量子力学揭秘01——BBC

量子纠缠与波尔-爱因斯坦之争

灯泡

爱迪生发明的灯泡,在德国得到大范围的应用189x年;

问题

如果用电来加热灯丝就会发光。
灯芯温度与光的颜色之间有啥关系?

马克思-普朗克

德国物理研究院
光会随着温度上升改变颜色;
研究工具:黑体辐射器;
作用:测量光的颜色和频率
结论:要产生光谱更高频率的光温度极高(太阳5.5k+度,大量的光都是可见光,紫外线都是很少的)

紫外线灾难

紫外线为何那么难以产生?
普朗克发现了数学公式;
颜色,频率,能量 关系;
含义没人理解;

光电效应

金箔试验器;
用不同频率的光照,会移除金箔上的静电;
紫外线效果最好;

光是一种波

光能完美的 呈现波的特性;
肥皂泡表面的光会折射和反射,最后色彩斑斓;
影子模糊的边缘;

缺憾:无法解释光电效应和紫外灾难;

阿尔伯特-爱因斯坦

1905 柏林
解释光电效应的理论:
我们要完全抛弃光是一种波的观念;
光是一束微小如子弹般的粒子;
形容这种光粒子的术语就是量子
一个量子就是一小股能量;

所有关于光的难题因此迎刃而解;
光电效应:紫外量子频率高带有的能量更大,能够轻易除去金属板上的电子;而红光,频率低,每个量子带有的能量小,不足以去除金属板上的电子;
紫外灾难:因为产生紫外光量子需要巨大的能量;是普通光量子的100+倍;

现代物理学的开端;

然而:光的粒子说解释了光电效应和紫外灾难,却不能解释肥皂泡现象;

现代主义崛起

1922
土耳其没落
一战后的文化,艺术,政治的复兴
社会主义俄国
美国爵士乐
物理界:围绕光的波粒展开

尼尔斯-波尔

争论的两派:数十年;
现代主义革命的科学家组成的新流派 ;代表人物:波尔

理智之声的代表:爱因斯坦;

量子力学

关于电的粒子实验;
1920年中期,贝尔实验室;
一束电子表现出波的干涉现象;
一个电子的分布也表现出干涉现象;
结论:每个电子具有波动性

为了解释这个现象,波尔创立了量子力学

单个粒子产生干涉的解释:
这些电子可能具有概率
这种概率波以某种方式穿越两条狭缝并形成干涉,如同水波那样;
当到达屏幕时又神秘的变成了实体。

单个电子以概率的形式穿过双缝

哥本哈根解释

电子在被测量前 无法确定他的位置;
没有真实,只有可能存在的真实;

我不看月亮月亮就不存在了吗

爱伊斯坦无法接收这种解释;
核心:量子力学的核心是纠缠,
纠缠是一对命运相互交织的量子之间,特殊而又极其紧密的联系;
同一事件中产生两个旋转的银币,如果其中一个为正,那么另一个就是反。两者如果相距非常远,可能存在超光速的通信。不可能存在

超距幽灵;

反对:两个盒子里面分别装左手套和右手套,就不存在超距通信的说法。

量子力学的应用

半导体
原子领域
激光
核能
这些应用 有意忽略了爱因斯坦的质疑;

约翰-贝尔

五十到六十年代
英国原子能机构
如何才能决定事物是否真实存在,在不进行观察的情况下;

发现了一个公式;证明谁(爱因斯坦)对谁(波尔)错

十几年后 1972年,约翰-克劳泽开始做实验来验证这个公式;
实验结果是:波尔是正确的,需要观测才能确定存在性

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