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关于量子力学都有哪些常见的误解?

汪洁 2018-01-12 11:57:49 阅读:

在平常节目评论中的留言提问中,有关量子力学的问题占了相当大的一部分。量子力学确实是科普中一个非常热门的领域,我订阅的十几个科普公号中,平均下来几乎每天都能看到量子力学方面的科普文章,但这也可能是公众误解最多的一个科学话题。让人哭笑不得的是,其中很多是打着科普旗号的伪科普文章,或顶着量子标题的各种保健药品、电子仪器、生活用品的推销。我今天就来盘点一下有关量子力学最常见的一些误解:

关于量子力学都有哪些常见的误解?

1. 量子力学不能证明唯心主义是对的。“我们不看月亮的时候,月亮不存在”,这是对量子力学最常见的一个误解。微观世界的现象不能简单地套用到宏观世界中。

2. “我们不观察电子,电子就不存在”,这是对量子不确定性原理的最常见误解,实际上,我们不观察电子,不能确定的是电子的某些状态,例如动量、位置、自旋态等。但是这个电子的质量、电荷都是确实存在的,不会因为我们是否观察而消失。

3. 量子力学中的观察并不是特指用人的眼睛看。观察是物理学中的一个术语,指的是两个系统之间发生了相互作用。当一个电子打到了荧光屏上,我们就可以说荧光屏观察了电子,也可以说电子观察了荧光屏。

4. 不确定性原理听上去很神奇,其实也完全不神秘,它也是某些成对出现的物理量,术语叫共轭物理量的逻辑必然。

5. 不确定性原理是普适的原理,不管在微观世界还是宏观世界,只是不确定性原理有明确的数学法则,这个法则告诉我们,质量越大、体积越大的物体,不确定性就越小,于是,任何肉眼可见的物体,它的不确定性已经小到完全可以忽略不计了。

6. 量子纠缠现象很神奇,但不神秘,它又是不确定性原理的逻辑必然,是完全可以被理解的。物理学家们还没有达成共识的只是这个物理过程发生的细节,而不是这个现象本身有争议。

关于量子力学都有哪些常见的误解?

7. 量子通信不是超光速通信,是一种理论上不可破解的加密通信。人类到目前为止还没有发明任何可以用作超光速通信的理论,量子理论当然也不例外。光速极限依然是目前固若金汤的一条宇宙法则。

8. 实现量子通信有很多种方法,可以用到量子纠缠原理,但也可以不用到量子纠缠原理,实际上目前包括我国在内实现的量子通信都与量子纠缠无关。

9. 量子通信不是骗局,是真正的科学进步,科技含量非常高,中国在这方面确实是国际领先水平,潘建伟院士的荣誉实至名归。

10. 墨子号量子通信卫星最牛的地方是实现了单光子秘钥分发,这就从原理上保证了只能被破坏和窃取,但永远不可能窃听,因为窃听就等于了窃取或者破坏。

11. 量子纠缠现象可以用来实现量子的隐形传态,注意,“隐形传态”这四个字每个字都有准确地含义,不可随意更改。从理论上来说,我们可以把量子态从一地传输到另一地,但是请注意,第一,只能是传输,而不能复制。第二,传输不是瞬时的,依然有光速极限。但是它的好处在于可以达到光速。把一个人以光速从一地传输到另一地,准确地说是把一个人在本地销毁,在另一地重建,从物理法则上来说,不禁止。但是,从实现的角度来说,我们完全看不到终点的位置在哪里。这条技术道路可能是无限长。

12. 所有用量子力学来证明神佛鬼怪、灵魂超自然、人体特异功能的学说和理论都是在科学上站不住脚的,不管说出这话的人是什么样的背景和头衔,例如朱清时先生这样的化学家和施一公先生这样的蛋白结构生物学家,都只能是代表他们个人的观点,得不到科学共同体的承认,也经不起真正搞量子力学的科学家的随手一剑。

13. 所有打着量子旗号的保健品,不管是吃的还是用的,都是骗局,没有例外,没有例外,没有例外,重要的话说三遍。

关于量子力学都有哪些常见的误解?

总之,量子力学是一门还在发展中的理论,我们还在不断地修正和完善,但是已知的一些原理经过了无数严苛实验的检验,不可能被推翻,只能在更高精度上得到修正和完善。

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