《三体》中的量子力学:那个把全世界物理学家集体折磨成“精分”的理论
《三体》中的量子力学:那个把全世界物理学家集体折磨成“精分”的理论
量子力学是20世纪最伟大的物理发现之一,它不仅改变了人们对微观粒子的认识,还引发了关于宇宙本质的深刻思考。从爱因斯坦与玻尔的争论,到2022年诺贝尔物理学奖的颁发,量子力学的发展历程充满了曲折与惊喜。本文将带你走进这个神奇的微观世界,探索那些让科学家们"精分"的量子现象。
世界混沌的外壳终被砸开
2022年诺贝尔物理学奖由三位科学家Alain Aspect、John Clauser和Anton Zeilinger共同获得,以表彰他们在量子纠缠和贝尔不等式验证方面的突出贡献。这次获奖也意味着诺贝尔物理学奖认可了量子力学的正确性,以及基于量子力学的新技术走在了正确的道路上。
这一切都源于物理学界一场旷日持久的争论——"玻爱之争"。1927年,欧洲第五届索尔维会议上,爱因斯坦和玻尔围绕量子力学概念展开激烈争论。合影中29位科学家,有17人获得了诺贝尔物理学奖,这场争论也成为了量子力学发展的重要转折点。
波粒二象性与"薛定谔的猫"
量子力学中最著名的概念之一就是波粒二象性。通过双缝干涉实验,科学家们发现光子会同时通过两个缝隙,这一现象引发了关于光的本质是波还是粒子的争论。这一争论最终演变为"薛定谔的猫"理论,即一个微观粒子的状态取决于是否被观测。
上帝究竟会不会掷骰子
量子纠缠是量子力学中最神秘的现象之一。爱因斯坦曾质疑量子力学的随机性,认为背后一定存在"隐变量"。然而,贝尔不等式的验证结果却表明量子力学的正确性,这也导致了平行宇宙理论的诞生。
平行宇宙的哲学背景
量子力学不仅改变了物理学,也颠覆了哲学观念。例如,"因果论"在量子力学中可能需要重新定义,"我思故我在"这一哲学命题也得到了新的解释。平行宇宙理论认为,每一次选择都会产生不同的宇宙空间,这为我们理解宇宙提供了全新的视角。
时间旅行实验
斯蒂芬·霍金教授曾举办过一场特殊的"时间旅行者"宴会,通过一个巧妙的实验来验证时间旅行的可能性。虽然实验结果并不如人所愿,但这也体现了科学家们对未知世界的探索精神。
量子力学的发展已经从理论走向应用,量子通信、量子计算等前沿科技正在改变我们的生活。正如开尔文勋爵所说,"这两朵小小的乌云,前者导致了发展出量子力学,另一朵则引出了相对论。"量子力学和相对论正是构成近代物理学新摩天大厦的两大支柱,小小乌云转眼成为推翻旧科学大厦的革命风暴。
无论隧道多么幽暗,科学终究会为我们凿出无法阻挡的光。