对于量子物理学,你是否也有这些误解

作者: Julien Bobroff

来源: 原理(ID:principia1687)

发布日期: 2019-04-29

本文通过事实揭穿了关于量子物理学的6个常见误解,包括量子物理学与不确定性的关系、可视化问题、科学家的理解程度、理论学家的贡献、爱因斯坦的角色以及量子物理学的实际应用。

多年来,我一直在推广自己的研究领域——量子物理学。一般公众都觉得这是个很吸引人的话题,书籍和杂志封面也常常表现它的神秘。然而,在物理学的这个领域中出现了许多误解,我写这篇文章的目的就是要通过事实来揭穿这其中的6个错误观念。

1、“量子物理学全都是关于不确定性”

并不是!事实上,量子物理学可能是人类创造的最精确的一门科学。它能够以极高的精度预测某些性质,甚至可以精确到小数点10位之后,这都在后来的实验中得到了证实。

2、“量子物理学无法被可视化”

量子物理学描述的对象通常有些“奇怪”,而且很难描述出它们的图像,比如波函数、叠加态、概率幅、复数等等。人们常说,只有用数学方程和符号才能理解这些概念。尽管如此,我们物理学家在教导和推广这些概念时,仍然会描述它们的图像。

3、“即使科学家也不懂量子物理学”

量子物理学领域的一位领军人物费曼曾说过:“我想我可以有把握地说,没有人真正理解量子力学。”但他接着马上补充说:“我将告诉你们大自然是如何运作的。”这个学科的奠基人之一玻尔给出了一个很好的总结:“那些在第一次接触量子理论时没有被震撼的人,不可能真正理解它。”

4、“少数几个杰出的理论学家提出了量子物理学的整个概念”

量子物理学的整个历史恰恰表现了完全相反的事实。一开始,在实验室中出现了一些意想不到的结果,比如光电效应、黑体辐射、原子的光发射光谱。直到后来,当爱因斯坦、普朗克、玻尔和其他人试图提供解释时,这一领域才有了杰出理论学家的加入。

5、“爱因斯坦是量子物理学最大的敌人”

爱因斯坦经常被描述为一个对量子物理学充满恶意的反对者,这可能是因为他的那句名言:“上帝不会和宇宙玩掷骰子。”然而事实是,他不仅不反对量子力学,而且他还创造了量子力学!

6、“量子物理没有实际用途”

量子物理学可能是现代物理学中最有用的学科。一旦物理学家理解了光、原子和电子的工作原理,就能对它们进行操纵。激光、医院里的核磁共振成像、LED灯、闪存、硬盘,还有更重要的晶体管和电子器件,所有这些技术都是量子物理学家发明的。

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