深度解读量子力学（诡异的量子世界）

量子力学已经诞生一百多年了，但不少人对物理学的认知仍旧停留在经典物理学，认为宇宙万物都是可以准确描述的，都是确定的，任何运动都有可以用一定的规律来描述。

一百多年前的物理学家们也是这样认为的，直到他们遇到了物理学天空飘着的那朵“乌云”。

正式开始之前，先来看一个著名的悖论：芝诺悖论，相信很多人都听说过。

假设你和乌龟赛跑，你的速度是乌龟的10倍，但是你在乌龟后面，而乌龟在你前方100米的地方开始赛跑。

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由于你的速度是乌龟的10倍，当你跑100米的时候（也就是乌龟的出发点），乌龟跑了10米。而当你跑10米的时候，乌龟跑了1米。当你跑1米的时候，乌龟跑了0.1米......

也就是说，你跑的距离永远在乌龟之前所到达的地方，乌龟永远领先你，哪怕是一点点。

但现实情况呢？我们都知道那不可能发现，你很快就会追上乌龟然后完成超越。

不知道你有没有发现，芝诺悖论要想成立，有一个重要前提条件：时间和空间必须是连续的，这意味着能量传递也必须是连续的。

什么叫连续？打个比方，一天当中总是早上温度低，中午温度高。当温度上升时，会一点点升高，比如说1度升到2度，而不会从1度以下升高到20度。

这种连续性是经典物理学的基础，微积分也是在这个基础上创建的，更关键的是，连续性符合我们日常生活的认知。

但是量子力学的出现（从黑体辐射开始）打破了这种连续性。黑体辐射最开始是普朗克发现的，他提出了普朗克黑体辐射公式。

何为黑体辐射？通俗地讲，就是能量的传递是不连续的，而是一份一份的，存在着最小的能量传递单元，它就是“能量子”，简称“量子”，能量的传递必须是量子的整数倍，不能以半个量子的能量进行传递。

用量子的这种不连续性解释芝诺悖论就很简单的，因为能量是不连续的，时间和空间也不连续，时间和空间不可能被无限分割，所谓的悖论自然就消失了。

量子概念的提出，彻底改变了整个物理学界，一场风暴悄然酝酿。

从对原子结构的认知开始，人们了解到了电子诡异的运动形式。

一开始卢瑟福提出了自己的原子模型，认为电子在原子核外面，围绕着原子核做圆周运动，就像地球围绕太阳运动那样。

单子换个模型有一个致命缺陷。由于原子核带正电，电子带负电，按照麦克斯韦电磁理论的诠释，运动过程中会发射电磁辐射，电子会慢慢失去能量，最后坠落到原子核上。

根据计算，整个坠落过程甚至不到秒钟，显然这与实际不相符。

而量子力学的出现，很好地解释了上述问题。

由于能量的传递是不连续的，必须是量子的整数倍，这就意味着，电子释放能量时必须是某个定量，而不是随意​的​，电子必须在某个固定的轨道上运行。

当电子位于距离原子核最近的轨道上时，能量是最低的，也是最稳定的（被称为基态）。当电子吸收特定的能量后，就会跃迁到更远的轨道，处于激发态。电子总是在基态和激发态之间来回跃迁，随机地出现在不同的轨道上，表现出电子云的特征。这种过程就被称为“电子跃迁”。

随着量子力学的不断发展，物理学家德布罗意提出了“物质波”概念，认为“万物皆波”，还有他的波动方程：λ＝h/p，公式中，λ是波长，p是普朗克常数，p是物体的动量。公式中能够看出，物质的由于h是固定的常数，意味着p越大，波长λ就越小。

这个公式还表明，万物皆有粒子性和波动性，你我都有一定的波长，只不过波长实在太小了，以至于根本表现不出波的特性，最终只会表现出粒子特定。

当然量子世界里还有更诡异的现象，比如说量子隧穿，量子纠缠等，后面我会一一讲到！