国家号召我们开展量子科学研究，我们要相应号召，从头做起

潍坊邻居

总书记号召开展量子科学研究。这当然是科学家们的事情。但我们普通人也未必不应该学习

那么什么是量子呢？

我们学过的牛顿三定律，都是宏观世界的计算方法，对于原子内部的电子，中子，质子等速度非常快的微小粒子，牛顿定律是无效的。

另外一个例子是光线。

手电筒一打开开关，一束光线就射出去了。那么光线是什么呢？ 是颗粒还是类似水波样的东西？

德国人赫兹发现，用紫外线灯光照射金属，里边的电子会被激发出来形成电流。光生成了电。

赫兹称其为“光电效应”，他却做不出解释。

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人类对于光的无知，直到1655年开始有所改变。英国的博物学家胡克，提出了光的波动说，他认为光是一种波，与水波相似。荷兰人惠更斯发表《光论》，发扬了这一理论。

他们的反对者，是牛顿。他提出了光微粒说，认为光是极小的微粒，遵循运动定律。

两派观点争执不下，但都有瑕疵。

按照牛顿的观点，光是微小的颗粒。他合理解释了光的直线传播和反射性质。对于光的折射和衍射，牛顿的解释并不令人满意。

惠更斯等人认为，光是波。那就需要有传播的媒介，像声波通过空气、水波通过水来传播。但是真空中没有物质，光是如何进行传播的呢？

他们说，在所有空间中都存在一种看不见的物质，叫做“以太”，光就是通过“以太”进行传播的。可是，如果“以太”真的存在，那么地球以每秒30公里的速度公转，我们应该可以感受到迎面吹来的“以太风”。大量的实验证明，并没有“以太风”吹来。

由于牛顿无与伦比的学术地位，他的粒子理论占据了主导。在此后100多年中无人敢于挑战，而惠更斯的理论则渐渐为人淡忘。

1801年，托马斯·杨进行了一项著名的实验——“双缝实验”。


实验很简单。

把一束光投射到一块背景板上，前边放置另外一块开有两个相邻缝隙的板子。

如果光是粒子，那么，实验的结果应该是背景板上投射出两条大约相同的狭窄光束。可实验结果大大出乎人们意料。


背景板上的投影却是很多条。这对于光粒子说就是灾难。

因为这样的现象，是波的表现。

当我们观察水波时会发现，两个水波重叠的地方，波峰遇到波峰时水波会更高，波峰遇到波谷时候，会相互抵消消失。这种常见现象叫做干涉。


只有波才会有干涉。


实验所使用的背景板上明暗相间的黑白条纹证明了光的干涉现象，从而证明了光是一种波。双缝实验彻底动摇了光粒子说的统治。

此后的50年间，光的波动说进一步发展。到十九世纪中期，开始主导科学思潮。人们认可了光是一种波，不是粒子。

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19世纪物理学大发展，科学家们认为人类对于物理学的掌握已经趋于完美，再进行研究，不过是在已知结果的小数点后加上几位而已。

德国人普朗克的老师也这样劝导他，奉劝他不要去学纯理论物理，他没有被两位导师的建议说服。

19世纪的最后一天，1899年12月31日，物理学家凯尔文发表迎接新世纪的演讲：“19世纪已将物理学大厦全部建成，今后物理学家的任务就是修饰、完善这座大厦了。”

普朗克无心为此高兴，他正在为一个6年还没有解决的计算问题头疼不已。

当时的物理学家总结出的两个公式，都不能准确的计算物体发出的辐射。一个可以在辐射的长波部分计算出结果，另外一个公式可以在辐射的短波部分算对，可是一旦到相反的波段，答案就谬之千里了。

普朗克不能理解其中奥义，他的研究陷入了长期的困局。

“走投无路”的普朗克想，不然先强行的把两个公式凑成一个满足所有波段的公式吧，然后倒着推理，看看是什么结果。

结果是，如要想让组合在一起的公式成立，那么物体发出辐射时，能量就不能是连续的，而是以一个微小数量的整数倍跳跃式的变化，也就是说能量的变化是一份一份的。

1901年，他把计算的结果发表，在论文中，他把这一份一份的能量起名为“量子”。

其他的科学家验证出了普朗克的正确性，量子力学自此诞生，普朗克成为了“量子之父”。

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量子的概念就是这样的，意思是一份一份的能量，是一个小颗粒，具有能量的小颗粒

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量子这个小颗粒，它的能量随着所在场所的势能而变化。最初物理学家们也不知道怎么计算它的速度，位置

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爱因斯坦虽然知道光电效应--也就是光是颗粒，电子也是颗粒。但因为这种颗粒的速度太快了，无法计算它的位置，也无法计算速度，很苦恼

而哥本哈根一伙人以波尔为领头人，认为量子可以通过概率来计算

在两块金属中间夹一层绝缘层，一般都认为电子不能通过绝缘层。但哥本哈根学派说，电子通过绝缘层是存在概率的。经过计算，可以得出概率的数值。这就是“量子隧穿”。如果放到宏观世界，人能不能穿墙？按照量子隧穿，宏观物体也能发生隧穿效应。人也可能穿过墙壁，但要求组成这个人的所有微观粒子都同时穿过墙壁，实际上几乎是不可能的。但从概率上说，人可以穿墙。

爱因斯坦对于这样的概率说嗤之以鼻。概率的存在，只是量子力学理论不完整的证明。量子力学并没有找到完整描述微观和宏观世界的理论。

“上帝不会掷骰子”，爱因斯坦这样说。

“爱因斯坦，别去指挥上帝该怎么做！”波尔回击。

在第五届索尔维会议上，爱因斯坦没有取得胜利，甚至可以说失败了。他并不甘心，三年以后的第六届会议，他卷土重来。

odyssey

能从本质上理解薛定谔的猫，量子理论也就差不多了

一天到晚红烧鱼

怎么响应号召  说说吗

骑毛驴的小毛豆

好深奥的

孤单北半球

我看不懂{:mocs_41:}