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如何用简单的语言解释量子力学

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发表于 2018-5-21 12:59:07 | 显示全部楼层 |阅读模式

经典世界中的萨特曾经说过:「如果我不在家,我就在咖啡馆;如果我不在咖啡馆,我就在去咖啡馆的路上。」假如有一个基本粒子,也叫萨特,萨特只能处在两个状态,一个状态是位于 A 点(家里),另一个状态是位于 B 点(咖啡馆)。经典的萨特从家里取到咖啡馆必须经过「去咖啡馆的路」,并且,在某个时刻,有可能在家里和咖啡馆都无法找到萨特。但是量子萨特就不一样了,跟经典萨特最大的不同就在于,量子萨特完全可以说自己「如果我不在家,我就在咖啡馆。」量子萨特可以处在家里,或者处于咖啡馆,并且它甚至可以以一定的概率既处在家里,又以一定概率处在咖啡馆,但是就是不可能处在去咖啡馆的路上( A 和 B 位置之间的状态)。在量子力学的世界里,我们虽然可以按照不同的概率对态进行叠加,进而可以产生出无数新的状态,但是说到底,这些状态都是由那些基本的状态叠加起来的。测量会改变系统的状态,例如把「测量」看成是「采访」,虽然我们不知道量子萨特在某个时刻究竟在哪,但是你要是去测量(采访)他,量子萨特只会在家里或者咖啡馆里接受你的采访。不过如果你一直老在测量这位量子萨特,把这些测量结果统计在一起,求这位量子萨特的「平均位置」,这时候你会发现,平均的来看,他似乎总是在「去咖啡馆的路上」,经典世界跟量子世界于是联系了起来。

萨特还说过一句名言,「他人即是地狱」。因此我们还可以考虑用「地狱」作为另外一个可观测量来描述量子萨特,但是在用这个物理量之前,我们得考虑一个问题:「地狱」跟「咖啡馆」是不是一码事。考虑到真实情况可能会很复杂,萨特在家中,如果有人拜访,他也有一定的概率处在「地狱」,在咖啡馆里,如果他一个人静静坐着,也有一定的概率处在暂时没有「他人」的状态——这时候,情况就变得有意思起来了。甲先测量了处在量子萨特处在咖啡馆的概率,这次测量已经改变了量子萨特的状态,然后接下来再来测量他是不是处在「地狱」;而乙先考虑测量量子萨特是不是处在地狱,在测量改变了量子萨特的状态后,再来测量他是不是在家。因为测量会改变系统的状态,那么按照不同的顺序来进行测量的话,这两次得到的结果有可能会是不一样的。正由于这种差异存在,所以我们无法同时确定粒子的速度(动量)和位置,也就有了量子世界的「测不准」。量子态是可以线性叠加的,而且物理量(测量)的顺序很重要。这种运算不能交换,而且又满足线性,这让我们想到了矩阵(线性算子)的运算。基于此,量子力学的计算可以用线性代数来描述,并且这些物理量所对应的矩阵还应该满足一些特殊的特征,这里不再细说。时间在量子力学中是一个参数,记者们还希望知道量子萨特先生一天的生活是怎样的。薛定谔记者很想知道量子萨特一天中各个时刻的状态是怎样随着时间演化的,于是他提出了一个方程,这个方程中,物理量的算符(即「测量」本身)是不随时间改变的,是萨特先生的状态在随着时间改变。但是还要一个更能干的记者叫海森堡,他认为萨特先生在家过夜的概率是很低的,为了反映出这个事实,他用一个随时间改变的测量来观察量子萨特的状态(海森堡方程),此时一直改变的是物理量算子(测量)本身,而量子态不随时间改变。薛定谔和海森堡分别用随时间变化的量子态以及随时间变化的算符描述了量子世界的演化规律,他们分别拍摄出了两部不同的电影(picture),一部叫《量子萨特的一天》,另一部叫《我怎样拍摄萨特不回家过夜》。


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发表于 2018-5-21 22:24:33 | 显示全部楼层
量子具有波和粒子的双重性,我们生活在三维空间加一维的时间,但这个宇宙是十一维的,仅以五维时空而言,就存在无数个和我们平行的四维时空,量子的波的属性是可以跨越多个四维时空的(比如引力波),所以量子纠缠也许是在多个时空中关联。。。。。。。。
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发表于 2018-5-21 22:25:09 | 显示全部楼层
金刚经 第十一品 无为福胜分
须菩提。如恒河中所有沙数。如是沙等恒河。于意云何。是诸恒河沙。宁为多不。须菩提言。甚多。世尊。但诸恒河尚多无数。何况其沙。
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发表于 2018-5-21 22:52:49 | 显示全部楼层
沙指我们生活的四维时空,恒河指五维世界。。。。。。。。。
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发表于 2018-5-21 22:56:57 | 显示全部楼层
且所执色。总有二种。一者有对。极微所成。二者无对。非极微成。彼有对色。定非实有。能成极微非实有故。
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发表于 2018-5-21 22:57:48 | 显示全部楼层
成唯识论卷第一
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发表于 2018-5-21 22:58:49 | 显示全部楼层
说的就是量子纠缠
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 楼主| 发表于 2018-5-30 14:24:28 | 显示全部楼层
你还真喜欢的 纠缠。活得还不够累么?
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发表于 2018-5-30 14:42:08 | 显示全部楼层
量子力学理论指出,光子每到达一个地方,都会将这个地方分划为两个或以上部分,因此空间内除了我们所在宇宙的,还存在无数个平行宇宙。
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发表于 2018-5-30 14:42:31 | 显示全部楼层
同时,量子理论说明,组成人的基本范围是粒子,而粒子掌握着“分身术”,同一个粒子可以同时出现出两个地方,这就解释了平行宇宙中为何会出现与我们完全一样的人。
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发表于 2018-5-30 14:43:52 | 显示全部楼层
所以纠缠的是平行宇宙中的另一个你
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 楼主| 发表于 2018-5-30 15:04:16 | 显示全部楼层
兰陵王破阵子 发表于 2018-5-30 14:43
所以纠缠的是平行宇宙中的另一个你

你这个粒子在哪座古墓中?
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