万有引力

谁要是不为量子理论感到震惊，那就是因为他还不了解量子理论。

——尼尔斯·玻尔

每个人眼中都有一个世界。

每个人眼中的世界都不同。

但是无论如何不同，实际上我们能看到、能感受到的世界只是宏观的世界，是一个看上去按部就班的世界。

如果我们能缩小十个数量级，进入量子世界，那其中的奇幻景象，恐怕是人类尽最大的想象力也想不到的。

人类对量子物理的探索让我们知道了，原来，我们眼中的世界并不是世界的全部。

什么是“量子”？

它不是一种粒子，而是一种概念。

量子一词来自拉丁语quantus，意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”。

这个概念最早是由德国物理学家M·普朗克于1900年提出的，之后经爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克、玻恩等人的完善，在20世纪的前半期，初步建立了完整的量子力学理论。

绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论。

它指的是小尺度世界的一种倾向：物质的能量和其他一些属性都倾向于以特定的方式不连续地变化。

量子世界中的一切物理现象都与我们在日常生活中认知的牛顿力学世界完全不同，我们在日常生活中熟悉的许多基本物理规律在量子世界中都被彻底颠覆。

量子世界是一个由量子力学统治的世界。

量子力学对于实验现象的解释和预见性是如此精确，以至于大多数人都不假思索地对它进行应用。

但是在量子世界里，一系列不可思议的现象又会让我们怀疑我们到底是否能真正地理解这个世界。

量子力学大师费曼曾经说过：“我想我可以相当有把握地说，没有人能理解量子力学。”

与量子世界相对的，是人类尺度意义上的日常世界，也称为牛顿力学世界。

牛顿是历史上第一个被封为爵士的科学家，也是有史以来第一个享受国葬待遇的科学家。

据说在他死后，一位诗人专门写了一首歌颂他的诗，诗里写道：“自然规律隐藏在黑暗之中，上帝说'让牛顿去吧’，然后世界就有了光明。”

为什么牛顿爵士会获得这么高的声誉？

因为他写了一部非常伟大的学术著作，叫《自然哲学的数学原理》。

在这部著作里，牛顿爵士建立了一门全新的学科，叫经典力学，也叫牛顿力学，其核心是牛顿三定律和万有引力定律。

牛顿第一定律说的是，如果没有外力，物体会一直保持它原有的运动状态。

牛顿第二定律说的是，力能改变物体运动的速度。

牛顿第三定律说的是，如果你对物体施加一个作用力，就会受到物体给你的一个大小相等、方向相反的反作用力。

除了这三条运动定律，牛顿爵士还发现了一条关于力的新定律，叫万有引力定律。

它说的是，任何两个有质量的物体之间都存在着一种彼此吸引的力，其大小与两个物体质量的乘积成正比，而与两个物体间距离的平方成反比。

这种力普遍存在于整个宇宙。

比如，让成熟的苹果从树上掉下来的就是这种力。

看上去很简单的几条定律之所以受到这么高的赞誉，是因为它在经典力学世界的超强解释性。

在我们日常生活的世界中，大到日月星辰，中到江河湖海，小到柴米油盐，全都可以用牛顿爵士发现的这几条定律来精确地描述。

由于牛顿力学的巨大成功，20世纪前的科学家普遍相信，牛顿三定律和万有引力定律就是主宰整个宇宙的终极真理。

不过，到了20世纪以后，科学家们发现，牛顿力学其实只适用于我们日常生活的宏观世界，放到尺度特别小的微观世界就行不通了。

那量子力学究竟是一个什么样的存在？

19世纪末20世纪初，人们认为经典物理发展很完美的时候，一系列经典理论无法解释的现象一个接一个发生了。

牛顿定理在宏观和慢速的世界中很好的解释力被攻破，面对微观世界的物理现象，经典物理学显得无能为力。

最典型的两大困难就是黑体辐射和光电效应，这些困难被看作是“晴朗天空中的几朵乌云”，而正是这几朵乌云引发了物理界的变革。

也引领着人类进入了量子力学世界。

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