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驱魔少年,量子力学是否发现了天主的BUG?没有被测量过的粒子便是一团鬼魂,利巴韦林

admin7个月前226浏览量

假如当你第一次听到量子论时没有感到愤恨,那么你一定是没有听懂,这是闻名物理学家波尔关于量子力学一句较为风趣的点评,确实,量子力学至20世纪诞生始就以摧枯拉朽般的气势横扫了国际,本来被物理学家们以为现已白璧无瑕的经典物理学也在量子力学的强烈炮火中岌岌可危,今日这篇文章就与咱们一同聊一聊量子力学中一个非常风趣的概念:观测

薛定谔动摇方程:微观粒子国际的“经典力学”

在量子力学中,以玻尔为首的哥本哈根学派在解说微观粒子状况的问题时加入了一个“观测”的概念,哥本哈根学派以为一切的微观粒子都具有不确认性,在没有被观测之前,微观粒子并不具有实践的动量、方位,它本质便是一团充满在空间中的“概率”鬼魂,由于微观粒子具有不确认的概率特点,所以咱们没有方法核算出某一个微观粒子的某一时间的动量、速度,由于它是彻底随机的、彻底遭到概率分配的。

微观粒子的不确认性是否意味着:微观国际关于咱们彻底是不知道的呢?

答案:并不是,假如微观国际彻底是不知道的,那么量子力学作为一种物理学分支的存在就失去了含义,咱们尽管无法精确的核算中某一个粒子的动量与方位,但咱们却能够依据公式核算出很多粒子的团体状况,就像咱们没有方法核算一个人的寿数,可是咱们能够经过统计学的方法去核算中一个城市人口的平均寿数,用来核算微观粒子运动规则(概率)的公式便是量子力学中一个非常重要的方程:薛定谔动摇方程,咱们简称为波函数,微观国际中波函数的方位就好像微观低速国际的牛顿经典力学相同重要。

观测,美丽量子力学身上一道难掩的伤痕

这儿需求再着重一下,波函数并不能核算中粒子实践的动量与方位,由于没有被调查的粒子仅仅一团概率云,它底子不具有实体,粒子如经过鬼魂般的充满在空间中,所以波函数只能核算空间中粒子呈现在某处的概率巨细,尽管一个粒子的运动是彻底随机的,但很多粒子的运动一定会遵守波函数概率的散布,所以物理学家依然能够精准的猜测很多粒子的运动规则,粒子个别的随机一定会遵守全体的共性。

讲到这儿,咱们不由会宣布这样的疑问:微观粒子实践上是一团概率云,已然它不具有本质的动量与方位,那么为何咱们看到的物质仍是实实在在呈现在眼前呢?

当然,微观粒子的状况并不或许一向都是不确认的、随机的,当微观粒子被调查后,描绘微观粒子运动的波函数发作的坍缩,微观粒子在观测下,瞬间从不确认的概率叠加态变成了能够确认的本征态,变成了咱们眼中能够看到的实实在在的物质。

观测行为与人的认识是否存在联络?

观测行为使无法确认的微观粒子变成能够确认的实践粒子,这不免有些违反了咱们的经历知识,假如咱们将这个定论推行到微观国际,咱们甚至会觉得荒谬,创立波函数的薛定谔从前就提出了一个名为薛定谔的猫的思维试验,得出的定论是:假如咱们不打开箱子进行调查,那么箱子里的猫就变成了一个无法确认的、存亡叠加态的鬼魂猫,也便是说:咱们看微观粒子的时分,它就实在的存在于咱们眼前,当咱们转过身去时,微观粒子就立刻变成了一团概率云弥散在空间中,当咱们再次回头的时分,这团概率云又坍缩成了一个实实在在的粒子?这是不是意味着:假如咱们不看月亮,那么月亮或许就不存在于咱们头顶的夜空中那个了解的方位,而是悄然跑到火星上去休假了呢?(理论上建立,仅仅概率巨细问题)

不被调查的粒子是概率?箱子中那只存亡叠加态的猫?月亮跑到火星上去休假?这一切看起来都显得荒谬无比,唯物论的以为:客观物质不以人的片面意味为搬运,而量子力学则要将这句话改成:客观物质要以观测为搬运。这也是物理学家最不乐意提及的一个问题,由于这个憎恶的观测问题就不免要与人的认识发生一种说不清、道不明的联络,那么整个唯物主义科学的底子就面临着坍塌的问题,所以物理学家关于丈量问题往往是沉默不谈、乖乖核算,由于数学、公式、数据并不会由于没有被观测而变成无法确认的概率鬼魂。

微观粒子的不确认关于日常日子中的咱们会发生什么影响呢?

我的答复是:没有任何影响,由于微观粒子的不确认性在微观国际底子表现不出来,即便咱们闭眼睡觉、不去调查,太阳每天仍是会照旧升起,家里的猫依然是喵喵的叫,而不会去问询那只存亡叠加态的猫到底是谁?咱们踢得足球依旧是硬邦邦,不会由于不确认性而消失的无影无踪,所以在日常日子中,咱们只需了解微观粒子具有不确认性就好,而不必过火的介意它,由于粒子虽是概率,而日子还要持续!

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