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測不準原理

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測不準原理,量子力學關於物理量測量的原理,表明粒子的位置與動量不可同時被確定。它反映了微觀客體的特徵。該原理是德國物理學家沃納·卡爾·海森堡於1927年通過對理想實驗的分析提出來的,不久就被證明可以從量子力學的基本原理及其相應的數學形式中把它推導出來。根據這個原理,微觀客體的任何一對互為共軛的物理量,如坐標和動量,都不可能同時具有確定值,即不可能對它們的測量結果同時作出準確預言。長久以來,不確定性原理與另一種類似的物理效應(稱為觀察者效應)時常會被混淆在一起。

簡介

在量子力學裡,不確定性原理(uncertainty principle)表明,粒子的位置與動量不可同時被確定,位置的不確定性與動量的不確定性遵守不等式。

對於兩個正則共軛的物理量P和Q,一個量愈確定,則另一個量的不確定性程度就愈大,其數值關係式可表示為

△P·△Q≥h

式中h是普朗克常量。

時間和能量之間,也存在類似的關係。


測不準原理突破了經典物理學關於所有物理量原則上可以同時確定的觀念。但在對它的進一步理解上,在物理學家和哲學家中存在着不同的看法。

其中,在對其物理根源的理解方面主要有兩類看法:一類認為,該原理所反映的是單個微觀粒子的特徵,是對於它的一對正則共軛變數共同取值的限制,其不確定性的來源可以理解為微觀體系同觀察儀器相互作用的結果;另一類看法認為,它是量子系統的特徵,是同時製備的大量微觀體系的統計散差原則。已有的實驗證據還不足以對這兩種看法作出決定性的判斷。

在哲學的理解方面主要有 3類看法:①強調微觀客體所有的物理量都應具有確定值,測不準性只是人的認識不完備的表現,隨着科學和技術的發展,測量所引起的干擾可以描述並從理論中排除;

②測不準原理是用宏觀語言描述微觀實驗的必然結果,由於宏觀儀器對微觀客體的作用不可逆地改變了微觀客體的狀態,因此測量的不確定性原則上不能排除;

③測不準關係是微觀屬性的宏觀度量表現,這種表現不等同於微觀客體本身的屬性。還有人認為,微觀屬性乃是某種潛在可能性的總和,測量過程使其種潛在可能性得以顯示。

評價

這個概念的本意是:在一個量子力學系統中,一個粒子的位置和它的動量不可被同時確定。精確地知道其中一個變量的同時,必定會更不精確地知道另外一個變量。

這就有點像是這樣的一個情況:我們可以從一個條件A推導出結論B,但是我們是否知道條件A會影響到結論B。

還是有點懸是吧,其實這種情況在戀愛中很常見,很多妻子都想考驗一下自己的丈夫是否忠誠,但是經常會有這樣一個結果,丈夫發現你在考驗他以後就不愛你了。

這樣我們就發現,如果假設妻子的考驗丈夫一定會發現,且丈夫一定會生氣,那麼我們就發現,貌似沒辦法測試出丈夫是否會真心了,這種沒法知道一個事情的情況,就是海森堡測不準(不確定)原理。

實際上,我們發現現實中很多事情有點這個意思,比如說,某天我們在大街上看到一個女孩,第一眼乍看上去很美,那麼我們為了確定是不是美,就會很仔細的看,甚至是盯着看,結果眾人的這樣注視甚至是盯着看就會讓這個女孩得到一種確認:我很美麗,他們都在看我。

這樣很容易製造出另一個結果,就是女孩的自信——被人注視很容易產生自信的。

所以我們可以做這樣一個假設,一個女孩乍一看很像美女(其實仔細看會覺得一般),另一個女孩一眼就能看得出一般。前一個女孩可能是很會打扮的,而後一個可能是素麵朝天的。那麼很可能前者會比較自信。

而實際上事實也是和這一個推論很有關係的,我們發現化了妝的女孩中,自信的似乎的確更多一些。(當然這個還有更多的原因,比如自我暗示之類的)

所以我們發現,化妝本身其實與自信沒有太大關係,但是由於人很容易受到統計學結論的欺騙,所以會莫名其妙的把一些本來沒有太大關係的事情聯繫為因果,所以不可知論在這裡就有了新一層意思上的解釋。

所以說,我們打破了統計學結論以後,意義在於可以採取置換的方法達到同類結果,比如對化妝與自信關係的分析後我們就可以認為,如果對一個人實施充分的心理干預暗示並且製造出她很被關注的假象之後,即便這個人不是美女,也沒人說過她是美女(注意前面的心理干預只是假設在不說的情況下讓她相信自己挺美),但是他卻堅信自己是美女,而且很有自信。[1]

參考文獻