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原作者：APC科学联盟

 后期：硅基【幻科联】

小A： “大家好久不见啊，又是我们这么久没更，应该没有人有意见吧（反正有意见你们也打不着）那么在本期内容开始之前，再次是沉重的道歉，又是一个多月没有更新，但是硅基同志以及项目组的同志们已经做出了他们能做的最大的努力，事实证明：学校放假少祸国殃民。

不过，如果有志愿加入我们或者有什么有建设性意义的，以及提出批评的，我们依旧十分欢迎，麻烦各位留下宝贵的评论，我们仍然想做的更好”

漫步者的宇宙

第一章 光子和量子

在1887年的德国，有一个叫海因里希.鲁道夫.赫兹的科学家，正在做一个实验，这个实验将证实一个理论——麦克斯韦理论。

只见，他闭合开关，将这个装置通电，这是一个由电火花发生器和在远处的两个小铜球组成的装置，过了一会儿，两个铜球之间出现了一束蓝色的电火花。但赫兹并没有欣喜若狂，他反而更紧张了，他看向房间另一端的铜环，铜环两端各是一个铜球，几乎与此同时，铜球间也产生了一个电火花。他迫不及待地算出了电火花出现的速度，其结果等于光速，这个实验证明了：光，是电磁波的一种。也证实了麦克斯韦理论。

那么，问题来了，光，究竟是什么呢？

在古希腊时代，人们认为，光，只是一串粒子束，但是，问题来了，为什么光束照在一起不会弹开呢？现在（1887年）赫兹证明了光是一种波，就像声波一样（当然，电磁波后来被广泛运用于信息的传递中，这产生了电话。）那么，问题又来了，光如果是波，那么它的传播就需要一种介质。光是怎么在真空中传播的呢？

于是人们拟出了“以太”这种介质。

（事实上不存在）

再从光波粒二象性性质说起。

说起波粒二象性，我们难免会想到光的另外的一种特点，就是多普勒效应，它对声波和光波都适用，甚至是所有的波。

多普勒效应：

物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高 ，在运动的波源后面，产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低 ，波源的速度越高，所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度。物体间存在相对运动趋势的时候，当两物质靠近，就会出现蓝移的效应，反之，就是红移。

现阶段的红移有2种，一种是多普勒红移，还有一种是引力红移。二者本质相同。红移是现阶段观测宇宙膨胀的有效方法，但是红移也受到很多的影响，比如光子在撞击电子的时候，会有能量散失，根据E=hv，h是普朗克系数，v是频率，所以当能量散失的时候，它的频率也会变小，又因为c=λf，所以波长也会变长，那么这样也会有红移的效应，所以难免会不准确。可能你会看见一个女高音坐在高铁上大声唱歌，分贝达到20以上，但是她和你在相互靠近，你可能会听不见她的身音，音调可能大于2000Hz，这是完全可能的。就连哈勃定律也是建立在多普勒上的，Vf = Hc x D，Vf是远离速度，Hc是哈勃常数，D是该天体距离地球的距离。哈勃常数也可以说是宇宙膨胀系数。当然，这和宇宙常数是不一样的。（宇宙常数是阿尔伯特对自己的敷衍。）

我们再说说和E=hv有关的h，h是普朗克常数，是一个物理常数，用以描述量子大小。你可以想象一下，你从北京到莫斯科，如果你愿意从太平洋坐飞机去的话，或则你直接走西伯利亚，走直线去看看遥远的普京大人，你绝对会经过其中的一个地点，你会跳过那个地方吗？量子不是这样的，他是一份一份的，假如我们把太阳射到地球的光分的特比特别细，我们就可以发觉，能力是间断的传递的。普朗克常数的值约为：h=6.6260693(11)×10^（-34） J·s，的确非常非常的小，小的不得了。

而在不确定性原理中 普朗克常数有重大地位，粒子位置的不确定性×粒子速度的不确定性×粒子质量≥普朗克常数，打个比方，电子有0.000000000000000000000000000001的质量，我们想要测得一个电子的位置，我们已经知道了他的速度，所以他的位置或者是能量的精确度不可能比±1x10的6次方更高，而且不可能更加精确。（误差是不可避免的，这是初二物理老师教过的）。

再继续说说测不准，粒子的位置与动量不可同时被确定，位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式（这句话选自360词条），一个量愈确定，则另一个量的不确定性程度就愈大，和上面所说的都是一个道理，时间和能量之间，也存在类似的关系。根据测不准，真空或者任何空间都会凭空出现一对粒子，他们相撞会互相消失，但是当反虚粒子掉进黑洞时，就会出现霍金辐射的效应，否则黑洞就是黑吃黑，越吃越大，谁能收拾它？哈哈。当t越大时，E就越小，反之，t越小，E就越大。So unbelievable！量子力学的世界是奇妙的！

好的那现在我们接下来讨论一位来自奥地利当量子力学史上的著名人物——埃尔文·薛定谔。

听到薛定谔这个名字想必大家都不陌生。这位先生虽然是位看似高大上的理论物理学家，但是实际上有着非常……风流的历史。好了……不多说废话，我们来谈一谈他的那个著名的理想试验——薛定谔的猫。

我们先做个假设：

假设你的手上有一只空箱子和一只猫。现在把猫放进箱子中，箱子里有一个由原子衰变控制的锤子。一旦原子开始衰变，锤子就会落下，砸碎锤子下的一瓶**，在箱子中的猫随即死亡。
好，现在把猫放进箱子中并盖上箱子盖。观察者在外界是无法看到箱子内的情况的，也无法听到声音。

那么，猫是死是活？

我们知道，随着时间的推移，原子衰变的概率会越来越大，猫中毒死亡的概率也越来越大。但是外界的观察者无法得知原子究竟衰变了没有。我们现在可以产生两种判断：

一、原子衰变，**罐被打碎，猫中毒死亡。

二、原子还未衰变，猫依然活着。

那猫究竟是死是活？

答案是：猫既是死的又是活的！

这听起来似乎很荒谬，怎么可能会有一个东西既是死的又是活的呢？但是量子力学就是这样充满了离奇古怪的原理和猜想。

我觉得，薛定谔在想出这个问题的时候也一定感到很震惊吧。在一番仔细琢磨后，老薛得出猫处在了生与死的叠加态中。这时可以建立起一个波函数来描述这种叠加态。这时候出现了两种不同的诠释：

一、当外界观察者开启箱子观察时，观察者就可以决定猫的生死了。打开瞬间，我们得知了猫此刻的状态，叠加态消失，同时波函数坍塌。

假如外界观察者一直没有打开箱子，那么这个波函数就会一直持续下去，生与死的叠加态也不会消失，直到你打开箱子的那一刻。

二、1957年，休·埃弗莱特提出了这样的一种诠释：在量子世界分出了两个世界。一个世界中，猫已经死了；而在另一个世界中猫还活着。从你关上箱子起，世界分成了两个不同的世界。两个世界都是真实的，但是除了猫死与否以为都相同。两个世界都在进行，你看到的只是一个世界的结局，而在另一个世界，猫还是活着的。(平行宇宙解释)

那么你认为，那一种诠释正确？

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