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_6 史蒂芬·霍金(美)
图。
请注意,如果我们封闭了国内空白之一,相应的流球将不会再获得
通过,但这将不会对其他流的影响。如果我们重新开放了秒的差距,即
只会增加球的数量在这片土地上的任何其他方给定的点,因为我们
然后让所有的球,透过民政事务总署通过保持开放的差距,加上其他球
来自新开的缺口。我们观察双方的差距在开放,换句话说,就是
就是我们每个在墙上打开缺口分别观察总结。这就是现实,我们
习惯于在日常生活中。但是,这不是什么奥地利研究人员发现,当他们解雇
它们的分子。
在奥地利实验,打开秒的差距确实增加分子的数目
在屏幕上的一些点到达,但是它减少了在其他一些,如在图
下文。事实上,有斑点的地方都没有布基球降落时被打开,但在狭缝
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球没有土地时,只有一个或另一个差距是开放的。这似乎很奇怪。如何才能打开
秒的差距产生更少的分子到达一定积分?
我们可以得到一个线索,答案通过检查的细节。在实验中,很多的
分子足球降落在一个地方为中心之间,你会期望他们中途
土地如果其中任何一个球的差距经历了或其他。稍往前走,中央从
极少数分子到达的位置,但有点远离中心比,分子
再次观察到到达。这种模式是不是每时形成的图案和差距
各自开启,但你可能认识第3章作为它的模式特征
干扰波。 NO分子的地区到达对应的地区,其中波
从发射到了两个缺口的阶段,创造破坏性干涉;的地区
许多分子到达对应的地区进行了波在到达阶段,创造
建设性的干涉。
在首两千元左右的科学思想,经验和直觉年普通
理论解释为基础。正如我们改进我们的技术并扩大了范围
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我们可以观察到的现象,我们开始发现较少的方式与自然的行为
不太符合我们的日常经验,因此与我们的直觉所证明,
实验与布基球。该实验的现象是典型的类型,不能
所包含经典科学,而是由所谓的量子物理描述。事实上,
理查德费曼写道,象我们上面描述的双缝实验“包含
所有神秘的量子力学。“
量子物理学的原则,发展到了二十世纪的最初几十年
后牛顿理论被认为是对大自然的描述不够的原子或
亚原子级。物理学的基本理论描述自然界的力量,以及如何
对象作出反应。如牛顿的经典理论是建立在一个反射框架
日常经验,其中实物有一个独立的存在,可位于
,定地点按照一定的路径,等等。量子物理提供了一个框架
了解大自然如何运行在原子和亚原子尺度,但正如我们将看到更多细节
后来,它规定一个完全不同的概念架构,在其中一个对象的位置,路径,
甚至它的过去和未来都不能精确地确定。部队的量子理论,如
重力或者电磁力是建立在这个框架内。
建成后的框架理论可以使国外对日常经验也解释了事件的
一般经验为蓝本的经典物理学如此准确?他们能为我们和
我们所处的环境是复合结构,难以想象的大量原子制成,更
比有原子在可观测宇宙中恒星。虽然组件和服从原子
量子物理学的原则,可以表明,大型组合,形成足球,
萝卜,和大型客机和美国确实将设法避免通过狭缝衍射。因此,尽管
日常物体的组成部分服从量子物理学,牛顿定律形成有效的
理论非常准确地描述如何形成我们的日常世界复合材料结构
行为。
这可能听起来很奇怪,但也有许多实例中,科学的大组合
出现这样的行为方式,是从它的各个组成部分的行为不同。该
单个神经元的反应几乎预示着人类大脑的人,也不知道有关
水分子告诉你很多关于湖泊的行为。在量子物理学的情况下,
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物理学家们仍然在努力搞清楚如何牛顿定律摆脱细节
量子领域。我们所知道的是,所有对象的遵守法律的组成部分
量子物理学,牛顿和法律是一个很好的近似方法描述
这些组成部分的宏观物体量子行为。
牛顿理论的预言相符,因此我们对现实的看法,因为我们所有的发展
体验我们周围的世界。但是,单个原子和分子的方式运作
深刻不同于我们日常经验。量子物理学是一个新模式
现实,让我们对宇宙的图片。这是一个图片中,许多观念的根本
我们对现实的直观的认识不再具有意义。
双缝实验是在1927年首次进行了由克林顿戴维森和莱斯特杰默,
在贝尔实验室的实验物理学家谁是研究如何对电子物体梁远
布基球简单得多,互动与镍制成的晶体。事实上,物质粒子
如电子像水波是令人震惊的实验类型,鼓舞
量子物理学。由于这种行为是不是在宏观尺度观测,科学家们早就
不知道是多么大而复杂的事情,可能是这样,仍然表现出波浪型
属性。这将造成相当大的轰动效应,如果可以证明使用人或一
河马,但正如我们已经说过,在一般情况下,物体越大就越明显和鲁棒性
量子效应。因此,不太可能有动物园的动物将被路过的波浪型
酒吧的笼子。尽管如此,实验物理学家们观测到的波现象,
粒子的人数日益增加。科学家们希望有朝一日复制布基球实验
使用病毒,这不仅远远强,但也有人认为是一个有生命的东西。
只有量子物理学需要了解几个方面的论据,我们会
在后面的章节进行。关键特性之一是波/粒二象性。这种物质粒子
像波浪令人惊讶。那光的行为像波不再惊喜的人。
光的波浪式的行为似乎自然流露的,并已被认为是公认的事实为
近两个世纪。如果你照耀在上述两个狭缝实验中,两个一束光
波将出现在屏幕上和满足。在某些方面的波峰或波谷将配合和
形成一个亮点;在别人的一梁的波峰能满足对方的槽,取消
他们,留下了暗区。英国物理学家托马斯杨进行此项试验
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十九世纪初,光是一种波,而不是牛顿,有说服力的人有
相信,颗粒组成。
虽然人们可能会得出这样的结论是错误的牛顿说,灯光成了一挥手,他是正确的
他说,如果光可以作为它的粒子组成。今天,我们称他们为光子。只要
因为我们是一个大数目的原子组成,光我们在日常生活中看到的是复合材料
认为它是一个伟大的许多光子,甚至1瓦夜灯发出有意义一亿亿
每一秒。单光子通常不会明显,但在实验室,我们可以生产出梁
如此微弱的光线,它的一个单光子流,我们可以探测到个人组成
正如我们可以检测单个电子或布基球。而且我们可以重复年轻的实验
用人梁充分稀少,光子达到少数人的一次障碍之一,
秒彼此之间的到来。如果我们做到这一点,然后将所有记录个人的影响
关于隔离墙的另一边屏幕上,我们发现,他们一起建立了同样的干扰
模式,将建立起来,如果我们进行了戴维森,杰默的实验,不过发射
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一次在一个电子屏幕(或布基球)。物理学家,这是一个惊人的启示:
如果单个粒子与自己干扰,那么光的波动本质是财产不
只是梁或光子的大集合,但个别颗粒。
量子物理学的另一项主要原则是不确定性的原则,制定了维尔纳
海森堡在1926年。不确定性原则告诉我们,有我们的能力极限
同时测量,如一个粒子的位置和速度的某些数据。据
不确定性原则,例如,如果你乘在一个粒子的位置不确定性
通过在其势头不明朗因素(其质量乘以其速度)的结果永远不能少
超过一定的固定量,称为普朗克常数。这是一个舌头,捻线机,但其精神可
简单地说:你的更精确地测量速度,越准确,你可以测量的位置,
反之亦然。例如,如果您在位置减半的不确定性,你必须加倍
不确定性的速度。同样重要的是要注意的是,相对于日常的单位
如米,公斤,秒测量,普朗克常数非常小。事实上,如果
在这些单位报告,它具有价值约
6 / 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000。因此,如果您找出一个宏观
对象,如足球,有三分之一的一公斤,到1毫米之内的任何质量
方向,我们仍然可以测量其精确度远远超过即使是1000000000分之1更大的速度
一个十亿公里每小时十亿。这是因为,在这些单位计量的,足球
球的1 / 3的质量,并在位置不确定性是1 / 1,000。也不是足以解释
在所有这些零普朗克常数,所以这个角色落到了在速度的不确定性。但在
同一单位有一个电子0.000000000000000000000000000001质量,因此,对于电子的
情况则大不相同。如果我们衡量一个电子的位置到相应的精度
到大约一个原子大小的不确定性原则要求,我们无法知道
电子的速度更加精确地约正负每秒1000公里,这是不
非常精确的。大设计
根据量子物理,不管有多少信息,我们获得或多么强大,我们的
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