為什麼量子世界中一切都不確定,而宏觀物體卻總是固定位置?

我們知道電子是一種粒子,但找到那個粒子的概率由薛定諤的波提供。波越大,在那一點找到特定粒子的可能性越大。這一不確定性就是海森堡提出的測不准原理,也就是你不可能同時既知道一個電子準確的速度又知道它的位置,你同樣不可能知道特定時間中它的確切能量。在量子水平,一切的基本定律常識都遭到了違反:電子會消失,並在他處重新出現,而且電子可以在同一時刻存在於許多位置上。

為了讓你了解量子理論是多麼古怪,我們甚至可以計算一個人的原子會突然消散並且在牆另一邊突然出現的概率。這牛頓物理學中是不可能的,但在量子力學範疇中確實被允許。答案是,這個人必須等待比宇宙的壽命更長的光陰好讓它發生。還有一個有趣的例子是,如果你用一台電腦繪出你自己身體的薛定諤波,你會發現它與你的身體特徵非常相像,只是繪出的曲線會有點模糊,你的一些波向四面八方流出,你的一些波甚至會延伸到遙遠的星體上。因此有那麼個很小的概率,有一天你會發現自己在一顆遙遠的星球上醒來。

為什麼量子世界中的事物,一直處於不確定的狀態,一會在這,一會在那。充滿著可能性,然而宏觀世界的物體,都是由原子和粒子構成的,卻一直處於一個確定的狀態,我們總是在這或那。為什麼在量子世界裡發生的怪事,到了宏觀世界就消失了?

事實上,電子看來可以在同一時刻處於許多位置,但這一事實卻構成了化學的根基。我們知道電子圍繞一個原子的原子核運轉,就像一個微型太陽系。但是原子和太陽係不盡相同,如果兩個太陽系在太空中相互衝突,那麼太陽系會支離破碎,星體們會被拋擲到太空深處。然而,當原子發生衝突,它們通常會組成極為穩定的分子,分享它們之間的電子,而這對電子在同一時刻位於許多方位上。換句話說,所有解釋我們體內分子的化學,是建立在電子可以在同一時刻位於許多位置上,並且正是兩個原子間的電子共享把我們身體的分子結合在一起這個概念上。沒有量子理論,我們體內的分子和原子會立刻解體。

在現實中,在原子中如此普遍的量子“躍遷”無法被簡單地普及到大型物體上,比如說含有上萬億個原子的人。儘管我們體內的電子在它們環遊原子核的美妙旅程中舞動著、跳躍著,但它們的數量如此之多,以至於它們的運動相互抵消了。粗略而言,那就是為什麼在我們的宏觀水平上物質看起來是固體的和穩定的。

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