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发布于 : 1年前 09:04 17

所属专辑：给中小学生的量子力学课

给中小学生的量子力学课

给中小学生的量子力学课

对于我们小学生来讲，这个确定性或许不是一件好事。比如说我小时候在想到底能不能升上初中呢？
如果说已经是确定了，那我就会不做任何事情。比如说今天晚上我不写作业，小升初考试的时候我不用功，因为反正用功和不用功我都会上初中的。
我们可以想到：既然万事万物都决定了，我还用功干嘛呢？幸好这个世界是不确定的。
量子力学告诉我们：第一位发现世界是不确定的人叫贝克勒尔，是在19世纪末在法国的工作的一位物理学家。
他发现了原子核的放射性，他发现有些原纸核是不稳定的，但是它很难预言这个原子核是在下一秒钟还是第二秒钟，还是第三秒钟会变成其他原子核。
也就是说这个原子核尽管是不稳定的，但是我们没有办法预言它什么时候变化。
根本上来讲的话，一个不稳定的原子核什么时候变化，这个不确定性是由量子力学导致的。

具体来说，如果我们把一块石头把它用锤子敲碎，变成小石块，然后我们把那个小石块用锤子继续敲碎，一直敲下去，敲到最后只剩下一个原子大小，那么这个原子就会变成一个我们完全不了解的事物。如果我们把这个世界上的任何物体看成上帝用毛笔画出来的东西的话，那么当我们把一块石头分解到原子大小的时候，那么上帝这个毛笔就没有认真的画出这个原子，而是胡乱地画了一笔。
在分子和原子层面上，物质不再严格遵守惯性定律和牛顿第二定律了。因为力在微观世界已经不再是一个严格的物理学概念。但是质量还是存在的，就是质量这个概念还是存在的。

在20世纪初我们知道科学家发现了两大物理理论，一个就是爱因斯坦的相对论。那么在相对论里面，质量是有这一个绝对的存在，不需要什么牛顿第二定律。
因为质量就是物质的一个含量量度，它同时也是能量的量度。因为能量是在量子力学里面是存在的，因此质量在量子力学里面也是存在的。质量在量子力学不仅存在，而且它是一个不确定性的量度。
一个物体比如说我们一个说一块石头，我们可以精确的预言它的轨迹。如果你抡起手臂来抛出一块石头的话，如果我知道你手臂使了多大的力气，你的手臂抛出去的角度，我可以精确的预言石头的方向、石头的速度、石头什么时候落地，我都可以预言。而且石头的质量越大，我的预言就是越好。
当然我们可以考虑一只猫，比如说一只比较肥的猫，大概是人体重的10分之1，那么它的位置精度就比人小了十倍。也就是说不是十的负40次方米，而是十的负39次方米。
这就是量子力学的不确定性原理。物体越轻，那么它的位置就越不确定。这个是著名的物理学家海森堡发现的，在1926年……

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