
正能量意义是指若孤立系统的局部质量密度非负,则总质量非负。用相对论理论来讲,设V是具有符号为
的洛伦茨度量的时空,M为V中的类空超曲面,假定M的黎曼度量在无穷远处是渐近平坦的,这时,在M的度量的系数中有称之为质量的部分。正质量猜想是:该质量是非负的,而且当它等于零时,V是平坦的。
量子力学第一定律超光速,量子力学第二定律宇宙无引力,量子力学第三定律宇宙神学。
量子力学导致三个发现,分立性、不确定性、与物理量的关联性。时钟测量的时间是量子化的,只能取特定值,时间是分立的,而非连续的。量子力学最大特点是分立性,量子即基本微粒。在引力场中最小的时间是10的负44秒。
德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。德国物理学家普朗克为了解释热辐射能谱提出了一个大胆的假设:在热辐射的产生与吸收过程中能量是以hf为最小单位,一份一份交换的。
这个能量量子化的假设不仅强调了热辐射能量的不连续性,而且跟"辐射能量与频率无关,由振幅确定"的基本概念直接相矛盾,无法纳入任何一个经典范畴。
爱因斯坦于1905年提出了光量子说。1914年,美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果,验证了爱因斯坦的光量子说。
没有!
量子纠缠是一种量子力学现象,它可以在两个或更多粒子之间建立一种特殊的关系,使它们之间的状态相互关联。这种关联是瞬时的,无论这些粒子之间有多远的距离,它们的状态都会同时发生改变。
虽然量子纠缠是一种非常神奇的现象,但是它与夫妻之间的关系没有直接的联系。因为夫妻之间的感情和关系是一种复杂的社会心理现象,不同于量子物理学中的粒子之间的关系。
因此,夫妻之间没有量子纠缠,这只是一个科学幽默或玩笑话。虽然这个说法可能会让人产生联想和想象,但它并不符合科学事实。
量子(英文名:quantum)是现代物理的重要概念。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。
量子概念最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的,经爱因斯坦、玻尔、薛定谔等人的完善,在20世纪的前半期,初步建立了完整的量子力学理论。绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论。
迭加态与坍缩
量子力学的第一个诡异现象叫做态迭加原理和坍缩。一个物体在某个时刻,一定会处在某个固定的状态。比如某人要么在客厅里,要么在房间里,两者必居其一。但在量子力学里就不一样了。微观粒子可能处在迭加态,这种状态是不确定的。例如电子有可能在A点存在,也可能在B点存在。但你一观察,这个状态就坍缩了,她就从原来的,在客厅又不在客厅的迭加状态,一下子变成在客厅或者不在客厅的唯一的状态了。所以量子力学怪就怪在这儿:你不观察它,它就处于迭加态。你一观察,它这种迭加状态就崩溃了。
二、单体的叠加态:薛定谔的猫
刚才说的是量子力学第一个诡异点,现在我们来看看这个诡异之点往下推论,能够推出什么结果。最后结果会使大家认识到,意识是量子力学的基础,物质世界和意识不可分开。 这个实验是薛定谔提出的,被称为“薛定谔的猫”。他认为一个东西既存在这个状态,又存在那个状态,像即在客厅,又不在客厅一样,那是荒谬的。他就想了个办法来批驳量子力学,结果没有批驳好,最后反而证明了量子力学最诡异的地方,也就是意识和物质不可分开。
现在我来说薛定谔的实验是什么:把一只猫放进一个封闭的盒子里,然后把这个盒子接到一个装置上,这个装置包含一个原子核和一个毒气设施。原子核有百分之五十的可能性发生衰变,衰变的时候就会发射出一个粒子来,这个粒子一发出来就会触发毒气设施,毒气一触发就会杀死这只猫,这是他想象中的一个实验。根据刚才说的量子力学的态迭加原理,没有观察的时候,原子核是处于已经衰变和没有衰变的迭加状态,就是它既可能衰变了又没有衰变,它是两种状态的迭加,就像电子既在A点又不在A点一样,这个原子核既衰变又没有衰变,50%几率衰变,50%几率不衰变。这个时候猫的状态是可能活着,也可能死了,就是说猫也处于这种既死又活的迭加状态。
猫可能处于这种状态吗?聪明人可能会说:那你打开盒子一看不就行了吗?但是打开盒子一看,就是作了观测,猫就只能是死或者活了。这个问题一提出来,物理学家一个个都惊呆了,原来以为只有微观世界才有这种态迭加,就是状态不确定,既处于这个状态,又不处于这个状态。现在宏观世界也一样了,猫不就是这样吗?有一只既死又活的猫。大家都不承认有这种状态。但是量子力学的诡异之点,量子力学的态迭加原理就是说:你在观察之前,猫就是处于既死又活的状态。这个问题争论了很长时间。怎么办?量子理论很确定,这是毫无疑问的,如果没有揭开盖子没有观察,那薛定谔的猫的状态是死与活的迭加,这只猫永远处于同时是死又是活的迭加态。这与我们的经验严重违背。
三、多体的迭加态:量子纠缠
现在再来讲量子力学第三个诡异之点,这个和前面讲的状态有关,是它们的直接结论,叫做量子纠缠。现代科学发现,对物质的研究,在进入分子、原子、量子等微观级别后,意外非常大。出现了超导体、纳米级、石墨烯等革命性的材料,出现从分子水平治愈癌症的奇迹。而最神奇的是——量子纠缠。 科学实验发现,二个分裂出来的量子,会在不同位置出现完全相关的相同表现。一个出现状态变化,另一个几乎在相同的时间出现相同的状态变化,而且不是巧合。这就是量子纠缠。科学家已经实现了6-8个离子的纠缠态。我国科学家实现了13公里级的量子纠缠态的拆分、发送。
牛顿第三定律说作用力与反作用力是相等的。我们的意识能够受外部世界的影响而改变,意识就不能改变客观世界呢?有人认为意识是能够改变客观世界的,意识改变客观世界就是通过波函数坍缩,就是使不确定状态变成确定的状态,这样来影响的。所以波函数,也就是量子力学的状态,从不确定到确定必须要有意识的参与,这就是争论到最后大家的结论。这也是量子力学的精髓。
量子的纠缠性,保密性高
量子概念最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的,经爱因斯坦、玻尔、薛定谔等人的完善,在20世纪的前半期,初步建立了完整的量子力学理论。绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论。
一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。量子英文名称量子一词来自拉丁语quantus,意为“有多少”,代表“相当数量的某物质”。在物理学中常用到量子的概念,指一个不可分割的基本个体。例如,“光的量子”(光子)是一定频率的光的基本能量单位。而延伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的数值是离散的,而不是连续地任意取值。例如,在原子中,电子的能量是可量子化的。这决定了原子的稳定性和发射光谱等一般问题。绝大多数物理学家将量子力学视为了解和描述自然的的基本理论。
通俗地说,量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。
在经典物理学中,根据能量均分定理:能量是连续变化的,可以取任意值。19世纪后期,科学家们发现很多物理现象无法用经典理论解释。当时德国物理界聚焦于黑体辐射问题的研究。1900年左右,M·普朗克试图解决黑体辐射问题,他大胆提出量子假设,并得出了普朗克辐射定律,沿用至今。普朗克提出:像原子作为一切物质的构成单位一样,“能量子”(量子)是能量的最小单位。物体吸收或发射电磁辐射,只能以能量量子的方式进行。普朗克在1900年12月14日的德国物理学学会会议中第一次发表能量量子化数值、一个分子摩尔(mol)的数值及基本电荷等。其数值比以前更准确,提出的理论也成功解决了黑体辐射的问题,标志着量子力学的诞生。
1905年,德国物理学家爱因斯坦把量子概念引进光的传播过程,提出“光量子”(光子)的概念,并提出光同时具有波动和粒子的性质,即光的“波粒二象性”。
20世纪20年代,法国物理学家德布罗意提出“物质波”概念,即一切物质粒子均具备波粒二象性;德国物理学家海森伯等人建立了量子矩阵力学;奥地利物理学家薛定谔建立了量子波动力学。量子理论的发展进入了量子力学阶段。
1928年,英国物理学家狄拉克完成了矩阵力学和波动力学之间的数学等价证明,对量子力学理论进行了系统的总结,并将两大理论体系——相对论和量子力学成功地结合起来,揭开了量子场论的序幕。量子理论是现代物理学的两大基石之一,从微观层面理解宏观现象提供了理论基础。
量子假设的提出有力地冲击了经典物理学,促进物理学进入微观层面,奠基现代物理学。但直到现在,物理学家关于量子力学的一些假设仍然不能被充分地证明,仍有很多需要研究的地方。
量子物理学是研究微观粒子运动规律的学科,是研究原子、分子以至原子核和基本粒子的结构和性质的基本理论。
量子理论的突破首先出现在黑体辐射能量密度随频率的分布规律上。1900年10月,由于普朗克解释黑体辐射现象,将维恩定律加以改良,又将玻尔兹曼熵公式重新诠释,得出了一个与实验数据完全吻合普朗克公式来描述黑体辐射。
普朗克提出能与观测结果很好地符合的简单公式,实验物理学家相信其中必定蕴藏着一个尚未被揭示出来的科学原理。
普朗克发现,如作如下假定则可从理论上导出其黑体辐射公式:对于一定频率ν的辐射,物体只能以hν为能量单位吸收或发射它,h称之为普朗克常数。换言之,物体吸收或发射电磁辐射,只能以量子的方式进行,每个量子的能量为E=hν,称为作用量子。
从经典力学来看,能量不连续的概念是绝对不允许的。但是在诠释这个公式时,通过将物体中的原子看作微小的量子谐振子,不得不假设这些量子谐振子的总能量不是连续的,即总能量只能是离散的数值(经典物理学的观点恰好相反)。普朗克进一步假设单独量子谐振子吸收和放射的辐射能是量子化的,这一观点严重地冲击了经典物理学。量子论涉及物质运动形式和运动规律的根本变革。
首先注意到量子假设有可能解决经典物理学所碰到的其他疑难的是爱因斯坦。他试图用量子假设去说明光电效应中碰到的疑难,提出了光量子概念,认为辐射场就是由光量子组成。每一个光量子的能量E与辐射的频率ν的关系是E=hν。采用光量子概念之后,光电效应中出现的疑难随即迎刃而解。
至此普朗克提出的能量不连续的概念,才逐渐引起物理学家的注意。就这样,一位谨慎的物理学家普朗克掀起了20世纪初量子物理学革命的帷幕。
是大科技。
量子是现代物理的重要概念,指的是一个物理量所存在的最小的、不可分割的基本单位,和以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。
一时间量子科技成为热词,网上还出现了大量针对“量子科学”、“量子通信”关键词的搜索和解读,这三个词不要混淆。“量子科学”指的是量子在科学上的效应,是一种量子信息的学科系统;“量子通信“则是量子在通信领域的应用,即给通信进行加密以保证安全性,尽管通信是量子科技的一个非常重要的应用,但不能将量子通信等同于量子科技本身。
与科学界的一些改良性技术相比,量子科技具有颠覆性作用,它颠覆的是目前占据主流地位的电子计算,即传统、主流的计算机还是以电子作为基本的载体,以冯·诺依曼结构为主的计算机,同时主流计算机的电子元器件——芯片,也是基于电子,按照摩尔定律的经济规律来发展,让计算机芯片的工艺制成从14纳米、7纳米发展到5纳米。
量子计算机是一种使用量子位 (qubit) 而不是普通的二进制数位来存储和处理信息的计算机。它利用了量子力学中的量子叠加和量子纠缠等特性,可以在极短的时间内处理大量数据进行运算,这使得它在某些领域比传统的计算机更加高效和强大。量子计算机的出现,将会带来以下变革和改变:
1. 信息安全:量子计算机破解传统的加密方式,可以加强对信息安全的保护。2. 化学模拟:量子计算机可模拟分子间的相互作用,有望促进新药物的开发和化学反应的研究。3. 人工智能:量子计算机在处理大规模数据时更加高效,可用于更快速地训练人工智能模型,使得机器学习和深度学习算法更加强大。
4. 所有领域的数据处理:量子计算机可以在极短的时间内处理大量的数据,很多计算机无法解决的问题,如大规模运筹、优化、金融分析等,都可以用量子计算机进行计算和分析。总的来说,量子计算机的出现,将会在各个领域带来巨大的变革和改变。
虽然量子计算机还处于探索和发展的初期阶段,但随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,未来肯定将发挥越来越大的作用。
量子论是现代物理学的两大基石之一。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律,为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。
经典计算机中,计算的基本单位是“位(bit)”,一个位只能处于两个状态中的一个:0或1。这些位可以组合成二进制数,然后进行运算和处理。但是,量子计算机中的基本单位是“量子位(qubit)”,一个量子位可以处于0和1的叠加态之间,这意味着它既可以表示0,也可以表示1,甚至可以同时表示0和1。
当量子位叠加时,它们可以形成一种叫做“量子纠缠”的状态,即一个量子位的状态会影响另一个量子位的状态。这种量子纠缠的状态使得量子计算机可以在一次运算中处理多个状态,从而大幅提高计算速度。
量子计算机的运行原理非常复杂,需要用到量子力学的各种理论和算法,比如叠加态、纠缠态、幺正变换等等。目前,量子计算机还处于发展的初期阶段,仍然需要进一步的研究和改进,但已经在一些特定场景下取得了一些重要的成果。
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