量子就是微觀世界的粒子纪铺,比如原子相速、電子、分子鲜锚、質(zhì)子和光子(光的粒子)突诬,量子理論就是研究這些粒子運(yùn)動規(guī)律的理論。
量子比光還調(diào)皮芜繁,光速至少是確定的旺隙,但是量子的狀態(tài)是不確定的,科學(xué)家們一直想確定量子到底是以粒子的形態(tài)存在骏令,還是以波的形態(tài)存在蔬捷。粒子和波的差別還是很大的,粒子是離散的榔袋,兩個粒子相撞會互相彈開周拐,而波是連續(xù)的,你可以想象一下水波是什么樣子的凰兑,兩個波相遇可能會互相加強(qiáng)妥粟、抵消甚至互不干擾。
科學(xué)家們?yōu)榱肆孔拥男螒B(tài)聪黎,做了一個實(shí)驗(yàn)罕容,實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示:
最左邊是一個能發(fā)射電子的電子槍备恤,電子穿過中間障礙物的縫隙,最終到達(dá)對面的相紙上锦秒,如果相紙上的圖案是一個一個離散的點(diǎn)露泊,就說明電子是以粒子形式存在的。
如果相紙上的呈現(xiàn)出來的是交替分布的亮帶和暗帶(亮帶表示的是兩列波相互疊加旅择,而暗帶則表示了兩列波相互抵消惭笑。),就說明電子是以波的形式存在的生真。
科學(xué)家們根據(jù)這個設(shè)想做了個實(shí)驗(yàn)(著名的雙縫實(shí)驗(yàn))沉噩,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表面電子是以波的形式存在的。
本來到這里實(shí)驗(yàn)就結(jié)束了柱蟀,但是科學(xué)家們型血來潮川蒙,在這個實(shí)驗(yàn)里又加了兩個被動的“暗中觀察”的電子檢測器,如下圖所示:
電子檢測器的作用很簡單长已,當(dāng)有電子擊中它的時候畜眨,它就會有反應(yīng)。加上這兩個電子檢測器之后术瓮,神奇的事情發(fā)生了康聂,相紙上的圖案變成了粒子形式的圖案!
科學(xué)家們繼續(xù)在這兩個電子檢測器上加了開關(guān)胞四,更神奇的事情發(fā)生了恬汁,打開開關(guān),電子就是粒子形態(tài)辜伟,關(guān)上開關(guān)氓侧,電子就變成了波形態(tài)。
后來科學(xué)家們又做了無數(shù)實(shí)驗(yàn)游昼,都證明了量子的波粒二象性甘苍,它們有時是波,有時候是粒子烘豌,我們只要在觀測它們的形態(tài)時载庭,它們的形態(tài)才是確定的。
薛定諤同學(xué)為了把微觀世界的不確定性帶到宏觀世界廊佩,發(fā)明了薛定諤的貓這個有名的思想實(shí)驗(yàn)(要注意的是這只是一個思想實(shí)驗(yàn)囚聚,并不是真實(shí)的虐貓實(shí)驗(yàn)),薛定諤的貓?zhí)幵?strong>非生非死标锄,又生又死的疊加態(tài)顽铸,只有當(dāng)你看到這只貓時,才知道只貓的狀態(tài)料皇。
量子理論讓我再次感嘆我們到底生活在怎么樣的世界里 谓松?星压!