量子力学对人类有什么意义（为什么会说人类掌握了量子力学）

综述

人类的历史实际上与科学和技术是分不开的，尽管在古代，人类囿于知识水平和对世界认知的不足，并不能很清晰地明白自然科学是什么，还以神明、宗教等所谓神秘力量的方面来进行分析和解释，但是早在石器时代开始，人类就与科学结下了不解之缘。

一手创立了科学史学科的乔治·萨顿曾说过这样的一句话——科学在人类的历史上只占了很小的一部分，但却是人类发展的本质，是唯一一个能够解释人类为什么会进化的答案。

比如石器时代的人们正是因为发现了如何使用磨制石器，才从旧石器时代慢慢转化到了新石器时代，发展出了发达的冶陶技术、纺织业等等。

而我国古代也相继发展出了青铜器、铁器等等，从而成为了更加先进的国家，因此在危险的古代成了唯一一个存活下来的四大文明古国，甚至其中的四大发明更是影响到了欧洲，推动了近代科学的萌生。

随着社会的不断进步，科学也在前辈们前仆后继的付出下被逐渐建立了起来，人类也意识到了更多真实而神秘的世界，其中就包括量子力学，这个经常被调侃的——遇事不决量子力学的学说，它到底是什么意思呢？

量子力学

量子力学其实就是研究微观粒子的运动规律的物理学理论，这也是构成了现代物理学的两大基础学说之一。

其中包括原子、分子以及大量粒子组成且相互有着很强作用的凝聚态物质（例如固态和液态），也包含原子核，和人类认知中构成物质最小的单位——基本粒子的性质、结构。

19世纪末，当时的物理学理论被认为已经有了非常完整的架构，比如光学、力学等等许多方面都发展出了较为系统完善的理论体系，看似已经到了巅峰，甚至很多的物理学家都认为未来不会再有突破性的伟大发现，剩下的只是零零散散的补充罢了。

然而随着科学家们对物质内部的微观世界的研究，黑体辐射、原子结构等等实验发现打破了当时科学家们的固有认知，原有的物理学理论甚至根本无法对其解释。

这些也成为了19世纪末物理学界头顶的两片乌云，更是为物理学带去了革命的改变。

20世纪初，物理学新的现象和新的理论层出不穷，冲破了固有的理论知识系统的束缚，探索出了微观世界的新规律、新理论。

其中1900年普朗克针对黑体辐射问题，以一个能量不连续地做简谐振动的质点假设，推导出了黑体辐射的公式，并提出了电磁振荡只能以“量子”的形式发生等观点，从而成为了量子力学的开门砖。到了20世纪30年代，量子力学基本的框架被搭建了起来。

量子世界里，一切的物质都被分成了极其微小的61种基本粒子，但是量子其实并不能将它理解成为某一种的粒子，而是一个物体存在最基础的不可分割的单位，那这个物体就是量子化，而这个单位就是量子。

比如说要统计一个人数，那么一个人就是量子，即不可分割的最小单位，而不是说半个人，或者0.1个人，更不能将这个人说成是一个细胞，同样的，由许多人所组成的人群就是量子化。

同理而言， 一道光可以说光子是量子，它们共同组成的光线则是量子化。而除了物质以外，能量、电荷、磁矩等等都具有量子化。

例如一辆汽车以每小时5千米的速度行驶，当它忽然转化成为每小时20千米的速度时，这其中所发生的极快的速度变化就是速度的量子化。

现实中的量子力学

实际上，我们的现实生活中已经有了许多的量子力学，比如激光器和发光二极管等等产品。普朗克当初提出了量子论，认为原子的能量是分散而非连续的，所发射出来的能量其实是以“量子”为单位所进行的。

在这个基础上，爱因斯坦提出了光量子的假说，认为光也是不连续的，是量子化的，它与原子一样都是粒子。1917年，爱因斯坦又提出了受激辐射，认为通过刺激，可以将激发态的发光原子向低能态或者基态跃迁的过程中，辐射出光子。后来科学家们就是依照上述的理论所研发出来的激光器。

除此之外，实际上我们日常生活里用到的每一块电子设备其实也都与量子力学有着非常重要的关系，也就是电子设备的必备——即晶体管。

也正是因为量子力学有了革命性的突破，科学家们才在1930年里发现了半导体的存在，从而研发出了晶体管，更是发明出了世界上第一台晶体管计算机，比原本臃肿庞大的计算机轻盈许多倍。

然而人类目前为止对于量子力学的研究还不算十分成熟，对它的掌握也十分少，比如物理学的四大神兽中已经打破了三头，其中代表量子力学的“薛定谔的猫”依然是当前困扰了无数科学家们的难点。

这是从宏观的角度来阐述微观量子理论的表现，但是由于粒子本身在被观测之前有着许多的可能性，也就是说被观测之前这个粒子是多个态，然而被观测后只能被固定在一个态，即观测的行为与粒子本身是相互影响的。

从空间上可以理解为：当你没有打开盒子时，盒子里有无数个平行宇宙在同时发展，并且每个平行宇宙都将存在无限的发展可能性。

但是当我们打开盒子以后，出现在我们面前的只会是随机的一种平行宇宙的其中某一种发展。这还只是从空间领域所做出的理解，在物理领域层面，没有任何一个人能对此进行解释。

就连伟大的物理学家爱因斯坦，早前也认为上帝绝不会掷骰子，即万事万物都是非随机性的，包括天气的变化、一滴雨水的落脚点，甚至是明天晚上吃什么，以及女朋友的心情，爱因斯坦认为都是非随机性的。

然而目前许多科学家都认为，量子力学理论上就是随机的事件，上帝也确实是在掷骰子。

如果掌握了量子力学

有一种说法是，当我们掌握了量子力学，我们就可以改变世界，这是为什么呢？

事实上，量子力学被很多人过于神化，这其实只是一种更加接近世界本质的理论学说，能够帮助我们更好地认识世界、利用世界。

有人认为，掌握了量子力学，就能够从微观上通过改变粒子来进行物质的转化，比如从空气中转化出衣服、面包、纸张等等，又比如说可以通过改变量子，从而实现人类的永生等等，这些其实都是将量子力学过于神化的表现。

我们先前也说过，量子力学中的量子只是表示的不可被分割的最小单位，比如一个人类可以是量子，一个细胞也可以是量子，所谓的将这个物质转化成全新的物质其实是根本不能做到的事情。

但是如果掌握了量子力学，我们虽然无法做“全能的神”，却可以发现世界的本质现象，可以创造出能够真正意义上进行远距离甚至是跨星际的通讯设备，能够“瞬时通信”。

这其实就是爱因斯坦提出的“幽灵般的远距作用”，也被称为是量子纠缠，简单来说就是处于纠缠态的两个粒子，不管两者相隔有多么遥远，只要其中的一个粒子被观测到，另外一个粒子也会同时发生改变，两者存在着特别的关联性，根据这个原理，我们就能够操作一个粒子，而引发另外一个粒子的变化，实现即时通信。

同时，量子态隐形传输也将会出现在人类的生活当中，这项技术同样是根据量子纠缠的原理，但传递的不再是简单的信息，而是将量子态传送到任何一个距离，就如同是科幻小说当中经常出现的技术——“超时空传输”。

然而这并不是科幻小说里的时空穿梭技术，它不能传送任何的物质，也不能将分子在另外的地方组成一个物体，只是一种全新的通信方式。

甚至我们可以创造出量子计算机，从而发展出真正的人工智能，还可以发明出“量子飞船”，进行超光速的星际航行，真正实现冲出太阳系、逃离银河系的壮举。

量子力学也可以帮助人类掌握可控核聚变，能够拥有更加安全、充足的能源，不必再去掏空地球内部的有限资源，核聚变的庞大能源支撑也足以使得人类的科技再次出现革命性的巨大跨越。

也因此，美国科学家韦恩对此表示，人类如果真正掌握了量子力学，就能够改变世界。

结论

世界到底是什么样子的，从古至今，不论是中国还是西方，各个国家都在进行着不同的研究，但殊途同归都是对世界本质的探索。

量子力学直到现在为止，科学家们依然对此有许多的困惑，就像薛定谔的猫、量子坍缩等等，成为物理学家或将不断研究和求证的难点。

然而尽管如此，科学家们通过发现的量子力学理论，在人类的科技基础上研发出了各种各样的产品，为我们带来了巨大的便利。因此我们也相信，虽然现在看来人类科技的发展还稍显不足，但是未来是不可预测的，是“随机性”的，谁也不知道以后会发生什么，说不定我们真的可以掌握量子力学呢。

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