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1 # 西北大學數53畢業
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2 # 科學大爆炸OS
量子力學的測不準原理
更加正確的叫法應該是不確定原理。不確定原理是德國物理學家海森堡1927年提出的。這項原則陳述了精確確定一個粒子,例如原子周圍的電子的位置和動量是有限制的。這個不確定性來自兩個因素,首先測量某東西的行為將會不可避免地擾亂那個事物,從而改變它的狀態;其次,因為量子世界不是具體的,但基於機率,精確確定一個粒子狀態存在更深刻更根本的限制。
簡單來說,就是如果要想測定一個量子的精確位置的話,那麼就需要用波長儘量短的波,這樣的話,對這個量子的擾動也會越大,對它的速度測量也會越不精確;如果想要精確測量一個量子的速度,那就要用波長較長的波,那就不能精確測定它的位置。
量子力學的疊加態
瞭解疊加態之前,我們介紹一下態疊加原理。
態疊加原理:如果所有的量子態都是體系的可能狀態,那麼,它們的線性疊加態也是這個體系的一個可能狀態.
在量子力學裡,態疊加原理表明,假若一個量子系統的量子態可以是幾種不同量子態中的任意一種,則它們的歸一化線性組合也可以是其量子態。稱這線性組合為“疊加態”。簡單的說,疊加態描述的是一個事物所有的可能結果,最簡單的例子就是薛定諤的貓。
如果我們把一隻貓關進一個密閉的盒子,用槍對盒子射擊,這支槍的扳機是由原子衰變扣動的,那麼我們便無法知道這隻貓究竟是死還是活,因為原子的是否衰變是一個隨機事件。在量子力學中,我們便把這隻貓所處的狀態稱為死與活的疊加狀態。
最後我們回答這個問題
從上面的介紹,我們可以很容易判斷,量子力學的測不準原理和疊加態說的不是一回事。量子力學的測不準原理是自然界的一個基本規律,它告訴我們對事物的進一步精確測量是不可能的。而態疊加說的是薛定諤方程的解是機率性的,所有的可能結果的疊加也是可能的一種結果。
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3 # lyb1981227
不是一回事,因為測不準原理是說你在測量的時候因為施加的影響,已經不是事物本來的那個狀態,而是你測量過程的結果。而疊加態是指事物的不確定狀態,就是在你觀察之前,事物的各種可能狀態,只有當你觀察時才確定了它。一個是事後結果,一個是事前狀態。
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4 # 簡如空來
個人理解,量子測不準原理和量子疊加不是一回事,量子測不準是場反應態的整體效應。量子疊加是引力場與磁極場效應,如量子躍遷.量子糾纏,波粒二象性。
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5 # 天山我才
量子力學,為什麼聽不懂?
因為它取了一個不該取的錯誤的名詞“量子”。“量子”這個詞不該取且錯誤,為什麼?首先我們應該搞清,能量的定義是什麼?能量是物質彈性力變化的反映。能量,它是無形感覺存在。據此就不該出現“量子”這個詞。一旦出現“量子”這個詞,就與“能量”定義相悖,把物理攪渾,越攪越糊越不懂。物理學要有序,那麼物理名詞要有序有類,比如,物質可以取名叫“子”,比如:分子,原子,電子,粒子。那麼能量就不可以取名叫“子”,比如:量子,光子,力子,引力子。能量取名叫“子”,就把能量與物質的概念攪渾。而能量與物質,是整個物理學最基礎的兩大概念,最基礎的兩大概念都混亂了,後續還能好嗎?後續還能懂嗎?
物質是宇宙間一切有形實體存在。能量是宇宙間一切無形感覺存在,比如,力,能量,知識,感覺,意識,皆屬能量的範疇。
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6 # 淡漠乾坤
在人類認識的歷史過程中,影響最廣泛、現象最怪異、結論最奇特的理論,非量子力學莫屬!此外,在科學界,一直爭論著科學究竟是經驗的說明,還是現象的解釋。
經驗論者認為,科學只是建立現象之間的相互聯絡。至於現象背後的解釋,其既不需要,也無從證明。
然而,結構論者則認為,人類認識的本質就是發現或構建自然界的基本結構。理論的構建,不僅涉及到自然界的本質,而且還會極大地提高我們人類認識的效率。
雖然,量子力學發端於二十世紀初的頭幾年。普朗克為解決能量的紫外災變問題,提出了存在著不可再分的最小粒子即量子,從而使能量具有了不連續性;以及愛因斯坦根據光電效應,認為光的本性是粒子。
然而,關於量子力學中的波粒二象性,卻早在牛頓的經典力學時期,就被發現了。只是,在當時,該現象主要侷限於光子。而且,基於形而上學非此即彼的機械⚙️世界觀,對於光是波還是粒子的爭論,持續了上百年的時間。
後來,科學家們才發現,光子具有波動性的現象並不孤立。包括電子和質子在內的所有微觀粒子,都具有波動性。這些粒子的最低能態並不是靜止的狀態,絕對的靜止反而意味著粒子的能量無限大。
於是,量子力學的創始人玻爾,提出了不確定原理。他試圖將波粒二象性的對立上升到哲學的層面上,從而終止關於微觀物體究竟是粒子還是波的爭論。
所以,量子力學中的不確定原理,是對微觀粒子波粒二象性現象的歸納和總結,是科學哲學中的經驗說明。
稍後,波昂並不滿足於粒子波動性的經驗說明,他提出了波粒二象性的物理解釋。波昂認為,描述粒子運動的波動函式是粒子存在的機率波,該函式的平方就是粒子存在的機率。
於是,根據量子力學這一正統的解釋,認為所有物體的存在,都僅只是存在狀態的機率疊加,而並非是物質實體。只有當我們觀察物體時,被觀察的物體才會由不同機率的狀態集合,瞬間塌陷為其中某一個具體的狀態。
最為著名的例子,就是薛定諤的貓。如果我們把貓放在一個密閉的房間內,在屋中有一瓶由原子衰變觸發的毒氣。該原子衰變的機率為百分之五十。
於是,按照傳統的觀念,屋中的貓非死即活。然而,根據量子力學的狀態疊加解釋,薛定諤的貓處於死亡與活著各佔百分之五十的機率疊加狀態。
只有當我們開啟房門的一剎那,該貓才會隨機地由機率的狀態轉變為其中某一個具體的現實,使我們看到了一個死貓或活貓。
再比如,如果我們將一枚硬幣隨機地扔入盒中。只要我們尚未檢視,則該硬幣就是以正反兩面各佔百分之五十的機率形式存在。由此,可以進一步地得出平行宇宙和量子糾纏的荒謬推論。
綜上所述,量子力學中的不確定原理和不同狀態的機率疊加解釋,是兩個不同層次的認識。前者是藉助於歸納法,對現象的總結,具有唯一的必然性;而後者則是藉助於演繹法,對現象做出的解釋,具有一定的主觀能動性,其僅只是數種可能的假說之一。
比如,類似花粉在水中的無規運動,是因為離散的水分子對細小的花粉顆粒進行不對稱碰撞的結果;微觀粒子的波動性,也是緣於其物理背景的不連續性,是因為空間量子對微觀粒子的不對稱碰撞所造成的。
因此,由波粒二象性現象所歸納的不確定原理是比較客觀的,只是該原理有一個適用的範圍。對於宏觀物體來說,該原理就不再適用了。然而,對於波粒二象性狀態疊加的解釋就是比較主觀的,其真正存在的機率是遠小於1的。
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7 # 遠處之光
量子力學更基本觀念是波粒兩象性,不確定性原理和態的疊加原理都是這個基本觀念的合理延伸。量子力學中的波粒兩象性實際上是以更復雜的方式刻畫物件。藉助於如下思維方法可以更形象地理解這種觀念,物件的狀態在幾何上看作是某空間中的向量,也就是說,物件的任意狀態都有一個向量和它對應。在代數上,這個向量的解析表示就是波函式。這個向量可以由“粒子性”和“波動性”兩個更基本的正交向量疊加組成。我們對物件的每一次觀察就是把向量向某個基矢進行了一次投影,這就是所謂的波函式“坍縮”。當你不對向量進行觀察時,也就是你沒有選擇一個具象的基矢,你當然無法說出向量的具體特性,而只能籠統地說具有波粒兩象性。如果你採用了“粒子”的方式觀察,即將向量向“粒子性”的基矢作了投影,你就獲得了物件的粒子性,相反你將獲得物件的“波動性”。由於基矢是正交的,無論你怎麼觀察也不可能同時觀察到“粒子性”和“波動性”,並且你所觀察到的也僅僅是向量的某一個分量,它們都不能代表向量的全部,也就是物件的本質。描述物件的波函式也可以由若干更基本的平面波函式疊加而成,這就是傅立葉積分。或者說座標表象和動量表象的波函式是互為傅立葉變換關係。在傅立葉變換中座標和動量之間的不確定關係是自然出現的數學關係。這裡更關鍵的不是Δx.Δpx≥h這個關係本身,而是h這個數。這是量子力學特有的,無法從純數學獲得。恰恰是h這個數決定了目前我們所看到的這個物質世界中的許多基本秩序。
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波的最小單元是什麼?
不論什麼波,能形成波動傳播時,在每一個時刻,所點用的幾何空間部分是什麼?最小單元所佔,也至少是不能簡化為一個幾何點。而測量時,測量儀器,感知資訊,是用幾何點定位。不論感之所佔的區域的哪一點。都認為測到了該波動。就主觀把波定位為一個幾何點了。
要測速度。只測一次不能獲得位移改變數。要測要次。西次感知的位置。是同一個波形的兩個位置。並非同一個點的兩個位置。也不一定是相位相同點的相鄰的兩個位置。按此計算出的動量是誰的?動量定義,是對同一個點的運動來進行。現在,聯是否同一個點都保證不了。何來準確可言。本就不是對同一個點測得之結果。兩次測定就沒有相等之必要。當然就顯示為測不準了。
測不準是波動不能簡化成幾何點之運動之一個客觀證明。