本文探讨了量子理论在1799年由托马斯·杨提出的双缝实验，如何启发了对光的本质理解，并最终导致了量子理论的诞生。文章详细介绍了量子理论中的叠加态概念及其对光子等粒子的影响，特别强调了这一理论如何深刻地改变了密码学领域。
量子理论简介（A Short Introduction to Quantum Theory）
如果要理解为什么像“量子理论”、“量子力学”、“量子物理”这种自然科学领域里的字眼能够如此惊人地对密码学有巨大的影响，我们必须回望1799年的情景。
|
| |
| 托马斯·杨（Thomas Young） |
在1799年，全才的托马斯·杨（Thomas Young）做了一个著名的实验，他在这个实验中将一束光照射到一组狭窄的双缝上，希望能于双缝另一边些许距离的一处屏幕上能看到两条亮线。但是他奇异地观察到光线透过狭缝散开来，在屏幕上形成了一系列明暗相间的条纹。
|
| |
| 鸭子们说明了波的干涉 |
据说对于这个奇异现象的解释是他看到池塘里几只鸭子游弋的时候想到的。这些鸭子成前后列队状行进，每只鸭子行进都产生一系列小的波纹，很明显可以看到这些波纹会在某些地方相互干涉（interfere）。 如果两个波峰同时到达同一点，那么就会出现一个更高的峰。波谷的情况也是一样。因此杨设想，光线是不是也是一种波，光屏上的条纹就是光波干涉或者咋样作用产生的。 这些鸭子启发了杨对光的本质做出了深入洞察并发表了他的著作《光的波动理论》。
当100多年后的物理学家用单个光子代替杨的光束重新做上述实验时，令人费解的是，竟然同样的条纹重新出现。 这个很难解释，难道单个光子还能自己和自己干涉不成？所以在这里经典物理学定律不再适用，“量子理论”从此诞生。
|
| ||
| 杨在1982年所做的双缝实验。 | ||
|
| ||
| 埃尔温·薛定谔（Erwin Schrödinger） | ||
一种叫叠加态（Superposition）概念被物理学家提了出来。著名的物理学家埃尔温·薛定谔（Erwin Schrödinger）用了一个很有趣的比喻来说明这个概念：
想象有只猫在一个盒子里面。这只猫有两个可能的状态：或活或死。 最初我们知道它是活的，所以这时没有叠加态；但是如果你在盒中放一小瓶剧毒的氰化物并关上盒盖，你就不知道这猫是活是死了。因此这时这伙计就在叠加态上。 当我们重新打开盒子时，我们强迫这猫离开了叠加态，必须在是死是活中确定一个。
这个概念对于光子这样的粒子同样适用。
Links:
Please consult Wikipedia.org to find out more about Quatum Mechanics:
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
