(或拒绝),而不能仅仅因其不符合理性便予以怀疑。上帝的无限性是超越理性的,那种主张借助于科学的原理就能解释万物的观点,是极为狂妄自傲的臆断。通过《思想录》,我们能看到一个基督徒的心声:“没有耶稣基督,世界是无法生存的,因为那必然要么就是世界毁灭,要么就是世界活象一座地狱。”
  (6)伽利略(1564—1642)伽利略是意大利物理学家,他的名字是和著名的比萨斜塔紧密相联的,他在斜塔上所作的自由落体实验,推翻了亚里斯多德关于不同重量的物体下落速度不同的论点。伽利略首次通过实验来检验理论推导正确与否,由此奠定了近代科学研究方法的基础;因此,他被誉为近代科学之父。在天文学领域,伽利略用自制的天文望远镜进行天文观测,写下《关于两种主要世界体系的对话》,宣布哥白尼的“地动说”是完全正确的。
  伽利略是虔诚的天主教徒和修士,他相信圣经来自上帝的启示,相信科学与圣经不能互相冲突,他认为宗教信仰和科学信念之间并无矛盾。1633年6月,天主教皇乌尔班八世有感于基督教新教的影响日隆,决心维护天主教的利益,压制伽利略《对话》的观点。异端裁判法庭审问了伽利略,但伽利略始终认为自己正确,他说:“我难道不是一个基督徒吗?我难道不能算教会的骄子吗?我难道不是敬拜全能的上帝和他的独生子耶稣吗?要我悔改什么?难道让我将真理隐藏起来,亵渎上帝,替(天主)教会丢脸吗?”作为天主教徒,他又承认宗教会议、圣传和教义的权威性;他在法庭上宣布:“我宣誓,我过去、现在和将来都相信依靠神的帮助、神圣天主教及使徒建立的正统教会所教导和传授的一切。”伽利略在信仰和科学的关系方面坚持了正确的立场,认为哥白尼的学说符合圣经,而天主教皇是出于维护教廷的权威而迫害伽利略的,这一事件是基督教新教和天主教旧教的一场冲突,不能简单笼统地说成是宗教迫害科学。实际上,教皇并非为了维护圣经,而是利用天主教组织的政治权力压制基督徒或倾向于基督教新教的科学家。
(7)开尔文(1824—1907)开尔文是英国物理学家、数学家,他以研究热力学而闻名。他用精确的术语系统地阐述了焦耳热力学的第一定律和第二定律,这两条定律都反映出进化论并不科学。开尔文发现了绝对温标,国际上就以他的名字作为绝对温标的单位。
  开尔文是个虔诚的基督徒,他说:“我们四周的一切都是智慧和慈爱的构思的证据……无神论的概念在愚昧,笔墨难以诉说。”他认为科学与圣经根本没有冲突,并相
  信:“就生命的起源而言,科学正面肯定了创造的力量。”一次,他的学生问他一生中最大的发现是什么,他没有说是热力学第二定律,却说:“在我生平的发现中,最有价值的,是认识了主耶稣基督。”
  (8)普朗克(1858—1947)普朗克是德国杰出的物理学家、诺贝尔物理奖获得者。1900年,他提出了震惊科学界的“量子假说”,后来被科学家们用于解释各种物理现象,验证了量子论的正确性。量子论成为20世纪物理学中最重大的事件之一,普朗克为开创物理学革命性发展的新纪元做出了巨大的贡献。
  普朗克信仰上帝,从1920年起直到逝世为止,他一直担任基督教会的执事圣职。他相信上帝是无所不在的,自然规律由上帝支配;他一再强调科学与信仰并非对立的关系,而是互相补充的。他在《宗教与自然科学》这篇代表作的末尾呼吁科学家“朝上帝走去”!
  (9)笛卡尔(1596—1650)笛卡尔是法国数学家、物理学家和哲学家。他创立了解析几何学,用坐标系来描述空间的点和坐标值的相互对应关系,他认为:“数学真理,如同其他一切受造之物一样,也都是由上帝所确立,并依赖于上帝。”
  笛卡尔坚信上帝的存在,在他的主要哲学著作中,他写道:“当我专心地想到上帝,完全向着上帝的时候,我发现并没有任何产生错误或虚妄的原因;可是片刻之后,回想到我自己的时候,经验就告诉我,我仍然会犯无数的错误”。他还说过:“如果世界上有某些物体、或某些心智、或其他的本性,并不是完全美满的,那它们的存在一定要依赖上帝的力量;如果没有上帝,它们就一刻也不能维持下去。”
  (10)莱布尼兹(1646—1716)莱布尼兹是德国杰出的数学家、哲学家。他和牛顿几乎同时发明了微积分,现在高等数学中所采用的积分符号,就是莱布尼兹发明的。为了纪念他和牛顿对积分学的突出贡献,国际数学界便把“积分学基本公式”称做“牛顿—莱布尼兹公式”。
  莱布尼兹相信上帝是最高的创造者,他赋予这个世界以一定的规律,因而社会生活也有自己的准则,这就是自然法。莱布尼兹认为;数学全然不是别的,而是上帝的杰作。他一向把他的渊博知识、他的研究工作同上帝联系在一起,对他来说,对上帝的认识,就是他工作的最高目标。他说:“上帝不仅是存在的源泉,而且是本质的源泉,是实在事物的源泉,也同样是处在可能性中的实事事物的源泉。这是因为上帝的智慧乃是永恒真理的所在地,或永恒真理所依赖的理念的所在地。因为如果没有上帝,就没有任何处在各种可能性中的实在的东西,不仅没有任何实在的东西,而且没有任何可能的东西。”
  (11)波义尔(1627—1691)波义尔是英国化学家、物理学家。他用实验阐明气压升降的原理,发现一定质量的气体在温度不变时,压力和体积成反比,这就是中学物理教科书上著名的“波义尔—马略特定律”。波义尔又是现代化学的先驱,他首次引入化学分析的名称,将元素定义为未能分解的物质,开始了分析化学的研究。
  波义尔是个虔诚的基督徒,他在科学和神学方面均有建树,对宗教与科学的关系有精辟的见解。他认为,科学是宗教的一个卓越的学校,是一项宗教任务,是对上帝展现在宇宙中的令人叹为观止的作品的揭示,科学是宗教的盟友,甚至受宗教的指导。波义尔相信,上帝创世时,除他之外不存在任何实体,没有任何受造之物需他承担义务或者能够束缚他。如果上帝中断对宇宙的维持,宇宙就会土崩瓦解。神力量的持续参与是必须的,因为规律并不是真正的力量,而只是规则性的一个表现方式而已。这就批判了仅仅把上帝作为宇宙运动的最初动力,从此就不需要上帝的错误观念。波义尔在他的《基督教巨匠》一书里,认为科学与基督教信仰并无冲突,科学和信仰都承认人的智慧有限,只有借助于上帝创造自然的模式和启示,人们才能形成正确的观念。波义尔对基督教护教学甚有研究,他还支持圣经的出版,在美国发行的第一本印第安语《圣经》就是由他资助出版的。
  (12)道尔顿(1766—1844)道尔顿是英国化学家、物理学家。他在科学上的主要贡献是创立了原子论,使化学成为一门真正的科学。他因出版《化学原理的新体系》而获皇家勋章,被选为伦敦皇家学会会员。
  道尔顿在信仰上属于正统的牛顿派学者,是虔诚的基督徒。他12岁时就在教会学校里担任一些职务。他相信上帝掌管自然法则,使不可见的基本粒子成为可变的或可毁灭的。
  (13)巴斯德(1822—1895)巴斯德是法国著名的化学家、微生物学家,他开创了微生物学及细菌学两门新学科,他又发明了免疫种痘和低热消毒法,救活了很多人的性命,他提出生源说定律,说明生命只能来自生命,反驳盛极一时的自然衍生的进化论观点。
  巴斯德在信仰上是虔诚而保守的基督徒,他认为科学与基督信仰并无矛盾,坚信科学拉近人与神的距离,他说:“对大自然越有研究,就越感受到造物主奇妙的工作。”他对上帝和福音都有坚强的信心,他说:“如果承认上帝的存在,这一个信心实比一切宗教的神迹更为超奇,不可思议。如果我们有了这种信心,这种悟性,那便不能不对上帝下跪敬拜了。”他常在实验室里一面工作,一面祷告。巴斯德相信,上帝由于他无限的慈善,不可能为人类创造一种惩罚的灾祸后,不同时为人类造出一种救药来。为此,他孜孜不倦地寻找特效药,发现了各种抗毒素,找到了预防和治疗牛羊炭疽病、鸡霍乱病、狂犬病等方法,大大发展了免疫学。
  (14)孟德尔(1822—1884)孟德尔是奥地利遗传学家,遗传学的奠基人。1865年,孟德尔发表了题为《植物杂交试验》的文章,提出遗传单位(基因)的概念,并阐明其遗传规律,为遗传学的发展奠定了基础。
  孟德尔年轻时曾大病三次,他感到前途渺茫,在1843年进天主教修道院做修道士,学习了4年神学课程后,担任了教会神甫圣职,后来被任命为天主教隐修院院长,专门从事神学教育工作。
(15) 欧拉出生于瑞士,在那里受教育。欧拉是一位数学神童。他被称为历史上最伟大的两位数学家之一(另一位是卡尔•弗里德里克•高斯)。他作为数学教授,先后任教于圣彼得堡和柏林,尔后再返圣彼得堡。欧拉是史上发表论文数第二多的数学家,全集共计75卷;
他发表的论文达856篇(另一说865篇),著作有32部(另一说31部)。产量之多,无人能及。欧拉实际上支配了18世纪至现在的数学;对于当时新发明的微积分,他推导出了很多结果。在1735年至1771年,欧拉的双眼先後失明(据说是因双眼直接观察太阳)。尽管人生最後七年,欧拉的双目完全失明,他还是以惊人的速度产出了生平一半的著作。
欧拉年轻时曾研读神学,他一生虔诚、笃信上帝并不能容许任何诋毁上帝的言论在他面前发表。有一个广泛流传的传说说到,欧拉在叶卡捷琳娜二世的宫廷里,挑战当时造访宫廷的无神论者德尼•狄德罗:“先生, ,所以上帝存在。这是回答!”不懂数学的德尼完全不知怎麼应对,只好投降。
(16) 高斯被认为是最重要的数学家,并有「数学王子」的美誉。高斯是一对普通夫妇的儿子。他的母亲是一个贫穷石匠的女儿,虽然十分聪明,但却没有接受过教育,近似于文盲。在她成为高斯父亲的第二个妻子之前,她从事女佣工作。他的父亲曾做过园丁,工头,商人的助手和一个小保险公司的评估师。当高斯三岁时便能够纠正他父亲的借债帐目的事情,已经成为一个轶事流传至今。他曾说,他在麦仙翁堆上学会计算。能够在头脑中进行复杂的计算,是上帝赐予他一生的天赋。
高斯非常信教且保守。

量子到底是什么?是比原子、电子更小的粒子,还是一种理论?

这是个很有意思的问题。看到“量子”这个词,许多人在“不明觉厉”之余,第一反应就是把它理解成某种粒子。但是只要是上过中学的人,都知道我们日常见到的物质是由原子组成的,原子又是由原子核与电子组成的,原子核是由质子和中子组成的。那么问题来了,量子究竟是个什么鬼?难道是比原子、电子更小的粒子吗?

其实不是。量子跟原子、电子根本不能比较大小,因为它的本意是一个 数学概念 。好比说“5”是一个数字,“3个苹果”是一个实物,你问“5”和“3个苹果”哪个大,这让人怎么回答?正确的回答只能是:它们不是同一范畴的概念,无法比较。

那么,量子这个数学概念的意思究竟是什么呢?就是“ 离散变化的最小单元 ”。

举个例子。我们上台阶时,只能上一个台阶、两个台阶,而不能上半个台阶、1/3 个台阶。这就是“离散变化”,对于上台阶这件事来说,一个台阶就是一个量子。

跟“离散变化”相对的叫做“连续变化”。例如你在一段平路上,你可以走到1米的位置,也可以走到1.1米的位置,也可以走到1.11米的位置,如此等等,中间任何一个距离都可以走到,这就是“连续变化”。

显然,离散变化和连续变化在日常生活中都大量存在,这两个概念本身都很容易理解,没有什么特别之处。那么,为什么“量子”这个词会变得如此重要呢?

因为人们发现, 离散变化是微观世界的一个本质特征 。

微观世界中的离散变化可以分为两类,一类是物质组成的离散变化,一类是物理量的离散变化。

先来看第一类。例如光是由一个个光子组成的,你不能分出半个光子、1/3个光子,所以光子就是光的量子。阴极射线是由一个个电子组成的,你不能分出半个电子、1/3个电子,所以电子就是阴极射线的量子。

在这种情况下,你似乎可以拿量子去跟原子、电子比较了,但这并没有多大意义,因为它是随你的问题而变的。你需要分清,原子、电子、质子、中子、中微子这些词本身就对应某些粒子,而量子这个词在不同的语境下对应不同的粒子(如果它对应粒子的话)。 并没有某种粒子专门叫做“量子”!

再来看第二类。例如氢原子中电子的能量只能取-13.6 eV(eV 是“电子伏特”,一种能量单位)或者它的1/4、1/9、1/16 等等,总之是这个值除以某个自然数的平方(-13.6/n^2 eV,n可以取1、2、3、4、5等等),而不能取-13.6 eV的2 倍、1/2 或1/3等等。这时我们不好说氢原子中电子能量的量子是什么,但会说氢原子中电子的能量是“ 量子化 ”的。

说某个东西是量子化的,意思就是这个东西只能离散变化。这是一种普遍现象,每一种原子中电子的能量都是量子化的,也就是说它只能取某些值,不能取这些值之间的值。

发现“离散变化是微观世界的一个本质特征”后,科学家创立了一门准确描述微观世界的物理学理论,就是“ 量子力学 ”。现在你可以明白,这个名称是怎么来的,它其实是为了强调离散变化在微观世界中的普遍性。量子力学出现后,人们把传统的牛顿力学称为经典力学。

对普通民众来说,量子力学听起来似乎很前沿。但对相关专业(物理、化学)的研究者来说,量子力学的相关发展已经超过了一个世纪。

量子力学起源于1900 年,当普朗克在研究“黑体辐射”问题时,发现必须把辐射携带的能量当作离散变化的,才能推出跟实验一致的公式。在此基础上,爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森堡、薛定谔、狄拉克等人提出了一个又一个新概念,大大扩展了量子力学的应用范围。到20 世纪20 年代末,量子力学的理论大厦已基本建立起来,能够对微观世界的很多现象作出定量描述了。

许多最基本的问题,是量子力学出现后才能回答的。 例如:

为什么原子能保持稳定,例如氢原子中的电子不落到原子核上?

为什么原子能形成分子,例如两个氢原子聚成氢气分子?

为什么原子有不同的组合方式,例如碳原子能组合成石墨、金刚石、足球烯、碳纳米管、石墨烯?为什么食盐会形成离子晶体?

为什么有些物质很稳定,而有些物质很容易发生化学反应?

为什么有些物质,如铜,能导电?有些物质,如塑料,不导电?为什么有些物质如硅,是半导体?为什么有些物质,如水银,在低温下变成超导体?

为什么会有相变,例如水在0 以下结冰,0 100 是液体,100 以上气化?

为什么改变钢铁的组成,能制造出各种特种钢?

为什么激光器和发光二极管能够发光?

为什么化学家能合成比大自然原有物质种类多得多的新物质?

为什么通过观察宇宙中的光谱线能知道远处星球的元素组成?

现代 社会 硕果累累的技术成就,几乎全都与量子力学有关。你打开一个电器,导电性是由量子力学解释的,电源、芯片、存储器、显示器的工作原理是基于量子力学的。走进一个房间,钢铁、水泥、玻璃、塑料、纤维、橡胶的性质是由量子力学决定的。登上飞机、轮船、 汽车 ,燃料的燃烧过程是由量子力学决定的。研制新的化学工艺、新材料、新药,都离不开量子力学。可以这么说:与其问量子力学能用来干什么,不如问它不能干什么!

量子最初由普朗克提出,当时的本意就是一份一份的、不连续的辐射能量,注意最开始量子只描述能量。

后来随着研究深入,量子的定义发展为:一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。注意这时的量子不再只描述能量,也可以说是物质的最小单元。通俗而简单的说,量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。

再说粒子,也是非常复杂的问题,在微观世界里,原子算是庞然大物了,我们都知道原子由中子和质子构成,而中子和质子的大小只是原子的十万分之一,中子和质子由夸克构成,而夸克的大小还不到中子、质子的万分之一。当然粒子界还有很多其他成员,电子、光子、介子、强子、中微子等等等等。

一段时期基本确定夸克、电子、光子、中微子等为自然界最小粒子,后来,又出来一个“弦理论”,认为以上粒子不是单个粒子,不是自然界最小单元,这些粒子是由很小很小的弦(有线性的有闭合的)构成。弦理论已经成为人类探寻宇宙奥秘的一个非常重要的理论,还很有可能成为终极理论。

再回到量子的问题,量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,目前我们的量子力学只是停留在发现了一些神奇现象,现在一些最懂量子力学的科学家依然说不懂量子力学,包括主导研制量子通信卫星(去年8月份发射上天)的潘建伟这样的牛人依然说不懂。这个不懂也有必要解释一下,就好比一份产品的使用说明书,你看明白了会利用了,可是依然停留在现象,是什么样的本质导致了如此现象与功能呢?这才是这些牛人的不懂?

最后说一下弦理论,它是继续深入的研究微观粒子的理论,随着发展很有可能会发现粒子的真正构成以及粒子相互作用(或联系)的本质,这或许是宇宙的本质,自然也是量子力学的本质。

“量子”一词最初是普朗克于1900年发明的,他以此驱散当时物理学天空中的一朵乌云:受热物体发出的电磁辐射能量与波长之间的关系。电磁辐射即电磁波,在不同频率范围分别称作可见光、红外线、可见光、紫外线等等。普朗克假设物体发射出的电磁辐射能量是一份一份的,其中每份能量总是一个基本单位的整数倍。这个能量基本单位被他称作能量量子,等于频率乘以一个常数(后称普朗克常数)。1905年,爱因斯坦进一步提出,电磁波本身就是由能量量子组成的,称作光量子(后简称为光子)。这是唯一被爱因斯坦自己称作“革命性”的工作。1913年,玻尔提出,原子中电子的能量只能取一些分立的值,叫作能量量子化。

所以在量子论早期,“量子”的主要含义是分立和非连续。这种含义也被用于当代物理中,比如,“量子霍尔效应”就是指霍尔电导只能取一些分立值。另外,现代物理学中,与光量子类似,每种基本粒子都是一个量子场的振动激发,也叫量子。它们与牛顿力学的粒子观念不同,但依然是客观物质。

1925至1927年,海森堡、玻恩、约旦、薛定谔、狄拉克等人创立了系统的量子力学,取代了早期量子论。量子力学是整个一套理论体系,其特征并不能简单归结于分立和非连续。 现在更多情况下,“量子”是作为一个形容词或者前缀在使用,“量子X”是指在将量子力学基本原理用于X,比如量子光学、量子统计、量子凝聚态物理、量子磁学、量子化学、量子电动力学、量子场论、量子宇宙学、量子信息、量子计算等等。

量子是什么?或许在大多数人的潜意识里量子就像原子电子一样是一种粒子,它与原子电子的区别就是大小不一样。但是这个理解是错误的,首先量子并不是一种粒子,它是一个概念;其次量子是没有大小的,它的定义就是不可分割的最小微元。

量子的概念是怎么来的呢?这就要说到量子概念的提出者——普朗克。 这首先来自于人们对黑体辐射问题的研究。黑体是什么呢?这是一个理想状态下的概念,即在任何条件下,对任何波长的辐射完全吸收而不任何反射的物体。但是事实上这种物体是不存在的。19世纪末的时候,关于黑体辐射问题的研究变得火热起来,大批的科学家投入到了黑体辐射问题的研究,这其中就包括普朗克。

黑体不一定就是黑色的,它虽然不能反射光,但是却可以发出电磁波,而电磁波的能量和波长只与黑体的温度有关。 当时人们试图用一种用经典物理学的方程来描述这种关系,可是要么只是在波长较小时,要么只在波长较大时才跟实验所得的曲线拟合得较好,无论如何都无法跟实验数据完全吻合,这被称为是“紫外线灾难”,这里面就有瑞利——金斯曲线还有后来维恩的修复曲线,都无法很好的吻合。 这时候普朗克就提出了一个大胆的假设,即黑体辐射的能量是一份一份的不连续的,他提出了能量量子提化的概念,辐射频率是v的能量的最小数值E=hv,其中h被称为普朗克常量。 而后爱因斯坦在解释光电效应的时候直接提出了光子的概念,他指出电磁辐射在本质上就是一份一份不连续的,无论是原子在发射和吸收它们的时候都是这样。到此,量子的概念才被完整的建立起来。

虽然量子建立概念很早,但是作为量子的发现者,普朗克一直对他的发现持怀疑态度,这也造成了量子力学的发展有所推迟。直到几十年以后薛定谔、海森堡等一批杰出的量子物理学家出现才使得量子物理有所发展,近几十年量子力学的发展很是迅速。

其实量子的概念十分广阔,它不是一种粒子,自然界的一切粒子都具有波粒二象性,而量子则是联系二者的桥梁。

从现在在网上了解到的解说,量子是研究量子的科学家们正在实验室进行量子实验的一种感应性的物质!

因为量子不同于现在科学以知所有能产生能量中的物质。也可以说,量子在宇宙空间内的运行中,它是一种不受认何大小物质阻当的物质。打个比方说,人们日常看到的光粒子,只要有不透光的东西就会阻当光子的前行的。

量子是以本量子原作为起点,原量子的分子不管离原量子多少光年和千万里以外的距离,只要两端的量子有一方移动,分离的对方就会不受认何阻当的同时感知到对方在移动的地点和位置了。

这就是近代一百多年至今,各国尖端的科学家,都在尽力想对量子科研取得抢先研发利用的苦战了!这也是科学家们说的,量子分子移动一但被科学家真证的实验成功后,量子运用,将对现在的智能大数据运算和智能手机的网络提速,快上亿亿亿倍和千万倍的!

量子的解释:是衡量单位,是微观学对;原子核、分子、光子、中子、电子、粒子、暗子、微微子、超微微子、超微微基子、量的单位。

什么子不就是名吗?一切皆因,成功失败皆果。因者道也,果者得(德)也。成功,失败,有交幸和无奈,成功和失败在天之意,如成吉司汉,命走一玄,霸王虽勇,丧命乌江。说明不是人完全可掌控的必须面对,孔明多材回天乏术,阿曼虽狠计败于司马。
老子有几个乐德之,就是修道保身。

量子科学之所以显得神秘,首先这个名字就是一大原因。

看到“量子”这个词,许多人在“不明觉厉”之余,第一反应就是把它理解成某种粒子。但是只要是上过中学的人,都知道我们日常见到的物质是由原子组成的,原子又是由原子核与电子组成的,原子核是由质子和中子组成的。那么量子究竟是个什么鬼?难道是比原子、电子更小的粒子吗?

其实不是。量子跟原子、电子根本不能比较大小,因为它的本意是一个数学概念。正如“5”是一个数字,“3个苹果”是一个实物,你问“5”和“3个苹果”哪个大,这让人怎么回答?正确的回答只能是:它们不是同一范畴的概念,无法比较。

原子结构示意图

量子这个数学概念的意思究竟是什么呢?就是“离散变化的最小单元”。

什么叫“离散变化”?我们统计人数时,可以有一个人、两个人,但不可能有半个人、1/3个人。我们上台阶时,只能上一个台阶、两个台阶,而不能上半个台阶、1/3 个台阶。这些就是“离散变化”。对于统计人数来说,一个人就是一个量子。对于上台阶来说,一个台阶就是一个量子。如果某个东西只能离散变化,我们就说它是“量子化”的。

上台阶

跟“离散变化”相对的叫做“连续变化”。例如你在一段平路上,你可以走到1米的位置,也可以走到1.1米的位置,也可以走到1.11米的位置,如此等等,中间任何一个距离都可以走到,这就是“连续变化”。

显然,离散变化和连续变化在日常生活中都大量存在,这两个概念本身都很容易理解。那么,为什么“量子”这个词会变得如此重要呢?

因为人们发现,离散变化是微观世界的一个本质特征。

微观世界中的离散变化包括两类,一类是物质组成的离散变化,一类是物理量的离散变化。

先来看第一类,物质组成的离散变化。例如光是由一个个光子组成的,你不能分出半个光子、1/3个光子,所以光子就是光的量子。阴极射线是由一个个电子组成的,你不能分出半个电子、1/3个电子,所以电子就是阴极射线的量子。

在这种情况下,你似乎可以拿量子去跟原子、电子比较了,但这并没有多大意义,因为它是随你的问题而变的。原子、电子、质子、中子、中微子这些词本身就对应某些粒子,而量子这个词在不同的语境下对应不同的粒子(如果它对应粒子的话)。并没有某种粒子专门叫做“量子”!

再来看第二类,物理量的离散变化。例如氢原子中电子的能量只能取-13.6 eV(eV 是“电子伏特”,一种能量单位)或者它的1/4、1/9、1/16 等等,总之就是-13.6 eV除以某个自然数的平方(-13.6/n2 eV,n可以取1、2、3、4、5等),而不能取其他值,例如-10 eV、-20 eV。我们不好说氢原子中电子能量的量子是什么(因为不是等间距的变化),但会说氢原子中电子的能量是量子化的,位于一个个“能级”上面。每一种原子中电子的能量都是量子化的,这是一种普遍现象。

氢原子能级

发现离散变化是微观世界的一个本质特征后,科学家创立了一门准确描述微观世界的物理学理论,就是“量子力学”。现在你可以明白,这个名称是怎么来的,它其实是为了强调离散变化在微观世界中的普遍性。量子力学出现后,人们把传统的牛顿力学称为“经典力学”。

对普通民众来说,量子力学听起来似乎很前沿。但对相关专业(物理、化学)的研究者来说,量子力学是个很古老的理论,——已经超过一个世纪了!

量子力学的起源是在1900年,德国科学家普朗克(Max Planck)在研究“黑体辐射”问题时,发现必须把辐射携带的能量当作离散变化的,才能推出跟实验一致的公式。在此基础上,爱因斯坦(Albert Einstein)、玻尔(Niels H. D . Bohr)、德布罗意(Louis V. de Broglie)、海森堡(Werner K. Heisenberg)、薛定谔(Erwin R. J. A. Schrodinger)、狄拉克(Paul A. M. Dirac)等人提出了一个又一个新概念,一步一步扩展了量子力学的应用范围。到1930年代,量子力学的理论大厦已经基本建立起来,能够对微观世界的大部分现象做出定量描述了。

一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位

我认为,量子只是描述微观世界粒子性的一个笼统概念,它包函可以独立存在的任何形式粒子,如质子、中子、电子,光子等都可以在各自的研究领域内称为“量子”。

量子有几个重要的物理属性值得关注:

1、能量不连续性,即普朗克所描述的粒子传递能量是“一份一份进行的”;

2、角动量不连续性,比如电子在核外分别时,其轨道角动量是不连续的,具有“跳跃性”;

3、运动的自旋性,量子描述的世界是一个带有自旋运动的世界,这与经典粒子概念不同;

4、自旋磁矩性,任何粒子都有自旋性,同时也都有自旋磁矩性,“自旋生磁”是我“自旋场理论”的重要组成部分(当然,磁的产生还包括“公转生磁”——这说明磁的产生有二种形式,即“自旋生磁”和“公转生磁”,电磁学和目前的量子力学只强调“公转生磁”,却忽略了自旋生磁性,这是当今物理学存在严重“疏漏”的地方)。
本文标题: 粒子的自旋、宇称、手征性,这三者有什么区别,物理书上经常看到把人搞糊涂了
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    原来大员(台湾)一直没有纳入大明王朝的统治之下既然日本历史学家可以篡改历史,使日本人处于一种颠倒黑白的状态,那么我国会不会也有这种情况
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