量子力学中的反常识

最近把《量子力学史话》看完，这是一本讲述量子力学发展的科普书籍，20世纪最聪明的天才门聚齐一起，像爱因斯坦、波尔、普朗克、狄拉克、薛定谔、海森堡等等，利用他们天才的创超性思维，打开了通往微观世界的大门，在微观世界里，奥妙无穷，往往让人一头雾水，反常识经常出现，下面就介绍几个关于量子力学中的反常识。

一、能量量子化

在19世纪末，经典物理学得到了空前的发展和巨大的成功，以牛顿的经典力学、麦克斯韦的电磁场理论和经典统计力学为三大支柱理论体系，可以解释所已知的所有物理现象和自然规律，在那个年代，有一种乐观的认为，自然界规律完全被我们人类掌握了，后辈们的研究只需多加几位小数点就行了，但是，当科学家们沉浸在喜悦之中时，德国物理学家普朗克为了解释“黑体辐射”（高中物理3-5学过的）问题，提出了当时连他自己都深度怀疑的“能量子”假设，提出了一个大名鼎鼎的普朗克辐射公式。

该假设开始被当时众多科学家们反对，因为他完全颠覆了人们对世界的认知，但经过多次实验，发现该公式计算的结果却和实验测量数据完全一直，顿时，科学家们一片茫然，那能量量子化到底是什么意思呢，下面具体说明一下。

能量量子化简单来说就是认为，我们生活中的能量是不连续的，是分立的，它是由一个一个能量子组成，能量只能是能量子的整数倍，公式表述如下：

ε=hν

学过高中物理的应该知道，ν表示频率，h为普朗克常量，ε为频率为ν的能量子。

在人们都认为我们这个世界是连续的时候，普朗克现在忽然提出能量是不连续的，这让人们如何接受，包过普朗克本人也是，普朗克把自己的这种行为称为“孤注一掷的行动”，他还说，自己的这个发现要么是荒诞无稽的，要么是自牛顿以来最伟大的发现之一，当然，我们现在知道了，他的发现是属于后者的，普朗克提出的能量子观点，打开了量子力学的大门，在一次重新塑造了人类对世界的认知。

能量是量子化的，那么我们客观世界是不是也是量子化的呢？比如说质量、长度，甚至时间和空间，这类问题目前还没有明确答案，但给了我们无尽的想象空间，确实，人类在“上帝”面前确实就是一个小孩，不时给东西他吃，但小孩永远不知道他有多少东西。

二、叠加态

关于叠加态的介绍，有一个经典的思想实验——薛定谔的猫

从我们客观常识角度看，人要么生要么死，买彩票要么中奖要么不中奖，不存在即生又死的人，也不存在即中奖有没中奖的彩票，但量子力学已经证明，万事万物确实存在叠加态，这一点在微观粒子中表现明显，粒子的波粒二象性就说明粒子有时表现出粒子性，有时表现出波动性，有时存在与两种状态的叠加态，到底处于那种状态好像由观察者确定的，观察者看到的是生就是生状态，看到了死就是死状态，在没看到之前就处于叠加态。

从这一点来看，我们这个客观世界好像不再那么客观了，一件事情的结果居然是由观察者确定，变的具有主观性。在我们作为认识的主体和自然界作为被我们认识的客体之间，不再存在一条客观和清晰的界限，主观与客观的界限在量子力学中变的模糊不清了。

三、隧道效应

隧道效应的简介视频

根据海森堡的测不准原理可知，微观粒子物理量是不可能百分之百确定，同时测量位置和动量有一种天然的不确定性，公式表示如下：

△E△t<h

这个公式说明，能量的不确定因素乘以时间的不确定因素一定得小于普朗克常量h，这样就可能存在一个极短的△t时间内，粒子的能量△E比他本有的能量高的多，在这一瞬间，粒子就可以跳过势阱、越过势垒，这样的现象在现实生活中是不能想象的，因为能量守恒定律在制约着，但在“隧道效应”上，能量守恒定律好像变的不守恒了。

量子力学和相对论作为现代物理学的两大支柱，象征着人类智力的高峰，著名物理学家费曼曾经说过：这个世界没有人懂量子力学，量子力学创始人之一波尔也说过：如果有人不对量子力学感到困惑，那只能说明他不懂量子力学。

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