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  • 1 # 九維空間

    量子力學是主宰微觀世界的物理定律。主宰宏觀世界的是經典力學,它本質上是微觀世界量子力學在宏觀世界的近似,這個近似過程最主要的一步就是退相干,也稱退相位。你可以把它想象成大量粒子的波函式疊加在一起,相位混亂了,波動性再也觀察不到。同時因為粒子間的大量相互作用使得粒子們結合在一起,變得局域化,能夠用經典力學裡的質點模型來描述了。於是一般情況下,量子力學在宏觀世界無法直接表現,而是近似到經典力學,即表現為牛頓力學和分析力學。

    如果想在宏觀尺度觀察到量子力學現象,那麼對微觀粒子的型別、組成方式,環境等等要求特別嚴格。首先是粒子之間的相互作用要非常弱,其次是粒子和周圍環境相互作用也要非常弱,最後是粒子們都要處於同一個或少數幾個量子態上。

    目前符合這三點的宏觀量子現象非常少,代表性的主要有三個,第一個是鐳射,因為光子之間不發生相互作用,同時與光子與氣體相互作用較弱,絕大多數能直接穿過,光子被反射和折射也對量子態影響比較小,所以用鐳射的單個光子可以進行量子通訊,以及光量子計算。

    第二個是超導,這是由於超導材料中一些原子最外層的電子可以在晶格振動模式(聲子)的輔助下相位相干地配對,稱為cooper對,其能量可以高於晶格散射能量,從而對於cooper對來說電阻為零。由於要求晶格散射能量低,所以超導需要非常低的溫度,目前發現的最高溫超導材料也要零下一百四十多度才行。超導電路方案目前是研製通用量子計算機的首選技術。

    第三個是超流,最早產生在接近絕對零度的液氦裡面,由於原子之間幾乎沒有長程相互作用,相互作用很弱,極低的溫度下粘性為零。後來實現了超冷原子量子氣體的玻色-愛因斯坦凝聚,在真空環境下製備,溫度只比絕對零度高不到百萬分之一度,是實驗室能實現的最冷物質。不但原子之間沒有長程相互作用,而且原子密度更稀薄。因為溫度極低,原子物質波的波長足以高過這團原子的尺寸,故能夠觀察到很明顯的物質波干涉現象。目前是研製專用量子計算機(量子模擬機)的主要技術之一。

  • 2 # 惠元22

    現在談量子力學在宏觀的表現為時尚早,因為科技還設有搞清楚量子,量子力是什麼樣的物質,雖然研究的人很多又是當代的熱門,但說法不一,至今應用上難度大,不可確定性大,主要還是透過電磁光熱的知識在研究發展和運用,它的糾纏的性質等等,電磁光等都有,而且應用上也離不開電磁等基本性質,我覺得當前要踏實地研究,切不要造成誤導!

  • 3 # 董加耕

    許多人認為,量子力學不適用於宏觀現象,也有些人認為,目前科學家正在搭建將量子力學由微觀通向宏觀的橋樑,我曾看到一個報導,說中國南方的一所高校(不是潘),已經作出了一個死活疊加態的細胞,但他們都忘記了,有一個量子力學的先驅,早已將量子力學推廣到了宏觀物體上,證明了宏觀物體也會存在那些奇怪的量子現象,這個人就是薛定諤,他說的那個具有量子力學奇怪特徵的宏觀物體,就是薛定諤的貓。

    我不知道這些人是不是完全理解了量子力學,因為按照量子力學,嚴格來說,只能說是按照量子力學的標準解釋,即就是你已經作出了一個死活疊加態的細胞,或者再放大一點,作出了一個死活疊加的貓,你也無法知道,你作出的東西究竟是不是一個死活疊加的貓,因為你不能觀察它,去看一下你作出的究竟是個什麼東西,你一旦觀察,這個死活疊加的貓,就立馬坍塌為一個確定的死貓,或一個確定的活貓,不再是你作出的那個疊加態了。

    薛定諤是為了說明量子力學標準解釋的荒謬性,才提出了標準解釋的這個推論的。堅持標準解釋的人,為了避免這種荒謬,又發展出了一個多宇宙理論,認為你觀察前的那個死活疊加態是確實存在的,但是在你觀察它的瞬間,我們這個宇宙就會立馬分裂成兩個平行的宇宙,在一個宇宙中,貓活著,在另一個宇宙中,貓死了。如果你觀察到的是一個活貓,那麼,這個你就正好處於貓活著的那個宇宙中,但在另一個宇宙中,還有一個你,那個你看到的將是一個死貓。

    與那個死活疊加態的貓一樣,另一個宇宙你也無法觀察到它的存在,證實它的存在,因為你想觀察它,那就必須要有它發出的光或別的什麼東西到達你的眼睛裡,與你的視網膜產生相互作用,或你發出一個什麼東西到它那裡去,並且產生相互作用。這時,它還能是我們宇宙之外的另一個宇宙嗎?

    如果你觀察到了另一個宇宙,你也就知道了另一隻貓的死活,也就是說,你已經完全觀察到了一個活貓和死貓,這就與標準解釋中的你只能看到死與活中的一個狀態相矛盾了。

    他們信誓旦旦的說,那些奇怪的現象是存在的,但又立馬告訴你,那個奇怪的現象你不能觀測驗證,你一旦觀測驗證,這些奇特現象就立馬坍縮為正常的,你能理解的現象。

    把大家都當成了傻瓜,想怎麼騙就怎麼騙?

    玻爾在反駁愛因斯坦時說,你不能談論觀測前的情況,因為愛因斯坦認為,觀察前,貓究竟是死還是活著,應該是明確確定的。但玻爾卻自己可以說,貓在觀察前,處於一種更復雜的死活疊加態。這是不是有點強詞奪理?

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