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量子理论笔记
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作者：[[用户:聂家芫|聂家芫]]  2017.5.27
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前面的话：<br>
近日有朋友希望我“讲一讲量子理论”，我不懂，犹豫几番。<br>
但还是写了一些笔记，不懂装懂。<br>
既然读了些科普书，自己写些笔记正好消化消化，如果能自圆其说，也正好对付一下老年痴呆……<br>
一边写一边分享给各位朋友：有兴趣者，只当相互印证读书心得，无兴趣者，敬请略过……<br>
勉为其难也好，赶鸭子上架也罢，谁管它呢！<br>
2017.5.26<br>
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正文：
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量子理论笔记(2017.5.27)
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1，关于量子理论的几个问题。<br>
1.1，量子理论几乎与“[[相对论]]"同时诞生，至今近100年，并非最近才发生。<br>
1.2，通常认为该理论首创奠基人[[玻尔]]，但该理论是由一群物理学家逐步补充发展的。并且至今依然未完善，甚至未能“自圆其说"。<br>
1.3，很多顶尖科学家终生反对量子理论，包括'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''，尽管他对该理论的发展也有很大贡献。甚至对量子理论贡献极大的[[薛定谔]]，也很“讨厌"该理论。<br>
1.4，量子理论主要研究“微观世界"~基本粒子的世界，它的理论与“宏观世界"(即经典牛顿力学的世界)完全不同，以宏观世界的眼光看去，完全不可思议，无法理解……<br>
1.5，当今世界，基本无人能“理解"量子理论，很可能陷入“越说越糊涂"的境地。<br>
1.6，量子理论的不完善和“不可理解"，并不妨碍它在实际应用中的发展。事实上，激光，核能，计算机，半导体，集成电路，互联网，现代通讯等等以及在此基础上发展起來的一切现代技术，都是量子技术的应用……<br>
1.7，但是量子理论可供普及的就干巴巴的几条，读起来没什么意思，也不让人惊奇，甚至会让人觉得：
<br>　　这算啥了不起的理论！
<br>
2，量子理论的主要发展过程及主要理论观点。
<br>
2.1，“量子”一词最早出现于1900年的物理学。
在这里，“量"~指的是极其微小的聚集物，“量子"~泛指一切小于原子的各种粒子。
<br>
2.2，量子论产生于对“光"的研究。
在量子论以前(牛顿物理学世界)，光被认为是一种“粒子"(物质说)与光是一种“波"(非物质说)争论不休。
至1900年前，物理学家们完全确定：光本质上是一种“波”，服从波的一切原理，包括著名的“波干涉”理论和现象。
<br>    1900年，普朗克(德国)发表了“能量量子假说"理论，提出了“作用量子"即“普朗克常数”，指出“光只能以普朗克常数的N倍值(1，2，3……整数倍)一份一份地吸收或释放能量"，亦即是“光是一个、两个……可数出的微小固体，也就是象颗粒一样的存在”。
即光是颗粒，不是连续的量。
这是革命性的，因为在此之前，所有物理学家都一致认为：自然界中所有的物理量都是连续变化的。
1905年，爱因斯坦提出“光量子假说"(注意，此时他的相对论还未诞生)，指出：“光是具有能量的粒子的集合”。成功地解释了当时的物理难题“光电效应"(用光照射金属表面，会产生电子的释放)。
至此，光成为一种既是波也是粒子，既具有粒子性质又具有波性质的双重特性，即“[[波粒二象性]]”。
对光的[[波粒二象性]]的研究，站在了量子理论的门槛上。
(关于“波"的理论，比如它的连续性，波长，波幅，频率，能量，干涉……，在此无法叙述，因为篇幅太长了。)
<br>
2.3，关于原子。
一百多年前，物理学在追究“物质的最小构成"时已知：万物由原子组成，原子由原子核与电子构成。在一个原子中，原子核居中，它的质量占了90%，电子极其微小，围绕原子核旋转。不同物质(元素)的电子数量不同，其中最简单(质量最轻)的是氢原子，只有一个电子……
(后来发现：原子内部结构非常“虚空”，把一个原子放大到足球场大，原子核相当于一个足球在球场中央，几个电子只相当于几只蚊子在球场上围绕足球旋转。这实在难以想象，有人感慨：“造物主如此浪费空间"。)
<br>　　这个原子模型被称为“卢瑟福原子模型"，对认识物质内部结构有很大贡献，为当时物理学界所接受，但它无法解释以下难题：
<br>　　电子在绕原子核旋转的过程中必然会释放能量(电磁波)，当电子能量耗尽时必然被原子核捕获，从而使原子结构崩溃，物质当然亦无法稳定存在，世界亦难存在！
解决卢瑟福原子模型的困境，成为了“量子理论"创立的契机。
(还要注意的是：电子绕原子核旋转并非象一般平面示意图所画只是几条平面轨道，而应想象它的立体画面：轨道呈球状，速度极高，形成所谓“电子云"状。)
<br>
2.4 玻尔原子模型
1913年，27岁的玻尔(丹麦物理学家)“闪亮登场”。他提出了“量孑化条件”和“频率条件"这两个超出古典物理学常识的大胆假设，以此建立了“玻尔原子模型"。
玻尔假设：
<br>　　(1)，原子中电子的位置不是随意的，它们在确定的圆(球)形轨道上旋转运动，而轨道的半径只能一定是某些符合条件的“整数值"。
<br>　　(2)，电子在某个整数值半径运行时并不释放能量(电磁波)。
<br>　　(3)，当电子从某轨道向其他轨道转移(跃迁)时，才会释放(或吸收)电磁波(能量)。该能量等于两轨道之间的能量差。
<br>　　这里的玻尔假设(1)，被称为玻尔的“量子化条件"，电子轨道半径只能是1，2，3……整数N倍普朗克常数！(请回看上面关于“光"的粒子性质)
当N=1(=5.3x0.00000000001米)，是电子轨道的最小半径，称为“玻尔半径"。N不可能是0.5，0.2之类的非整数，因此电子不会“最终被原子核捕获"。
换句话说，玻尔的量子化条件守护着电子，守护着原子结构，因而也守护着“物质大厦”不会崩溃。
<br>　　
当然还有那个玻尔的“频率条件"：“电子从外侧轨道(高轨)向内侧轨道(低轨)转移时，电子释放的光(电磁波)频率，等于电子轨道的能量差除以普朗克常数。”
<br>　　玻尔原子模型，尽管依然还有缺陷，还有“未尽事宜”，但玻尔的“量子化条件”，标志着量子理论的正式确立，被称为“早期量子论"，而这位丹麦物理学家玻尔，成为了公认的“量子理论创始人"。这是1913年。
<br>　　接下来的众多物理学大家，不断地向量子理论大厦添砖加瓦……
<br>
2.5，电子是“波"，或“把电子视作波"。
(量子理论的不可思议或不可理解由此正式展开……)
<br>　　玻尔原子模型的量子化条件“聪明地"防止了物质的崩塌，但它毕竟是一种未经证实的假设：作为细微粒子的电子，为什么非得要以“整倍数普朗克常数”的半径绕原子核旋转 ？(人造卫星绕地球飞行的半径就是任意的，并不一定就是“整数倍"。宇宙中行星环绕恒星旋转的半径也不一定遵守“整数倍"！)
<br>　　量子理论的诞生就注定了它的不寻常之路……
<br>　　十年之后，1924年，德國物理学家德布罗意提出了量子理论发展进程中划时代的设想：
<br>　　“把电子看成波”！
(回想一下：'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''“把光波看作粒子！)
<br>　　波，如果波峰与波峰不重合，即产生“波干涉”，能量衰减，一再重复不断衰减直至波消失。
<br>　　电子是波，围绕原子核循环波动，如果后一周与前一周的波峰不重合，即发生干涉衰减直至消失，原子结构依然崩塌。
<br>　　因此，环绕原子核的电子波，为了在不断循环的旋转运动中保证后一周与上一周的波峰与波峰的完全重合，其“环绕一周的波的长度，必须保证是其波长的整数倍！”
<br>　　即：波一周的长度÷波长 = 整数
只要把电子视为波，玻尔的“电子轨道量子化"就可以成立。
德布罗意进一步给出了“电子波的波长与动量关系公式"，更使玻尔的“量子化条件”有了计算的根据。另外他还认为：不仅是电子，所有的物质都具有用此公式求出波尔的波：被称为“物质波”)
<br>　　经代入整理得：
<br>　　电子围绕原子核一周的周长x(质量x速度) = 整数Nx普朗克常数
<br>　　这就是“量子化条件公式"
<br>　　爱因斯坦对此给予高度评价，并在自己的论文中给予引用。
<br>　　然而，“环绕原子核旋转的电子粒子真的是波吗？”
<br>　　物理学界天翻地复，讨论，探索，争论不已。人们发现：电子有如“幽灵”，其真面目“不可思议"。
<br>
2.6，薜定谔方程式
<br>　　1926年，奥地利天才物理学家薜定谔发表了计算物质波传导的方程式，人称“薜定谔方程”。
(注：该方程太难懂，有兴趣者可参见后面的附图。我们必须绕过它，只领会它的“思想")
<br>　　薜定谔方程计算“物质具有何种形态的波，该种波经过时间的变化如何进行传导”。
<br>　　该方程可计算得出玻尔的量子化条件，即原子中的电子(轨道)能量以整倍数形式出现。
<br>　　该方程的理论被称为“波动学"，是描述微观世界运动法则的量子力学的基本理论。
<br>　　'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''极为赞赏。
<br>　　薜定谔方程包含虚数“i"，这是数学上一个“虚构的，凭空想象的数”。
<br>　　薜定谔方程含有“复素数"(一般人无法理解的数)，因此，方程式得出的“波函数 ψ”，是一个“复素数的波"。
<br>　　(至此，虚数 i，复素数，复素数的波，波函数 ψ，这一系列专用名词会把人的脑袋搞昏，不过不懂也不要紧，知道有这回事就行……)
<br>　　我们尽可以将电子“波"(物质波)当作“头脑中想象的波，尽管薛定谔本人认为：“波函数 ψ”是实际存在的波。(天才的薛定谔！！！)
<br>　　实际上，无论我们如何努力地运用现代手段，力图去“观察，证实，看见……"，但是，电子波(物质波)依然“看不见”！
在我们的想象中，电子的波似乎应该“如云似雾般"弥散旋转在原子核的周围。而事实上，这种“如云似雾”的电子波从来没有被观察到！(这是开玩笑的吗？)
薜定谔方程式的：“波函数 ψ”，对电子来说究竟意味着什么?
<br>
2.7，“波函数ψ"的概率解释
<br>
<br>　　德国物理学家玻恩于同年(1926年)提出了对“波函数 ψ”的“概率解释"。
<br>　　先看一个设想的实验：
<br>　　在密闭盒子中放进“一个电子”，电子作为波，在盒子中处于舒展分布状态。我们再从盒子中间挿入一块隔板，把盒子内部一分为二。
<br>　　结果如何 ？
<br>　　盒内处于舒展状态的电子波被一分为二了吗 ？
<br>　　但是盒內只有一个电子，电子不可能轻易被分割为两半，变成两份“半电子波”。
<br>　　唯一可能的结果是：那个电子不是被隔在左边，就是在右边。
<br>　　那么这时候被分割的到底是什么呢？是指电子被分隔在左边还是右边的一一“概率"！
在这里，左右的概率为各50%，因为作为粒子的电子在盒子里只有一个。
<br>　　玻恩发现：薜定谔的“波函数ψ”的绝对值平方的结果，和电子被发现的位置的概率，成比例关系！它的理论被称为“波函数的概率解释”。
<br>　　这表明：我们能否在“某个位置发现电子”受波函数ψ值的影响。ψ的绝对值越大的位置，该位置发现电子的概率越高。
<br>    
“概率”！一一量子理论的精华之处。
<br>
在“电子的波”舒展弥散的空间里，我们在什么位置最有可能发现作为粒子的电子？这得由“上帝掷色子"(概率)去确定！
<br>
2.8，哥本哈根解释
<br>　　  ……量子理论的主流
<br>　　
<br>　　1)， 如上设想实验所述，波函数ψ的绝对值越大，则在对应该位置发现电子粒子的概率越大。
2)，当我们“不进行观察的时候”，电子作为波处于舒展状态，电子的位置处于“某个位置”或“其他位置"的“重合状态(共存状态)”。
<br>　　这是粒子(例如电子)的叠加态。
<br>　　而一旦当我们进行观察的瞬间，电子作为粒子必定只出现在其中某一处位置(比如位置A)，这时，波发生“瞬时收缩"，舒展于各位置的波收缩于A点。
电子的波究竟会收缩到哪个位置存在确定的概率(即由波函数ψ确定)。
<br>　　以上的“概率解释”和“波的收缩”作为两大主要理论支柱，作为“观察前后"和“观察时"对电子的状态解释，称为“哥本哈根解释"。
<br>　　(量子理论创立者玻尔的研究所设在丹麦首都哥本哈根，这是玻尔及其他优秀的追随者极力提倡的理论。并且也成为了当今量子理论的主流思考方式。)
<br>　　这与我们所熟悉的世界差异太大了！
<br>　　在经典物理以及在我们的实践常识中，宏观世界的万物运动，只要当前的条件一经确定，物体的未来运动状态和结果就“决定性”地一定是确定的。比如，已知炮弹出膛时的初速度，巳知炮管的指向及仰角，则炮弹的落点一定是唯一确定的(忽略风的影响)。
<br>　　描述自然现象的物理学必须是“决定论"的，这是自牛顿以來物理学的前提原则。
<br>　　而哥本哈根解释的量子(电子)行为，电子可能在A点，也可能在B点或C点被发现完全取决于概率(掷色子)。那么，由微观世界中的原子及其构成的基本粒子(电子、中子、质子、中微子、介子、胶子、夸克、希格斯玻色子……)所组成的万物世界，其“未来的状态"竟然是“由概率(掷色子)描述"的吗？
<br>　　并且，万物现存的一切状态(比如电子在位置A)，都只因为“观察瞬间(看了一眼)”而存在。其他各种可能的状态也只因为“看了一眼"而"收缩”了。
<br>　　如果我们“再看一眼”，万物因此而不同(比如电子却在位置B，而刚才电子在A处的世界“收缩了")！
<br>　　这真是不可思议的世界！
<br>
“我们拿着拍子去拍老鼠，没动拍子之前，无数洞口都冒出老鼠影子闪动，拍子一打，老鼠都不见了(老鼠“波”收缩了)。”
<br>
普朗克，'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''，德布罗意，甚至包括“天才薜定谔方程式"创立者本人，都对“哥本哈根解释"中的“概率解释"持不赞成态度。
'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''是量子理论创始人之一(見前文，当然，这位世界上最聪明的人一生对人类最大的贡献是伟大的“相对论”)。他说过：“我用比相对论还多的脑力在量子论上。"
但他始终是量子理论坚定的反对者，他曾说：“扯吧，这不可能！”  直至逝世(1955年)，他坚持“上帝不喜欢掷色子！"
<br>　　天才薜定谔则在1936年设计了一个思维实验～“薜定谔的猫"，以此向量子理论从微观世界影响宏观世界提出疑义与挑战。至今几十年，该实验提出的问题仍未得到令人信服之解。(该实验详情后文介绍)
<br>
2.9，海森堡不确定性原理
<br>　　1927年，德国物理学家海森堡发表了“微观世界不可避免的不确定性”：
<br>　　当我们测定某个物质的“位置"和“动量"的时候，无法同时确认两者的数值，它具有不可避免的不确定性。
<br>　　当我们确定了电子的位置，它的动量(速度)便无法确定，反之亦然。
<br>　　这是从薜定谔方程式中推导出来的。这意味着：从量子理论原理看世界，物质和自然不是仅限于单一的状态，而是具有极大的不确定性，而这正是自然的本质。
<br>　　换句话说，如果我们测定了某粒子(比如电子)的动量(质量x速度)，那么它的“位置”就无法确定：“它在某点处呆着，同时  (注意，不是说时迟那时快，而是同时！)，它也在另外一处呆着……”。
……这基本上就是“分身法"，令人无法理解的“扯蛋”！
<br>
至此，量子理论中重大的结构组成基本上构筑完成。<br>
<br>
2.10，量子纠缠~~'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''的反论~EPR悖论  
<br>　　'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''及其学生P.与R.于1935年联名发表论文，“EPR悖论"。
<br>　　他们注意到微观世界的粒子具有“自旋特性”(类似于陀螺转动)。认为：将一个粒子进行破坏，会产生两个自旋的微观粒子A和B，其左旋或右旋的概率各50%，但根据“自旋量保存原理"，A与B的旋向必定是相反的。
<br>　　如果将A与B远距离分隔(分隔距离一光年)，我们只对其中一个(A)进行观察，不对另一个B观察，任其自由。
<br>　　根据概率，A和B的自旋方向(左或右)的可能牲各为一半，但观察之前我们不能确定。
<br>　　观察开始：A处于左旋状态。这很正常，50%的概率嘛。B则确定无疑处于右旋状态。
<br>　　问题是，我们并没有对B进行观察，为什么观察A所得结果能“瞬时”(同时)决定B的旋向状态 ？这种“瞬时影响的信息传递"甚至超过了光速！
<br>　　设想观察A的结果是另一种，右旋。那么这个信息“瞬时(同时)"传递到B，B左旋！
<br>　　
这不可能 !!!可恶的“量子纠缠”。
<br>　　'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''说这是“鬼魅似的远距作用”，超越了光速的传递，这不可能，瞎扯！
<br>　　量子理论受到前所未有的挑战。
<br>　　几十年争论不休，直至1965年，爱尔兰物理学家贝尔发表了“贝尔不等式"，并通过法国物理学家阿斯拜克特1982年的实验，才证实了量子论思考方法的正确：两个距离非常遥远的物体之间能够瞬时传递信息！
<br>　　
伟大的'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''没有能等到这一天。
<br>　　1997年，奥地利首次验证。
<br>　　2004年，奥地利成功将“量子超时空穿越"距离600米。
<br>　　2005年，中国科技大学实现了13公里自由空间双向量子纠缠、拆分、发送世界纪录。
<br>　　2009年，中国科大~清华联合小组成功实现16公里自由空间信道，实现了世界最远距离的量子态隐形传输，为未来全球量子化通讯网奠定了可靠基础。
<br>　　
中国人终于出现在量子理论的舞台上！！！而且一出手即非比寻常。
<br>　　
但是至目前为止，尽管知道粒子之间“交流"的速度是光速的数千倍，但我们依然无法利用这种联系以如此快的速度控制和传递信息。因此，以'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''为代表的“E.P.R."提出的“信息传递速度无法超越光速"仍然成立！因为当人为干涉量子纠缠的时候，量子纠缠态会立即消除……
<br>　　这事没完……那怕追到海角天涯石烂海枯！
<br>
2.11，
<br>　　截至上世纪30~40年代，量子理论的几乎所有理论原理都已提出，它为我们展示了一个与经典物理完全不同的物质微观世界。
<br>　　在我们以前的初、高中学的物理课中，为了不引起误解，都不描述量子理论的原理。学校里不介绍量子理论，是因为它不易理解，争议极大，也未成熟。
<br>　　换句话说，它可能“越学越糊塗”……
<br>　　但近代技术(激光，半导体，集成电路，核磁共振，计算机，通讯网络……手机，电视，电脑……)
全是量子论的产物。现代科技前沿中的量子计算机(速度可达电子计算机亿倍)，量子通讯，量子密钥……
<br>　　量子理论的不可思议正在于此：
<br>　　依靠未成熟且争议极大且未能自圆其说的几条原理，在实际应用中取得了近乎疯狂的成就。
<br>
3，量子理论的扩展
<br>　　
<br>　　量子论在发展过程中，不断地与其他学科相结合从而产生了很多新的研究领域，其自身也在不断扩展完善之中。
<br>　　简介如下。
<br>
3.1，量子化学
<br>　　量子论从研究光，研究原子结构模型开始，产生“泡利原理"理论(略)，展现了各种不同物质元素复杂的“电子轨道"，从而真正地正确解释了“元素周期表"，指出“各个元素虽然拥有不同的多个电子，但电子的轨道配置符合量子论关于能量稳定的规律，而最外侧轨道的电子数量决定这一元素的化学特性。”从而将化学与物理学整合在一起。
<br>
3.2，凝聚体物理学
<br>　　量子论把基本粒子分为“费米粒子"和“玻色粒子"，通过对玻色粒子的研究发现了物体在某种条件下的“超流动"和金属的“超传导"现象，积极参与了研究物质性质的“凝聚体物理学"。
<br>
3.3，量子论催生“半导体"
<br>　　量子论最大的成果之一，是从理论上说明了“固体带电性质的差异”，发现了某些物质的“半导"性质，从而开发出“半导体器件"，从晶体二极管、三极管、集成电路、大规模集成电路到超大规模集成电路等微电子学中的主角，由此完全改变了现代人的生活。
<br>　　至今，我们巳经在向“纳米级"的非凡集成电路进军，它将彻底颠复生活中的一切……
<br>
3.4，量子隧穿效应
<br>　　原子核衰变分裂后释放出放射线中的阿尔法粒子穿越原子核边缘“能量壁垒"的概率可能性，可应用于核裂变或核聚变中的量子隧穿效应。
<br>
3.5，发现反电子
<br>　　量子论的重大发现之一，就是发现了与普通粒子性质相反的“反粒子"，比如“反电子"。发现了所谓“真空”其实并非空空无物，而是各种粒子与反粒子成对出没，不断生成和消灭的空间，进一步提高了人类对宇宙空间真相的认识。
<br>
3.6，场量子论诞生
<br>　　运用量子理论的原理应用于电场和磁场等“场空间”的研究，诞生了“场量子论"。指出在概念或哲学上的“无或零"，在物理上是不允许存在的，在宇宙任一空间(包括所谓的真空地带)，总是充满了各种粒子和反粒子的运动(不断生成和消失)，这一状态被称为“真空的起伏不定状态)。这是真空中的“有"(无中生有)。
<br>　　场量子论还促成了“基本粒子物理学"的诞生和发展，指出：在空间(场)，构成物质的各种基本粒子，其状态并非一成不变，而是不断生成或消失，或变形为其他粒子……
<br>
3.8，量子计算
<br>　　现代计算机只能处理单独的“0”与“1”的二进制数字，运用量子论可以并行处理0与1的“重叠状态"，运算速度可望成“亿倍"增长~~如此强大的计算能力可帮助人类完成多么不可思议的构想，智能机器人可能智能到什么程度 ？
<br>　　量子计算，前景无可限量……
<br>
3.8，量子通讯，量子密码
<br>　　如前 “2.10"中介绍的量子纠缠现象应用于通讯。
<br>　　“一旦观察，物质波瞬间收缩”的原理应用于密码保障。
<br>　　可喜可贺，我们中国在这些方面都已经走在世界的前列，可以说：量子化的中国未来，无可限量！

3.9，量子宇宙论
<br>　　研究微观世界的量子论在宏观宇宙中也有精彩的表现：137亿年前宇宙在大爆炸中诞生于一个粒子般微小的“奇点"，当然也得服从量子论原理，真空能量起伏，宇宙无中生有，宇宙从“虚时间中产生"(霍金语)的“无边界假说”…………等等。
<br>
<br>　　但是，量子论与相对论有冲突，有矛盾……
<br>
<br>　　因此，将量子论与相对论这两个20世纪的伟大理论结合在一起，探寻宇宙的“大一统理论"，是未来物理学以及人类认识世界，认识宇宙真相的必由之路……
<br>
4，量子理论的两个重要实验
<br>　　
<br>　　在量子理论的发展过程中，“实验"，是一个重要角色。一种实验是真正做的(如下的  4.1)，另一种是纯粹构思的，也称“思想实验"(如下的  4.2)。
<br>
4.1  双缝实验
目的：验证粒子的[[波粒二象性]]
装置：电子枪、双窄缝隔板、
<br>　　结果显示板 、观察装置
<br>
<br>　　实验1)：用电子枪通过双缝隔板向显示板发射电子束，结果在显示板上出现明显的“干涉条纹"。(只有波，才能留下干涉条纹)
结果证实：作为粒子的电子，具有“波"的特性。
<br>
<br>　　实验2)：用电子枪通过双缝隔板向显示板发射“单个电子"，待电子到达显示板后再发射第二个电子，并重复多次发射。
结果与“实验1)”完全相同。
<br>　　结果证实：单个电子也具有“波"的特性。并且单个电子既通过了左边窄缝，也(同时)通过了右边窄缝。电子处于“重合状态”，电子与“自身"(通过左右双缝的状态)发生了“波的干涉”。
<br>
<br>　　实验3)：按实验2)重复发射单个电子，并通过观察装置现场实时观察。
<br>　　结果：单个电子只通过了其中一条窄缝(或左，或右)，显示板只留下两条痕迹，没有出现干涉条纹。
<br>　　结论：单个电子在"被观察”的情况下，只显现出“粒子"特性。而电子波在观察的瞬间，“消失了"(收缩了)‘‘！
<br>
<br>　　3次实验表明：电子既是粒子，也是波，具有“[[波粒二象性]]"。并且，电子的波是“看不见的"，在观察状态时，波函数收缩，电子显现“粒子”形态。
<br>
真的是很奇妙，或者说“很扯"！
<br>
4.2  薛定谔的猫
<br>　　如上所述，薛定谔对量子论作出了天才的贡献：“薛定谔波函数方程式”。但他本人认为方程所代表的波肯定是实际可观察的量，而非量子论所论述的不可見的并会随观察而收缩的波，他与'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''一样，认为“实际存在"不受人们是否观察的影响。
<br>　　1935年，他设计了一个“思想实验”，几十年来被称为“薛定谔的猫"。以微观世界连接宏观世界的巧妙设思，以图证实量子论的一个悖论。
<br>
<br>　　实验设置：一个密闭的盒子，盒内部有一只猫、一个带检测放射性幅射的仪器继电开关的毒气瓶、少量放射性物质。
<br>　　(放射性物质能否引起原子核衰变，属于微观世界量子论的范畴，衰变与否各有50%的概率。)
<br>　　实验设想：一段时间之后，会有两种结果：
<br>　　结果1)：没有发生衰变，一切如常，猫活着。
<br>　　结果2)：衰变发生，放射性检测装置启动毒气瓶开关，猫死了。
<br>　　实验问：“不打开盒盖观察，猫的生死状况怎样 ???"
<br>　　
一一：这就是著名的“薜定谔的猫”之问。
<br>
1)，在薛定谔以及所有持传统常识的人们看來，两种可能性必居其一，猫的生死在未开盖前就已经确定了。开盖看，只是证实了那个“开盖前巳经确定了"的事实。
2)，量子论者则认为：开盖前，因为放射性物质的衰变与否，各有50%的概率，处在一种重合状态。因此，猫的生与死也处在“重合状态"，即：猫既生又死，半生半死，非生非死，并未确定！
只有打开盖子观察的瞬间，猫的生死才是其中一种确定的状态。而另一种状态，在开盖观察的瞬间“收缩了”！
<br>
<br>　　太妙了！我们不知该持何种立场？？？
<br>
<br>　　80年过去，这只连接微观世界和宏观世界的薛定谔的猫，依然生死未卜！密闭的盒子依然紧闭……
<br>　　谁的论证也无法说服对方。只有量子理论在实践中的疯狂成就不断地影响改变着我们的实际生活，并不断走向奇特的未来。而物理天才薛定谔已于1961年辞世~~当然，还带着他那只未知生死的猫。
<br>
<br>　　更多的试图解答都无功而返。但 其中，在量子论者中诞生了一个“异想天开”的解释：
<br>
4.3，多重世界  (的诠释)
<br>　　
<br>　　盒子未开，猫处于既生又死，不生不死的两个世界的“重合状态"中……
<br>　　好！在盒子打开(观察)的瞬间，假设我们看到的猫死了，这时的猫与观察者(我们)同处于今天这个现实的世界。
<br>　　而仍然活着的猫及其观察者(另一个我们)走进了另一个“平行的世界”(在“那边"活着)。
<br>　　在开盖观察的这个瞬间，世界“分叉"了！那是“另一个版本的世界"。
<br>　　很妙，不是吗？
<br>　　我们观察到 粒子穿过了左边的缝：我们今天这个世界。另一个我们看到粒子穿过了右边的缝：分叉到了另一个平行的世界……
<br>
<br>　　从137亿年前那个引发宇宙创生大爆炸的“奇点"粒子(量子态的)，也曾处于“量子重合态"的那一刻开始，我们的世界就一直不停地分叉着，至今已经有“亿亿亿亿亿……的亿亿亿亿亿……次方"了。
<br>
如果你不相信，你证明给我看看 ！！！
<br>
<br>　　很妙，  谁知道呢……
<br>
4.4，弦论
<br>   
<br>　　量子论仍然有众多未解之谜，它在物质微观世界内颠复了牛顿的经典物理。它与相对论有矛盾。它甚至影响了人类的世界观，宇宙观，影响了有神论与无神论、唯物论与唯心论的界限……由此，物理学一个理想：
<br>
<br>　　“牛顿经典物理学+相对论+量子论 = 大一统理论"
<br>
<br>　　它是 “弦理论"(万维弦、超维弦)吗 ？
<br>　　——又有得期待了，
<br>　　
谁知道呢……？
<br>
后记：
<br>　　至此，我所知道却又糊塗的量子论暂时介绍完毕了，因为全用自己理解后的话写成，错漏之处一定甚多，但恐怕也无妨的，反正只限于糊糊塗塗的“知道一些"就是了。
<br>　　66岁时真正退休后的我，用了一年时间读了量子理论的书 3~4本，约共60万字(谁说中国人都不读书，只顾低头玩手机？手机，借量子论催生的工具而已，并非洪水猛兽！)。十天來，只能浓缩地写下这么些“笔记”，借以对抗那每天都在“退行性”的衰老罢……
<br>　　反正，我们自己的脑子也由量子态的各式粒子所构成，它喜欢向何处走去，无非由“概率”确定——
<br>
<br>　　谁 ψ 知 ψ 道  ψ 呢   ?  
<br>　　
<br>　　芫薇，于2017年6月3日
<br>
(全文完)
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附录
<br>
量子理论~高浓缩版
<br>　　
<br>　　1)，量子论研究微观世界，量子~各种微观粒子。
<br>　　2)，量子论从对光的研究开始：光具有“[[波粒二象性]]”。
<br>　　3)，以电子为代表的各种微观粒子也具有“[[波粒二象性]]"。(以上2与3由“双缝实验"证实)
<br>　　4)，能维持物质稳的原子结构的“量子化条件"。
<br>　　5)，薜定谔方程式波函数ψ的“概率解释"。
<br>　　6)，人们的“观察"影响波的收缩。量子态的波不可见。(5与6被称为“哥本哈根解释”)
<br>　　7)，海德堡不确定性原理(也称“测不准原理")：粒子的动量和位置二者不可能同时确定。
<br>　　8)，'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''提出的EPR悖论：指出量子纠缠态下信息的瞬间传递不可能超过光速。'''[[爱因斯坦|爱恩斯坦]]'''终生不认同量子论。
<br>　　9)，薜定谔也不认同量子论的哥本哈根解释，设计了著名的思想实验~“薜定谔的猫”，至今未能破解。
<br>　　10)，“薜定谔的猫”引发“多重世界詮释”。
<br>　　11)，量子论与多学科结合产生众多物理学新领城：量子物理化学、量子宇宙学、场量子论、量子凝聚体物理学、量子论催生半导体科学及产品、量子计算、量子通讯……
<br>　　12)，量子论仍然有众多未解之谜，它与相对论有矛盾，物理学一个理想：
<br>　　“牛顿经典物理学+相对论+量子论 = 大一统理论"
它是 “弦理论"吗 ？
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量子论——绝版  (纯粹“搞笑”)
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混沌生希夷，<br>
希夷生无极，<br>
无极生有极，<br>
有极生太极，<br>
太极生两仪，<br>
两仪生四象，<br>
四象生八卦，<br>
八八六十四卦演绎世间万物<br>
…………<br>
2017.6.3.