会穿墙的电子与想解封的大学生

in HIVE CN 中文社区2 months ago

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题图作者:cheva

今天说点玄乎的。说是有个很出名的苏联笑话:有一天一个人举着一张白纸来到了莫斯科的红场上面,很快就有克格勃来抓他了。他问:“”我这可是一张白纸,什么都没写。”克格勃说:“你不写我就不知道你想写什么了吗?”这个梗似乎很多人都听过,看网上现在很多大学的学生也模仿起了这个梗。这也难怪,疫情已经折腾了三年了,而大学总共就是四年,也就是说这届大学生从他们进入大学那天起,很可能就没怎么出过校门。这四年的大学时光就这样被限制在校园里,这绝对不是这些学子们寒窗十几载所想得到的。这个时候出来表达一下也是情有可原的。毕竟是大学生,有文化的人,不光会用这种方式表达诉求。有的还在白纸上写上数学或者物理公式。比如我就看有人写这样的公式,这个没上过大学没学过量子力学还真不知道是啥意思。警察总不能说知道大学生写的是什么意思了吧。

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我也想了好一会才明白这个公式所表达的含义。这个方程其实是量子力学中顶顶大名的薛定谔波动方程的一个解,它描述的是量子隧穿效应。

所谓量子隧穿效应,就拿电子来举例吧,就是把电子关在一堵墙的后面,当然这个墙并不是我们现实意义中的墙,因为电子是比原子还要小的多的基本粒子,再坚固的墙对它来说和空心的铁丝网也没有什么区别。这里的墙是一种能量,一般是电场磁场之类的。电厂或磁场越强,电子要穿过这堵能量墙所需要的能量就越大,如果这堵墙的能量非常非常大的话,按照人们日常生活的常识理解,应该可以把电子关在里面。但是电子并不是宏观状态下的物体,它具有量子效应,也就是测不准原理,或者说它可以处于位置的叠加态。不管把这堵墙建得多么高,也就是能量多么大,它电子都有一定的机率能够穿墙而过。能量高的时候就是概率小,你要观察很长时间才会发现它穿过去了。能量低它就会很容易穿过去。

这种特性很像传说中会穿墙术的崂山道士。这堵墙的能量很像传说中的墙,电子总会有一定的机率能够穿过去。那电子真的是会法术吗?虽然现在人们把量子力学看得很玄。实际上量子力学的应用已经很广泛了。我们平常习以为常的电子产品都是依赖量子力学的。它本身也是有很强的逻辑性的,并不是什么法术。所以“遇事不决,量子力学”也只是一句玩笑而已。它并不能解释所有常理无法解释的现象。

电子的这种穿墙术其实也有逻辑很通顺的解读。也就是说在微观状态下像电子这样的微观粒子是可以从真空中无中生有变出来的,也可以凭空消失。原理就是大家都很熟悉爱斯坦的质能方程E=MC2。这个方程的意义就是物质和能量是同一事物的两种表现方式,也就是说我们看到的真空其实并不是空无一物的,里面有能量,电子出现就是能量表现为了电子。电子消失就是物质又表现为了能量。而真空中的能量有个很奇妙的特质,很像你在银行里的账户,如果你信用够好的话,当你没钱的时候,你并不是什么都不能做。你可以向银行借一笔钱来干你想干的事情,等以后有钱再把这笔钱还上。真空中的能量也是这样,一个本来不存在的电子可以向真空借一部分能量,从无中产生。一个本来存在的电子可以把自己的能量还给真空,然后消失无踪,这个过程每时每刻都在真空中发生,叫做量子涨落。这样一来就很好理解电子为什么会崂山道士的穿墙术了。其实人们观察到好像电子穿墙而过了。实际上是在墙这一边的电子刚好将自己的能量还给了真空消失无踪了,而在墙的另一边,有一个本来不存在的电子向真空借来一笔能量突然冒了出来。由于电子都是一样的,人们没法区别这个墙外的电子是不是墙里消失的那个电子。所以看上去就像穿墙而过一样。

好, 回到开头那么把手举白纸写上这个公式表达诉求的学生,他的意思应该也就很清楚了。他应该是希望学校能够撤除封控学校的围墙,因为围墙挡不住他们向往自由的心。

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