发布网友 发布时间:2022-05-12 07:34
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热心网友 时间:2023-08-07 22:27
不确定性的后果是确定性的丧失 —— 譬如预测性受到*(无法预测),再如预测能力受到*(在有限的能量、信息下无法充分准确地预测)。因此,不确定性依赖于“确定性”这个预期。譬如在量子力学中,无法同时测准粒子的位置和动量。这原本是量子力学的性质。我们将其赋予不确定性是因为根据经典力学,这是可以测准的。再往深入探讨就到了哲学层面,讨论到此为止。
下面转而讨论一下量子不确定性。上面举了三个量子不确定性的例子:
1。量子测量的结果是不确定的。
2。双峰干涉中,电子的路径是不确定的。
3。位置-动量的不确定关系 —— 可以更加广泛地推广为“量子涨落效应”。
此外可能还有其他量子不确定性。这三个不确定性不能很明显的互为因果,譬如 2. 并不涉及量子测量。不过也有人以眼见为实的精神认为一定要问可以观测的问题,否则没有意义 (然而如果我们堵住一个峰,干涉花样就会消失) —— 我们这里考虑略微宽泛意义上的不确定性。
面对这些所谓的量子不确定性,我们可以问反问题:量子理论是否可以是确定的呢,至少夺回某些确定性。譬如,是否可以保持量子力学其他公理的前提下,修改量子测量公理,引入所谓的隐变量,来恢复测量结果的确定性,然后将哥本哈根诠释解释为对该隐变量信息的缺失呢?不幸的是,冯·诺伊曼定理、Gleason 定理 和 Bell 定理及其推广将大部分隐变量理论排除掉了,亦得到实验的支持。至于量子测量的其他诠释似乎多多少少都要引入一些不确定性。
当然,无论是哥本哈根诠释还是量子逻辑(如Gleason定理),都没有直接“回答”量子不确定性的根源。研究这些问题不仅仅对理解量子力学的哲学和数学基础有很大的帮助,对研讨更深层次的物理理论也许会有益处 —— 毕竟我们仍然无法用量子理论统一地描述整个物质世界。
热心网友 时间:2023-08-07 22:28
真空是具有自发的(spontaneous)涨落的,也就是零点振荡(vacuum zero-point vibrations)。真空的自发涨落永远存在,也可以被观测,我觉得我们在讨论一个粒子的行为时,它的波粒二象性或者不确定性,都是源于量子真空的零点振荡引起的。量子真空的著名实验便是Casmir效应了。大家注意到Heisenberg不确定关系,数学上可表达为或者等,局部的看真空,零点振荡就是永远也停不下。因为一旦没有真空零点振荡,Heisenberg不确定关系就不成立。换句话说,假如一个粒子在真空运动,速度越来越小最后相对于真空静止,而真空也是静止的,那么我们完全可以同时知道它的位置和速度。但是实际上真空有零点振荡,因此影响到了粒子本身的位置和速度的同时测量。简单来说,量子力学中的不确定关系,其物理原因很有可能是由于真空的零点振荡,更多的细节先不展开了。看大家的反馈,再细说。最后只提一点。从这个角度,我们也能多少理解一点统计力学的不确定性,它的不确定性应该就是它在平衡态中的涨落引起的。这种量子真空的不确定性和统计物理中的不确定之间的内在联系实际上可以用更高的物理理论统一表达。
热心网友 时间:2023-08-07 22:28
来源于力学量算符的不对易,导致没有共同的本征态。
对于现实而言,这句话是缺乏实感的,难以让人直观感受到物理内涵。
一个物品和一个物品放在一起是两个物品,这来源于算数上的1+1=2。
这句话是不是有实感的多了?但本质上,他们都是用数学抽象来描述物理现实。只不过是在一步步的发展中数学变得更抽象,物理变得更统一了。
从牛顿的开天辟地的经典力学到拉格朗日、哈密顿的分析力学,再到麦克斯韦方程组这一点从没变过。(麦克斯韦方程组可以算作理论物理的开篇,其简洁性,统一性,预言性,前无古人,其方法价值远大于内容价值,当然内容也足够震撼)到了量子力学,又可以看做理论物理新的里程碑了。和以前的时代相比,最大的区别是数学已经不依赖于物理地高度发展了,以前牛顿祖师爷现场造轮子,量子力学已经有点在现成的轮子里面挑选合适轮子的意思了(由波函数标准化条件得到其具体形式),抽象仿佛是理论统一化的必然结果。
(私货2:通常意义量子力学的开端是普朗克的黑体辐射,但个人认为作为理论物理的量子力学,要到海森堡和薛定谔的两篇文章再开始了)
回到物理本身,很多东西都可以问根源,不确定性被讨论只是违背一般常识罢了。
如果说因为观测而改变了某个物理对象,那么那个未被观测的原始状态的物理对象没有任何实在意义,只不过是思想世界的演绎体系中的一个步骤而已。物理不是对象本身,而是对象和观测紧密联系在一起的。观测过程本身是充满物理意义的,需要用严谨的物理语言来描述。
热心网友 时间:2023-08-07 22:29
自己主动证实一切热心网友 时间:2023-08-07 22:30
不确定性的根源在认知三态的哲思的角度来看是未确定造成的。在此要区分一下不确定性与未确定的概念区别。