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第249章 叠加态

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对爱因斯坦和薛定谔,这算是史上最强的嘲讽了他他本来只是想羞辱一下量子力学,还没成墙,这嘲讽变助攻了,呃,不过这要说明一点啊,这两位可不是全盘否定量子力学啊,尤其是人家爱因斯坦啊,那可算是量子力学的第二创始人啊,就是他把普朗克的量子化思想来给发扬光大了啊,巴基斯坦只不过是她不能接受这个,你说什么不算数探索呀,什么概率解释啊哎呀,这种数学表达,所以才一直在寻找这个隐变量吧那薛定谔是比较保守的啊,你别看他推导出了薛定谔方程啊,他本人就曾经说过,我是坚决不会和别人说什么轨道跃迁的啊,太丢人,他连轨道跃迁都接受不了啊你不过人家恩斯坦,你好歹有一个相对论啊那足以名垂青史了啊这个薛丁格就比较尴尬,他完全是靠着这个学。

唉,不信你问问问有多少人,他只听过薛定谔的猫么?听过薛定谔方程呢?肯定有很多人啊,呃,不过不仅仅是他啊,咱们今天要说的这位也是因为帮了倒忙出了名诶,那就是北二环的物理学家约翰贝尔说爱因斯坦和波尔啊,他俩不是吵得不可开交吗?啊,那为啥这个恩斯坦呢,还特意就是这个推出了一批,而思想实验就是假想了一种处于纠缠态的粒子,那就是量子纠缠啊说呢呃,假设一个总角动量为零的例子,你看衰变了一圈的样儿呃衰变成两个纠缠态的这个例子,然后这两个例子呢,向相反的方向的运行诶,这个时候就有一个奇怪的事情啊就比如说我测量其中一个粒子的资源,然后比如说她他向像上了哎,那我不用测量我都知道啊,另外一个例子,他肯定是自己下来就是测量它也是咨询向下的。

按照哥本哈根学派的解释啊,各位还能学派说这个例子啊,你在没有进行测量之前,它是处于叠加态的这两个例子都处于加价,就是他同时是自旋向上也向下啊,你一旦观测这个波函数发生坍缩啊,这个例子就给你个确定之前另外一个例子就立刻他就知道了啊,那我就是相反的方向的啊,然后按时按说不可能啊,就你这个纠缠的粒子,他肯定是在出生的时候也就他俩刚一分开的时候就已经确定好了然后这个是自然向上,这个是这个是自选向下的啊他不可能说这个瞬间他就传递过来这个消息了啊哎呀,举个例子,他就比如说这个现在有两只鞋有两只鞋在我不看的情况下啊,不看的情况下给他装到两个盒子里,然后呢把这两个盒子拿到一个拿到哪里?一个北京的非要为啥拿那么远,就怕他俩串供嘛,就万一有什么这个诡异的联系呢,反正拿得越远,就越可以。

避免这种事儿的发生啊,按俺西俺就是这个时候当我打开南极的这个鞋,比方说诶,一开始左脚那我立刻就能知道北极那个鞋是右脚脚2333就是说说对于这个纠缠态粒子的观测,唉,就和这个鞋是一样一样的,那就是个例子,它的分开的时候他就已经有确定值了啊啊,不是说不是这样的啊,如果你要是把这个例子,比如鞋子的话,那这个鞋子就是处于叠加态的啊,就没看之前这个鞋这个鞋子就是左脚,他也是右脚挨另外一个你观测其中一个人立马探索了,它就变成了有确定值了,比方说是左脚那另外一个就是确定了他就是右脚啊那意思就说她怎么可能呢啊所以我最迟最迟也只能接受到啊?你这个鞋,就算它是叠加态的,比方说啊,我现在一观测它是左脚了然后他一定是以某种方式告诉了北极的那只鞋,他说哎,哥们儿别看了啊我现在变成。

跺脚了,你赶紧的变成右脚啊,按算算说这种沟通的方式也就意味着存在一种变量,那虽然我不知道这个变量是什么啊,我就暂时给它取名就叫隐变量,反正他不可能平白无故的就知道了南极的那只鞋,它变左脚了呀?哎,咱们之前说过爱因斯坦认为这是违反因果律的啊,我早就说了啊,他就是这样的,唉,咋地吧就我就把你给抹绿了,唉,你看你这俩人就因为这么点事儿就吵了好几十年,那你可能会问啊,你说这是几十年没有人出来评评理嘛?哎哟啊,那瓶里的人自然也分成两拨,一波呢就是支持波尔的这个贝尔的这种说法啊,虽然你不太容易接受,不过人家经得起实验的推销啊,就是说不管你怎么做实验?哎,波尔的这个说法都符合啊那支持还是俺这个人呢?你又搞不出来别的方程哎呀,所以就只能假想你这个方程缺缺东西,缺一个隐变量啊,所以就。

开始提各种的隐变量理论一提出了十好几种啊,但是又不好验证对不对啊?直到1964年,唉,这个贝尔就说诶,我好像有一种办法啊,能够验证这个量子力学,它到底存不存在因变量啊?她就属于是站在安斯坦这边的啊,他比较支持这个伯母的隐变量理论啊那贝尔提出的是什么方法呢?唉,咋还得从这个资源说起,咱们之前说过啊,这个粒子的自旋啊,它是在测量方向上的,同时存在两个方向,哎,那你说啥意思呢啊嗯比方说啊,只有一堆例子,我现在想测量这些粒子在竖直方向上的自旋方向,要注意哦,是竖直方向,那我就加一个竖直方向的非均匀磁场,然后然后这一堆粒子过来啊,比方说一堆一堆粒子过来了然后碰着一半向上一半向下,唉,那就证明这对立例子是在竖直方向。

尚存在两个方向,就同时向上也同时向下啊,哎呀,你说的水平行行行行,你比方说,那我就现在就把这个磁场给它横过来,最后这个例子就过来了,过来之后就是一一半就向这边跑,一边跑向这边跑啊,然后你可以约定,然后这边儿是上那这边儿就是下啊,所以这个上下是相对的,它相对哪个方向来说你你一起来来着也可以啊?比方说这不是水平,也不是数值啊那就是对方向,那我就决定这个方向是向是向这个方向是向下啊,明白了吧那好啊,比如说现在这个纠缠态的粒子不过来了,他们她们相相相反的方向运行,这个时候啊,我们分别对他们两个进行测量啊比如说在左边加一个非均匀磁场的竖直方向的右的右边也加一个竖直方向的飞机磁场啊然后左边这个例子过来了,比方说啊她像上了诶,那右边这个例子你就发现他肯定是向下的啊,这个概率是100%就是如果你两个磁场的方向相同的概率是100%你。

测多少次,他都是要么就是这边上这边下,要么就是这边下,他这边是上的,那你就会好奇哎,那假如我这个磁场这两个磁场的这个磁场的这个方向如果要是有假角儿诶,就比如说我现在把右边的这个磁场给它横过来,这怎么办呢?比方说啊,左边这个例子过来了,他向上然后呢然后呢?右边这个粒子一到这儿本来应该向下的啊,一个来一个,哎呀,这个数字磁场怎么没了?怎么变水平了呢?哎呀,不知道咋办了,这个时候啊,右边那个例子,它就会随机选择一个房间,就是在水平上要往这边跑,要往这边走啊那假设我们假设这边是上这边是下面那左边的例子,为上右边而子为下的这种概率就变成了50%他就不是100%了啊也就是说,这个随着你两个磁场夹角的这个变化来他上下成对粒子出现的概率啊他就会变化比如说你只倾斜一点儿那就是。

它不是竖直的,也不是水平的,而是只是倾斜一点儿,这个概率就会在100%和50%之间,明白吧,其实也好理解啊,就就相当于你和栗子玩儿花招儿了嘛,你不按套路出牌啊诶,贝尔的灵感就来源于此啊,经过计算之后发现啊,你按照这个隐变量理论就是两。

主要的研究方向是什么啊,1900年,埃普朗克为了解释这个黑的盒子的辐射问题,引入了量子化,1905年啊,爱因斯坦呢,用普朗特的一个思想来提出了说这个光了,他也不是连续的,他是一份儿,一份儿的来起个名儿叫光量子,那进入呢?就解释了光电效应问题,到了1913年,玻玻尔解释了80的光伏,提出了这个原子轨道模型,而就是这个原子的轨道,它是分离的啊,不是连续的,到了1925年啊,这个海森堡的矩阵力学薛定谔的波动力学,这都建立起来了,那量子力学就是这么来的,当然啊,这个薛定谔方程呢?也仅仅是个开端诶,我之前说过啊,他就和经典物理学中的牛顿定律是一样的,那你看我们拿牛顿定律解决什么问题,就比如说这个,你要发射一个火箭,那这个火箭,他需要多大的胜力啊,然后我。

他才能刚好停在我这个指定的轨道上啊,这个好像和他不太沾边啊那我再举个例子,比如说你,你在打篮球的时候投篮的时候啊,你应该以多大的力度投篮啊,然后方向是多少啊那那你可能会说,我都是凭着感觉投的哪有那个时间计算啊唉,确实是这样,不过你的这个经验的背后,它是隐藏着一定的科学道理的呀那从什么时候开始这个牛顿定律,它就具有局限性了呢诶,就是从爱因斯坦的相对论开始的啊,相对论解释什么问题,高速问题啊,什么样才算高速问题能和光速沾上边儿,比如说这一个人,他10.5倍的光速运行哎,那这个时候有什么定律就不适用了哎哎,但是我们的常识告诉我们啊,为啥都不适用啊我我从小到大学的都是这个牛顿理解啊?这就是爱因斯坦的厉害之。

啊啊,我之前的视频曾经说过艾斯坦的伟大之处就在于他敢于推翻常识,一般人没有这个胆量,这也恰好说明啊,科学的很多,发现都是和我们的常识是相美味的,唉,也就是我们不能够总拿着自己的常识去衡量每一件事物啊,就比如总有朋友问我唉,说你这个名叫妈咪说你妈咪说不应该是做母婴的吗?谁说一定要带妈妈就一定得是做母婴的?是做母婴的妈妈,秘书就是做科普的吧,而且这个艾斯坦他还没看在哪呢?相对论几乎都是艾斯坦一个人搞的,那别人没怎么帮上忙那你再看看量子力学什么波尔啊?海森堡啊,泡利迪拉克,薛迪克,大牛太多了,他们都有贡献,那你可能会问是相对论有啥用啊我在生活当中,我又看不到以光速运行的物体,a,在宏观当中,这个高速运行。

的物体确实不多,不过在微博当中那例子他是不会老老实实在那呆着呢啊,你要是在家加个磁场啊,加个电厂分纷分分钟进光速,而且这个微观粒子它还有一个宏观物体不具备的属性,这例子有自己了,这东西没见过呀,那人们只是根据它的性质给随便起,起了个名儿叫叫自己,而且你也能看出来这女生起得足够随便吧,这自选太容易让人误解了呀,所以在这种情况下啊,这个薛定谔方程也就逐渐的显露出了局限性那有局限性,就得拓展啊那看一看这个方程怎么修改修改修改pow力就把这个薛定谔方程给修改了啊?就叫做套利方程,它可以解释自选为1\/2的粒子来,就比如这个电子啊,自选1\/2是啥意思啊,等我们之后讲这个粒子的专题的时候啊再细说,不过呢,这个炮利方程他又不是由于相对于。

嗯嗯,就是它只适用于低速的例子,唉,那后来就出现了两个人啊,一个叫克莱因一个叫戈登他们俩是几乎同时推推导出了适用于相对论,也就是高速的粒子的这个方程啊,所以后人就叫做克莱因戈登方程啊,这两个人不是合伙搞的啊,但是克莱因克斯方程又不适用于自己了,哎,也就是他只能描述自旋为零的粒子那你可能会问,为啥叫自己威灵?而不就没有自己了啊因为在量子物理当中,我们认为自选是壁纸的内容属性那就是天生的,所以我们一般说这个粒子的自旋为零唉,不说他没有,自己也就是它们两个的方程也都有局限性啊那那再后来这个腼腆的狄拉克暴发了埃德拉克斯你看你们有的是用相对论不是用咨询啊,有的是用自选不是有相对论让我写个方程吧就叫做狄拉克方程。

同时适用于相对论和1\/2自旋的粒子也算是对上边一系列的总结啊,这个狄拉克方程也奠定了量子电动力学的诞生,从这开始,就相当于是分水岭了啊,狭义的量子力学基本上完善了,就已经是过去式了,到了20世纪的五六十年代,在这个老一辈的物理伟人也就逐渐的陨落了,1955年,爱因斯坦去世,1962年波尔趋势虽然爱因斯坦对对于这个量子力学波函数的这个概率解释啊,他很不满意,但是这也是正常人的想法,就是我们人类几千年,这种确定的世界观,你哪容易就那么被颠覆了呀,不过这也正说明了我们党对于科学的这个探索还远远不够,上帝他的确是玩上单的,那从此以后你想。

海森堡啊迪拉克啊,暴力啊,费米费曼廊道啊,这些人就变成了老一辈儿了,他们也从来没有停止过脚步啊,在量子力学的领域继续深耕,你看啊,我总和大家说这个故事啊,都有它最基本的逻辑,物理学也是这样,格物致知嘛?我们研究的就是这个现象的本质,说白了就是为啥呀,即使我们不知道他还为啥啊,那我们也要尝试着去总结它的规律,就比如说啊,我要研究这个人,他为什么会跑嘞哎,那你就去总结归类啊,比方说你发现这个动物,它也会跑那,那我就专门研究跑这个行为啊,研究透了,把这一套理论放在这儿,新的问题来了,人为啥会挑了啊,那这个动物,它也会跳到那我就接着研究这个跳啊然后呢?

跳跳的这一套理论放在这,这个时候你去看看这两套理论,他会不会有什么内在的联系呢?换句话说啊,我们能不能用一种理论来描述跑和跳这两种行为呢?慢慢的能够统一的理论,也就被统一了,那你可能会问我为什么要举这么搂的例子啊?其实一点儿都不搂,如果您对您对这个物理学史有了解,您就会发现啊,这是物理学家历代相传,一直向往的方向,就比如麦克斯韦的当年定核磁,那明明明明是两个分支啊,电就是电瓷就是瓷,唉,谁也没想到那麦克斯伟说?电和磁他骨子里他就是一种东西诶,虽然在现在我们看来啊,这是再正常不过的事儿了,磁力嘛诶,不过在当年啊,那也是饱受争议,人们接受了很多年的那顺着这条路诶弱作用力和。

电磁力也被统一了啊,这是应该有一个铺垫啊,这是宇宙当中呢,这个最基本的作用力,哎,主要有四种的分别是简力,电磁力,弱作用力和强作用力啊,这个简力,他就是偏宏观的,就比如说这个地球,为什么让他们让他们赚啊?唉,就是因为存在这个眼力啊,引力主要是靠爱因斯坦的广义相对论来描述啊,电磁力就是带电粒子在电磁场中受到的力主要由麦词为方程组来描述啊,让我们生活当中常见的这个摩擦力啊,还有这个弹力啊唉,这些力本质上都是电磁力的,这个弱作用力啊,原子以下级别的这个例子啊他的衰变诶,就是由于这个弱作用力引起的弱作用力是短程力啊像我们刚才说的这个引力啊这个眼力啊,这都是长城的短程的就是它的作用距离特别的短啊而且他还特别的热,所以要努力嘛啊!

这个强力呢,也是短成立啊,他的这个作用距离会比这个弱力呢?稍稍长那么一丢丢唉,但是他的这个作用力却特别大,但是呢,他只要超过这个作用距离他他就急剧下降,瞬间就消失了啊,强力主要靠这个量子色动力学来描述诶,那我们接着刚才的说啊,弱电统一了之后,人们很快就发现,强力也是刻意被统一进来的,于是就有了大统一理论,你看弱力强力和电磁力唉,就都被统一了啊啊你别看着大统一理论啊,他只是统一了三种基本作用力啊就这个引力他不合群啊,到现在还不能被统计进来,所以这也是物理学现在的主要研究方向之一,虽然现在还没有能够将四种基本作用力完全统一的这个理论啊,不过呢,这个理论的名字都已经起好了啊。

做万有理论啊,你听这名字就很霸气啊我万有理论唉,这个万有理论,他只是一个框架,它不是一个具体的理论啊,就目前来说,人人们很看重的,这个很有希望能够成为万有理论的主要有这么两个分支的一个就是你们很感兴趣的这个弦理论在另外一个叫做量子引力,这两个理论呢?舅舅都有点偏向于数学上的表达,就就像是爱因斯坦的广义相对论一样,那个不好意向的人,实际上就是这个引力的引力的,数学的表达嘛,就比方说,这个地球为什么绕着太阳转啊啊,我们正常的理解啊,因为它们两个之间存在着这种引力啊,那广义相对论说,我现在不考虑这个眼力了,我只要根据质量算出一条曲线啊,然后呢?我知道这个地球是在这个曲线上运行的就行了啊,那你看,所以在广义相对论当中,这个引力的概念就已经。

被弱化了,嫌累了就就主张提升维度,a,就比方说提升十几位,20几位啊,然后我在高纬度1度下面有整个宇宙啊,这些理论下边儿又包含了很多分支啊,比方说什么超前理论mm,理论啊等等等等一大堆啊那量子引力唉,就是我就老老实实的研究这个引力场的量子化啊量量子引力就包括现在比较有名的啊噜扑量子引力就是圈量子引力啊,又叫做量子几何学到现在,这些理论都还在成长啊,还不够成熟,所以你看,人类在理论的统一上钱前赴后继几代人付出了多少心血,再就是为了探寻这个宇宙的根源,这是我们人类的本性,这也正是科学让我们感动的地方啊,所以妈咪说做科普的目的很简单的,我不能够让每一个人都参与到这个科研工作当中来,但是人家有权利。

知道你科学家现在是在干嘛呢?还有很多人就会想啊,他们搞他们呢,跟我有什么关系呢?哎,如果每个人都这样想的话,那科学就不会进步啊,如果当年爱因斯坦要是这么想的话,就不会有相对论啊,他也不会跟不会吵一辈子,现在我们屋里面所有你能够看见的东西,它背后都是有一条完整的流水线的,在这背后,那都是满满的科学,我们总说啊,三观正三观正诶,那就需要我们首先有一。

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