今天讲按时间顺序排列,十二大物理学公式之九,不确定性原理,也叫海森堡测不准原理,
不确定性原理
是由德国物理学家海森堡提出的。
海森堡
不确定性原理是量子力学的第一性原理,是量子力学的根基。
说的是啥呢,就是一个微观粒子,你无法同时确定它的速度和位置。
那么如何理解不确定性原理呢?总的来说,不确定性原理要和哥本哈根诠释一起理解。
哥本哈根诠释说的是量子系统,可以同时以不同概率存在于不同的状态,一旦你去测量,你只能随机得到其中一个状态,你得到每个状态的概率可以变化,但加起来必须得是100%。
哥本哈根诠释
从哥本哈根诠释就很好理解不确定性原理,就是当你测量一个粒子的位置的时候测得很准,这个表示位置的波函数,其实是可以拆成无数个速度波函数的叠加。也就是一个位置确定的粒子,它的速度状态是同时处在不同状态的哥本哈根诠释的叠加态。所以这个时候你再去测速度的话,只能随机得到其中的一个速度,因此速度是不确定的。反之,如果你去测量速度,一个速度确定的速度波函数可以写成不同状态的位置波函数的叠加。你再去测量位置,只能得到其中一个随机的位置波函数,因此位置就不确定了。
不确定性原理告诉我们,量子力学系统,不能问是什么,只能问,在什么测量下,得出什么样的结果。测量之间所对应的波函数可能是不兼容的,不同的测量可能是不能交换的。就是先测A再测B,和先测B再测A的结果可能是不一样的。
不确定性原理也可以引出平行宇宙的推论。
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