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1的理想之旅

量子力学差池易及不确定性原理、势垒贯串

1的理想之旅 永恒炽天使 1323 2013-01-13 16:34:26

    两个力学量对易讲明这两个物理量可以组成力学量的完全集,取三个“两两对易”的力学量就可以组成一组力学量完全集,在这个完全集的本征态可以体现全部希尔波特空间的量子态,即对易的力学量组成了整个世界。

  两个力学量如果差池易,则无法拥有共用的本征函数系,也就是说这两个算符对应于差异的希尔伯特空间,当一个态矢量放到其中一个空间时,若为该空间的一个本征态,即该态矢量的偏向与其中一个单元矢量的偏向相同,则对应一个确定的力学量。而这个态矢量放到另外的那个空间,则对应的力学量需要投影到那个态的各个单元矢量上,看其在各个单元矢量上的分量,就是说有许多个分量值。

  差池易的量有速度与位置、能量与时间等。

  以前“不确定性原理”也叫“测禁绝原理”,但容易让人误解为是因为仪器、手段落后而测禁绝,所以更正为“不确定性原理”。

  速度与位置无法同时获得,并不是说丈量前速度和位置都是确定的量,只是自然规则不允许我们同时知道它们,不是的!而是它们基础就不确定!

  其本质区别在于:经典物理的丈量是去了解一个已经存在在那里简直定了的量。而量子力学中,丈量前并不存在一个确定的状态,丈量实际上是“加入其中”,差异的丈量要领会导致原先的“不确定状态”酿成某几个可能的“确定状态”之一,然后让你视察到。

  不确定性原理时常会被解释为:粒子位置的丈量一定的扰乱了粒子的动量(丈量时光子对其撞击改变其形式);反过来说也对,粒子动量的丈量一定地扰乱了粒子的位置。换句话说,不确定性原理是一种视察者效应的显示。

  这解释会导致一种错误的想法,在看法上,似乎这扰乱是可以制止的;粒子的量子态可以同时拥有明确的位置和明确的动量,问题是我们所设计的最尖端实验仪器仍旧无法制备出这些量子态。但是,在量子力学里,明确位置与明确动量的量子态并不存在。我们不能怪罪于实验仪器。所以,由于这方面的原因,我们最好称它为不确定性原理,而不是测禁绝原理。

  海森堡并没有专注于量子力学的数学部门,他主要的目标是在建设一种事实:不确定性是宇宙的一种特性;我们绝对无法比量子力学所允许的更精确地丈量一个粒子的位置和动量。这事实的证明,海森堡的物理论点是以量子的存在为基础,而不是使用整个量子力学形式论。

  海森堡这样做的主要原因是,在那时,量子力学尚未被物理学术界广泛的接受。不确定性原理是个相当惊奇的结果。许多物理学家认为,明确位置与明确动量的量子态的不存在,是量子力学的一个瑕疵。海森堡试着讲明这不是一个瑕疵,而是一个特色,宇宙的一个又深奥微妙,又令人惊讶的特色。为了要到达这目的,他不能使用量子力学形式论,因为他要辩护的正是量子力学形式论自己。

  势垒贯串:打个比方,一块石头砸向一面墙,凭据常理肯定是会被墙壁盖住,但是“势垒贯串”告诉我们,这块石头有可能泛起在墙壁的后面,在量子领域中存在这种可能,并在现实中也被发现和应用。

  严格来说,光子也具备一定量子特性,也就是说光线纷歧定完全被一方通行反射,不外鉴于原作者河马的物理水平以及种种能力中泛起的大量漏洞,就当做没有这个问题吧。

  

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