关于量子物理：你应该知道的5件令人难以置信的事情

物理学家仍在努力调和两个不同的国际：量子世界和宏观世界。许多人知道，量子世界里的物理与宏观世界的物理大不相同，所以用宏观世界的眼光看阴森森的量子世界，会感到适当古怪而令人难以置信。下面是你应该知道的关于量子物理学的5件令人难以置信的工作。

一、量子世界里的东西是一小块一小块的
量子世界里的这些一小块一小块的东西就像咱们穿的鞋。你不能在商铺挑选与你的脚完完全全匹配的鞋，你必须在预定标准的一双一双的鞋之间进行挑选，而且你只能买到以半码为单位的倍数以作为不同尺码的鞋。量子国际里的东西与此相似，在量子世界里有很多相似的“鞋”，比方能量也只能是相似的“量子”的倍数——因而得名量子物理。 爱因斯坦因证明能量是一小块一小块地量子化的而取得诺贝尔奖。所指的“量子”是普朗克常数，以量子物理学的创始人普朗克的名字命名。普朗克发现能量的量子也取得诺贝尔奖。普朗克经过企图对热物体的了解来认知能量。一切最好的宏观世界的理论都无法与所调查到的排出的能量相匹配。经过提出能量是一小块一小块量子化的，普朗克将理论与试验成果奇妙地结合在了一同。

二、量子世界里的东西既可以是粒又可以是波
约瑟夫·汤姆逊因发现电子是粒子而取得诺贝尔奖，他的儿子乔治·汤姆逊因证明电子是波也取得了诺贝尔奖。是老子说得对、还是儿子说得对？答案是：两个都不错。这种所谓的“波粒二象性”是量子物理学的柱石。它适用于光和电子，有时需要将光视为一种电磁波，但有时候又得将其描绘成称为“光子”的粒子的形式。 天文望远镜是一种能够透过透镜或面镜将光波折射或反射以帮忙调查悠远的恒星的东西，也能够当作为一个巨大的光桶来搜集光子。这也意味着当光子碰击物体时，光能够施加压力。在太空中，光像地球上的风相同施加压力。科学家现已运用这种光所施加的压力来推动带有一种称为“太阳帆”的航天器，并且还或许利用它来操纵一颗风险的小行星离开与地球的间隔以防止磕碰。

三、量子世界里的东西能够一同既在这里又在那里
波粒二象性表现了量子叠加。也就是说，量子世界里的一个东西一同以多种状况叠加地存在。例如，一个电子能够一同既在“这里”、又在“那里”。咱们做试验只能一次性地找出它是在哪里安静下来。

这使得量子物理学完全是关于“概率”的。咱们只能说一旦咱们检查量子目标时最有或许处于哪种状况。这些几率被封装在一个称为“波函数”的数学实体中。听说进行调查会破坏这种叠加，使波函数“坍缩”，迫使量子世界里的一个东西仅进入其众多或许状况中的一种。 这个想法是著名的“薛定谔的猫”思想试验的背景。密封盒子中的猫的命运与量子设备有关。由于设备在进行测量之前处于两种状况，因而在咱们看猫之前，猫能够一同既是死又是活。

四、量子世界里的东西或许把咱们引向多世界
调查使波函数坍缩并迫使量子“挑选”的看法被称为量子物理学的“哥本哈根解说”。但是，这并不是唯一的解说。 一种称为“多世界解说”的理论以为根本上不存在“挑选”。在进行测量的那一刻，现实被割裂成了两个副本：一个是咱们体会成果A的副本，另一个是咱们体会成果B的副本。这种解说解决了量子力学中“调查者效应”这一棘手问题——不管这个“调查者”是人、还是人工智能机器、还是狗等等，也防止了其间极为杂乱的认识问题。

如图所示世界中的世界……咱们或许只是许多犹如泡沫世界中的一个，每个泡沫都包括不同版别的世界。 就量子世界里的粒子而言，有一个十分古怪的现实，它由许多羁绊在一同的层次组成。当咱们放大到咱们每天所体会到的大标准时，这些羁绊层次被“解套”了，进入到“多元国际”中，这个进程物理学家称为“退相干”，通俗点也能够称为“退相缠”。

五、 量子世界协助咱们认知星体
量子物理学家玻尔因“对原子结构以及从原子发射出的辐射的研究”而取得诺贝尔奖，他向咱们展现了原子内电子的轨道也是量子化的。电子轨道有预定的标准，所表现的能量水平称为“能级”。当一个电子从较高能级下降到较低能级时，它会喷射出一个光子，其能量等同于这个空隙巨细。相同，电子能够吸收光粒子并利用其能量跃升到更高的能级。