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量子物理
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| 别名 || 量子力学 || 地 位 || 现代物理学的基础理论之一
|-||提出时间 || 1900年|| 代表作品 || 《上帝掷盒子吗》<ref>[https://book.douban.com/subject/1467022/ 上帝掷骰子吗],豆瓣网</ref>
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=='''量子论'''==
[[海森堡]]阐明[[测不准原理]]。
[[保尔·A·M·狄拉克]]（Paul A. M. Dirac）提出了相对论性的波动方程用来描述[[电]]子，解释了电子的自旋并且预测了[[反物质]]。狄拉克提出电磁场的量子描述，建立了量子场论的基础。[[玻尔]]提出[[互补原理]]（一个哲学原理），试图解释量子理论中一些明显的矛盾，特别是[[波粒二象性]]。<ref>[https://baike.baidu.com/item/%E9%87%8F%E5%AD%90%E7%89%A9%E7%90%86/7052617?fr=aladdin#reference-[1]-388084-wrap 量子物理],百度网</ref>
=='''量子理论的创立人'''==
[[File:A6c00100a951b04c534.jpg|缩略图|350px|[https://image.so.com/view?q=%E9%87%8F%E5%AD%90%E7%89%A9%E7%90%86&src=tab_www&correct=%E9%87%8F%E5%AD%90%E7%89%A9%E7%90%86&ancestor=list&cmsid=82461eb65f2fb030d2c993425d26bef1&cmran=0&cmras=1&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=130&adstar=0&clw=246#id=3651f1ba09cc3cb3c53958f99f5abe5c&currsn=0&ps=92&pc=92 原图链接][https://www.toutiao.com/i6307529015515152897/ 图片来源于头条网]]]
量子理论的主要创立者都是年轻人。1925年，[[泡利]]25岁，[[海森堡]]和[[恩里克·费米]]（Enrico Fermi）24岁，狄拉克和约当23岁。[[薛定谔]]是一个大器晚成者，36岁。玻恩和玻尔年龄稍大一些，值得一提的是他们的贡献大多是阐释性的。爱因斯坦的反应反衬出量子力学这一智力成果深刻而激进的属性：他拒绝自己发明的导致量子理论的许多关键的观念，他关于玻色-爱因斯坦统计的论文是他对理论物理的最后一项贡献，也是对物理学的最后一项重要贡献。
系统的行为用[[薛定谔方程]]描述，方程的解称为波[[函数]]。系统的完整信息用它的波函数表述，通过波函数可以计算任意可观察量的可能值。在空间给定体积内找到一个电子的概率正比于波函数幅值的平方，因此，粒子的位置分布在波函数所在的体积内。粒子的动量依赖于波函数的斜率，波函数越陡，动量越大。斜率是变化的，因此动量也是分布的。这样，有必要放弃[[位移]]和[[速度]]能确定到任意精度的经典图象，而采纳一种模糊的[[概率]]图象，这也是量子力学的核心。
对于同样一些系统进行同样精心的测量不一定产生同一结果，相反，结果分散在波函数描述的范围内，因此，电子特定的位置和动量没有意义。这可由测不准原理表述如下：要使粒子位置测得精确，波函数必须是尖峰型的，然而，尖峰必有很陡的斜率，因此动量就分布在很大的范围内；相反，若动量有很小的分布，波函数的斜率必很小，因而波函数分布于大范围内，这样粒子的位置就更加不确定了。<ref>[https://baike.baidu.com/item/%E9%87%8F%E5%AD%90%E7%89%A9%E7%90%86/7052617?fr=aladdin#reference-[1]-388084-wrap 量子物理],百度网</ref>
===波的干涉===
1925年，[[玻恩]]，[[海森堡]]和[[约当]]发表了光的量子场论的初步想法，但关键的一步是年轻且本不知名的物理学家[[狄拉克]]于1926年独自提出的场论。狄拉克的理论有很多缺陷：难以克服的计算复杂性，预测出无限大量，并且显然和对应原理矛盾。
40年代晚期，量子场论出现了新的进展，[[理查德·费曼]]（Richard Feynman），[[朱利安·施温格]]（Julian Schwinger）和[[朝永振一郎]]（Sinitiro Tomonaga)提出了量子电动力学（缩写为QED）。他们通过重整化的办法回避无穷大量，其本质是通过减掉一个无穷大量来得到有限的结果。由于方程复杂，无法找到精确解，所以通常用级数来得到近似解，不过级数项越来越难算。虽然级数项依次减小，但是总结果在某项后开始增大，以至于近似过程失败。尽管存在这一危险 ，QED ，[[QED]] 仍被列入物理学史上最成功的理论之一，用它预测电子和磁场的作用强度与实验可靠值仅差/1,000,000,000,000。
尽管QED取得了超凡的成功，它仍然充满谜团。对于虚空空间（真空），理论似乎提供了荒谬的看法，它表明真空不空，它到处充 斥着小的电磁涨落。这些小的涨落是解释自发辐射的关键，并且，它们使原子能量和诸如电子等粒子的性质产生可测量的变化。虽然QED是古怪的，但其有效性是为许多已有的最精确的实验所证实的。
对于我们周围的低能世界，量子力学已足够精确，但对于高能世界，相对论效应作用显著，需要更全面的处理办法，量子场论的创立调和了量子力学和 [[ 狭义相对论 ]] 的矛盾。
一个世纪以前，我们所理解的物理世界是经验性的；我们作这样自信的预测是因为量子力学为我们周围的世界提供了精确的完整的理论；然而，今日物理学与1900年的物理学有很大的共同点：它仍旧保留了基本的经验性，我们不能彻底预测组成物质的基本要素的属性，仍然需要测量它们。或许， [[ 超弦理论 ]] 是唯一被认为可以解释这一谜团的理论，它是量子场论的推广，通过有长度的物体取代诸如电子的点状物体来消除所有的无穷大量。无论结果何如，从科学的黎明时期就开始的对自然的终极理解之梦将继续成为新知识的推动力。从现在开始的一个世纪，不断地追寻这个梦，其结果将使我们所有的想象成为现实。
=='''量子物理学典型实例'''==
===薛定谔的猫===
是由[[奥地利]][[物理学]]家[[薛定谔]]于1935年提出的有关猫生死叠加的著名思想实验，是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演 。这里必须要认识量子行为的一个现象：观测。微观物质有不同的存在形式，即粒子和波。通常，微观物质以波的叠加混沌态存在；一旦人的意识参与到观测行为中，它们立刻选择成为粒子（意识在实验中扮演着什么角色？意识的参与是怎么作用到实验中的量子的？是什么性质的作用？是一种力吗？是什么过程？不知道…）。实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来 。
这里必须要认识量子行为的一个现象：观测。微观物质有不同的存在形式，即粒子和波。通常，微观物质以波的叠加混沌态存在；一旦人的意识参与到观测行为中，它们立刻选择成为粒子（意识在实验中扮演着什么角色？意识的参与是怎么作用到实验中的量子的？是什么性质的作用？是一种力吗？是什么过程？不知道…）。 实验是这样的：在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。之后，有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。 根据经典物理学，在盒子里必将发生这两个结果之一，而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。 在量子的世界里，当盒子处于关闭状态，整个系统则一直保持不确定性的波态，即猫生死叠加。猫到底是死是活必须在盒子打开后，外部观测者观测时，物质以粒子形式表现后才能确定。这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解，可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理， [[ 客观 ]] 规律不以人的意志为转移，猫既活又死违背了 [[ 逻辑 ]] 思维。
薛定谔的猫本身是一个假设的概念，随着技术的发展，人们在光子、原子、分子中实现了薛定谔猫态，甚至已经开始尝试用病毒来制备薛定谔猫态，如刘慈欣《球状闪电》中变成量子态的人，人们已经越来越接近实现生命体的薛定谔猫。可是另外一方面，人们发现薛定谔猫态（量子叠加态）本身就在生命过程中存在着，且是生物生存不可缺少的 。<ref>[http://www.360doc.com/content/16/0204/00/29726932_532691288.shtml 王阳明心学与量子物理学，谁说我是唯心主义，这不科学啊！],个人图书馆网，2016-02-04</ref>
===鸽子笼 ===
据 [[ 物理学 ]] 家组织网报道，传统的 [[ 鸽子 ]] 理论描述为：如果你把三只鸽子放进两个鸽洞里，每次至少要有两只鸽子在一个洞里。这一法则反映了计算的本质。而研究小组提出，在量子世界里这一法则是错的。“你可以在两个鸽洞里放无数多只鸽子，而不会有两只鸽子在同一鸽洞里。”查普曼大学量子研究院主管 [[ 杰夫·托勒克森 ]] 说。
研究人员解释说，如果把三个粒子放在两个盒子里，观察者在制定检测顺序时，可能出现这种效应。首先，你对粒子位置做一个最初的“预先选择”检测；然后做中间检测，看看有没有两个粒子在同一个盒子里；最后，对粒子位置做一个“后选择”。你可以做出后选择和后选择检测，它们完全相互独立。在中间步骤，你可以做所谓的弱检测同时查看三个粒子。如果你这么做了，结果就是没有两个粒子会在同一个盒子里。<ref>[http://www.360doc.com/content/16/0204/00/29726932_532691288.shtml 王阳明心学与量子物理学，谁说我是唯心主义，这不科学啊！],个人图书馆网，2016-02-04</ref>
=='''意识与量子理论'''==
两位世界著名的科学家斯[[图尔特·哈默罗夫]]博士和[[罗杰·彭罗斯]]爵士强强联手提出了意识的量子理论，认为我们的[[灵魂]]是寄宿于脑细胞中的微管结构内。他们的理论源于大脑是生物[[计算机]]的概念，大脑具有1000亿个[[神经元]]及其轴突激发和作为信息网络的突触连接。 哈默罗夫博士是 [[ 亚利桑那大学 ]] 的 [[ 麻醉学 ]] 和 [[ 心理学 ]] 系荣誉 [[ 教授 ]] 、 [[ 意识 ]] 研究中心主任；而著名物理学家罗杰爵士自1996年以来一直在研究该理论。两位科学家认为，我们的意识经验是这些微管内的量子引力效应的结果，科学家把这个过程称为协调目标约化。在濒临死亡时，微管失去它们的量子状态，但是其中所含的信息不会被破坏。或者用外行人的话来说，灵魂不会死，而是回归 [[ 宇宙 ]] 之中。 哈默罗夫博士在[[美国]]科学频道播出的纪录片《穿越[[虫洞]]》中解释了这一理论，量子灵魂理论也引发了很多人的热议。[[哈默罗夫]]博士表示，当[[心脏]]停止跳动，[[血液]]停止流动，微管就会失去其量子态。微管内的量子信息不会被破坏，也无法被破坏，它只是消散到[[宇宙]]之中。如果此时这个濒临死亡的人又恢复过来，那这个量子信息可以回到微管之中。而如果当人死亡，这种量子信息（即灵魂）可能就永远地存在于身体之外。 哈默罗夫博士认为，关于量子效应的新发现还在[[生物]]过程中起作用，如嗅觉、鸟类导航和[[光合作用]]，这给该理论增加了说服力。<ref>[http://www.360doc.com/content/17/0115/06/31613535_622543772.shtml 量子物理学家称，在生命终结时，灵魂会离开神经系统并回归宇宙],个人图书馆网，2017-01-159</ref> == '''外部連結''' ==*[https://www.360kuai.com/pc/96f21f18c625a7aea?cota=3&kuai_so=1&sign=360_7bc3b157&refer_scene=so_55 量子计算机]