量子力学是什么?三大定律分别是？量子力学的应
未解之谜 2023-04-02 02:26www.dkct.cn世界未解之谜
量子力学是什么
量子力学（英语quantum mechanics）是物理学的分支学科。它主要描写微观的事物，与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱，许多物理学理论和科学，如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科，都是以其为基础。
19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了透过广义相对论描写的引力外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。
量子理论的重要应用包括量子化学、量子光学、量子计算、超导磁体、发光二极管、激光器、晶体管和半导体如微处理器等。
爱因斯坦可能是在科学文献中最先给出术语“量子力学”的物理学者。
最开始，人类对于微观世界的理解还是依靠牛顿的经典物理学，自从普朗克和爱因斯坦奠定了量子力学的基础之后，人类才正式开始对量子力学以及微观世界的研究。
量子力学是描述微观世界的一种理论，主要是描述原子和亚原子尺度的物理学理论 ，与相对论一起构成现代物理学的理论基础，也是现代物理学最基础的理论之一。
根据量子理论，粒子的行为像波，用来描述粒子行为的“波函数”可以预测一个粒子可能的特性，比如其位置与速度，而非确定的特性。量子力学的问世彻底改变了人类对物质组成成分的认识。
如今在现代社会中， 量子力学已经广泛应用于量子化学、量子计算、超导磁体、 发光二极管、晶体管和半导体如微处理器等多个领域。
简单地理解量子力学，那就是用来研究微观世界的理论，在量子力学中还有一些物理学中比较怪异的概念，就如纠缠和不确定性原理。
第一种，传送量子技术允许我们“传送”任意距离的替代品（下到量子数的叠加状态）在一个系统A点到另一个系统B点；本文讨论了实验量子隐形传态，并对量子隐形传态给出了答案。
警告我们必须发送成团的物质，即将原料从A点运到B点进行“克隆”。在小于或等于光速的情况下，通过一个标准（不过是一个适当条件）的通讯频道，我们必须还要学习和交流这件事的预期状态（即叠加状态）。不管怎样，这可能会摧毁原始系统，生物，人类，所以不存在违反光速限制的信息转换；更深入一点，这里的悖论是，虽然在理论上活着的人类进行心灵传送是可行的，在技术上很大可能是不可能或不切实际的。
第二种，窃听的远程检测这是安全量子加密的基础，利用纠缠，我们可以检测发送器和接收器之间的量子消息是否在传输中被截获。这使窃听者的距离并没有什么区别，仅仅是他/她的测量受影响从而被检测到而已。
第三种，不可思议的算法我们通过使用叠加状态来获得比硬件和时钟周期枚举更多的等效计算，更具有可行性。这个“黑客”利用了一个事实，量子态可以叠加，这样做可以远程干扰彼此。，我们可以在量子计算机中存储1和0，并在两者上进行计算，而不重复硬件，参考自德谟克利特以来的量子计算公式。
附加说明只有一些问题可以这样解决。截止2016年2月，对于任何计算问题，我们没有比普通计算机更快的量子计算机；但这将发生变化，蛋白质折叠已被证明是量子可以帮助的一类问题。如果我们能做到商业化，那就太好了。这里的悖论是，在一台计算机中，我们可以在一纳秒内得到比宇宙中原子更多的计算！那什么是量子计算机呢？
第四种，交互自由测量解释这一点的最好方法是，我们可以测量量子的某些成分而不是单纯的量子本身。在量子动物园的所有动物中，这是最具异国风情的！参见量子伊利诺伊州物理学齐诺效应是如何工作的？
注意我们需要让物体靠近传感器，我们仅仅不允许传感器以任何方式干扰物体。这确实允许我们通过测量来检测通常会让我们受伤害的东西，比如冷原子。这里的悖论就是，我们可以远程测量事物有限的并且违反我们时空感。
第五种，粒子的寿命延长因为量子使粒子以奇怪的方式相互作用，实际上这可以减缓粒子的衰变。注意这不是狭义相对论，粒子保持静止，它只是感觉时间不同，不像它周围的环境，见国家标准技术研究所网站。
附加说明与相对论的时间膨胀不同，这种效应仅限于粒子通过叠加状态进化。这里的悖论就是我们可以有选择地通过与（与某种类型的）动态系统来影响，“简单化”地减慢时间
量子力学三大定律
量子力学三大定律为量子力学第一定律超光速，量子力学第二定律宇宙无引力，量子力学第三定律宇宙神学。
量子力学导致三个发现，分立性、不确定性、与物理量的关联性。时钟测量的时间是量子化的，只能取特定值，时间是分立的，而非连续的。量子力学最大特点是分立性，量子即基本微粒。在引力场中最小的时间是10的负44秒。
理论的产生及其发展
德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。德国物理学家普朗克为了解释热辐射能谱提出了一个大胆的假设在热辐射的产生与吸收过程中能量是以hf为最小单位，一份一份交换的。
这个能量量子化的假设不仅强调了热辐射能量的不连续性，而且跟"辐射能量与频率无关，由振幅确定"的基本概念直接相矛盾，无法纳入任何一个经典范畴。
爱因斯坦于1905年提出了光量子说。1914年，美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果，验证了爱因斯坦的光量子说。
量子力学的应用
1量子力学与晶体管
美国（探索）杂志给出真实世界中量子力学的一大应用，就是人们早已不陌生的晶体管。晶体管的祖师爷是瑞士物理学家布洛赫，1928年，他在博士论文中提出布洛赫波的概念，在此基础上发展出的能带理论，极大推进了半导体材料的研究进展。能带理论揭示了固体内部电子的运动特点，因为这个理论，科学家才终于弄清楚了导体、绝缘体和半导体究竟是怎么一回事儿。1947年的12月23日，贝尔实验室的三位研究员利用锗半导体，发明出了第一枚点触式晶体管，这标志着信息时代的正式开始。今天，英特尔和AMD的尖端芯片上，能够摆放数十亿个微处理器，这一切都归功于量子力学。
2:量子力学与超导材料
1911年荷兰物理学家昂尼斯发现超导现象，直到1957年才由三位美国物理学家巴丁、库珀和斯里弗用量子力学理论做出正确的解释。这一理论称之为BCS理论。进一步努力探索，才能全面解决超导理论。在1986年出现高温超导以后，用BCS理论无法解释高温超导体的各种性质，物理学家还需要进一步努力探索，才能全面解决超导理论。1940年，苏联物理学家朗道利用量子力学理论，解释了超流产生的原因。他们两位也因为这一贡献，先后获得诺贝尔物理学奖。超导材料是世界当代材料科学领域的前沿，目前超导材料正从研究阶段向发展阶段转变，正运用于越来越多的尖端科技中。如超导列车，超导计算机和超导电力输送等等。超导材料技术有着重大的应用发展潜力，可解决未来的能源，交通，医疗和国防事业中的重要问题。
3量子力学与量子计算机
1920年，薛定谔、爱因斯坦、海森堡和狄拉克，共同创建了一个前所未有的新学科——量子力学。量子力学的诞生为人类未来的第四次工业革命打下了基础。在它的基础上人们发现了一个新的技术，就是量子计算机。量子计算机，早先由理查德·费曼提出，一开始是从物理现象的模拟而来的。可他发现当模拟量子现象时，因为庞大的希尔伯特空间使资料量也变得庞大，一个完好的模拟所需的运算时间变得相当可观，甚至是不切实际的天文数字。理查德·费曼当时就想到，如果用量子系统构成的计算机来模拟量子现象，则运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。量子计算是通过巧妙地操纵量子叠加态，使用量子力学原理作为计算逻辑。基于量子纠缠的原理，量子计算机可以进行多条线路的并行运算，这意味着它可以分析所有可能性，这也是量子计算机超强信息处理能力的根源。量子计算机一旦应用起来，将带来计算领域的新革命。去年十月，潘建伟团队进一步研制出了66比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之2.0”，在随机线路采样任务上实现了量子计算优越性，所完成任务的难度较2019年谷歌“悬铃木”高出2—3个数量级。与此，潘建伟团队升级版的“九章2.0”也极大提高了其量子优势对于高斯玻色采样问题。计算时间比上代快了近百倍。使我国成为唯一在两个物理体系中实现量子计算优越性的国家。
4量子力学与量子通信
量子通信技术简单来说，就是通过量子叠加原理所产生的。量子保密通信是一种通信加密手段。量子通讯具有高效率和绝对安全等特点，并成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。现在全球已经进入了信息化的时代，信息安全就成为重中之重。量子通信给我们的未来描绘了一幅令人遐想的图景，通过量子卫星与地面光纤网络构建新型的通信系统，通过与经典通信网络相融合，未来将可形成覆盖全球的广域量子通信网络，结合量子通信保密的特性，可以全面提升信息安全水平。而利用广域的量子通信网络，我们将可以发展出 空间分辨率极高的望远镜技术，便于更大规模的宇宙探索。也可以构建高精度的光频率传递网络，精度相比现在的微波时频网络可以 提高4个数量级。2016年我国发射了全球第一颗量子卫星墨子号，我国已经建成了量子通信的“京沪干线”，搭建了连接北京、济南、合肥、上海的全程2000多公里的量子通信骨干线路。并在2017年，成功实现千公里级的星地双向量子通信，这次通话标志着中国。在量子通信加密领域的巨大成就与突破，也表示了我国电子通信技术对世界的巨大影响。为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了坚实的科学和技术基础。
5量子力学与激光技术
与量子力学的经历相似，激光在早期曾经也被认为是“理论上的巨人，实际应用上的侏儒”。但今天，无论是激光切割机领域，还是“导弹防御系统”，激光已经在当代人类的社会生活中，占据了核心地位。激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦1917年预言的受激辐射，简单点说，就是通过刺激处于激发态的原子，让里面的电子跃迁到能量更低的状态，由此释放出频率一致，传播方向一致，相位一致，偏振状态一致的光子束。直到40多年后，美国休斯顿实验室才用红宝石发射出了世界上的第一束激光。激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。
量子力学在过去的一百年里，已经为人类带来了太多革命性的发明创造。现代科技几乎没有不涉及量子理论的，比如激光，半导体，原子能，纳米材料和器件，凝聚态，等离子，量子化学，量子生物，量子宇宙学等等。量子物理让我们对世界的理解有了天翻地覆的改变。在量子力学诞生以后，我们对于世界的理解从原先的本体论变成了认识论。()
量子力学（英语quantum mechanics）是物理学的分支学科。它主要描写微观的事物，与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱，许多物理学理论和科学，如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科，都是以其为基础。
19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了透过广义相对论描写的引力外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。
量子理论的重要应用包括量子化学、量子光学、量子计算、超导磁体、发光二极管、激光器、晶体管和半导体如微处理器等。
爱因斯坦可能是在科学文献中最先给出术语“量子力学”的物理学者。
最开始，人类对于微观世界的理解还是依靠牛顿的经典物理学，自从普朗克和爱因斯坦奠定了量子力学的基础之后，人类才正式开始对量子力学以及微观世界的研究。
量子力学是描述微观世界的一种理论，主要是描述原子和亚原子尺度的物理学理论 ，与相对论一起构成现代物理学的理论基础，也是现代物理学最基础的理论之一。
根据量子理论，粒子的行为像波，用来描述粒子行为的“波函数”可以预测一个粒子可能的特性，比如其位置与速度，而非确定的特性。量子力学的问世彻底改变了人类对物质组成成分的认识。
如今在现代社会中， 量子力学已经广泛应用于量子化学、量子计算、超导磁体、 发光二极管、晶体管和半导体如微处理器等多个领域。
简单地理解量子力学，那就是用来研究微观世界的理论，在量子力学中还有一些物理学中比较怪异的概念，就如纠缠和不确定性原理。
第一种，传送量子技术允许我们“传送”任意距离的替代品（下到量子数的叠加状态）在一个系统A点到另一个系统B点；本文讨论了实验量子隐形传态，并对量子隐形传态给出了答案。
警告我们必须发送成团的物质，即将原料从A点运到B点进行“克隆”。在小于或等于光速的情况下，通过一个标准（不过是一个适当条件）的通讯频道，我们必须还要学习和交流这件事的预期状态（即叠加状态）。不管怎样，这可能会摧毁原始系统，生物，人类，所以不存在违反光速限制的信息转换；更深入一点，这里的悖论是，虽然在理论上活着的人类进行心灵传送是可行的，在技术上很大可能是不可能或不切实际的。
第二种，窃听的远程检测这是安全量子加密的基础，利用纠缠，我们可以检测发送器和接收器之间的量子消息是否在传输中被截获。这使窃听者的距离并没有什么区别，仅仅是他/她的测量受影响从而被检测到而已。
第三种，不可思议的算法我们通过使用叠加状态来获得比硬件和时钟周期枚举更多的等效计算，更具有可行性。这个“黑客”利用了一个事实，量子态可以叠加，这样做可以远程干扰彼此。，我们可以在量子计算机中存储1和0，并在两者上进行计算，而不重复硬件，参考自德谟克利特以来的量子计算公式。
附加说明只有一些问题可以这样解决。截止2016年2月，对于任何计算问题，我们没有比普通计算机更快的量子计算机；但这将发生变化，蛋白质折叠已被证明是量子可以帮助的一类问题。如果我们能做到商业化，那就太好了。这里的悖论是，在一台计算机中，我们可以在一纳秒内得到比宇宙中原子更多的计算！那什么是量子计算机呢？
第四种，交互自由测量解释这一点的最好方法是，我们可以测量量子的某些成分而不是单纯的量子本身。在量子动物园的所有动物中，这是最具异国风情的！参见量子伊利诺伊州物理学齐诺效应是如何工作的？
注意我们需要让物体靠近传感器，我们仅仅不允许传感器以任何方式干扰物体。这确实允许我们通过测量来检测通常会让我们受伤害的东西，比如冷原子。这里的悖论就是，我们可以远程测量事物有限的并且违反我们时空感。
第五种，粒子的寿命延长因为量子使粒子以奇怪的方式相互作用，实际上这可以减缓粒子的衰变。注意这不是狭义相对论，粒子保持静止，它只是感觉时间不同，不像它周围的环境，见国家标准技术研究所网站。
附加说明与相对论的时间膨胀不同，这种效应仅限于粒子通过叠加状态进化。这里的悖论就是我们可以有选择地通过与（与某种类型的）动态系统来影响，“简单化”地减慢时间
量子力学三大定律
量子力学三大定律为量子力学第一定律超光速，量子力学第二定律宇宙无引力，量子力学第三定律宇宙神学。
量子力学导致三个发现，分立性、不确定性、与物理量的关联性。时钟测量的时间是量子化的，只能取特定值，时间是分立的，而非连续的。量子力学最大特点是分立性，量子即基本微粒。在引力场中最小的时间是10的负44秒。
理论的产生及其发展
德国物理学家维恩通过热辐射能谱的测量发现的热辐射定理。德国物理学家普朗克为了解释热辐射能谱提出了一个大胆的假设在热辐射的产生与吸收过程中能量是以hf为最小单位，一份一份交换的。
这个能量量子化的假设不仅强调了热辐射能量的不连续性，而且跟"辐射能量与频率无关，由振幅确定"的基本概念直接相矛盾，无法纳入任何一个经典范畴。
爱因斯坦于1905年提出了光量子说。1914年，美国物理学家密立根发表了光电效应实验结果，验证了爱因斯坦的光量子说。
量子力学的应用
1量子力学与晶体管
美国（探索）杂志给出真实世界中量子力学的一大应用，就是人们早已不陌生的晶体管。晶体管的祖师爷是瑞士物理学家布洛赫，1928年，他在博士论文中提出布洛赫波的概念，在此基础上发展出的能带理论，极大推进了半导体材料的研究进展。能带理论揭示了固体内部电子的运动特点，因为这个理论，科学家才终于弄清楚了导体、绝缘体和半导体究竟是怎么一回事儿。1947年的12月23日，贝尔实验室的三位研究员利用锗半导体，发明出了第一枚点触式晶体管，这标志着信息时代的正式开始。今天，英特尔和AMD的尖端芯片上，能够摆放数十亿个微处理器，这一切都归功于量子力学。
2:量子力学与超导材料
1911年荷兰物理学家昂尼斯发现超导现象，直到1957年才由三位美国物理学家巴丁、库珀和斯里弗用量子力学理论做出正确的解释。这一理论称之为BCS理论。进一步努力探索，才能全面解决超导理论。在1986年出现高温超导以后，用BCS理论无法解释高温超导体的各种性质，物理学家还需要进一步努力探索，才能全面解决超导理论。1940年，苏联物理学家朗道利用量子力学理论，解释了超流产生的原因。他们两位也因为这一贡献，先后获得诺贝尔物理学奖。超导材料是世界当代材料科学领域的前沿，目前超导材料正从研究阶段向发展阶段转变，正运用于越来越多的尖端科技中。如超导列车，超导计算机和超导电力输送等等。超导材料技术有着重大的应用发展潜力，可解决未来的能源，交通，医疗和国防事业中的重要问题。
3量子力学与量子计算机
1920年，薛定谔、爱因斯坦、海森堡和狄拉克，共同创建了一个前所未有的新学科——量子力学。量子力学的诞生为人类未来的第四次工业革命打下了基础。在它的基础上人们发现了一个新的技术，就是量子计算机。量子计算机，早先由理查德·费曼提出，一开始是从物理现象的模拟而来的。可他发现当模拟量子现象时，因为庞大的希尔伯特空间使资料量也变得庞大，一个完好的模拟所需的运算时间变得相当可观，甚至是不切实际的天文数字。理查德·费曼当时就想到，如果用量子系统构成的计算机来模拟量子现象，则运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。量子计算是通过巧妙地操纵量子叠加态，使用量子力学原理作为计算逻辑。基于量子纠缠的原理，量子计算机可以进行多条线路的并行运算，这意味着它可以分析所有可能性，这也是量子计算机超强信息处理能力的根源。量子计算机一旦应用起来，将带来计算领域的新革命。去年十月，潘建伟团队进一步研制出了66比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之2.0”，在随机线路采样任务上实现了量子计算优越性，所完成任务的难度较2019年谷歌“悬铃木”高出2—3个数量级。与此，潘建伟团队升级版的“九章2.0”也极大提高了其量子优势对于高斯玻色采样问题。计算时间比上代快了近百倍。使我国成为唯一在两个物理体系中实现量子计算优越性的国家。
4量子力学与量子通信
量子通信技术简单来说，就是通过量子叠加原理所产生的。量子保密通信是一种通信加密手段。量子通讯具有高效率和绝对安全等特点，并成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。现在全球已经进入了信息化的时代，信息安全就成为重中之重。量子通信给我们的未来描绘了一幅令人遐想的图景，通过量子卫星与地面光纤网络构建新型的通信系统，通过与经典通信网络相融合，未来将可形成覆盖全球的广域量子通信网络，结合量子通信保密的特性，可以全面提升信息安全水平。而利用广域的量子通信网络，我们将可以发展出 空间分辨率极高的望远镜技术，便于更大规模的宇宙探索。也可以构建高精度的光频率传递网络，精度相比现在的微波时频网络可以 提高4个数量级。2016年我国发射了全球第一颗量子卫星墨子号，我国已经建成了量子通信的“京沪干线”，搭建了连接北京、济南、合肥、上海的全程2000多公里的量子通信骨干线路。并在2017年，成功实现千公里级的星地双向量子通信，这次通话标志着中国。在量子通信加密领域的巨大成就与突破，也表示了我国电子通信技术对世界的巨大影响。为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了坚实的科学和技术基础。
5量子力学与激光技术
与量子力学的经历相似，激光在早期曾经也被认为是“理论上的巨人，实际应用上的侏儒”。但今天，无论是激光切割机领域，还是“导弹防御系统”，激光已经在当代人类的社会生活中，占据了核心地位。激光的理论基础起源于物理学家爱因斯坦1917年预言的受激辐射，简单点说，就是通过刺激处于激发态的原子，让里面的电子跃迁到能量更低的状态，由此释放出频率一致，传播方向一致，相位一致，偏振状态一致的光子束。直到40多年后，美国休斯顿实验室才用红宝石发射出了世界上的第一束激光。激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。
量子力学在过去的一百年里，已经为人类带来了太多革命性的发明创造。现代科技几乎没有不涉及量子理论的，比如激光，半导体，原子能，纳米材料和器件，凝聚态，等离子，量子化学，量子生物，量子宇宙学等等。量子物理让我们对世界的理解有了天翻地覆的改变。在量子力学诞生以后，我们对于世界的理解从原先的本体论变成了认识论。()
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