想像一下，經(jīng)過堅(jiān)苦的三天工作后，你在回去的路上決定進(jìn)歌廳逛逛。你點(diǎn)了杯冰鎮(zhèn)啤酒又悠閑地點(diǎn)了根煙，正當(dāng)你打算吸一口香煙時(shí)，它忽然消失了，而你困惑地打量四周，可是找不到任何蹤跡。
而就在這時(shí)，你點(diǎn)的啤酒到了，冰冷的啤酒里飄著冰塊，在酷熱的天氣里喝一杯啤酒實(shí)在是太完美了。而當(dāng)你正想喝一口，瓶子里的冰塊居然自己顫動(dòng)上去，似乎你在使勁搖晃酒杯，但事實(shí)上你并沒有搖。
你嚇得急忙把瓶子放在椅子上，徑直往旁邊走去。當(dāng)你企圖走出門時(shí)，發(fā)覺墻壁并沒有門，剛才所謂的門只是墻壁的畫。你環(huán)視其他客戶，發(fā)覺她們居然是直接穿墻進(jìn)出的。
這樣的情節(jié)讓我們聯(lián)想到哪個(gè)夜店可能鬼樓了。并且假如把這個(gè)舞廳縮小到大于原子的尺度，發(fā)生這樣的事就不再這么奇怪了。事實(shí)上，上述那些看似超自然的風(fēng)波在量子世界仍然發(fā)生著。
我們從小時(shí)侯學(xué)過的實(shí)驗(yàn)理論中都曉得了光即是波又是粒子，而且科學(xué)家得出這個(gè)推論的過程是一個(gè)很有趣的故事，那就是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)（之前多次提及，不再多講）。
不過這個(gè)實(shí)驗(yàn)引出了量子世界的下一個(gè)秘密，那就是不確定性原理。1927年美國化學(xué)學(xué)家沃納-海森堡提出的。這個(gè)不確定性原理覺得我們不能準(zhǔn)確地同時(shí)曉得粒子的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。我們越精確地檢測粒子的速率，我們就越不曉得它的具體位置，反之亦然。
用類比解釋就是：想像一輛在路上行駛的車輛，要曉得它的準(zhǔn)確位置，你必須停止時(shí)間去檢測。而且時(shí)間停止后你就無法曉得它的速率。相反，要檢測它的速率，你就不曉得車輛的具體位置。
其實(shí)現(xiàn)實(shí)中你能差不多恐怕一下，但在亞原子級(jí)別的世界里你不能。再回到雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，當(dāng)我們開始觀測粒子，其行為就改變了，也為我們引出了“觀察者效應(yīng)”，它跟不確定性原理有一定關(guān)系，該理論覺得當(dāng)我們再發(fā)射光午時(shí)進(jìn)行粒子觀測，粒子的量子互相作用會(huì)被我們的觀測影響。
想像一下，你正在檢測車輛車胎的壓力，不放出一些空氣讓輪胎壓力變動(dòng)一下的話是很難檢測的。而在檢測光子的時(shí)侯，它們的屬性早已改變了，不再表現(xiàn)為波而是一個(gè)粒子。
還有一種量子伎倆量子物理三大理論量子糾纏觀察者原理，就是知名的薛定諤的貓，相信好多人都有所了解。把一只貓連同一個(gè)物理炸彈放進(jìn)一個(gè)袋子里，炸彈有50%的爆燃機(jī)率，這也是貓的生存機(jī)率。一般來說一段時(shí)間后，我們會(huì)曉得貓的死活
但是量子熱學(xué)告訴我們，貓既是死的也是活的，由于炸彈即可能爆燃也可能不會(huì)爆燃，這就是所謂的量子疊加。
所謂的疊加就是所有可能發(fā)生的風(fēng)波的組合。在上述情況下就是貓是死是活都有50%的機(jī)會(huì)發(fā)生。在我們打開袋子那一刻，宇宙必須打破疊加狀態(tài)，并進(jìn)行二選一，決定貓的生死。
這一原理同樣可以應(yīng)用在波粒二象性上，我們在屏幕上見到的波形，雖然是一個(gè)表示機(jī)率的圖形，波紋最強(qiáng)的區(qū)域，代表由粒子抵達(dá)的幾率最大，而最弱的區(qū)域機(jī)率最低。
粒子以波的形態(tài)傳播，這個(gè)形態(tài)也就是表示機(jī)率的波譜狀態(tài)，直至擊中屏幕的頓時(shí)時(shí)宇宙法則不得不作出決定，確定粒子的位置。
同樣的事情也發(fā)生在圍繞原子核旋轉(zhuǎn)的電子上，確切的說電子并不是圍繞原子核旋轉(zhuǎn)，它沒有明晰的位置，我們只能曉得它可能出現(xiàn)在不同位置的機(jī)率。電子甚至可能出現(xiàn)在原子之外，只是這是極小的機(jī)率，甚至可能出現(xiàn)在宇宙中的任何其他地方，但相應(yīng)的機(jī)率更小。打個(gè)比方，如同現(xiàn)實(shí)中你身在家里，事實(shí)上你有可能出現(xiàn)在地球上，甚至是遙遠(yuǎn)宇宙的某個(gè)角落，只是機(jī)率極低罷了！
其實(shí)說到量子熱學(xué)，不得不提及量子糾纏。粒子都有載流子的固有屬性，這不像那個(gè)傳統(tǒng)的物體圍繞一個(gè)中心旋轉(zhuǎn)形式，并且是類似的，它可以是向上或向下。
由于量子漲落，假如有一個(gè)很高的能量源，一些粒子對便會(huì)出現(xiàn)，這種粒子有一種稱作“糾纏”的屬性，這些屬性的意思是，粒子的載流子總是互相對立的，假如一個(gè)是向下，另一個(gè)則是向上。
想像一下，假如我們企圖在垂直角度觀測這樣的一對粒子，它就有50%的概率向下或向上。請記住在我們觀測之前，粒子的載流子狀態(tài)是不確定的，所以一旦我們進(jìn)行觀測，在它向下或向上的可能性范圍內(nèi)，量子疊加態(tài)被打破，一個(gè)粒子會(huì)選擇一種確定的載流子形式。
而在那剎那間，另一個(gè)粒子也打破它自身的疊加態(tài)，弄成載流子相反的粒子。更讓人吃驚的是，無論粒子之間的距離多遠(yuǎn)，一旦其中一個(gè)粒子的載流子是已知的，另一個(gè)粒子的載流子狀態(tài)也急劇立刻確定，因而，信息將比光速更快的速率傳遞！
說了如此多，對于量子熱學(xué)其實(shí)你仍然很蒙蔽量子物理三大理論量子糾纏觀察者原理，沒關(guān)系，我本人也并不是完全理解，只是把我的認(rèn)識(shí)帶給你們。事實(shí)上量子熱學(xué)的創(chuàng)始人波爾和愛因斯坦也不能完全參悟量子熱學(xué)的奧秘。不僅帶給你們量子熱學(xué)的知識(shí)外，更多的是留給你們一些思索的空間！
相對論和量子熱學(xué)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)大樓的兩大基石，這兒向你們推薦兩本科普書籍：《狹義與廣義相對論概說》（彩圖典藏版）和《走進(jìn)量子熱學(xué)》，深入淺出地展現(xiàn)了相對論和量子熱學(xué)的前世此生，淺顯易懂。須要的伙伴可以點(diǎn)擊下方鏈接：