量子力學可信嗎？ - 知乎_第三章 他覺得

他覺得，電子這個玩意兒，跑位非常風騷，到什麼程度呢？

它就像一個社恐的忍者。

電子並沒有老老實實按照軌道繞原子核跑圈，而是極度自嗨，在原子核外面隨機蹦躂。

你根本摸不清它的套路。

更神奇的是，當我們想知道它的確切位置好觀測它的時候，它就突然消停下來，一臉蒙。

所以我們永遠無法同時知道不觀測時電子的位置和動量……這就是不確定性原理。

雖然很難理解，但科學家們已經透過實驗驗證了不確定性原理是靠譜的。

其中最著名的，就是參照楊氏雙縫干涉實驗設計的電子雙縫干涉實驗。

我們朝一塊有兩條縫的擋板，射出電子。

因為電子有波動性，所以它會發生衍射，並最終在屏上呈現明暗相間的條紋。

可一旦我們想觀測電子是怎麼穿過這兩個孔的時候，實驗結果居然發生了變化！這時它就不像波一樣傳播了，而是像粒子一樣穿過。

屏上只有兩條亮紋。

是不是很神奇！同時，電子雙縫干涉實驗也進一步驗證了微觀粒子的波粒二象性。

也就是說，微觀粒子的狀態既有波動性，也有粒子性。

既然電子的運動這麼神奇，那它真的是那麼隨心所欲嗎？

2.機率解釋話說和海森堡同時期，還有一名科學家，從另外一個角度也得出了上面類似的結論。

他就是浪量子力學的奠基人之一——薛定諤。

此人性別男，愛好女，物理界裡獨一檔的渣男，人送外號：渣渣薛，具體多渣就不讓播了。

渣渣薛提出的理論叫波函式，我們就不展開講了。

為啥不展開呢？

因為連他本人都是一頭霧水，說不出個所以然來。

好在哥本哈根學派的另一位大牛——玻恩，站出來替他解了圍。

玻恩是這麼解釋波函式的：其實電子的位置吧，它就是一團機率，隨機起來不是人。

不過，雖然我們沒法確定它的走位，但電子在每個位置出現的機率，卻是可以計算出來的。

這就是玻恩提出的機率解釋。

綜上所述，不確定性原理和機率解釋，共同構成了量子力學的核心——哥本哈根學派解釋的主要內容。

雖然這個解釋完美解決了很多問題，可大家的三觀著實被碾得稀碎。

所以質疑也隨之而來，很多人表示，說微觀粒子的運動是隨機的，這事兒也太扯淡了！於是，支援方和反對方，就借幾次團建，來了幾場爭鬥。

我們挑幾次重點的來看。

一、第五屆索爾維會議首先出場的是，由玻爾領頭的哥本哈根學派。

另一方在愛因斯坦帶領下，質疑哥本哈根學派的研究，我們叫他們斬草除根派。

還有一撥圍觀群眾，也個個大牌。

好了，對話開始。

雙方就微觀粒子的運動到底是否隨機這個問題，進行了激烈的討論。

反正扯了半天也沒啥結果，誰也說服不了誰。

插一嘴。

大家一頓爭吵之後，沒有結論，覺得反正閒著也是閒著，加上難得聚一回，於是就一起排排坐，來了一張合影。

沒錯，就是這張著名的照片。

後來，愛神和玻神又吵了好幾架，依然沒啥結果。

當然，不僅帶頭大哥們使勁掐，小弟們也沒閒著。

二、薛定諤虐的貓作為愛因斯坦的小弟，薛定諤也站出來，怒噴哥本哈根學派。

他提出了一個喪心病狂的思想實驗——薛定諤的貓簡單解釋一下。

可一旦它們發生衰變，就會觸發錘子，敲碎毒藥瓶，釋放毒氣，把貓毒死。

所以薛定諤認為，根據哥本哈根學派的解釋，如果原子是疊加態，那貓也應該處於——既死又活的疊加態。

對地球人來說，一隻貓既死又活，根本無法理解。

所以薛定諤認為哥本哈根學派非常荒謬，就是在瞎扯淡。

當然，後來人們發現，這個實驗並不嚴謹，有很多問題，所以沒法參考。

聊了這麼多，其實關於量子力學的爭論，直到今天都沒有結束。

但是依照後來的一些實驗來看，哥本哈根學派的理論，目前更加站得住腳。

和相對論相比，量子力學的發展，在這一百年內，讓人類文明發生了翻天覆地的變化。

比如晶片、核磁共振、超導、雷射等技術，都是在量子力學的基礎上發展起來的。

不過，科學也是一把雙刃劍，利用量子力學人類也造出了一些奇怪的東西，比如：好了，量子力學的故事就先聊到這裡，而我們科學史的正片部分，也在這裡告一段落了。

最後，我們用一張圖，總結一下整個科學史的發展結構。

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