03.02 量子力學的測不準原理會不會是因為人類現在觀測技術跟不上?你怎麼看?

科學黑洞


並非是測量儀器導致的測量不精準,而是微觀粒子的固有屬性,或者叫不確定性原理更合適。

①對於位置的不確定:由於微觀粒子具有明顯的波性,所以這個粒子出現在某個位置,只能用概率去描述。②對於動量的不確定:由於物體都具有物質波,並且波長也不唯一(也就不是單色波),因此按照德布羅意公式,它的動量也是在一定範圍內的,並非單一值。

而且位置和動量之間還滿足一個關係式:△x△p≥h/4π

h是普朗克常數,也就是說,當粒子位置的不確定量越大,那麼它的動量不確定量就越小。所以平時我們在一些科普介紹文章經常看到“對粒子位置測量的越精準,那麼它的動量就越不準”,再加上“測不準關係”這個名稱,很容易讓人聯想到粒子的這種特性是由於測量不精準造成的。所以說這句話並不是很確切。

當然了,這種不確定關係,還存在於能量和時間之間:△E△t≥h/4π

理解方式還是和之前一樣,這個關係可以用來解釋原子激發態能級和壽命的關係,也可以用於解釋量子隧道效應。

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賽先生科普


不是的,測不準原理是粒子的內稟屬性,並不是因為現有技術不精確而造成的測不準。之所以造成誤解,源於早期表述,測不準原理更準確的應該稱之為不確定性原理。

不確定性原理是由海森堡於1927年提出,這個理論簡單來說,你不可能同時精確知道一個粒子的位置和動量(或速度),粒子運動的不確定性,是它的內在屬性,並不是由於我們的觀測行為造成的。這表明微觀世界的粒子行為與宏觀物質很不一樣。

位置的不確定性與動量的不確定性遵守不等式ΔxΔp≥h/4π (Δx表示位置,Δp表示動量,h為普朗克常數)




微觀物質都具有波動性質,都會展示出像波動一般的物理性質。粒子之所以具有不確定性,原因還在於粒子具有波粒二象性。比如光,既是波又是粒子。雙縫衍射實驗就能很好的證明粒子的波動性。



由於粒子的波動性,粒子的位置和動量只能用統計學中的概率分佈來描述,也就是我們所說的波函數。我們的測量行為還會造成波函數坍縮,但這與測量者效應是有區別的。

不確定原理涉及很多深刻的哲學問題,比如著名的思想實驗——薛定諤的貓。按照傳統的因果律,若確切地知道現在,就能預測未來。而量子力學的到來打破了這個企圖,宏觀世界的物理規律並不適用於微觀世界,我們無法精確地預測微觀粒子的運動狀態,這變得很糟糕。



量子力學建立之初,愛因斯坦就曾反對過不確定性原理,愛因斯坦認為“上帝不會擲色子”。不過眾多實驗還是證明量子力學是正確的,不然也就沒有如今的半導體工業了。

粒子運動的不確定性,還導致了量子隧穿效應的產生。原子核外電子的電子雲模型,也能很形象的說明這個現象。



科學探索菌


量子力學的測不準原理會不會是因為人類現在觀測技術跟不上?

從這個字面上理解看上去確實有些觀測技術跟不上的意味,但其實這只是對不確定性原理比較不太準確的中文譯名所致,全名是“海森堡不確定性原理”(Heinsberg's Uncertainty Principle),是海森堡1927年提出的,其簡單理解是我們不可能同時確定一個粒子的位置與速度!

沃納·卡爾·海森堡(1901.12.5-1976.2.1),這些NB的科學家腦子好使,長得又帥,簡直了.....

這就是原子內部的原子核和電子示意圖,這些在原子核四周的黃色小斑點就表示電子,它們沒有一個固定的軌道,與大家想象的原子內部就是縮小的太陽系的概念是完全不一樣的,所以微觀世界存在這無數個太陽系這種觀念是極其錯誤的!

量子力學認為,微觀世界的粒子是具有波粒兩像性,這與生俱來的屬性,使得我們無法在確定位置的同時確定其運動屬性!因此在形容原子內部的電子的時候,用電子雲來描述更為恰當一些!

愛因斯坦就是量子力學的著名反對者之一,其提出的“ERP實驗”就是針對量子不確定性原理的,這個實驗就所利用的是後來被成為“量子糾纏”的超距作用!

當然量子力學和廣義相對論在黑洞這個觀點上也無法形成統一!也許未來的統一場理論可以“一桶漿糊”,可能這個不確定性原理在我們這個維度內應該是無法確定了,或者我們在突破了空間的限制之後從更高的維度來觀測這個微觀粒子的不確定性或許會迎刃而解,但我們要先突破的空間上認識是極度欠缺的......未來會如何走向,等著這一幫科學家“投胎”回地球吧

1927年索爾維會議,你認識幾個?


星辰大海路上的種花家


量子力學不確定性和測不準,是兩碼事:不確定性是量子力學的“德性”,測不準是量子力學的技巧技術問題。我們瞭解粒子的結構和運動形式後才能把握住粒子的“方向盤”,粒子是單個的,內有核外有皮,皮核之間有空隙,這就是粒子生下來就會運動的原因,這種動是不規則的運動,粒子之間的能量是一粒依賴這一粒在不規則慣性之中曲線運動,這種運動蒙人,看似直線運動實際上是曲線運動,因為粒子受引力、電磁的影響,不可能是直線方式運動的。粒子是一粒依賴一粒的,一波依賴一波,一束依賴一束,糾纏、疊加中不規則慣性運動,在我們持有不同的方式方法技術技巧上,沒有遵循粒子的運動規律,我們誤以為是測不準,實際上確實是我們測不準,解決測不準的問題,要在方式方法上,技術上,技巧上下功夫,一定會有一種最美的發現。在我認為測不準、不確定性中間需要建築一座橋樑。

這是至今對量子力學基本的粒子最完美的解釋,為量子力學打開了大門,是量子力學顛覆性的科學進步。


聊天選手九段


不是。測不準原理是量子不確定性原理的別稱,這是量子的一個基本特性,是客觀規律,這種特性與觀測技術水平無關,任何時候都不會改變。

隨著人類對世界規律的認識提升,唯一改變這個原理的可能理由,不是觀測技術提高了,而是發現是這個理論本身是錯誤的。

不確定性原理是偉大的科學家、量子理論的奠基人之一海森堡1927年提出來的。這個理論的內涵是,你不可能同時知道一個粒子的位置和速度,也就是說,粒子的位置和動量不可同時被確定。量子位置的不確定性和動量的不確定性遵循不等式為:
其中h為普朗克常數。

這個理論表明微觀世界的粒子行為與宏觀物質很不一樣。

現在網絡上一些隨意否定或者評價量子力學,或把量子力學引申到神鬼玄說的人群,就是老用知道的一點生活常識,來揣摩量子力學裡面的一些特異想象,從而得出一些錯誤的結論。

量子不是一種具體的東西,它只是泛指一個物理量如果存在最小不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的。

因此任何物質分割到最小物理量單元就是量子化。所以量子不是物質,而是物質運動的一種最小狀態。比如光量子、質子、中子、電子、介子等粒子運行狀態的統稱。

量子化的東西都具有波粒二象性,而且都一直在運動中,因此觀測它們與觀測宏觀事物完全不一樣。觀測宏觀事物時,我們在光線下看到什麼就是什麼,基本上不會突然變化(可以忽略一些微小的變化);而觀測量子時,本來就是最小的基本單位,一直在不停的高速運動著,最輕微的擾動,量子態的粒子就會發生變化。

這主要表現在測量粒子的位置和動量時,是不可能同時確定的。

比如要精確測量一個粒子的位置,用越短的波長就精確,但這樣光量子的動量就越大,即使只有一個光量子接觸到粒子也會對其運動速度產生擾動;而要精確測量一個量子的速度卻要用波長較長的光,這樣又無法確定量子的位置。

因此,量子力學的不確定性來自兩個因素,一是如果想測量某東西的行為將會不可避免的擾亂那個事物,從而改變它的狀態;二是量子世界並不具體,基於概率,要精確確定一個粒子的狀態存在著很多深刻的限制。

這個原理揭示了你越想準確的測出粒子的位置,其速度就越不準確,反之亦然。這個不確定性原理亦可以看作是世界一個不可迴避的性質,顧此失彼,沒有完美的事物。

這就是量子力學關於測不準定律的通俗解釋,是微觀事物的一種本質屬性,與觀測手段的提升無關。

時空通訊觀點,歡迎點評討論。


時空通訊


如果單純從字面上理解,確實會讓人誤解,特別是對於不太瞭解量子力學的人更是如此!

其實,測不準原理這種叫法並不十分恰當,叫它“不確定性原理”或許更容易理解,也就是說在微觀世界,粒子的存在方式是不確定的,我們只能用概率去描述,不能同時測量粒子的位置和動量,而“不確定性”是微觀粒子的固有屬性,並不是因為人類的觀測水平落後造成的,說白了,無論我們的測量水平多麼先進,不確定性都存在!

這是因為微觀世界裡,一種粒子不但擁有粒子的特性,也擁有波動性,也就是說具有波粒二重性,所以實驗儀器多麼先進,多麼精確,都不能改變不確定性原理!

而由於我們所在的宏觀世界也是有微觀粒子組成的,理論上我們也應該具有波粒二重性,我們也應該是“不確定的”,但宏觀世界裡我們的“波長”小的幾乎可以忽略不計,也就是說,我們主要表現為“粒子特性”,所以所謂的“不確定性”在宏觀世界可以忽略不計。這就像愛因斯坦相對論中速度對於時間的影響一樣,在低速世界可以忽略不計!


宇宙探索


答:量子力學的正統解釋認為:量子力學的不確定性,是微觀粒子的內稟性質,並不是人類的測量技術造成的。


不確定性原理也叫作測不準了原理,但是後一個稱呼容易造成誤解,“測不準”一詞帶有客觀因素,有可能是技術條件不夠先進造成的測不準,這和不確定性原理的本質解釋是截然不同的。



也就是說:量子力學的不確定性原理和測量無關,無論我們的技術條件多先進,微觀粒子的不確定性都是存在的,我們無法同時測量一個粒子的位置和動量,並非我們的測量對粒子造成了影響。


這一點在科學史上,曾引起爭議,比如愛因斯坦提出的“EPR實驗”,就是針對這來反駁量子力學的不確定性原理。

EPR實驗可以這麼理解:



實驗過程:兩個粒子分開前是一體,自發分開後各自朝著不同方向運動,分開後一段距離,我們單獨測量A粒子的動量,以及單獨測量B粒子的位置,那麼根據守恆量就可以準確預言粒子的動量和位置。

實驗分析:如果不確定原理還成立,那麼我們在測量其中一個粒子的動量時,必定同時影響著另外一個粒子的動量,而且這種影響是超距作用。

以上就是EPR實驗的簡單解釋,其中的超距作用後來被稱作“量子糾纏”,而且科學家已經證實了,這種超距作用是真實存在的,但是並不能傳遞有效信息,所以和相對論不矛盾。


證實量子糾纏存在的實驗,叫做貝爾實驗,而且科學家已經完成了無漏洞的貝爾實驗。



所以,對於題目的疑問,我們可以確定地說:量子力學的不確定性原理,並不是測量技術的不足造成的;而是不確定性原理本身就是微觀粒子的內部屬性,在當前理論下,我們無法進一步解釋這個屬性的更深本質。


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艾伯史密斯


這種名稱帶來的誤解,嚴重偏離了不確定原理的的物理意義,不確定原理,是海森伯在1927年提出的,經過玻爾等人的修正,是量子力學的重要規律之一。量子力學認為,微觀粒子由於具有波粒二象性的性質,就決定了不能同時具有確定的座標位置以及對應的動量,不確定性也是微觀粒子的基本性質。

因此,測不準只是這種物理規律反映出來的測量結果而已,而絕對不是實驗限制而無法精確測量,這種不確定性,與儀器無關,更與測量精度無關。

那麼宏觀物體的不確定如何呢?對於宏觀物體的速度與座標位置的一般是確定的,其不確定性就像宏觀物體的物質波波長一樣,已經小的可以忽略不計。

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量子實驗室


牆上有個開關,你確定不了我是開還是不開,這叫不確定理論,在我沒確定之前,開和不開是疊加在一起的,這是薛定諤方程,我開了,另一種狀態就是不開,這就是量子糾纏,知道我開了,不管多遠另一種狀態是沒開,這就是量子超距現象。

天啊!原來這個世界隨機產生的,對,如什麼東西都是因為因果,那這個世界就失去意義了,人的命運也被安排了,也正因為未來不確定,人生才精彩!

人生如果每一種可能你都過一次,你的人生就象一顆樹,但你每次只能選擇一種,也就一個分枝,在你人生沒走完之前有很多可能,每選一次能得到相應的可能,也失去了很多可能,這些不同的可能就是平行空間。

其實都是科學,因為量子是宇宙的基本粒子,這些原理也可以應用到宏觀上,而被人應用到神學,哲學的理論上,甚至迷信,邪教的理論中。


1011風清揚101116300


不是的,這與觀測技術無關。

時間與空間是物質就是兩種基本屬性,是物質的一體兩面,不可分割的。空間顯示了物質的空間佔有,時間則是物質的運動變化過程。

時間與空間不能同時顯隱,只能一個顯性一個隱性,時空本身物質的兩面,一體兩面,你測一個空間值的時候,另一個時間值只能處於隱性,就難以精確測量。反之也然。

您看,現代量子力學對測不準的定義,空間的包括位置,能動的包括動量,不能同時測定。就是這個意思。

對於宏觀物體,這種測不準原理不再使用,因為測不準的範圍小到可以忽略不計了。


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