量子力学揭秘01——BBC

量子纠缠与波尔-爱因斯坦之争

灯泡

爱迪生发明的灯泡，在德国得到大范围的应用189x年；

问题

如果用电来加热灯丝就会发光。
灯芯温度与光的颜色之间有啥关系？

马克思-普朗克

德国物理研究院
光会随着温度上升改变颜色；
研究工具：黑体辐射器；
作用：测量光的颜色和频率
结论：要产生光谱更高频率的光温度极高（太阳5.5k+度,大量的光都是可见光，紫外线都是很少的）

紫外线灾难

紫外线为何那么难以产生？
普朗克发现了数学公式；
颜色，频率，能量 关系；
含义没人理解；

光电效应

金箔试验器；
用不同频率的光照，会移除金箔上的静电；
紫外线效果最好；

光是一种波

光能完美的 呈现波的特性；
肥皂泡表面的光会折射和反射，最后色彩斑斓；
影子模糊的边缘；

缺憾：无法解释光电效应和紫外灾难；

阿尔伯特-爱因斯坦

1905 柏林
解释光电效应的理论：
我们要完全抛弃光是一种波的观念；
光是一束微小如子弹般的粒子；
形容这种光粒子的术语就是量子；
一个量子就是一小股能量；

所有关于光的难题因此迎刃而解；
光电效应：紫外量子频率高带有的能量更大，能够轻易除去金属板上的电子；而红光，频率低，每个量子带有的能量小，不足以去除金属板上的电子；
紫外灾难：因为产生紫外光量子需要巨大的能量；是普通光量子的100+倍；

现代物理学的开端；

然而：光的粒子说解释了光电效应和紫外灾难，却不能解释肥皂泡现象；

现代主义崛起

1922
土耳其没落
一战后的文化，艺术，政治的复兴
社会主义俄国
美国爵士乐
物理界：围绕光的波粒展开

尼尔斯-波尔

争论的两派：数十年；
现代主义革命的科学家组成的新流派 ；代表人物：波尔

理智之声的代表：爱因斯坦；

量子力学

关于电的粒子实验；
1920年中期，贝尔实验室；
一束电子表现出波的干涉现象；
一个电子的分布也表现出干涉现象；
结论：每个电子具有波动性

为了解释这个现象，波尔创立了量子力学

单个粒子产生干涉的解释：
这些电子可能具有概率
这种概率波以某种方式穿越两条狭缝并形成干涉，如同水波那样；
当到达屏幕时又神秘的变成了实体。

单个电子以概率的形式穿过双缝

哥本哈根解释

电子在被测量前 无法确定他的位置；
没有真实，只有可能存在的真实；

我不看月亮月亮就不存在了吗

爱伊斯坦无法接收这种解释；
核心：量子力学的核心是纠缠，
纠缠是一对命运相互交织的量子之间，特殊而又极其紧密的联系；
同一事件中产生两个旋转的银币，如果其中一个为正，那么另一个就是反。两者如果相距非常远，可能存在超光速的通信。不可能存在

超距幽灵；

反对：两个盒子里面分别装左手套和右手套，就不存在超距通信的说法。

量子力学的应用

半导体
原子领域
激光
核能
这些应用 有意忽略了爱因斯坦的质疑；

约翰-贝尔

五十到六十年代
英国原子能机构
如何才能决定事物是否真实存在，在不进行观察的情况下；

发现了一个公式；证明谁（爱因斯坦）对谁（波尔）错

十几年后 1972年，约翰-克劳泽开始做实验来验证这个公式；
实验结果是：波尔是正确的，需要观测才能确定存在性