測不准原理(還真有此事 )

2021-04-19 20:04:37 字數 1181 閱讀 9377

摘自史蒂芬.霍金《時間簡史》

摘要:測不准原理 ;你對粒子的位置測量得越準確,你對速度的測量就越不準確 ;似乎很難理解?請看下文:

量子假設可以非常好地解釋所觀測到的熱體的發射率,但直到2023年另乙個德國科學家威納·海森堡提出著名的不確定性原理之後,它對宿命論的含義才被意識到。為了預言乙個粒子未來的位置和速度,人們必須能準確地測量它現在的位置和速度。顯而易見的辦法是將光照到這粒子上,一部分光波被此粒子散射開來,由此指明它的位置。然而,人們不可能將粒子的位置確定到比光的兩個波峰之間距離更小的程度,所以必須用短波長的光來測量粒子的位置。現在,由普郎克的量子假設,人們不能用任意少的光的數量,至少要用乙個光量子。這(筆者注:光)量子會擾動這(筆者注:待測)粒子,並以一種不能預見的方式改變粒子的速度。而且,位置測量得越準確,所需的波長就越短,單獨量子的能量就越大,這樣粒子的速度就被擾動得越厲害。

換言之,你對粒子的位置測量得越準確,你對速度的測量就越不準確,反之亦然。海森堡指出,粒子位置的不確定性乘上粒子質量再乘以速度的不確定性不能小於乙個確定量--普郎克常數。並且,這個極限既不依賴於測量粒子位置和速度的方法,也不依賴於粒子的種類。海森堡不確定性原理是世界的乙個基本的不可迴避的性質。(筆者fenge***fa注:這在高中物理書後好像有介紹,測不准原理,這個理論居然是2023年就提出,我到前年才聽說這個概念,今天才真正看清其事實)

//量子力學的引出

不確定性原理對我們世界觀有非常深遠的影響。甚至到了50多年之後,它還不為許多哲學家所鑑賞,仍然是許多爭議的主題。不確定性原理使拉普拉斯科學理論,即乙個完全宿命論的宇宙模型的夢想壽終正寢:如果人們甚至不能準確地測量宇宙的現在的態,就肯定不能準確地預言將來的事件了!我們仍然可以想像,對於一些超自然的生物,存在一組完全地決定事件的定律,這些生物能夠不干擾宇宙地觀測它現在的狀態。然而,對於我們這些芸芸眾生而言,這樣的宇宙模型並沒有太多的興趣。看來,最好是採用稱為奧鏗剃刀的經濟學原理,將理論中不能被觀測到的所有特徵都割除掉。20世紀20年代。在不確定性原理的基礎上,海森堡、厄文·薛丁格和保爾·狄拉克運用這種手段將力學重新表達成稱為量子力學的新理論。在此理論中,粒子不再有分別被很好定義的、能被同時觀測的位置和速度(前面講到位置和速度在量子態相互矛盾),而代之以位置和速度的結合物的量子態。一般而言,量子力學並不對一次觀測預言乙個單獨的確定結果。代之,它預言一組不同的可能發生的結果,並告訴我們每個結果出現的概率。

測不准原理

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