量子物理图片

量子物理学，一个被认为可以与“量子力学”互换的术语，在可用的最小尺度上处理物质和能量:原子和亚原子领域。

一切物质都是由微小的原子构成的。然而原子本身是由质子、中子和电子组成的。甚至质子和中子似乎都是由更小的粒子——夸克构成的。就像这些娃娃一样，即使是最小的东西似乎也包含更小的部分。

这个表情严肃的家伙是理论物理学家马克斯·普朗克，量子理论的最初设计者。1918年，他获得了诺贝尔物理学奖，因为他对我们理解物质和能量的已知最小成分做出了贡献。

澳大利亚悉尼上空的这些光束是由粒子还是波构成的?光的真实物理性质已争论多年。普朗克和其他人证明，不仅是光，而且所有物质都表现出粒子和波的特性。

早期，我们认为电子以离散的路径围绕原子核运行，就像行星围绕太阳运行一样。我们现在认为电子存在于任何给定时间的可能位置的概率“云”中。

这是尼尔斯·玻尔，他和维尔纳·海森堡，共同撰写了量子物理学的“哥本哈根解释”。这份文件给了我们海森堡的不确定性原理，它声称观察者总是通过观察来改变一件事情。

薛定谔的猫帮助解释了对海森堡测不准原理的一种看似矛盾的解读。一只猫藏在盒子里。随机过程要么杀死猫，要么没有。在观察者打开盒子看之前，猫既是活的，也是死的。

这种“量子自杀”的解释来自于对现实的“多世界”解释。这表明，任何时候，一个具有不同可能结果的行为发生时，世界就会一分为二，两种结果都发生在不同的宇宙中。

经典物理学背后的数学被认为是确定性的，旨在预测精确和因果事件。量子物理背后的数学在很大程度上是概率的，告诉我们一些不可预测事件的概率。

量子物理学的最新发展被称为“弦理论”，它假定存在微小的一维弦，这是所有物质的最终基础。

人类总是在寻找新的方法来保守秘密。这台二战时期的编码机现在已经过时了。一些人认为，基于量子力学的新编码技术可以使我们目前的加密技术同样过时。

量子物理知识的另一个可能的技术应用在于计算。当我们学会使用量子粒子来执行内存存储和数据处理任务时，计算机可能会变得更加强大。

在科学史的大部分时间里，量子层面的活动无法在实验室中控制，也无法以任何真实的方式观察到。粒子加速器，比如位于瑞士欧洲核子研究中心的大型强子对撞机，正在改变这一现状。

这只是欧洲核子研究中心大型强子对撞机(LHC)的模型。实际的机器建在地球上的一个圆形隧道里，长约27公里(16.8英里)。大型强子对撞机将帮助我们测试以前无法测试的量子理论。

量子物理学是一个极其复杂的理论领域，通常只能借助高等数学来描述。诺贝尔奖得主、物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)自信地宣称，“没有人”真正理解量子物理学。