如果你阅读科幻漫画 ， 你一定已经注意到这些流行语 ， 诸如“量子力学”、“奇点”、“量子退相干”之类的词 。它们与众不同地吸引了读者的注意力 ， 并引入了对现象的神秘感 ， 使读者对量子世界感到好奇 。

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好吧 ， 让我们揭开量子世界的神秘面纱 ， 因为科学的真正美不在于神秘现象的奇妙 ， 而在于理解它们并推动知识边界的反复尝试 。
能量的量化：打破既定的法则
物理学中的“量子”一词并不是用来描述某个实体的形容词 。 相反 ， 量子实际上来自“量子化”这个词 。 在 20世纪00 年代 ， 人们发现微尺度系统（分子、原子、与金属结合的电子等的集合）的能量只能具有某些允许值 。

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想象一下扔网球 。 球的速度原则上可以在从0公里/小时到 150 公里/小时的连续范围内具有任何速度（实际上 ， 基于手臂力量） 。 但是 ， 如果球受到量子力学定律的影响 ， 那么球只会以某些允许的值移动 ， 例如 ， 以2km/h 的倍数（即 2、4、6、8……）或速度它们是3km/h 的指数（即 3、9、27、81……） 。 这意味着存在一些球不能移动的禁止速度 。 因此 ， 速度对时间的图将是一个不连续的图 。 这种相当荒谬的现象实际上适用于电子和质子等量子粒子 。 这称为速度的量化 ， 由于动能取决于速度 ， 速度的量化也会导致能量的量化 。

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紫外线灾难：量子世界的第一个暗示
19世纪后期 ， 物理学家试图计算理想黑体发射的总能量 。 这涉及使用经典物理学定律对构成黑体的所有原子的能量求和 。 随后发生的事情从根本上动摇了物理学的基础 。 经计算 ， 与周围环境处于热平衡状态的黑体所发出的能量是无穷大的 。 通俗地说 ， 这意味着黑体释放的能量大于宇宙中所有恒星、行星、彗星、小行星等的能量总和 。

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这个荒谬的结果促使物理学家寻找替代理论 。 当马克斯·普朗克假设构成黑体的原子仅以特定的允许值发射能量时 ， 问题就解决了 。 简单来说 ， 就是所有原子发出的能量都被量子化了 。 进一步简化 ， 每个原子都可以发射某些允许的能量 。 这个简单的假设解决了与实际观察相匹配的无限能量和理论计算（之前给出了荒谬的结果）的问题 。
量子尺度上的奇怪现象
如果你被告知你有一个与你相关的波怎么办？你的车、房子、衣服也是如此 。 事实上 ， 宇宙中的所有物理物质都具有与之相关的波动性 。
单电子干涉
干涉是相同频率的波在相同方向上的叠加（矢量相加） 。

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在这个实验中 ， 一个源向相距一定距离的照相胶片发射电子 。 在光源 (S) 和胶片 (F) 之间有一堵墙 (W) ， 里面有两个相距一定距离的孔 。 控制电子发射速率 ， 使得一次只有一个电子穿过 W 。 经典的类比是一个网球投掷者向有两个洞的墙壁射击 ， 这样一次只有一个球穿过墙壁 ， 墙后的一张纸记录了球击中的区域 。
经典理论（网球）会预测在板材上获得的击球图案是随机的 。将这个理论扩展到量子世界（单电子） ， 可以预料到照相胶片（F）上的随机撞击模式 。