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嗯
嗯
[ 正在播放：I'll Keep Coming - Low Roar ]
然后欢迎收听最新一期加油Pro 专题节目新闻视频呃
今天我们这期专题节目就聊一聊呃死亡搁浅的这个话题
但是今天我们可能不会像之前我们那些视频节目一样啊
主要分析这个死亡搁浅本身这个游戏我们可能会从死亡搁浅小岛秀夫在这个世界观里面的一些设计
比如说包括我们之前可能在那些云里雾里的预告片也能看出来了一些比如说关于量子物理
关于那些公式
然后关于一些呃
可能我们平时学习的知识并不能触到触触达到的一些一些关于物理学的一些东西
所以今天我们请来了一位非常非常对尹老师来跟我们听众打个招呼吧
大家好对我是那个北京理工大学的物理学院的老师
我叫尹璋琦啊
我的研究的主要的兴趣点就在量子物理啊
量子信息啊
嗯
对
原先觉得离我非常远的一个地方
忽然就被拉进了对没错
而且再合适不过了
专门研究量子物理学的老师
陆前锋路特紧张
就感觉回到了课堂上
今天我们这期节目可能不是特别专注于游戏
我们其实就是想借此机会聊一聊就经典物理学那么长时间以来都包括我们后来发现量子物理学等等
这些算是比较科普的一期节目可能类似于我们之前聊的航天对那一类的一个节目
其实想录这期的原因就是我在准备死亡搁浅相关的节目的时候
然后发现了这个领域
然后再问周围的人的时候再问一些朋友的时候
他说啊
这我完全不了解
完全没有学过就是甚至你再跟他提这个概念的时候
他说哦
我在那个电影我在网上看到了量子什么什么概念
但你详细问他
他不是一个具体的一个知识体系
他说不出前因后果来
所以我就觉得嗯
咱们录一期这个物理史的这么一个节目
让大家知道我们现在接触的物理是怎么发展下来的
嗯嗯
那这个我们聊量子物理之前是不是先把我们知道的那一部分
比如说经典物理学的就大概的历史可以介绍一下
然后我们当我们聊到量子物理的时候
我们再好好地展开一下
好好去学习一下
这到底是什么
什么样的一个概念
或者说物理这个概念是什么呢
对对对应该物理可能比如说从古希腊开始啊
雅丽施罗德啊
这些古希腊的哲学家开始就把比如说自然哲学啊
所有这些呃
你可以认为那个时候物理啊
天文那日
等等啊
包括地址啊
反正所有这些放一块儿都叫自然哲学没有分差啊
然后当时呃
包括呃
后来的什么阿基米德发现的这个福利的定律啊等等的都是大概2 000年前的事情
然后后来嗯当代的物理学的这个恶基本的这些范式研究的或者说这些整个的这个体系应该是从怎么说
我觉得应该从水伽利略那个时候开始山林啊
应该从那个时代啊
对
因为他他有一个特别明显的区别在于他发明了一个很有意思的东西
叫做所谓的思想实验啊
就是说他不是真做实验是吧他
他当然他也真比如说什么比萨斜塔之类的
好像也有
但实际上那个不是关键
关键是他做了一个思想实验
就是说我们把一个小球放在一个斜坡上
然后呢往下滚
然后他就想咱们物理题里可以看到那个假设这是一个绝对光滑的平面啊
对他会发现它说这个学
如果越来越平越来越平越来越平啊
你从思想上就觉得这个球它会不断的往前呃
就不会停下来了
这种啊
就类似这样的实验他
他是最开始想的
后来由这些思想实验慢慢的流动提出所谓的第一定律是吧
第一定律
就是说你如果一个物体它的运动状态
如果没有任何外力给他的作用
嗯状态不会变
也就是说
你一旦他动起来
他就不他就不继续往前动绝对不动它绝对对对所谓的由此所谓的第一推动啊什么类似宇宙诞生
需要有个第一推动啊
这都是从牛顿的这个第一定律出来的
后来他就一定绿进进一步就说有第二定律
就是说他这个如果要他变化呢
那咋来的呢
就是我得给他施加一个力啊
它的概念就是这么来
嗯
那么这个力的大小跟它的变化率之间什么关系呢
哦
他们是成正比的啊
这是他的这个这个略带对对
不是是加速度和加速度
你看我这个数字的变化呢
就是定义为加速度
然后
呃
还有什么第三定律就是作用力等于反作用力啊等等这种啊
这种这这都是牛顿
这大概你想牛顿都是一六级几年
反正是百年百年对对
然后这些经典医学它自身发展了好几百年到19 世纪的时候
整个经典力学体系已经非常完备
暴露了呃
包括依赖于当时发发展的一些数学的工具
比如说牛顿发明的
这些微积分是吧
后来相关的这些概念都呃
包括后来的把这个力学变成理论力学等等等到石油时机
就力学已经非常的完备啊
他的整个体系特别完备
我们今天学的跟当时没有什么太大区别
但是到了19 世纪的时候
人们又发现了一些其他的一些现象
呃
也是也可以被后人把它归类为这个物理的这个范畴
比如说呃
电学啊
当时发什么我们也知道什么安培呀
法拉利呀
等等
这些从实验中发现了好多现象
电磁感应啊
啊是吧
或者是电流产生的磁效应啊
或者磁可以产生电呀
就是等等等等后来到了19 世纪末
然后集大成的就是有一个物理学家理论物理学家叫做麦克斯韦麦克斯
他提出了这个麦克斯韦方程组啊
然后把把这个等于是把电和磁这些效应统一起来了
统一的电和磁啊
现在可以认为那个麦克斯韦方程可以认为是一次物理学的**
因为它统一了电和磁吗
是吧
你们在那之前
人们发现认为电和磁是两个不一样的领域领域
后来发现
电磁是一样的
而且进一步的认为呢
光电磁式一样
呃
这个电磁波和光也是一体的啊
没有其实只是说频率不一样啊
等等等等
这是到了19 世纪后半叶我们教科书上学物理的时候会把这个光学然后电磁之类合力等等都归为物理学
那对对对
因为他都是呃
物理学对对全是物质的就是运行的道理骂教物理吗
然后到了19 世纪末20 世纪初的时候呢
当时人们除了研究者之外呢
还研究
比如说研究热血是吧
比如说呃
对类似这样的就是会研究热血研究所谓的所谓的黑体辐射就是说有温度
它就会浮外辐射这个电磁波等等就会有这样的一些研究
然后这方面的研究
人们归纳了好多公式啊
然后会发现这些公式对没有一个统一的公式发现你这个频率高的时候和频率低的时候好像有些区别
然后
然后
这叫做恶
被当时被称为物理学上的一朵乌云啊
这这这事情是一朵啊
队友两朵
乌云一朵是这个另外一朵呢
是那个所谓的叫做呃
迈克尔逊干涉的那个呃
那种实验就是当时人们认为呢
这个宇宙空间中呢
有一种物质叫做以太
嗯
然后呢
这个光在这个介质中传那么既然有介质有以太
那么就意味着呃
地球是在以太中运转的
所以说呢
你沿着经线走的光合沿着纬线走的光
他的速度应该不一样啊
但是用了精准的测量之后
发现没有区别
对啊
对没有区别
这是也是19 世纪末做的这么一个实验
另外一个对另一个太以太这个词咱们实际上在往上追溯的话
其实也可以到呃
古希腊或者这时候我们在看到很多游戏里面他再用那些魔法元素的时候都会说有什么仪态来给自己补充魔法
其实其实就我们就可以想象一下
不要
这种能量物质对对然后当然你如果龟龟呃呃
我还是回过头来说
这个麦克斯方程
然后麦克斯方程本身
它通过方程本身
你是可以推出这个光的速度的
然后从这个方程你一看发现哎这光的速度是是一个常数
对啊
这是这也是为什么爱因斯坦提出相对论狭义论的时候
他认为给了第一条假设原理就是说光速在真空中
他是一个常数
它不会依赖于啊
速度啊
你不会依赖于你
比如说往左边走往右边走
或者速度快和慢都没关系
你反正只要是那个只要是在真空中光它就应该是一个长速度啊
对对光速啊
对他说跟所谓的物理学的一个概念
叫做说参照系就说你这个他动起来货没动的
其实没关系
反正光速就这么多对啊
这个特别反直觉
因为你想
你在传啊
你在一个船上如果射射一把剑
对你说在岸上看的人
你会发现你那个键的速度要快得多
也对着船的速度往前走
如果倒过来你会发现
哎他就慢一点
这中间这个比例就是各加和减的关系是吧
速度相加或者相减对
但是这个爱因斯坦的这个关系告诉你光速他不管你在船上是顺着船的方向打一束光或者合力让打出光都没关系
它速度一样的你在哪儿看都一样啊
很难领会啊对对
所以那照他这个思想其实就是
如果咱们以光速为单独隔离于参照系之外的一个速度的话
那他的时间尺度和咱们的时间尺度都是不一样的呃
对这也是爱因斯坦
他说他最开始想研究这个相对论的时候
他也就做了一些思想上实验他就想诶
我们如果有一个人啊
就就就抓着光一起跑那么这时候它的速度会它的时间会怎么样他他当他可能是只是一个思想实验的启发端
最后他从这个开始
呃
然后经过一些逻辑的推理和他的严谨的数学推导
它可以证明呢
这个呃
当你这个人运动起来之后啊
它的这个时间的流逝的速度呢
比不运动的就是禁止参照系的人的速度要慢
而且你这个速度越快呢
越靠近光速光速靠得越近
你这个流逝速度越慢
如果无限接近光速的时候你会看到这个啊
对就特别特别慢啊
这光这两个之间的速度就差很多对吧
对
然后对然后另外一个
这是从经典到这个当代物理的一个转变
但这是属于叫思想实验吗
呃
对这这某种商也没法做实验呢
后来有
但是当时他建立这个的时候是没有后来真真有时间可以验证这个验证
当然当然当然有时间没有时间验证呢
都是假货啊
然后后来另外一个齿就是说所谓的这个所谓的热血的这方面的这个问题
这种黑体辐射方面的问题呢
就是到了1900 年的时候
呃
也就是由于当时的一个呃
物理学家叫做普朗克这张呢
德国的一个物理学家普朗克他首次呢
这个呃提出了所谓的量子论啊
他认为他认为呢
这个呃能量啊
或者是辐射能量
是一份一份的这个特别特别重要啊
以前都认为这个世界是连续的啊
所以这个光也罢
什么也罢
它是个波
虽然是连续的呢他他后来把这个电磁波或者这种电磁辐射认为是一份一份的这种假设之后呢
能量是一份一份的假设之后呢
它拟合出一个公式发现那个公式可以解释所有的这个波段的这个辐射
然后
然后
当然这是这
这就是量子论的发端呃
然后在这个基础上
然后爱因斯坦他又提出所谓的解释了一些很有意思
一些新的现象
什么光电效应啊什么的最后一直到192 7年啊
基于这些现象啊
在中间还有这个波尔又节约
基于这个解释了这个园子的这个辐射啊
他的这个原子中电子发光的
这样的一些经典的模型啊
叫做玻尔的原子模型等等等等
当然这些都是半经典半量子的
这样的一个过渡性的
这样对对对他为了扮靓仔对对对他他是从经典物理到量子物理的这个过度
因为你看
所以为啥这么说呢
因为如果你仔细去看这个波尔模型
你会发现他跟太阳系的模型很像啊
中间是一个原子核外面有很多电子很多电子呃她呢她她有不同的每个电子呢
处在不同的轨道上
这个我们物理课上学过吧
这个其实就是教科书上的那张图对对那张啊
对你去看这个图跟这个太阳系的图不是很相像啊
太阳系不也是个中间有一个太阳吗
外边很多星星在这里转啊他
他之所以提这个他当然是有原因才会提的嘛
是吧
所以最后最终到后来当代我们对这个园子的这个理解呃
跟这个跟玻尔模型来说还是有恶有进一步的演变啊
当然是呃
真正量子力学的这个角度上来
理解了他
他的所谓的什么轨道啊等等
这些概念都重新给了一些定义
啊啊
包括为什么发光啊或者什么
为什么原子为什么电子在那个上面它就不发光啊
呃或者电子它本身在转绕着轨道转圈呢
你说一个电子在转圈儿他就应该在它就应该有所谓的辐射啊
就是这是一个呃
这是一个基本的原理
就是说你一个垫子在在在在动的时候
他有速度有变化的时候
他就应该发啊
发生电磁波啊
类似这样但是你说一个氢原子明显是在赚的呢
他咋不发射电磁波呢
对啊
这个波尔这个模型上不是特别好解释说清楚这个事儿
但是后来到了量子物理的量子力学
那个角度呢
他怎么就能发明了能解释这个事儿了
所以又所以说从1900 年到量子力学发明呢
大概过了20 多年到了1925 年前后啊
有好几个也是欧洲的呃
德国为主
他几个科学家
比如说呃
海森堡啊
比如说薛定谔等等
他们是呃为主的这么几个科学家发明了量子力学
但最开始他有各种不同的表征表现形式啦
只要海森堡海森堡
他用什么数学工具叫做什么矩阵啊
它是一种矩阵的理论来姐来来来来给出一组方程
然后呢薛定谔呢
他又从这个所谓的波动的办法啊
他把这个整个系统呢
想成是个波啊
又写出一个波动方程
后来很快人们认为呃证明了这个矩阵的方程和波动方程是等价的啊
其实同样呃对对对可以最终统一起来
然后就就是得到了当代的这个所谓的量子力学的
这样的一个形式
这个量子是什么意思
就是在这问合适吗
可以
可以
可以什么叫
量子力学或者什么是量子为什么要以这个名字或者这个名字代表了什么呢
他是这样的量子是相对于所谓的经典
嗯
类似这样的来说的啊
经典的他们都是修饰力学的对吧啊
所以说力学从牛顿开始出来的对
所以匿穴呢
是比如说是一个系统运动沿着它系统运动的一些科学
所以经典的密穴
它有很多啦
它包含了这个物质的运动啊
还包含什么热吧
热的话
最终也把它归结成力学所以把它称之为热力学啊
那么经典力学
它有很多基本最基本概念之一
他认为
比如说认为这个力学的运动啊
他是连续的
嗯
就是空间中的这个他的一些状态啊
是是是一个连续的才可以光滑平滑的演变过去这是这是它的线性呢
呃
连续还是线性和线性还不大一样啊
反正可以见可以挪过去
那么这个量子这个词呢
呃
她实际上是啥意思
他的你如果归结他的语言的问题
他就是就是什么叫量子就是一份一份的啊
最开始的这个原则
他就是所谓的一份一份的最开始是就是呃
他的比如说他的呃
外文的
这个英文的词叫做框
它框它框啊框他啊
他最开始就是框
他从这个词本来的然后最后由这个框它想把它变成形容词
就是框疼
嗯啊框
它是个名词应该是嗯
然后呢
是呃普朗克呢
他为了解释这个呃
这个辐射的这个公式的这个问题啊
或者说为了礼盒从数学上就怎么来里和这个不同的两个不同公式有公式
这两个公式都各自有各自的适用范围
发现他们如果要变成一个公式的时候
他就最后呢
强行做了一个假定就假定说这个能量的辐射啊
它是一份一份
有一个最低的能量单位
嗯
那么这个最低能量单位叫匡塔
啊
最后呢
这叫做当时就称之为所谓的量子论那发现了更加微观的之后量子这个概念又被提出来就是假设物质都是一份一份的之类的
然后科学家又干了些什么事儿
嗯
对
然后进一步在研究的时候啊
就恶一个
这个德布罗意这么一个人
他其实在研究这个恶恶量子论的时候
他提了一个也很有意思的假说
他任务
他提出一个假说叫做物质波啊
物质波是啥意思呢
就是说
比如说我们知道这个他为什么会提物质波他因为他发现光了
他又有波动的特性
比如说能干涉啊
另外它有粒子特性啊
他比如说是一份一份的啊
她跟物质作用也是一份啊
这就是那个著名的实验
呃对对光电效应啊什么的爱因斯坦来解释这个靠靠这个拿诺贝尔奖的
但是得一很厉害一点
就是他认为呢
不光光是这样
他认为所有的物质包括当时知道的什么垫子啊
子啊啊
甚至于说更更大的这些红呃
宏观的一些物体
它可能都有这样的这个波和粒的呃例子
这样的特性
它称之为这个波粒二象性
呃呃
他就又是波又是粒子这样的一个特性
所以
呃在这方面人们就有了这个东西之后啊
又特又提出一个可能大家呃
在经典物理里面大家都没法理解
社会对这种特别难理解你说又是波又是物质怎么能理解这个时候我们物理课上提过的提过玻璃对
但是在这之后啊就又做了一个推论之后呢
就是提出了人法呃
提出叫做测不准原理或者是不确定性关系
听着就不那么科学了对测不准啊
测不准是啥呢
就是说
呃
如果用专业点特性
呃来来说就说
比如说我们有一个例子
比如说一个垫子或者一个原子
嗯
你要测他要测它的位置
你如果把这位置测的特别特别准你会发现它的运动的
这个速度就或者动量就完全不确定啊
如果你把它动量确定的特别好
比如说我知道他到底是沿着这个方向啊
以多少的速度在跑呢
我就完全不知道它的位置在哪
你只能知道他在一段的对范围里你不知道他在哪
所以这个从经典的角度
你会发现这完全不可理解你说我们这杯子在这儿他就在这儿
嗯
对测得多准啊
你要测准我们拿尺子量一下再不准我们就用什么千分尺啊
用游标卡尺或越测越准啊
我怎么怎么就会测不准呢
对吧
那么
但是如果你要仔细想这个量子力学它适用的范围
他是在什么他是在非常非常微小的啊
跟电子尺度
同样的这个尺度微米纳米甚至更小的尺度上来
弄的那么这时候它会涉及到什么问题呢
就是你对这个系统进行测量的时候啊
嗯
其实你相当于跟他交换信息交换能量
那么这样一个交换信息交换能量的过程
不可避免地会扰动这个被测物体测量本身这个行为对对就意味着你的测量跟你的背和被测物体之间它没办法分开呢
我不影响他呢
就没法测量吗
对啊
不影响你没法测量你不
你不跟他没有交流
你完全不知道
他的信息啊
你没有得到被测物体的任何信息
你当然不能测量它的
其实感觉这个还有个稍微宏观的例子啊
就是当时薛定谔提出了薛定谔的猫
它其实就是为了呃
怎么说算反驳哥本哈根内派巴士的他的例子就是大家都知道
就是一个盒子
里面有只猫
但你不知道他是死是活你除非要打开它
你才能知道他确认他是死的
但你一旦打开以后其实就相当于对这个竟有有一定调糊了
对这个这个例子是呃
大概是1935 年啊
也就是量子力学发现之后十年的时候啊
薛定谔提出来的啊
那么这个黑鱼四点是什么呢
就是在当年啊
爱因斯坦的ski 和Rosen 这三个人写了一篇文章
现在被称为EPR 佯谬啊
也是说他是怎么说
他认为这个量子力学他有缺陷啊
假设我们有一对粒子
嗯啊
一个往左边走一个往右边走
它同时产生的啊
这个过程可以产生一对这样的例子呢
由于这个对称性啊
这样的一些对衬性呢
呃
他的这个动量
比如说它动量之差要是确定的啊
另外一个比如说位置之和啊
比如说也得确定你会等本呃
怎么说呢
反正算来算去你会发现
哎
他认为这个好像好像对那个呃
违反了这个所谓的狭义相论
就是说这个光速不变或者光速是最大的这么一个原理
那就意味着这个例子
不管隔的有多远
那么一旦确定
其中某个粒子的动量之后
另外一个粒子动量也完全定了
就立刻100%就定了啊
这个速度是超超时空的超空间的这样一个观点
这个这个速度好像是一个一个超时空的这么一个观点
好像比光速快得多得多
快快至少1万倍呢1万倍
那只是说目前的一个实验的这个测量的这个极限啊对对给他一个下线儿
但实际上从理论上说
他之前是没有时间的这个中间没有时间的这个范畴是两只一对粒子对他
粒子之间到底隔多远
没关系的
所以啊
对这边确定这边立刻就能确定那边对对对你只要这边确定
比如说它的动量是比如说是一啊
我们立刻可以确定另外一个的物体的动量是负一
因为他们之间之和必须是零
因为他们出事时他们就没冻凉了整个系统是动量是零的
所以它们动量要守恒是有这么一个威胁的定义告诉你
所以所以就是这么来的
那其实爱因斯坦很难接受这个对
所以说他认为这由于有这样一个问题
所以他认为这个量子力学的基础是不牢靠的有没有呃
不完备的他称之为
那么他把这个实验或者这个思想实验就等于是告诉了呃
决定呃之后呢
他还进一步说他说我我觉得这个思想实验
你可以也可以用一个比较激烈的这种办法来来来来表述
比如说他认为呢
比如说我们可以用一个装满炸药的这么一个炸药桶或者一个大炮啊
他这个隐性呢
是有一个比如说是有一个原子一个一个处于
叠加态的原子来触发的这个园子
他可能可能会发光会发光老师
我觉得这里可以再稍微解释一下什么叫叠加态
因为叠加态也是量子有一个特有的一个属性
嗯
对对对叠加态度会接着说
就是就是他把这个想法告诉这个薛定谔之后啊
我接下来在这个薛定谔猫上
奶奶说
因为薛定谔之后呢
薛定谔
他说哎
他说这个很有意思
他说我
那我们干脆就把它推广到生物体骂你这个没有生命的这个就没意义了
是吧
那么他他就推广生命
他推广生命体就会把这个量子力学的这种
他认为这种不完备性或者说这方面这种这种叠加或者这样的某些问题的他这种的呃
荒谬性
它可以展现出来啊
那么薛定谔猫性啊
对薛定谔猫它是啥
意思就是
我稍微仔细地呃
解释一下
就是说假设一个黑盒子盒子里面呢
有一只猫
那只猫呢
在那儿呢
她反正是好好的呆着
活着活着活着活着放着呢啊
里面空气啊水啊
这个都比较充足
嗯
但是呢
在盒子里面呢
还有一个毒药瓶嗯
然后毒药瓶是用玻璃装的他很脆弱
嗯
药瓶上面有一个锤子随时有可能会落下来
那么那么锤子怎么会落下来呢
是因为旁边还有几关啊
他会控制这个锤子到底落不落
那个机关的开和关呢
是由一个怎么说呢
由一个一个一个探测器啊
来控制这个探测器
它能
探测这个系统这个这个这个盒子里面有没有这个辐射啊
这个辐射是那么这个盒子里面他应该是没有辐射
但很可惜的是里面还有一个原子我把这个园子啊
我们前面也提到了一个原子它特别的一点流量的那些很特别一点跟经典那些不一样的研究
使他能够处于所谓的量子的叠加态啊
它原子可以处于一个最最低的那个能太那个太叫做基态
也可以处于一个高能肽那个肽叫做所谓的激发态
那么这样一个太不光可以处于这个菜还可以处于这两个菜的这个叫做相干叠加
他就是同时处于基态也处于叠加态属于这样一个特别让人难以就理解不了
让人无法理解的这么一个状态
那是什么意思
就是一个原子它这这个可以把它过渡到这个猫的一个生存状态上对是的
然后你进不来想这个园子啊
它处于这样一个叠加态之后呢
你想基态的时候就呃对你想他
他
他就有一半的概率
他可能会发发光发辐射
然后就就通过辐射呢
控制那个开关把这个猫给杀死人有另外一半概率呢
他是不发达
所以猫就不会死是活是吧
所以你从这个微观层面来看你会发现你你先接受这点
那你就没办法
你就接受吧
但是到宏观之后
你就会发现
在这个盒子呃
对你在盒子看
打开之前
这个这个地方最关键一点是盒子打开之前这个猫它是处于一生一生又死一个状态
它是叠加的叠加
再叠加的话
猫就是活着
他激发的话
猫就是死都烧的
所以你在开之前
这猫就是既生又死的叠加对
但是开了这一瞬间又是一个让人逻辑上特别特别难以接受一点就是你打开这一瞬间你人观察了一下他
观察之后呢
我们经典世界定对经典世界只能是确定的
所以说它是假设在这个盒子关着的时候
里面是处于一个量子的不确定的
比如说在量子空间里面那个我们说的那个园子她的态势完全可以叠加就对对对对可伶也可以是一的装备
他两个同时存在对对对对是的
但是这个量子世界影响到了经典世界对
所以薛定谔猫它就是一个量子影响经典的这么一个假想实验
所以所以所以
所以让人没法理解
这是思想实验进一步发展到了量子世界微观世界的这种物理学跟我们经典世界完全不一样啊
对
所以说她就为了平衡这两者
所以他最终强行假设我们打开盒子一瞬间
他一下子就退化成一个经典的状态啊
然后他就只能是是活着的
或者是死着的或者是死的
但他于是在这个理论之外
他就假设出来是不一定到底对于是在他这个假设之外就假设出了
平行世界理论说我打开这个盒子的瞬间诞生了两个世界一个世界
这猫是活的
因为经典世界是无法叠加状态的他只能有一个
所以产生了平行宇宙的概念是吗
但是你无法去观测这个呃
不能说他是他不是观测的问题他他是呃平行宇宙这个概念实际上是到了195 7年有一个博士生叫做呃
Every
那么早就平行宇宙的概念了啊
对那个人他写的博士论文的博士论文里面的
为了解释这样一个所谓的呃
物理学叫做波函数塌缩啊
或者是类似这种这样一个概念
它在那之前呢
正统解释认为波函数会塌缩
所以薛定谔方程会在这一瞬间失效了
他从一个量子世界变成一个经典世界
但是这开盒子呃对
但是average
他认为倒过来的
他认为更基本的世界的规律是量子的量子力学永远实用
真正不适用的是因为我们在这开盒子
这一瞬间波函数分叉
就是说就是说
换句话说什么呢
就是说我们整个宇宙的他把整个宇宙认为是一个波函数
在这开盒子一瞬间宇宙的波函数可以处于叠加态波函数是刚才我们说的
对
就是就是这个状态
这个整个量子的状态
我们称之为波函数啊
其实就是你这个状态的这个锁有锁有可能状态
做成一个集合来标记的呃
不是呃
对他整个可以描述我们这个宇宙现在处于什么样的位置是什么样的状态
那么在开盒子的一瞬间宇宙的状态
它有两种来标志
有一种有一个状态是这个猫是死的另外一种呢
猫是活的
那么在开盒子一瞬间
这两种状态
他同时有可能存在
如果我们站在一个脱离在宇宙之外的一个上帝上帝的视角来看的时候发现这两个状态都有什么基础规则是对对对
所以说这两个状态叠加的完全叠加
哦都有的
但是问题在于我们不是啊
我们是生活在宇宙中的人呢
所以我们只能要么被他所导致
要么我们走入了这个猫死这个状态
要么我们进入了猫活着也就是我们是波函数里面那个对对我们是这样
里面的一个
所以我们进入了这个等于是我们随着这个猫的活和死
我们也进入了不同的平行宇宙了
所以我们但我们无法介入到另外一个另外一个宇宙跟就是这些平行宇宙之间是不能够通信的那我可以这么理解
比如说这个波函数就是咱们平行宇宙产生了1000个
然后
这里面有5 00个是猫死的另外50 0个是包活着不是这样
是你开的这一瞬间它分成两个
这是两个是不对
但是问题在于你任何一个决定
比如说你想这个时候你看这个
哎
这个咖啡很好喝
我想想我忍住了
不喝了
或者说我处发现实在忍不住要喝了就任何做一次决定你都可以纷纷都可以分裂成两个不同的呃
平行宇宙就类似这样的笔
然后那么就意味着有无穷无尽的平行宇宙存在
绝了啊
对啊
这流量总不明白了对对对
然后对这方面的这个我印象中对这方面的这种现象有一个很小成本的一个电影叫做彗星来的那一对哦对对那个电影他你如果知道这些基础之后呢
你再去看那个电影
你就会发现呃完全可以坚持吃饭的那个吧
就是在一个屋子里
屋子里
然后上街碰见另外一个那个对对你不上上街的时候
他要穿过一个很黑暗的地段穿过之后
你会发现另外一个一模一样的一个房子
但是你进去之后你会发现
哎人也都一模一样
但是地位呃对
但是里面有些小东西稍微不同
比如说荧光棒
有的是紫色的
有一个房子里面可能拿的是黄色的啊
比如说他们用的这些这个数字啊
他们用来记忆这个房子数字
它每个随机选数字
每个房子都选的不同对对
对那个骗子他
他就是说假设说为啥会出现呢
他说有一户已经过来了
导致这些平行宇宙之间或者说他能够互相穿越啊
对对对能够互相的这个船通信了
嗯
对所以实际上这方面概念引起大家很大的兴趣
然后呢太大了对然后我理解到的是我看到的一个文章是说大概在199 1年左右呢
有一个理论物理学家研究过这方面的问题
然后呢
也是基于所谓的这个薛定谔方程啊啊等等来算呃
然后最后他得出这么一个很有意思的结论
就是说如果我们这个所谓的薛定谔方程
他是完完全全是所谓的线性的啊
这就是原始的标准决定方程啊
那么这些基于这个来算出来的平行宇宙或者是波函数之间是不能够有任何通信的呃
但是如果这个方程它有一定的非线性啊
我们知道这个我们整个世界它其实不是完全线性有一定非线性的话
那么
这些平行宇宙之间可能就能通信了
我们就可以建设出一些啊
超空间的这种通信站的建设兴趣
咱们现实世界是有些不线性的肯定有这这个这个是原则上大家都认为是是在现行基础上一些做的近似线性是个近似非线性试试基础的
但是这个非线性可能很小
你可能目前没观察到
但是他认为呢
只要是有非线性呢
那么就存在入口啊
它就有存在于这些这些啊
对这这些平行宇宙之间可能就会通信的啊
就类似这样
所以这些相关的这些
比如说电影啊或者电视剧啊
利用这种啊
他就利用他
他背后他也说为啥
他认为他们能够通信啊
或者说能够穿越啊
我相信他也是有这些人
这些基于这样的一些原理
你也可以来解释死亡搁浅来说可能就是因为发生了一些什么事故导致不同的平行世界叠加呃
或者是他们有创业的这些创业的这种
所以它里面水熊虫感觉很大
是不是他们就在某些微观的世界也有可能有可能他本身被缩小了啊
变得对然后哦对说到这个可我可以再回过头来说
这个薛定谔猫的这个呃
这个薛定谔猫呢
你可以算是1935 年提出来的
到现在过了80 多年
所以呢
最开始人们认为他是一个纯粹的悖论式的
这样的一个嗯
一个思想
思想思想
但是呢
在过去这一二十年呢
人们并没有把这个当成一个真正的悖论
然后呢
人们原因在于呢
人们在研究这个比如说呃
宏观系统的进宏观系统
量子效应啊
或者说利用这种量子效应来做一些事情
比如说现在很热门的想要做量子通信要做量子计算
如果真正是一个可用的量子计算机
那肯定是一个宏观的一个系统啊
对你得造出来给人用吗
对啊
所以他量子计算机里面的量子里面所谓的量子比特啊或者什么的
这样他数不能少啊
它必须是个天文数字
那么这么多的一个处于量子叠加态的这样一个比特
这个系统合在一块儿
不就是宏观系统对吧
那么
所以在这个方面来说
人们就在想说
能不能真的在一个宏观系统里面做出所谓的薛定谔的猫
嗯嗯
做做出这样一个状态出来
那么在这方面就做了好多研究啊
怎么把一个比如说微
比如说头发丝那么大小
你也不能真那么通关是吧
你先从小的开始
最开始做做原子
啊
做出单个原子的这种叠加空间的叠加态或者是可以同时处于a 点和B 点就这么一个做法
这大概神秘对对对做出来做出来做出来了
做出来了
199 6年做了一个实验就做实验的这个科学家就由于这个实验当然是一系列这其中某一个重要所理解的东西都已经被做出来了对然后做出来之后
他拿了诺贝尔物理奖2012 年啊
这是他重要贡献之一在诺贝尔物理奖的这个呃
它的这个贡献里面着重提了
嗯
然后
呃
人们没有仅限于此后来
人们又想做更大的系统的叠加态
比如说做这种
大的这个碳6087 求啊
60 个富勒烯啊
富勒烯这种富勒烯这种啊
我们是一个60 个碳原子组成的一个大分子
人们在199 9年发现可以用它来做这种所谓的物质波的干涉实验
嗯啊
最近人们已经做得更大了几百个原子70 0个原子这种啊
大概是一一年左右
人们也做了这种干涉实验认为呢
这个这么大的几百个上千个原子的这种系统它也能做干涉她也可以展现出量子叠加特性
对不对啊
那么但是更大行不行呢
呃在差不多十年
嗯
九年前吧啊
有有几组科学家在提出呢
呃
德国的和美国的两组科学家各呃提出要把这个比如说把一个恶纳米几十个大米啊
把它养
比如病毒给抓起来
用光给抓了真空
然后呢设备出病毒的这种叠加态用光抓到真空
这一点对今年务必来说就已经很愧对
巴扎卷轴的叠加态
所以对订单
这怎么观测呀
我们不是作为经典世界只能观测到它一种态度
可可以他空间位置叠加
同时处于a 点和B 点这个位置可以比如说相距各100个纳米几十个纳米是可以测出来的
啊
这个
这个这个病毒
它是你可以认为是个生物体
对不对嗯嗯嗯
所以这是在191201 0年那时候做的
然后那人也可以实现呃
对这是个传送理论理论方案啊
然后后来就一直有实验上来做相关的
但是你没有真的没有把这个生物体往那儿坐对所以真正到一六年的时候
一六年的时候
呃我们呃
我跟我们一个同行一个朋友叫呃
普渡大学的李总曾教授我们提出了一个想法
就是说把这个呃细菌
嗯嗯呃
大概几个微米大小的
比如说绿藻菌啊
这样的把这个细菌呢
粘到一个微米池子的一个阵子啊
一个机械振子薄膜很小的薄膜上
然后把它放到一个冰箱里面特别冷的冰箱放到就接近绝对零度了
然后呢
把那个薄人们已经可以把那个薄膜振子做不到量子叠加态
那么那么附着在那个上面的细菌自然也就是这样子的亚太哦
可以把那个薄膜做成对对对目前可以做到
所以你细菌粘上去之后自然也就是啊
所以我们觉得如果做那样的实验就可以把细菌这个细菌是真
这个就更大了
比病毒更大了
这个好呃微米两级了几个微米是有了
然后可以做出他的所谓的量子叠加态
我们证明了
可我们理论上预计可以做量子叠加
还可以做所谓的量子纠缠态还可以做有意思的所谓的量子的隐形传输啊
这个可一会再说这个隐形传输更神奇啊
对也也很有意思
但是看起来呃
从他他这个名字来自于那个star track 的那个星际穿越星际穿越呃
不是新穿越那个星际迷航星际迷航里面的那个传输机
嗯
所以文化作品和科学之间互相是的是的是的
其实小岛秀夫在死亡搁浅里掩埋了星际迷航的梗
他说那个挂写满了公式U盘叫cupid
其实也是星际迷航里的
然后嗯
然后对然后电影上其实很快有相关的一些东西弄出来
比如说你们呃我
我们前几年
比如说看那个蚁人
嗯
对呃
包括这个复联是吧
它里面的以人二啊什么的里面
当以人做这个网量子区域出呃缩小的时候
它的从电影图像上他都会展现出它先缩小到跟水熊虫差不多大嗯
然后再一苏a 到了量子区域
那么水熊虫多大呢
大概5 0个微米左右
嗯
对吧
呃
所以呢
在去年科学美国人有一期专访专访了呃
欧洲的一个做实验的一个科学家呃
好像叫grace 还是什么的那个人
那个人是专门做相关实验的
所以那个人他跟跟记者就说他说哎我现在正打算把水熊虫啊
冷冻起来粘到一个所谓的这个机械振子上
然后置位出水熊虫仔对治未出量子的水熊虫啊
量子叠加的水熊虫啊
他就是做这个
他说他说我就要做这个了
接下来他就要做这个
啊
他说就是想做这个量子呀
水虫虫
那已经很大了吧
很大了5 0个微米50 微米
就是跟你头发丝的直径一样
头发丝直径大概就是几十个5 0个7 0个微米的样子行吗
所以肉也可那这几年的量子物理学发展还是挺快的吧
算是可以这么说吗
对呀
从实验到理论到相关的概念上
大家都有很多的这个特别是这种宏观经宏观系统的这种量子物理
所以我还是想把这个微观世界量子世界的东西对用到这种经典对严重就想研究所谓的量子跟经典到底有没有边界
这个边界到底来自于哪儿
所以最开始人们觉得量子就是量子宏观就是宏观或者说这个经典就是经典是吧
现在发现他们之间的边界是很很模糊的一个边界并不是说那么泾渭分明
其实我觉得我们可以接着刚刚的理论
接着往下说了就是爱因斯坦
其实一开始他也是很难接受这种就是所谓的不确定性和不对称的
但是实际上随着物理学的真正发往后发展
以后大家都开始
承认并且接受这个理论
然后开始在这个理论之上
再慢慢填补现在的物理学的一个体系是的是的
所以I 3 当年提的那个EPR 佯谬呃
促使大家不断的来思考的
包括这个薛定谔猫类似这种都是让人来想到底可不可行
到底行不行是吧
所以基于这样一个所谓的像像这个超空间的这种观念
这种这种感呃
这样的一个很很奇怪的
这样的一个想法呢
后来就人们就不断想这个这个到底对不对啊
是吧
到底是真是假
然后是不是有一些经典的理论能够模拟他或者能够实现这样的这种观念
所以到了1964 年
有一个叫贝尔的一个科学家就提出了一个理论说我们可以做实验来验证
后来很快人们到了70 年代
80 年代就有一些实验就证明说爱因斯坦在这方面
他的理解
可能有错误啊
这种超空间的这种观点的这种特性好像是本质存在的就是确实他这种经典的这种系统啊
这种举
预的定域的经典的
这样的叫做经典隐变量理论专业词
小字母啊
是啊
经典的隐变量的理论是错的啊
然后后来就人们就开始这样想
哎
那这个东西有啥用啊
是吧
你是影响正向超空间
那种观念能不能来做通信通信啊
对啊
后来发现
哎
其实不能做超时空的或者超超光速通讯是不可能的啊
但是呢
也能做一些很特别
很有意思的通信加密啊
对可以做一种
那不光是加密是这么一种通行啊
在199 3年的时候啊
有一组科学家证明呢
叫做提出一种办法叫做量子隐形传输啊
那个他起这个名字就之前呢说就是来自于这个star trek 星际迷航的这个星际迷航里面你想他
有人跑到那个传输机下突然哇消失了
然后突然就能够在这个地下要不在这个星球表面突然又出现了
这好像是超空间传送啊
瞬间传送过去那么用了这么一个量子纠缠的做一个资源的他能做到什么一点什么事情叫量子其实就是刚刚说的这PR 的那种关联
就叫做就叫做量子两个量子就是你一旦产生他们俩成为系统
不管离多远都会及时影响到另一方
这个就叫量子对对
就是刚才那一对啊对对对他们处于这种超空间的一种关联的状态
那么叫做量子纠缠啊
这样一个肽呢
它作为一个呃
你可以把这样一个太比如说一个放在例子
一个放在地球上另外一个放在月亮上
嗯
然后我们想做什么
我们地球上还有一个比如说
信号啊
比如说有一个有一个单比特的信息啊
这个信息可能是未知的
所以说我们要保密码就是传输的者本人
我们也不知道这个信息是什么
那么跟这个地球上的这个例子做一些比如说测量给他侧一侧或者做一些特殊的操作把这个测量的结果
通过一个公开的一个通信通道告诉这个月亮上的人
然后月亮上那个人呢
根据这个测量结果其实测量结果就两呃
就四种啊
测出来就是
要么零零
要么零要么一零
要么一因为你就是都是两个都是零和一的这种比特妈啊组合
所以把倒萨这是零零或者零一或者零一或者或者一零
反正四种之一告诉他之后那个人哦
我知道根据这个测量结果我们把月亮上的那个例子做一些
变换或者操作啊
这个操作操作完之后他从理论上可以证明月亮上那个例子的这个状态就完全恢复成地球上
这个我们要传输的那个例子的这个状态就完全是一模一样
嗯
就是这叫做传输
相当于这个太子信息传完全给传到月亮上去了
但是整个过程你会发现这个例子他本身他没有船走啊
对
就是信他的这个信息
他没有通过一个通道
比如说把这个信息转化成另外一个啊
它包含他信息的这么一个一个例子
比如说光子通过通过这个阅历之间的这个通道里把它传过去没有的没有这个过程没有位移的呃
没有这个位移
所以才叫叫做隐形传输啊
老师好像是隐隐身一样传过去的其实就是那边有一个copy
你这边怎么改那边就怎么变化
对对对那不叫copy
这个你没法copy
这个不是copy
那只是把这个菜传过去了啊就是所以这就是叫做量子的隐形传输
这种传输特当然你听
这个过程就知道特别安全
那太安全了
对吧
因为首先你连船的人本本人都不知道他是什么样
所以你不需要知道他的状态是什么样
你可以把它传过去
但是怎么能实现把两个这两这一对儿是从哪儿来的呀
呃
这一对儿呃
其实可以这么做
嗯呃
在比如说一六年我王乐可能1 6年1 7年的时候他如果在很近呃
对20162 01 7年的时候
我们国家不是发了一个量子卫星墨子号吗
对对对墨子号上面就可以有一个所谓叫做纠缠
光子源啊
他中有这个特殊的一个光源
它能够发出一对光
他当时就已经做到把这一对光啊
一个发到比如说发到北京
另外一个发到云南的丽江
嗯
然后
这两你可以证明这两个地方的这个光子是是是是处于所谓的纠缠态的量子纠缠或者关联的怎么样
这隔了几千公里呢
怎么做呢
卧槽
这就产生了用一个呃
所谓非线性的晶体
嗯
然后通过一个非线性过程
一个光子可以产生产生两个等于是你打一个网址进去
它产生两个嗯
然后这两个出了从它们诞生起就有啊
对他就纠缠的啊
所以
所以他们他们未来就是想比如说就就就就想啊
就比如在轨道上啊
产生两个光子一个往地面上打另外一个打到月亮上去是吧
类似这样呢
不就可以实现月亮跟地面之间的这样的一个纠缠吗
嗯
就这些东西一旦应用到宏观的世界来说就就显得很很夸张对对对
所以我们当时那个想呃也提出这个一六年提的那个想法就是细菌的这个隐形传输也是这么想就说我们可以用用类似这样的办法可以把可以做两个细菌一个细菌在这儿另外一个细菌
比如说隔得很远
然后呢
可以把细菌内部的一些比如说他的状态
比如说你可以理解为细菌的记忆是吧
通过这个隐形传输的办法
把一个细菌的技艺传给另外一个
所以只要钱前面那个实验
如果可以成功
就我们比如说水熊虫那个真空的话
对那其实他就产生了相当于一对水熊虫嗯
可不是不是这么理解我是这么理解啊
这个水生虫你不好说产生一对光子容易产生光子
它是没有静止质量的你很容易产生一对光子什么的水声虫
它是个物质实体你想你想再copy 一个水中都做不了
但是你可以把它里面的状态给给给给传走啊
里面的比如说水生虫里面
比如说还有垫子啊
那个垫子到底什么样的状态
你可以把这个电子状态给给传输走了这个水平城里面如果比如说有记忆
他可能也是由电子或者什么样的这个园子他的一些状态
一些定位来来来来包含着你把这些状态可以通过这样一个隐形传输的办法传给另外一个水熊虫
那你可以畅想啊
你往下畅想你就说OK
那我是不是可以让那个
呃
一时呃
我想那个那个电影叫啥来着
可以把人的意识给传给传输到另外一个人上那个有一个有一个那个三维的那个电影呃叫阿凡达阿凡达啊
就类似这样的事吧
你可以
你可以
你可以唱想说是不是有可能哪一天你真的能把人的这个呃
其实相当于是把人的记忆和灵魂给储存起来
呃
不呃
不是呃
对传输过去你某种程度上
因为他的信息传整个信息传过去
相当于是但是你的记忆或者是所谓的灵魂的这个本质上不是信息嘛呢物质实体是是是是是次要的是信息是最重要的是根本嗯
那我们接着就回到之前理论的部分啊
对过了量子J 这个方面我们接着再再往下又听到一个新的概念就好像栗子
然后就开始有粒子物理学
然后有场的概念了
这个是怎么往下发展呢
哦
他是呃粒子物理啊
它实际上是怎么说呢
是使人们进一步的把这个前面说的
把光的能量进一步提升是吧
波长越来越短
越来越短
到了X 射线再往下更短了
伽马射线那个短的有多短
那个比原子的恶尺度
还要短就是对人体有害的对很厉害了
它可以直接把园子都给打打啊
就相当于是打到那么多人可以破坏原则
那么就是到这么高的能量的时候
人们就比如说就希望把店给给给更高的那种来驱动电
让电走的越来越快
越来越快
去进行光光的速度
如果你把电子打到原则上
你可以轰击出一些不一样的例子出来你就会发现
哎就特别奇怪
你说你本来是原子我们很确定
比如说可能是一个氢原子或者说
比如说是个碳原子
你给他打一下
哎
你说哎
我们打出别的原子出来啊
或者说你比如说本来是本来是一个电子你在打趴诶怎么打出那种好像看起来是电子
但是你到电厂上到磁场上一看
哎
它的带电
嗯
不是他带电跟电子反的哦
叫正电子
然后这两个店
这个一个垫子
一个正电子
如果啪碰到一块儿之后
你会发现它没了没玩没了之后
但是呢
它就会变成光子
嗯
变成高能光子辐射出去啊
就这种这种粒子之间的转化或者变换这样的过程叫做粒子物理能量都特别特别高
然后就不你会发现你要做更小的物质测量你需要更高的能量
所以你能量越高
你就能测更多你会发现哦
袁子也不是根本的
里面还有中子
还有质子质子啊
质子也不不是更根本的质子里面还有所谓的跨课或者啊
或者是园子里面有跨课啊
然后跨课
呃对对
对目前人们看到的所谓最小的夸克与夸克之间呢
呃
他们之间的这种相互作用呢
也是需要一个例子来来来辅助的
比如说叫作交子啊
什么什么这个反正很很很奇怪了
然后能量巨大啊对对
然后这些这些也很有意思
就是在于什么呢
在于这样一个夸克的这个模型跟我们通常的这个原子模型非常不一样哦
呃原子模型
你想原子模型是什么样的就是你有个垫子往里面走
然后呢
越靠近这个园子呢
吸引力就越大嗯
然后呢
一
如果你跑到原子核附近的玉它的吸引力是最大的
从这个方程上写
他是正好这个成反比
那么这个跨克这样是啥意思呢
就是通过他那个模型你会发现什么呢
跨克靠得越近
他们之间的吸引力或者相互作用力越小啊
这个叫呃
这叫做呃
对
这叫做渐进自由
就是说他们靠得越来越近
他们之间的就越来越自由
嗯
但是离远了呢
反倒变大
那是而且是什么意思
他可离得远
而且越大而且远到一定程度的时候呢
从理论上预测呢
他那个能量是个非常非常大的一个能量就是相当于夸克之间夸克它是没法**存在
其实我可以举这么一个例子就不知道有没有想过
为什么原子核里的质子和中子能集中在舅舅想下那个行星图
为什么他能集中在这个原子的最中心的部分
为什么他他为什么没有就是像垫子一样飞散开来呢
是因为质子和中子之间就存在了这么一个力巴牢牢地绑在这个中间
然后质子内部的夸
然后一个质子可能是三个夸克
比如说三个夸克组成
类似这种那夸克他带的是分数电荷不是一个电子电荷
比如说是都是带分数电荷的几分之几分之几
对他们之间是有可能排斥力的那么有库仑排斥力
为什么他们不分散呢
因为他们之间有强相互作用
这些相互作用力比这个酷能力更强
所以所以由此人们最后总结一下OK
我们这个人这个看到的四种力啊
一种是引力嗯
第二种叫做电磁相互作用力
嗯
第三叫做强项作用
第四叫做弱相互作用强相互作用弱相互作用
都是在原子核里面的这种例子里面发
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