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1 # 明貞
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2 # 任哥論道
我們人類到底是由什麼組成的?有的說,最起碼是分子,因為只有分子才具有構成生命的可能。也有的說,分子是由原子組成的,因此我們人類應該由原子組成。也有的說,原子是由電子,粒子等組成,所以也可以說人是粒子組成的。
好了,就算人是由粒子組成的,那麼粒子有不確定性,人也有不確定性嗎?
回答是肯定的,人當然具有不確定性,要不怎麼看待生、老、病、死呢?
一.微觀粒子的不確定性人們很早就發現,從微觀上來看,粒子具有不確定性。並發現了不確定性原理。
不確定性原理是由海森堡於1927年提出,這個理論是說,你不可能同時知道一個粒子的位置和它的速度,粒子位置的不確定性,必然大於或等於普朗克常數除於4π(ΔxΔp≥h/4π),這表明微觀世界的粒子行為與宏觀物質很不一樣。此外,不確定原理涉及很多深刻的哲學問題,用海森堡自己的話說:“在因果律的陳述中,即‘若確切地知道現在,就能預見未來’,所得出的並不是結論,而是前提。我們不能知道現在的所有細節,是一種原則性的事情。”
我認為,正是由於微觀粒子的不確定才導致許許多多的不確定現象,也就是說從微觀影響到了宏觀。
二.不確定性原理不確定性原理是由德國物理學家海森堡1927年提出的不確定性原理是量子力學的產物。
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。
海森堡得出一個結論,“在位置被測定的一瞬,即當光子正被電子偏轉時,電子的動量發生一個不連續的變化,因此,在確知電子位置的瞬間,關於它的動量我們就只能知道相應於其不連續變化的大小的程度。於是,位置測定得越準確,動量的測定就越不準確,反之亦然。”
這就是豪森堡的不確定性原理。
三.不確定原則能否用於宏觀現象?為了弄清楚不確定原則能否與宏觀現象作比較,許多科學家,哲學家對此爭論不休。
最具著名的就是薛定諤的貓的實驗。
薛定諤的貓是物理學家薛定諤提出的一個思想實驗,是指將一隻貓關在裝有少量鐳和氰化物的密閉容器裡。鐳的衰變存在機率,如果鐳發生衰變,會觸發機關打碎裝有氰化物的瓶子,貓就會死;如果鐳不發生衰變,貓就存活。
根據量子力學理論,由於放射性的鐳處於衰變和沒有衰變兩種狀態的疊加,貓就理應處於死貓和活貓的疊加狀態。這隻既死又活的貓就是所謂的“薛定諤貓”。但是是不可能存在即死又活的貓,則必須在開啟箱子後才知道結果。該實驗試圖從宏觀尺度闡述微觀尺度的量子疊加原理的問題,巧妙地把微觀物質在觀測後是粒子還是波的存在形式和宏觀的貓聯絡起來,以此求證觀測介入時量子的存在形式。
這種似死似活的貓,試圖說明,在人們沒有看到真相的時候,微觀的事物所具有的不確定因素與宏觀上來看的結果是怎麼樣的一種推測。但是,無論怎麼推測,貓具有疊加態,量子理論由此誕生。
那麼,不確定原理是否符合宏觀世界呢?
四.不確定原理與宏觀世界不確定原理如果用於宏觀世界,那麼宏觀世界是不是也具有不確定因素呢?
是的,宏觀世界也具有不確定因素。
比如,一輛高速行駛的汽車突然爆胎的現象時有發生。我們知道,並不是所有的汽車都會出現這種情況。那麼,可以說這就是一種不確定性。
不確定的事物在我們的身邊偶爾發生,我們稱之為“意外事件”。其根本的問題還是不確定原理告訴我們,無論微觀還是宏觀都具有不確定性。
小結:從微觀上來說,無論粒子,電子都具有不確定性。從宏觀上來說,也同樣具有不確定性。從人的生老病死,到不可預見的不確定性。科學家們正是從這些不確定性中尋找一些規律,來規避不確定性帶來的問題。所以說,一缺物質都具有不確定性。
小夥伴們,你們認為呢?
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3 # 蛋蛋說科學
微觀粒子具有不確定性,是否決定微觀粒子組成的宏觀物體也具有相同的性質呢?我的答案是否定的。而且,我個人還不認同微觀粒子不確定性的說法。
微觀粒子不確定性理論物理學家海森堡在1927年提出微觀粒子的不確定性原理,即我們不可能同時知道一個粒子的位置和他的速度。那麼什麼原因決定的微觀粒子具有這樣的不確定性質呢?微觀粒子之間的萬有引力、庫侖力、強相互作用力等促使其高速運動且各作用力因運動而變化,最終出現粒子群的動態平衡,受觀測技術與方法限制觀測結果為粒子位置不確定,速度不確定。
事實不是因科技水平限制而臆測的的結果為什麼海森堡說微觀粒子是不確定的呢,個人認為這主要取決於微觀世界的特性。首先,當時的 實驗是海森堡利用光的反射來測量電子的位置以及速度,在測得電子位置的時候,因光子與電子的相互作用,電子的速度已經發生改變。其次,微觀世界區別於宏觀世界,因技術的限制,我們至今為止仍然無法在正常情況下觀察微觀粒子。所以我認為在科技水平限制情況下,因無法完成完美的實驗而臆測的結論是不能作為最終定論的。
微觀粒子具有確定性海森堡的實驗是以電子作為觀測物件來進行測量的,而電子作為有質量有體積(也可說是有邊界)的實體,無論其速度多大,在任意一時間點,它的位置都是確定的,它的速度也只能是唯一的(在固定參考系內)。
牛頓定律適用於宏觀世界牛頓力學使用於宏觀低速世界裡的物體運動,這得到大量實驗的驗證。而牛頓力學同時被認為不適用於微觀世界,原因是愛因斯坦質能方程式,物體質量隨速度增加而增加,所以牛頓力學不再適用。但是,愛因斯坦方程式至今為止沒有一個實驗可以驗證,因為它的前提就是接近光速,這一超高速結合現在科技水平,限制了所有想透過實驗來驗證的想法。這也是愛因斯坦的相對論在這100多年中始終被質疑的原因,而且還會被質疑下去。
宏觀世界物質是否存在不確定性在我們的宏觀低速世界,不存在微觀世界中的不確定性理論。宏觀世界存在許多未知,但我們已經認識到這些未知背後必然存在我們所未掌握的科學原理,同時也相信隨著科學的發展,這些未知現象背後的本質也將被我們所破解。
一切皆有規律,包括物質和能量;一切皆可預測,只待科學巔峰出現.雲捲雲舒的背後是空氣流動,花開花謝的背後是基因表達,宇宙天體運轉背後是物質間相互作用與能量的傳遞。我們科學發展至今對於宇宙萬物來說還很粗糙,我們對於宇宙萬物的組成成分還沒有盡數掌握,我們對於能量的本質還沒有完全理解,我們對於物質間的相互作用、物質與能量間的相互關係更是隻知部分表象不得其本質。科學研究不是盲人摸象,我們不能用帶有嚴重缺陷的認知去揣測定義事物的真相,不能以假說假設為論據去推測因科技發達程度限制而無法驗證的本質,更不能對這些揣測和推理得出的結論信以為真。
腳踏實地,尊重事實,隨著對宇宙萬物的認知不斷完善,一切不解背後的本質都將順其自然的浮出水面。一個粒子在外界物質和能量的綜合作用下,有且只有一種必然的現象出現,當我們科學發展至巔峰,對宇宙萬物的瞭解都直指本質的時候,我們會發現所有的現象都是必然,所有的結果都可預測(包括生命和非生命物質,包括思想也包括夢境)。
總結微觀粒子不具有不確定性,只是受限於觀測技術和方法;宏觀物體有微觀粒子組成,因在可觀測範圍內,所以更不存在不確定性。
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4 # 草獅子
題主的微觀粒子有不確定性,應該是物理學家所說的微觀粒子具有不確定性,細想一下,一種不確定性可能出現在原子外電子在軌道上的分佈上,確實是用機率來描述的,因為電子的準確位置無法觀察到,只好給出一個雲狀的圖形,不確定呀。
還有哪些不確定性?我們不是物理學家,弄不清楚。
個人認為這個世界所有東西,不管是微觀粒子或量子世界,還是我們生活在的宏觀世界,一切都是確定的,都有確定的對應法則,確定性是絕對的。
不確定性是相對的,是與觀察手段、方法、能力、科技有關的。相對來說,能觀察到就是確定的。不能觀察到,又沒有任何間接因素顯示存在,就會認為不存在。不能觀察到,但有間接因素能證明其存在,而位置無法確定,可能會認為是不確定的。
為什麼電子的準確位置無法觀察到?
電子具有質量,其在原子核外運動的速度不會超過光速,在每個能級的軌道上速度可以計算出來,比如氫原子的基態電子速度為2.2x10^6米/秒,再高一能級電子速度為1.1x10^6米/秒。
每秒百萬米級的速度,按說用現代技術應該可以觀察到的了?但還是觀察不到,因為電子太小了,目前電子的半徑是依據電荷、質量等因素計算出來的,有的計算結果是1.2x10^-12米,有的計算結果是1x10^-16米,無論如何,大小位於皮米-飛米-阿米範圍之間。
氫原子半徑大概(計算結果不是一個)0.037奈米,在如此小的空間去觀察速度為百萬分之一秒級別、半徑為飛秒級別的電子,依據現有技術根本不可能,所以只能根據外在因素去猜測了,猜測也得靠譜,那就用數學方法,就是機率統計了,這就是人類智慧重要性的一種突出體現了。
說來說去得到一個結果,電子的位置是確定的,只是以人類現在的能力無法直接觀察到。
科技在發展,以後是不是總有一天能夠直接觀察到電子呢?
難!
原因如下:
1、物質創造了我們
宇宙及我們的一切一切,從無機物質,到組成生命的有機物質,乃至生命體,包括具有高階智慧的人類,全部是由基本物質構成的,脫離不了108種元素(以後也許會發現更多的元素。
2、物質限制了我們
以我們人為例,人與基本物質的關係如下:
人體➡️頭部軀幹四肢➡️各種器官組織➡️細胞➡️有機物➡️無機物➡️原子➡️電子及各種微觀粒子......
用眼睛這個器官去觀察電子,可能嗎?根本不可能!
以儀器裝置為例,與基本物質的關係如下:
儀器裝置➡️元件➡️零件➡️各種有機無機材料➡️原子➡️電子及各種微觀粒子......
用基於現有物質的儀器裝置去觀察電子或其它微觀粒子,可能嗎?根本不可能!
光學顯微鏡放大倍數不會超過2000倍,因為受可見光波長限制,當兩個目標之間距離小於波長二分之一時無法分辨了,又稱為阿貝極限。
電子顯微鏡呢?目前解析度達到皮米級,呈現的結果已經不是原貌了。
綜合現有技術能力,人類目前能夠勉強“看到”原子的大概輪廓,為什麼用“看到”?因為不是直接看到,是透過目前最先進的掃描隧道電子顯微鏡的電子探針探測到的結果進行視覺化,並不是原子的原貌,原子長什麼樣子還是不知道。
想看電子及更小的粒子?想想吧!
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5 # 二萌子348
是的,微觀粒子有不確定性,我們人、動植物、各類工業產品、城市環境建設、乃至一切物質都有不確定性。但是這個說法不對。其實物質世界有自己的存在方式,那怕是人造的也是一樣。所謂物質世界的不確定性是人類的認知不完全的一種表述。實際上對這個問題,自古就有很多表述,表達了人們對於周圍的各種事物認識不全面、不徹底,所得到的結果不確定、不可信、有疑慮。用微觀粒子的不確定性的提出者海森堡自己的話說:“在因果律的陳述中,即‘若確切地知道現在,就能預見未來’,所得出的並不是結論,而是前提。我們不能知道現在的所有細節,是一種原則性的事情。”所以說不確定性並不是什麼神秘莫測東西,而是我們不知道要研究的物件的所有細節。按照海森堡的說法,即使按照因果律“若確切地知道現在,就能預見未來”的定論,得出的答案並不是結論而是前提,即是一種預測,意思是按因果律推算出的結果還是可能變化。那你會問如果什麼都有不確定性,世界豈不是不可知了嗎?這點不用擔心。人類早就學會了趨利避害,更懂得預則立、不預則廢的道理,學會了用“可能”、“差不多”、“估計”等詞彙表達不確定性,並且總結出了大量生活生產方面的經驗諺語。中國春秋時期的《易經》就是一部研究預測的鉅著。隨著科學技術的發展和工業化的進步,人們對物質世界的認知日益精細。對海森堡所說的“所有細節”掌握的越來越多。特別是上個世紀40年代,興起了一門新的學科領域——可靠性工程,使得不確定性的研究進入了科學規範的時期。現在,有了萬億次的計算機、有了大資料資訊系統、有了超高倍的電子顯微鏡,高分辯衛星等等各種各樣千奇百怪的測量探測裝置。加上可靠性工程的理論方法,使得人們對事物認知的不確定性不僅可以認知而且可以量化、提高。在這裡舉兩個例子(只提個慨要)。一是飛機的安全問題。一說到飛機的安全首先就聯想到生命。可是摔不死人的飛機只有宇航員才能用。因此只能設計摔不下來的飛機。這是一個典型的複雜不確定性量化的過程。適航審定就是嚴格的審查解決飛機安全設計。二是汽車的保障性。汽車是開車人日常生活的一部分。但是汽車設計必須考慮故障率低、環境適應性強、壽命可控、價格適當。這也是一個典型的複雜不確定性量化的問題。總之,所謂物質世界的不確定性是人類的認知不完全的一種表述。而海森堡所講的微觀粒子的不確定性是指人們的觀測方法不完全不適當,其觀測結果的不確定。而正是對這種微觀粒子不確定性的深化研究,產生了一系列科學方法。(補充一點:對於人造產品,其可靠性是固有的,而人們所謂的產品可靠性是對產品固有的可靠性的認知,這種產品可靠性都有一個置信度。而質信度亦是對不確定性的理解)
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人在生老病死等迷悶中,還要怎麼不確定?個人以為物質物性即無明,所以迄今為止人類類人對物質仍停留在直覺感知上,既不能創生它亦不能湮滅它,人類類人的大部分迷惑紛爭即基於物性物慾!人類類人能夠徹底破碎並掌控物性了,就上了一個臺階,生老病死即被突破而得逍遙自在!
自性無明即心物,無無明亦無無明盡,即以心馭物!而有史以來我們人類類人並萬類為物所役,始生死死生不停輪轉!