量子力学有多重要?如果没有它,智能手机和互联网将不复存在!

摘要:北京时间20191202关于【量子力学有多重要?如果没有它,智能手机和互联网将不复存在!】的具体情况和说明,让www.scjzy.cn新闻频道的以图文形式为您慢慢道来。

量子力学不仅是信息技术革命的基础,也是整个物理理论的基础。

量子力学解决了每个人与生俱来都会困扰的一个思考。那就是物质无限细分的结果到底是什么?

你拿着一根筷子,从中间不断切断,这一过程如果可以一直进行下去。你会得到什么?

其结果是无限可循环的操作还是无法再分割“终极体”。

万物是由不可分割的终极微粒构成的观念可以追溯到2000多年前的古希腊哲学家德谟克利特。

但如果万物存在基本的不可分割的单位实体,那么该单位就不存在内部空间。如果这一“实体”存在内部空间,也就意味着逻辑上的可分割,也就不可以被称为实体。这也是康德哲学中经典的二律背反之一。

哲学家在万物的微观层面争论了数千年之久,依然毫无进展。

这种问题直到量子力学的建立才出现了革命性建树!

在粒子物理学的标准模型中,我们知道存在17种类似德谟克利特的原子概念的基本粒子。

可以说,只要这些基本粒子按照一定的方式组合起来,就会形成宏观层面上任何一种物质。

基本粒子是不可再分的,所有物质在理论上最后可知的部分。

从这个层面上来说,德谟克利特心中的原子就是基本粒子。原子论的原子虽然和现代物理学中的原子同名,但是它们表达的含义不同。

前者认为原子物质是不可再分的最小尺度单位,而后者是表示有原子核与电子结构的原子。

基本粒子就是量子力学的研究范畴之一,可以说要改变宏观物质,通过科技创造物质财富,其颠覆性手段必须从量子力学层面入手。

传统的工业革命是以经典力学为主导,以宏观物质的重组打造出的工业社会。

比如钢筋、水泥、混凝土下的高楼大厦,内燃机主导的交通革命。这些仅仅只是在分子量级上对自然界的改造。

结构决定性质,可改变物质性质的结构量级往往在原子之下,而处于分子量级之上的传统工业革命不可能创造性质突变的新宏观物质。

电子计算机,互联网,核武器,通信,手机都是基于量子力学对微观世界规律的掌握而创造出的新事物。

从根本上讲,整个计算机行业都是建立在量子力学上的,现代所有半导体电子产品都是基于固体力学的能带理论。而能带理论是量子力学的一种现象,它取决于电子的波特性,正式由于量子力学才让我们了解了波的性质,所以我们才可以控制硅的电特性。

堆叠掺杂不同元素的硅层可以使我们制造纳米级的晶体管,这就所有电子产品的芯片。

我们日常生活中所用的光纤通信,5g都是电磁波频率的应用。我们可以利用量子力学知道如何使电子受激辐射出人类所需的特定电磁波频率。而赋予特有频率信息单元的意义(比如二进制)就是通信的本质。

现代科学技术正是以互联网主导的信息时代,这些成就没有量子力学是不可能做到的!


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