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量子力学和相对论是现代物理学的两大基石，而量子力学相比于相对论，更是由于它的抽象和违反直觉而让人抓狂。就连量子力学的奠基人之一爱因斯坦，至死都没能接受量子力学，甚至认为量子力学是不完备的。量子物理学大师费曼也曾说过：“没人能理解量子力学”。在量子的世界中的确有着很多违反人们直观感觉的现象，下面就由小编带大家一起领略一下量子世界的奇妙吧。  点击加载图片 1、波粒二象性 光的本质是什么？是波还是粒子？这是自人们研究物理学以来就有的疑问。从惠更斯提出光的波动说开始，物理学家们对于光的本性的认识越来越深入。19世纪后期，物理学家麦克斯韦提出了著名的麦克斯韦方程组，“光是一种波动”这样的观点基本成为了主流。然而，光的波动说却解决不了光电效应的问题。 光电效应指的是当光照射到金属板上，会激发出一些电子，物理学家们发现在做光电效应的实验时，能否激发出电子，与光的强度无关，而与光的频率有关。由此爱因斯坦做出了假设，认为光是有基本单位的，光的能量是以一份份的形式传播的，并提出光子的概念，这样的假设可以有效地解释光电效应。自此，物理学界普遍接受了光同时具有波动性和粒子性的观点。 在光具有波粒二象性的观点的启发下，法国物理学家德布罗意提出假设，认为除了光以外的实物粒子如电子、中子等同样具有波粒二象性，并推导出实物粒子对应的波长。后来，德布罗意的假设被电子衍射实验证实。自此，物理学家们普遍认为，所有的物质既是粒子的同时也是一种波动。  点击加载图片 2、不确定性原理 不确定性原理指的是，微观粒子的动量和位置不能同时准确测量。当粒子的动量测得越准确，位置就会越不准确，同样地，当粒子的位置测量越准确，它的动量就越不能准确测量。 设想一下，当我们试图测量一个电子的位置时会发生什么？为了准确测量电子的位置，我们需要一台用某种波长的射线来测量粒子的显微镜，显微镜的分辨率取决于射线的波长，波长越短，显微镜的分辨率越高，测量电子的位置越准确。但是同时，波长越短的射线，所携带的能量越高，那么在和电子发生碰撞时，对电子动量的影响就越大。 不确定性原理在过去曾经翻译为“测不准原理”，因为连提出这个原理的海森堡本人，都认为这个原理是一种实验手段上的限制，即认为电子是同时具有准确的位置和动量的，只是无法准确测量。然而现在物理学家普遍的认同的观点是，不确定性原理是事物的一种内在特性，并不是“有准确的动量和位置但未能测准”，而是“粒子本来就不存在准确的位置和动量”，只有在测量的时候，粒子才会根据测量手段而呈现出相应的精度结果。  点击加载图片 3、量子纠缠 在量子力学的诡异现象中，最难以理解的莫过于量子纠缠。量子纠缠指的是，通过某种方式制备出来的两个粒子，它们无论距离多远，都会相互关联，具有一种“超距作用”。如一个零自旋中性Π介子衰变成一个电子和一个正电子并互相反向远离，在一边的A测得电子带有某个方向的自旋，另一边的B就会测得正电子具有反向的自旋。根据量子力学的哥本哈根解释，在AB观测这对粒子之前，它们的状态是不确定的，处于一种上旋和下旋的叠加态之中。在AB任意一方测量的时候，两个粒子瞬间坍缩成确定的自旋状态。 但这种解释是违反物理学中的定域性的，为此爱因斯坦、潘多尔斯基和罗森提出了著名的EPR悖论，来反驳量子力学的这种解释。后来物理学家贝尔提出了贝尔不等式，它是EPR悖论的具体数学形式。如果爱因斯坦是正确的，那么按照贝尔的假设做实验，实验结果应该满足贝尔不等式。但后来的众多实验表明，量子纠缠的行为是违反贝尔不等式的，量子力学是正确的，处于纠缠态的粒子的确有着某种鬼魅般的超距作用。  点击加载图片 贝尔不等式 以上就是小编整理的关于量子力学的3大奇妙现象，这些现象都是自然界真实存在的，但是却严重违反了我们日常的直觉。就连提出和完善量子力学的众多大牛都无法完全理解量子的行为，更不要说我们普通人了。那么对于这3大奇妙现象，你又是否理解了呢？欢迎在评论中留下你的见解。 |
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