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为什么我怎么也理解不了波粒二象性,是因为智商不够吗?

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大家好,各位观众。如果你们之前不能完全理解波粒二象性(现象本身,或者这个概念的内涵和外延)。不用担心,我认为十有八九不是智商问题:量子物理的内容有太多“反常识”了。很多时候,是我们的脑袋在排斥这些知识;有的时候,我们对这些概念理解有“缝隙”(也就是中途一两个概念跳过去没理解透)我的“常识”就又挤进来捣乱,指导我们“想当然”。所以你需要的是耐心、开放你的脑袋、想象你自己啥都不知道。


IP属地:美国1楼2019-07-03 08:42回复
    也许大家不知道,著名的薛定谔的猫思想实验,薛定谔提出它的初衷并不是帮助大家理解量子力学,而恰恰是由于他无法接受量子理论里面诡异的“世界观”,提出这个思想实验的目的是告诉大家量子力学有多荒谬,所以他决定放弃。Well,从薛定谔到现在,发生了很多事。一些实验和理论的完善,让量子理论的说服力越来越强。这个回答中会讨论一些。能不能够说服你,就看你啦!有的时候你觉得你没理解,其实仅仅是你没被量子理论说服而已。好啦,我们来吧!


    IP属地:美国2楼2019-07-03 08:42
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      2025-08-01 16:22:19
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      首先,要理解波粒二象性,你需要:
      a.理解粒子的行为方式。举例:你家里有一只小狗,小狗跑来跑去,但是每一个固定的时候只能出现在一个位置;你去打靶子,枪法很烂,有的时候成绩好,有的时候成绩差,但是每发射一枚子弹,只能在落在靶子上一个特定的位置。
      b.理解波的行为方式。举例:你喊大家去KTV:“走走走!!!”房间里面每个人都听到了;你划船,船荡开的涟漪扩散到湖面很大一片范围的每一个位置。
      c.假如性质交换。如果子弹表现地像波一样会怎么样呢? 你发射一枚子弹,房间里面每个人都死了。如果声音表现地像粒子一样会怎么样呢?你喊了一句话,只有一个人能听到你。
      理解了这三件事,你检视一下宏观世界,你会发现,所有的事物,要么体现波的性质,要么体现粒子的性质。没有混淆。


      IP属地:美国3楼2019-07-03 08:44
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        实验一
        到微观尺度,我们发现“波性质”和“粒子性质”在同一个“物体”上有着惊人的混合。比如电子,有的时候有表现出粒子的性质、有的时候表现出波的性质。
        著名的试验:电子双缝干涉试验:
        每发射一个电子,最终电子会落在挡板的一个位置,这表现了电子的粒子性质;


        IP属地:美国4楼2019-07-03 08:52
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          但是如果你重复试验多次,电子落后挡板的结果展示了干涉——波的性质:


          挡住其中的一条缝,干涉波纹就消失了


          如果电子每次只是随机通过其中的一条缝,那么最终的试验结果应该是挡板上的两坨电子,然而事实不是这样,我们看到了干涉条纹。所以一个电子在双缝干涉试验中,并不是通过了其中的一条缝,而是“同时”通过了两条缝,并和“自己”发生了干涉。但是落在挡板上,被我们观察到,它就只能有一个位置了,这也就是“粒子”的性质。它落在哪里呢?答案是“概率决定”,落点的概率分布符合“波”的性质。也就说,落点位置被“波”所指引。


          IP属地:美国5楼2019-07-03 08:52
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            ......我竟然看完了


            来自iPhone客户端6楼2019-07-07 22:50
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              楼主发完啊


              来自Android客户端7楼2019-11-03 04:12
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                怎么会这样呢?这里有很重要的一点,需要你放弃一个很重要的“常识”,你才能真正理解,为什么电子既是“波”,又是“粒子”。当你看你的小狗的时候,它是一条活泼的小狗,下次再看它的时候,它还是一条活泼的小狗,于是,你的大脑自动填补了中间的空白:哦,我不看的时候,它肯定还是一条活泼的小狗。我们对物质世界的认识有一定连续性。在电子的情况下,你看一眼,它是一个粒子,你转过头去不看它,再看它,它还是粒子。但是在中间你不看它的这个过程中,它已经不是粒子了,它变成了一个波函数,是你的观测,让波函数坍缩成了一个粒子:电子。实际情况是,我们被一锅浓浓的“汤”所包围,我们叫它量子场。观测这个动作,便是从这锅汤里面召唤了一个粒子:电子。


                IP属地:美国8楼2019-11-19 16:19
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                  2025-08-01 16:16:19
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                  这提出了一种完全违背我们常识的,对于物质的认识。但是这是目前能提出来的最可信的,符合双缝干涉试验结果的解释。但是,我们该相信这个解释么?我们怎么知道,我们扭过头去不看的时候,这个粒子就变成了一锅“汤”?我的有办法在不“看”的情况下,“评估”它到底是不是“汤”么?观测这个动作真的有这么神奇么?它能影响物质世界?观测这个动作又怎么界定呢?如果你愿意接受挑战。请往下看。


                  IP属地:美国9楼2019-11-19 16:19
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                    实验二
                    下面,就是一个更加的诡异的试验:量子擦除试验。如果你理解双缝干涉试验还有些吃力的话,回头再仔细看看,理清头绪,然后闭上眼睛,按摩一下太阳穴。继续。
                    其实这个试验就是更加聪明的双缝干涉试验。在这个试验中,我们使用的是光子,而非电子。注意,光子有着和电子一样的波粒二象性。之所以使用光子,是因为光子有个非常好的性质:偏振性。所以你可以想象这是带着3D眼镜的双缝干涉——试验双缝干涉3D版!
                    理解这个试验还有一个重要的预备知识:量子纠缠态。这里不详细解释了,总之你需要知道,处于纠缠态的一对粒子,只要测量了其中的一个,另外一个粒子的状态也就是确定的,不需要测量我们也知道它的状态。就好比你只有2只袜子:红袜子和绿袜子。在观测之前,你每只脚上的袜子都处于“薛定谔猫”的混合状态,但是我观察了你的一只脚,这只脚的袜子状态就坍缩为单一的颜色:要么绿,要么红;但与此同时,另外一只脚的袜子颜色也混合状态也同时坍缩了,虽然我没有直接观察它。
                    试验中,光子的偏振性有四种:水平、垂直、顺时针、逆时针;


                    IP属地:美国10楼2019-11-19 16:21
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