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《虛幻與真實―――走近量子世界》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
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3、“虛幻與真實：走進量子世界”。PP可以把它當做是量子物理的科普講座，我認為講好這個主題難度很大，可能最終會令大家不能滿意，不過我原意做這個嘗試，把物理學奇異多彩的一面介紹給同學們，“努力言說不可言說之事”。下面就開始今天的話題。量子理論發(fā)端于上個世紀初期，到今天也有百年歷史了。這一理論是生活中很多“高科技”設備工作的基礎。如隨處可見的集成電路、電腦芯片、還有激光器等。它能讓我們解釋絕大多數自然現(xiàn)象的成因，比如解釋原子、原子核的結構，解釋各種元素的化學性質，還能解釋天上的恒星的結構，解釋太陽巨大能量產生的原因。它幾乎是無所不能?？梢哉f，量子理論是迄今為止被各種實驗證實的最精確的理論，但是在它的
4、基本原理層面上，量子理論卻非常奇怪，很難理解，PP愛因斯坦，這位量子理論的奠基人，直到去世之前那一刻仍然不相信量子力學理論，另一位創(chuàng)始人尼爾斯玻爾說：誰看了量子力學后如果不覺得奇怪，那它根本就不懂量子力學。量子理論的超級大師費曼教授甚至警告我們：盡可能相信并接受實驗事實，先不要問為什么。所以說，這么多年來量子理論除了更廣泛的應用以外，它的基礎理論方面似乎并沒有新的發(fā)現(xiàn)。到底什么是量子理論？現(xiàn)在就跟大家介紹它的幾條最基本的觀點。不連續(xù)性自從伽利略和牛頓用數學馴服了大自然之后，一切自然過程都被當做連續(xù)不間斷的，比如：小汽車的運動。PP。天氣預報說今天的溫度是（）PP。這種連續(xù)性的觀念是如此直接的
5、植入我們的內心深處，一切顯得天經地義一般。古希臘的哲學家芝諾就曾利用連續(xù)性的觀念提出一個著名的悖論“阿喀琉斯和烏龜”，PP這個悖論就是以人們對時空可以無限分割的觀念為基礎，但時空真的是可以無限分割嗎？第一個提出不連續(xù)觀念的是量子力學的創(chuàng)始人之一普朗克PP。當時他在研究所謂的“黑體輻射”問題，“黑體”這個詞我們可能沒聽說過，大家可以把它想像成是一塊黑黑的焦炭。這種黑色的東西容易吸收外界照射到它身上到光線，或者說吸收能量。同時它也會向外輻射能量，我們一般用肉眼看不到它向外輻射能量（發(fā)光），那是因為它溫度比較低，它只能向外輻射紅外線，當把它放到火爐中加熱，它當溫度升高后，我們就會看到它發(fā)紅了，它這
6、時候就能向外輻射可見光了，隨著它的溫度越來越高，它發(fā)出的光的顏色也會發(fā)生變化，如果當它的溫度足夠高還沒有被汽化，它甚至可以發(fā)出藍色的光。天上很多恒星看起來呈藍色，就是因為它的溫度比較高的緣故。當時人們就希望找到一個公式，能描述黑體的溫度跟它輻射出的各種顏色光的能量多少之間的關系。但是，很長時間過去了，一直都沒有滿意都結果。普朗克為此努力了六年的時間后，終于有一天，他幸運的“猜”出了一個公式，公式與實驗結果吻合的很好，但普朗克卻給不出這個公式的物理意義，說來也好笑，理論的創(chuàng)造者卻不能提供自己所創(chuàng)造的理論的意義。最后，普朗克“絕望的”、“不惜任何代價的”提出了能量量子化的假設。只有認為電磁波的能
7、量是不連續(xù)的，普朗克的公式才具有物理上的意義。也就是說，以前我們認為電磁波連續(xù)不斷的傳播的自然圖景被推翻了，同時也摧毀了自牛頓以來人們建立起來的經典世界。這個新觀念給普朗克帶來了痛苦，在之后的十幾年里，它被它的創(chuàng)造者拋棄，普朗克不斷的告誡人們，引用這個觀念的時候一定要慎重。不到萬不得已，千萬不要胡思亂想。后來，能量子的概念被愛因斯坦引用，成功的用來解釋光電效應現(xiàn)象，此后，越來越多的不連續(xù)性被發(fā)現(xiàn)了，如，在原子
