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量子的世界

2020-05-09 eNet&Ciweek/芳华

在微观的量子世界,现实中的“不可能”或许正在发生。

假如在梦中你经历了一系列奇妙的事情,就像爱丽丝梦游仙境般,记忆中留下的尽是不可思议的片段。让我们看看梦中究竟发生了什么?

在梦中,你偶然间进入了一间酒吧,拖着疲惫的身体点了一杯加冰的威士忌。在等待的过程中,你依靠在座椅上,刚燃上盒里的最后一颗香烟,想要好好地吸上一口,却惊讶地发现,嘴边的香烟不见了。第一反应是,香烟可能不小心掉落了下来,你站起身,抖了抖,没有掉落在身上,想想也对,不然衣服早就被燃着香烟烧了个洞。可你在地上找了半天,也没有找到那颗香烟,就在你想要放弃的时候,你身后的人突然戳了戳你的背,你转过身,看到那人正在怒气冲冲地看着你,你不知发生了什么,而且刚才掉落了最后一根香烟,你心底也压着些怒气,正打算发泄一下怒吼回去时,你瞥见了他的右手上握着你掉落的那根香烟。他拿香烟指着你,质问道你为什么将烟丢到了他的身上,并把他的衣服烧了个洞。可你真的不知道香烟为什么会从嘴边掉到了他身上,难不成香烟直接从自己的脑袋里穿了过去?现在这种情况,你只好先和他道歉。平息了这件事情后,服务员也将酒端了上来,放到了桌前。你烦闷地拿起酒杯,却看见杯里的冰块在疯狂地翻滚着,速度仿佛越来越快,可你并没有摇晃酒杯,更奇怪的是,冰块在疯狂翻滚后,竟然有一块穿透了杯子,掉在了桌子上。一连奇怪的事情发生,你连酒都不想喝了,直接起身,匆匆离开酒吧,出了门后,你黯然松了一口气,回头看了一眼门厅,却发现身后有的只是一堵墙。原来,刚才走过的门不过是一道画在墙上的假门,那么,你刚刚穿墙而过了?

从床上醒来,你摸了摸额头,已经覆上了一层汗珠,不过还好只是一场梦。但这样的奇异经历在实际中有没有可能发生? 

“从微观的尺度看,并不需要归结到什么神秘的力量。这些陌生而奇异的事情,正是我们的宇宙在极端微小的尺度上实际发生着的。”——《宇宙的琴弦》

量子力学的世界这样的事情就是在实际发生着,而这一现象可以用量子隧道效应来解释。由于微观粒子的波动性,粒子在运动的过程中如果遇到高于粒子能量的壁垒,具有穿过壁垒的可能性。

经典力学中,我们假如朝着一堵厚厚的墙壁扔出一个塑料小球,本能地反应是小球会被反弹回来。然而,量子力学证明,组成小球的波函数总有一小部分穿过了墙壁,这意味,小球有机会穿透这堵墙(即便可能性很小)。

德国物理学家海森堡证明,如果穿越障碍的物体能够“借”到足够的能量,量子隧道效应就可能发生。但借用能量并不是一件容易的事,它要在所规定的时间内把借用的能量还回去。对于现实中的物体,组成粒子越来越多,量子隧道效应发生就越来越困难。

回想梦中在酒吧的经历,香烟从脑袋里穿过,冰块从杯子穿出,以及自己的穿墙而过,这些奇异的事情都有可能,如果普朗克常数很大,量子隧道将会到处都是。

经典力学在一些现象面前的无所适从,恰巧给了量子力学发展的空间。宇宙的迷人之处就在于它的未知,一次一次的颠覆与打破,在这个充满未知的世界,一切皆有可能!

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