量子时代的能量手环有科学依据吗什么特殊作用吗?


身为一个量子行业独角兽企业的从业人员经常发现大家对于量子的认知还是处于量子是伪科学的阶段,大多数并没有深入了解过,就草草的进行了判断。接下来这篇文章将会简单地介绍一下量子的发展史,并普及量子在我们生活中的应用以及目前最前沿的发展状况。讲解量子我们一定逃不过的一个东西就是光,那么光和量子有什么关系呢?这要从几千年前说起,在远古时期人们就已经开始思考一个问题——光是什么?其中出现了几个著名的观点。古希腊哲学家恩培多克勒认为光是火元素,光从人眼中喷出,到达物体身上,人就能看到实物了。但是这种解释很明显是错的,因为如果是这样就不存在黑暗了,我们睁眼就能看到所有的东西。
到了罗马时代,卢克莱提出一个非常新颖的想法,光是从光源到达人眼的,但是这种说法没有人相信。毕达哥拉斯也对光有一个解释,光是一种光源周围发射的东西,当遇到障碍物时会被反弹。
而直到公元1000年,波斯科学家阿尔·哈桑才用小孔成像的实验有力证明了他自己提出的观点——我们能看到物体,是因为光从物体身上反射到我们眼睛。到这里为什么有光就能看见物体的问题就解决了,但是另一个问题光是什么还是没有解决。
当然在这个过程中中国的思想家们也没有落后,在墨子的墨经中就最早记录了小孔成像的相关内容,我国的“墨子号卫星”的由来就是在此。
古希腊时期,人们把光看做细小的“粒子流”也就是“光原子”组成,这种观点被称为“微粒说”。它能够很好地解释光走直线、光的反射折射现象。但“微粒说”有显而易见的困难,比如说不能解释为什么两道光相互碰撞不被互相弹开,也不知道光粒子在点灯火之前隐藏在什么地方。
这个时候人们又有一个发现——声波的波动现象,人们猜测“光是不是也是一种波”。意大利数学教授格里马第做了经典的格里马第实验,他让一个单光束穿过两小孔在暗室屏幕进行投影,发现屏幕出现明暗相间的条纹,格里马第联想到水波的衍射,于是提出了最早的波动说“光可能是一种类似水波的波动”。至此“波动说”和“微粒说”的争端开始正式走向历史舞台。
在“波粒战争”许多著名的科学家都参与了其中,像我们的牛顿先生就是微粒说的坚定拥护者,他通过双折射和光的色散来证明光是微粒。但是有一个人捅上了著名的一刀,它就是我们的托马斯·杨,他的杨氏双缝干涉实验被评为十大物理实验之一,因为微粒说无法解决这个问题,而在1865年,麦克斯韦又提出了电磁波理论,光的波动性学说占领了上风。
但是光就这样被定义成了波了吗?答案是否定的,因为其中有一实验还在支撑着微粒说,那就是1887年德国著名物理学家赫兹发现的光电效应现象,而正确解释这个现象还得等我们20世纪最牛的科学家爱因斯坦先生。
这里我们可以先把光的波粒学说放在一边,因为一个神奇的东西马上就要脱颖而出了,这个就是量子。
提到量子就要提到著名的两朵乌云之一的黑体辐射实验,对于这个实验我们在后面的文章中可以详细描述。这个实验简单来说无论科学家们使用什么公式,都无法完整展现吸收的热辐射和温度的关系,这种现象也被称为“紫外灾难”。对于这个现象普朗克提出了一个假说,光不是连续的,而是一段一段的。至此量子开始登上历史舞台,当然这个地方我们要注意量子它不是和原子电子一样的物质,它是一个单位全称应该是量子态。
在量子理论诞生后,我们的爱因斯坦是完全不屑一顾的,他的经典言论就是“上帝不会掷骰子”,为了反驳量子学说他还提出了著名的EPR佯谬,但是玩玩没想到的是这也间接创造了量子中非常重要的检验标准,也就是是否违背。
而在量子提出了之后,诞生了一个著名的学派——哥本哈根学派,他们提出了许多量子理论,像不确定性原理、互补原理等等,这也是量子最初的“正统解释”。这些我们可以在后面的文章中讲解,接下来我们可以来了解一下量子的应用了。
其实看起来虚无缥缈的量子在我们生活中已经运用很久了,最典型的就是激光、芯片中的晶体管、太阳能电池管、光纤通信、X光、利用偏振眼镜观看的3D电影等等。
所以我们可以说量子时代已经到来吗?在我看来只能是接近,如果真的到来可能整个世界就要发生翻天覆地的变化了。
那么目前为止我国的量子产业已经发展到什么程度了呢?首先是量子计算,目前的量子计算机能做到稳定运行的只有2个量子的情况,还是在实验室模拟阶段。而发展最好的就是量子保密通信,在芜湖已经建成了世界上首个“量子政务网”,世界上首个广域量子密码网络“合巢芜”也已经建成,中科大郭光灿团队已经实现了超830km的量子秘钥分发。所以可以说量子保密通信已经离我们很近了,量子世界的大门正在缓缓打开。

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