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测不准原理

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测不准原理,量子力学关于物理量测量的原理,表明粒子的位置与动量不可同时被确定。它反映了微观客体的特征。该原理是德国物理学家沃纳·卡尔·海森堡于1927年通过对理想实验的分析提出来的,不久就被证明可以从量子力学的基本原理及其相应的数学形式中把它推导出来。根据这个原理,微观客体的任何一对互为共轭的物理量,如坐标和动量,都不可能同时具有确定值,即不可能对它们的测量结果同时作出准确预言。长久以来,不确定性原理与另一种类似的物理效应(称为观察者效应)时常会被混淆在一起。

简介

在量子力学里,不确定性原理(uncertainty principle)表明,粒子的位置与动量不可同时被确定,位置的不确定性与动量的不确定性遵守不等式。

对于两个正则共轭的物理量P和Q,一个量愈确定,则另一个量的不确定性程度就愈大,其数值关系式可表示为

△P·△Q≥h

式中h是普朗克常量。

时间和能量之间,也存在类似的关系。


测不准原理突破了经典物理学关于所有物理量原则上可以同时确定的观念。但在对它的进一步理解上,在物理学家和哲学家中存在着不同的看法。

其中,在对其物理根源的理解方面主要有两类看法:一类认为,该原理所反映的是单个微观粒子的特征,是对于它的一对正则共轭变数共同取值的限制,其不确定性的来源可以理解为微观体系同观察仪器相互作用的结果;另一类看法认为,它是量子系统的特征,是同时制备的大量微观体系的统计散差原则。已有的实验证据还不足以对这两种看法作出决定性的判断。

在哲学的理解方面主要有 3类看法:①强调微观客体所有的物理量都应具有确定值,测不准性只是人的认识不完备的表现,随着科学和技术的发展,测量所引起的干扰可以描述并从理论中排除;

②测不准原理是用宏观语言描述微观实验的必然结果,由于宏观仪器对微观客体的作用不可逆地改变了微观客体的状态,因此测量的不确定性原则上不能排除;

③测不准关系是微观属性的宏观度量表现,这种表现不等同于微观客体本身的属性。还有人认为,微观属性乃是某种潜在可能性的总和,测量过程使其种潜在可能性得以显示。

评价

这个概念的本意是:在一个量子力学系统中,一个粒子的位置和它的动量不可被同时确定。精确地知道其中一个变量的同时,必定会更不精确地知道另外一个变量。

这就有点像是这样的一个情况:我们可以从一个条件A推导出结论B,但是我们是否知道条件A会影响到结论B。

还是有点悬是吧,其实这种情况在恋爱中很常见,很多妻子都想考验一下自己的丈夫是否忠诚,但是经常会有这样一个结果,丈夫发现你在考验他以后就不爱你了。

这样我们就发现,如果假设妻子的考验丈夫一定会发现,且丈夫一定会生气,那么我们就发现,貌似没办法测试出丈夫是否会真心了,这种没法知道一个事情的情况,就是海森堡测不准(不确定)原理。

实际上,我们发现现实中很多事情有点这个意思,比如说,某天我们在大街上看到一个女孩,第一眼乍看上去很美,那么我们为了确定是不是美,就会很仔细的看,甚至是盯着看,结果众人的这样注视甚至是盯着看就会让这个女孩得到一种确认:我很美丽,他们都在看我。

这样很容易制造出另一个结果,就是女孩的自信——被人注视很容易产生自信的。

所以我们可以做这样一个假设,一个女孩乍一看很像美女(其实仔细看会觉得一般),另一个女孩一眼就能看得出一般。前一个女孩可能是很会打扮的,而后一个可能是素面朝天的。那么很可能前者会比较自信。

而实际上事实也是和这一个推论很有关系的,我们发现化了妆的女孩中,自信的似乎的确更多一些。(当然这个还有更多的原因,比如自我暗示之类的)

所以我们发现,化妆本身其实与自信没有太大关系,但是由于人很容易受到统计学结论的欺骗,所以会莫名其妙的把一些本来没有太大关系的事情联系为因果,所以不可知论在这里就有了新一层意思上的解释。

所以说,我们打破了统计学结论以后,意义在于可以采取置换的方法达到同类结果,比如对化妆与自信关系的分析后我们就可以认为,如果对一个人实施充分的心理干预暗示并且制造出她很被关注的假象之后,即便这个人不是美女,也没人说过她是美女(注意前面的心理干预只是假设在不说的情况下让她相信自己挺美),但是他却坚信自己是美女,而且很有自信。[1]

参考文献