七律 量子论

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七律   量子论. j4 S1 I2 c9 x! P% B% z7 Z: f
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上帝缘何抛骰子
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说波说粒难为辨7 j0 F) |0 I6 k

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两座星球蓬海远
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一双鬼魅纠缠胚: J9 B, t7 i8 V5 S0 \
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胜方玻尔犹欣慰9 {7 a- Z& L) h* z8 O# F& |# z
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老爱令终思托腮
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             注：( }) B0 e5 ~* s" k2 S* U+ s( B" @
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               1，1900年新年聚会，物理学家济济一堂，庆祝经典物理学（主要是牛顿力学和麦克斯韦电磁学）的恢宏大厦建成。人们以为，世界完全可以由物理学解释，再也没有秘密了。尼采宣布“上帝死了”，也正是这年。开尔文却扫兴地说，天空中还有两朵乌云。其中之一，黑体辐射实验结果与麦克斯韦电磁理论大相径庭。同年，普朗克为克服这个矛盾，提出，电磁波给出的能量，不是连续的，而是一份一份的，他称之为“能量子”。同年，爱因斯坦利用这个理论，成功解释了光电效应，发明了“光量子”的概念。但是，当量子力学在此基础上建立后，老爱转变了立场，站在了玻尔的对立面。两人的辩论至死未做了结。著名的辩题是：老爱问：“难道上帝会掷骰子吗？”玻尔回答：“我们没有权利告诉上帝要不要掷骰子。”老爱至死也没有把量子鬼魅般的性质想清楚。' s9 z4 S$ m& }2 d. T* @
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2，电磁波是连续的，却具有波的特性。这就是量子力学第一个原理：波粒二象性。其实，托马斯·杨(Thomas Young，1773-1829)于1801年进行了一次光的干涉实验，即著名的杨氏双孔干涉实验，并首次肯定了光的波动性。只是人们当时并没有太在意这个伟大的双缝实验具有的革命性意义。后来，人们用电子束、甚至单个电子发射，通过双缝，仍然得到了波的干涉条纹。证实了电子也具有波粒二象性。值得注意的是，量子的这种特性，并不取决于测量，而是它的本质属性。关于它的本质究竟是波还是粒子，迄今还在讨论中，没有定论。- h, H3 G9 ^  u  z
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3，量子不是“子”，是一份一份的能量的最小单位。把能量做这样的处理，叫“量子化”，后来把能够作量子化处理的微观粒子，也叫量子。
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( e  k4 _) Z9 O& |3 _4,1927年，海森堡提出了量子力学的第二个原理：不确定性原理，又称测不准原理。即，量子的两个主要参数，它的动量（能量）和它的位置，不能同时测量准确，其中一个参量的误差越小，另一个参量的误差越大。爱因斯坦的相对论是建立在“定域性”基础上的，因此，尽管它是量子论的奠基者之一，他不能接受量子的不确定性。7 B0 k5 l! r' q5 a. Y% o

+ d7 ~1 |7 B3 b4 ?5，1935年，老爱还在与量子论创立者们辩论。他和另外两个物理学家波多尔斯基、罗森塔尔发表了论文（后以三人名字命名EPR论文），这是一个试图证明量子论不完备的“思想实验”。薛定谔在回应EPR论文时，首次提出了“量子纠缠”理念。这就是量子论的第三个原理。也是最神秘、最难解释的量子现象：当两个粒子在一起相互作用之后，或者一个粒子“分裂”成一对光子之后，即使是把它们分开，只能描述它们作为整体系统的性质，也就是说，它们已经相互关联。无论它们分开后相距多远，关联性都会顷刻间发生。这种超距作用，类似于心灵感应。这似乎突破了人的理解能力的极限。这给予人类的启示是，对于微观世界，我们的认识还非常有限，尽管我们已经发现了多种基本粒子。因此，有人认为，我们所处的宇宙是更高维空间的降维投影。量子论的应用越来越广泛，而它的本质或机理，还几乎一无所知。这也是有人为此担心的原因。: \. ^8 f. U3 R

/ z4 f/ L5 U# f6，老爱的定域性观或决定论，不断遭到不确定性的否定。看来，玻尔才是操胜券的一方——确定性正在消失。" T3 {# n# k# Y  C* A! z4 c; c

, C& J/ b8 F3 r' Y7，令终，谓守其善名而终。意思是，爱因斯坦至死坚持自己定域论思想，没有想通，不会轻易苟同他人。$ _6 w" D' A( w; }# b+ U2 I

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黄大荣  2020.7.5