綜述
人類的歷史實(shí)際上與科學(xué)和技術(shù)是分不開(kāi)的，盡管在古代 ， 人類囿于知識(shí)水平和對(duì)世界認(rèn)知的不足 ， 并不能很清晰地明白自然科學(xué)是什么 ， 還以神明、宗教等所謂神秘力量的方面來(lái)進(jìn)行分析和解釋，但是早在石器時(shí)代開(kāi)始 ， 人類就與科學(xué)結(jié)下了不解之緣 。
一手創(chuàng)立了科學(xué)史學(xué)科的喬治·薩頓曾說(shuō)過(guò)這樣的一句話——科學(xué)在人類的歷史上只占了很小的一部分，但卻是人類發(fā)展的本質(zhì)，是唯一一個(gè)能夠解釋人類為什么會(huì)進(jìn)化的答案 。
比如石器時(shí)代的人們正是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了如何使用磨制石器，才從舊石器時(shí)代慢慢轉(zhuǎn)化到了新石器時(shí)代，發(fā)展出了發(fā)達(dá)的冶陶技術(shù)、紡織業(yè)等等 。
而我國(guó)古代也相繼發(fā)展出了青銅器、鐵器等等 ， 從而成為了更加先進(jìn)的國(guó)家，因此在危險(xiǎn)的古代成了唯一一個(gè)存活下來(lái)的四大文明古國(guó) ， 甚至其中的四大發(fā)明更是影響到了歐洲，推動(dòng)了近代科學(xué)的萌生 。
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，科學(xué)也在前輩們前仆后繼的付出下被逐漸建立了起來(lái)，人類也意識(shí)到了更多真實(shí)而神秘的世界 ， 其中就包括量子力學(xué) ， 這個(gè)經(jīng)常被調(diào)侃的——遇事不決量子力學(xué)的學(xué)說(shuō)，它到底是什么意思呢？
量子力學(xué)
量子力學(xué)其實(shí)就是研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)理論，這也是構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基礎(chǔ)學(xué)說(shuō)之一 。
其中包括原子、分子以及大量粒子組成且相互有著很強(qiáng)作用的凝聚態(tài)物質(zhì)（例如固態(tài)和液態(tài)），也包含原子核，和人類認(rèn)知中構(gòu)成物質(zhì)最小的單位——基本粒子的性質(zhì)、結(jié)構(gòu) 。
19世紀(jì)末，當(dāng)時(shí)的物理學(xué)理論被認(rèn)為已經(jīng)有了非常完整的架構(gòu)，比如光學(xué)、力學(xué)等等許多方面都發(fā)展出了較為系統(tǒng)完善的理論體系，看似已經(jīng)到了巔峰，甚至很多的物理學(xué)家都認(rèn)為未來(lái)不會(huì)再有突破性的偉大發(fā)現(xiàn) ， 剩下的只是零零散散的補(bǔ)充罷了 。
然而隨著科學(xué)家們對(duì)物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界的研究，黑體輻射、原子結(jié)構(gòu)等等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)打破了當(dāng)時(shí)科學(xué)家們的固有認(rèn)知，原有的物理學(xué)理論甚至根本無(wú)法對(duì)其解釋 。
這些也成為了19世紀(jì)末物理學(xué)界頭頂?shù)膬善瑸踉?，更是為物理學(xué)帶去了革命的改變 。
20世紀(jì)初，物理學(xué)新的現(xiàn)象和新的理論層出不窮，沖破了固有的理論知識(shí)系統(tǒng)的束縛 ， 探索出了微觀世界的新規(guī)律、新理論 。
其中1900年普朗克針對(duì)黑體輻射問(wèn)題，以一個(gè)能量不連續(xù)地做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)假設(shè)，推導(dǎo)出了黑體輻射的公式，并提出了電磁振蕩只能以“量子”的形式發(fā)生等觀點(diǎn) ， 從而成為了量子力學(xué)的開(kāi)門磚 。到了20世紀(jì)30年代 ， 量子力學(xué)基本的框架被搭建了起來(lái) 。
量子世界里 ， 一切的物質(zhì)都被分成了極其微小的61種基本粒子，但是量子其實(shí)并不能將它理解成為某一種的粒子，而是一個(gè)物體存在最基礎(chǔ)的不可分割的單位，那這個(gè)物體就是量子化，而這個(gè)單位就是量子 。
比如說(shuō)要統(tǒng)計(jì)一個(gè)人數(shù)，那么一個(gè)人就是量子 ， 即不可分割的最小單位，而不是說(shuō)半個(gè)人，或者0.1個(gè)人，更不能將這個(gè)人說(shuō)成是一個(gè)細(xì)胞，同樣的，由許多人所組成的人群就是量子化 。
同理而言，一道光可以說(shuō)光子是量子，它們共同組成的光線則是量子化 。而除了物質(zhì)以外，能量、電荷、磁矩等等都具有量子化 。
例如一輛汽車以每小時(shí)5千米的速度行駛，當(dāng)它忽然轉(zhuǎn)化成為每小時(shí)20千米的速度時(shí) ， 這其中所發(fā)生的極快的速度變化就是速度的量子化 。
現(xiàn)實(shí)中的量子力學(xué)
實(shí)際上，我們的現(xiàn)實(shí)生活中已經(jīng)有了許多的量子力學(xué)，比如激光器和發(fā)光二極管等等產(chǎn)品 。普朗克當(dāng)初提出了量子論，認(rèn)為原子的能量是分散而非連續(xù)的，所發(fā)射出來(lái)的能量其實(shí)是以“量子”為單位所進(jìn)行的 。
在這個(gè)基礎(chǔ)上，愛(ài)因斯坦提出了光量子的假說(shuō)，認(rèn)為光也是不連續(xù)的 ， 是量子化的 ， 它與原子一樣都是粒子 。1917年 ， 愛(ài)因斯坦又提出了受激輻射，認(rèn)為通過(guò)刺激，可以將激發(fā)態(tài)的發(fā)光原子向低能態(tài)或者基態(tài)躍遷的過(guò)程中，輻射出光子 。后來(lái)科學(xué)家們就是依照上述的理論所研發(fā)出來(lái)的激光器 。
除此之外，實(shí)際上我們?nèi)粘Ｉ罾镉玫降拿恳粔K電子設(shè)備其實(shí)也都與量子力學(xué)有著非常重要的關(guān)系 ， 也就是電子設(shè)備的必備——即晶體管 。
也正是因?yàn)榱孔恿W(xué)有了革命性的突破，科學(xué)家們才在1930年里發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體的存在，從而研發(fā)出了晶體管，更是發(fā)明出了世界上第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)，比原本臃腫龐大的計(jì)算機(jī)輕盈許多倍 。
文章插圖
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然而人類目前為止對(duì)于量子力學(xué)的研究還不算十分成熟，對(duì)它的掌握也十分少，比如物理學(xué)的四大神獸中已經(jīng)打破了三頭 ， 其中代表量子力學(xué)的“薛定諤的貓”依然是當(dāng)前困擾了無(wú)數(shù)科學(xué)家們的難點(diǎn) 。
這是從宏觀的角度來(lái)闡述微觀量子理論的表現(xiàn)，但是由于粒子本身在被觀測(cè)之前有著許多的可能性，也就是說(shuō)被觀測(cè)之前這個(gè)粒子是多個(gè)態(tài)，然而被觀測(cè)后只能被固定在一個(gè)態(tài)，即觀測(cè)的行為與粒子本身是相互影響的 。
從空間上可以理解為：當(dāng)你沒(méi)有打開(kāi)盒子時(shí)，盒子里有無(wú)數(shù)個(gè)平行宇宙在同時(shí)發(fā)展，并且每個(gè)平行宇宙都將存在無(wú)限的發(fā)展可能性 。
但是當(dāng)我們打開(kāi)盒子以后，出現(xiàn)在我們面前的只會(huì)是隨機(jī)的一種平行宇宙的其中某一種發(fā)展 。這還只是從空間領(lǐng)域所做出的理解，在物理領(lǐng)域?qū)用?，沒(méi)有任何一個(gè)人能對(duì)此進(jìn)行解釋 。
就連偉大的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦，早前也認(rèn)為上帝絕不會(huì)擲骰子量子計(jì)算機(jī) 人工智能 ， 即萬(wàn)事萬(wàn)物都是非隨機(jī)性的 ， 包括天氣的變化、一滴雨水的落腳點(diǎn)，甚至是明天晚上吃什么，以及女朋友的心情，愛(ài)因斯坦認(rèn)為都是非隨機(jī)性的 。
然而目前許多科學(xué)家都認(rèn)為，量子力學(xué)理論上就是隨機(jī)的事件，上帝也確實(shí)是在擲骰子 。
如果掌握了量子力學(xué)
有一種說(shuō)法是 ， 當(dāng)我們掌握了量子力學(xué)，我們就可以改變世界，這是為什么呢？
事實(shí)上，量子力學(xué)被很多人過(guò)于神化 ， 這其實(shí)只是一種更加接近世界本質(zhì)的理論學(xué)說(shuō)，能夠幫助我們更好地認(rèn)識(shí)世界、利用世界 。
有人認(rèn)為，掌握了量子力學(xué)，就能夠從微觀上通過(guò)改變粒子來(lái)進(jìn)行物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量子計(jì)算機(jī) 人工智能 ， 比如從空氣中轉(zhuǎn)化出衣服、面包、紙張等等，又比如說(shuō)可以通過(guò)改變量子，從而實(shí)現(xiàn)人類的永生等等 ， 這些其實(shí)都是將量子力學(xué)過(guò)于神化的表現(xiàn) 。
我們先前也說(shuō)過(guò)，量子力學(xué)中的量子只是表示的不可被分割的最小單位，比如一個(gè)人類可以是量子，一個(gè)細(xì)胞也可以是量子，所謂的將這個(gè)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成全新的物質(zhì)其實(shí)是根本不能做到的事情 。
但是如果掌握了量子力學(xué) ， 我們雖然無(wú)法做“全能的神”，卻可以發(fā)現(xiàn)世界的本質(zhì)現(xiàn)象，可以創(chuàng)造出能夠真正意義上進(jìn)行遠(yuǎn)距離甚至是跨星際的通訊設(shè)備，能夠“瞬時(shí)通信” 。
這其實(shí)就是愛(ài)因斯坦提出的“幽靈般的遠(yuǎn)距作用”，也被稱為是量子糾纏 ， 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是處于糾纏態(tài)的兩個(gè)粒子，不管兩者相隔有多么遙遠(yuǎn)，只要其中的一個(gè)粒子被觀測(cè)到，另外一個(gè)粒子也會(huì)同時(shí)發(fā)生改變，兩者存在著特別的關(guān)聯(lián)性，根據(jù)這個(gè)原理 ， 我們就能夠操作一個(gè)粒子，而引發(fā)另外一個(gè)粒子的變化，實(shí)現(xiàn)即時(shí)通信 。
同時(shí) ， 量子態(tài)隱形傳輸也將會(huì)出現(xiàn)在人類的生活當(dāng)中，這項(xiàng)技術(shù)同樣是根據(jù)量子糾纏的原理，但傳遞的不再是簡(jiǎn)單的信息 ， 而是將量子態(tài)傳送到任何一個(gè)距離 ， 就如同是科幻小說(shuō)當(dāng)中經(jīng)常出現(xiàn)的技術(shù)——“超時(shí)空傳輸” 。
然而這并不是科幻小說(shuō)里的時(shí)空穿梭技術(shù)，它不能傳送任何的物質(zhì)，也不能將分子在另外的地方組成一個(gè)物體 ， 只是一種全新的通信方式 。
甚至我們可以創(chuàng)造出量子計(jì)算機(jī)，從而發(fā)展出真正的人工智能，還可以發(fā)明出“量子飛船” ， 進(jìn)行超光速的星際航行，真正實(shí)現(xiàn)沖出太陽(yáng)系、逃離銀河系的壯舉 。
量子力學(xué)也可以幫助人類掌握可控核聚變，能夠擁有更加安全、充足的能源，不必再去掏空地球內(nèi)部的有限資源 ， 核聚變的龐大能源支撐也足以使得人類的科技再次出現(xiàn)革命性的巨大跨越 。
也因此，美國(guó)科學(xué)家韋恩對(duì)此表示，人類如果真正掌握了量子力學(xué)，就能夠改變世界 。
結(jié)論
世界到底是什么樣子的，從古至今，不論是中國(guó)還是西方，各個(gè)國(guó)家都在進(jìn)行著不同的研究 ， 但殊途同歸都是對(duì)世界本質(zhì)的探索 。
量子力學(xué)直到現(xiàn)在為止，科學(xué)家們依然對(duì)此有許多的困惑，就像薛定諤的貓、量子坍縮等等，成為物理學(xué)家或?qū)⒉粩嘌芯亢颓笞C的難點(diǎn) 。
【為什么會(huì)說(shuō)人類掌握了量子力學(xué)，就可以有改變世界的能力呢？】然而盡管如此，科學(xué)家們通過(guò)發(fā)現(xiàn)的量子力學(xué)理論，在人類的科技基礎(chǔ)上研發(fā)出了各種各樣的產(chǎn)品 ， 為我們帶來(lái)了巨大的便利 。因此我們也相信，雖然現(xiàn)在看來(lái)人類科技的發(fā)展還稍顯不足，但是未來(lái)是不可預(yù)測(cè)的，是“隨機(jī)性”的，誰(shuí)也不知道以后會(huì)發(fā)生什么，說(shuō)不定我們真的可以掌握量子力學(xué)呢 。
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