量子具有不确定性(量子的不确定性原理)
『菜叶网摘要_不确定性|根据量子不确定性,石头会蓦地变成鸭子吗?』量子理论的基础是粒子的不确定性——我们不可能同时知道一个粒子的确切位置和动量。此外,量子粒子的精确位置和动量甚至不同时存在。量子力学的不确定性不是测量限度的结果,...
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【 不确定性|根据量子不确定性,石头会蓦地变成鸭子吗?】
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量子不确定性:石头会变成鸭子吗?
量子理论不同意石头蓦地变成鸭子,它也不同意任何其他奥秘的转变发生。那些误解量子理论的人让这种奥秘的虚构想法向来连续至今。量子理论的基础是粒子的不确定性——我们不可能同时知道一个粒子的确切位置和动量。此外,量子粒子的精确位置和动量甚至不同时存在。
量子力学的不确定性不是测量限度的结果,而是每个量子物体本身固有的。我们越试图捕获一个电子,迫使它有一个更明确的位置,那么它的动量就越不确定,这种不确定性意味着量子粒子可能会浮现在出乎意料的地方。它的目的地越意想不到,它就越不可能到达那里,但概率永远不会为零。
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不确定性原理
之前提到的虚构想法,其推理是这样的,因为石头是由量子粒子(电子、质子和中子)构成的,而且量子粒子可以根据不确定原理做出出乎意料的事情,所以石头就可以蓦地变成一只鸭子。根据这一推理,菜叶网,石头变成鸭子的概率很低,所以它几乎不会发生,但它在物理上是可能的,假如我们等得足够久,它就会发生。但这种推理是错误的,因为把不确定性原理应用到大型物体上是不可以的。
不确定原理只适用于单个量子物体和量子物体小型集合。当涉及到数以万亿计的量子物体时,就没有不确定性了。一万亿个原子的行为不仅仅是一个原子的行为乘以一万亿,这是因为原子之间存在相互作用。举个例子,一个生日聚会上10个孩子的行为与10个孩子各自在不同生日聚会上的行为总和是非常不同的。即使是肉眼可见的最小物体,比如一粒沙子,其中也有数万亿的原子。
因此,宏观尺寸的物体没有不确定性,无论等待多久,都不会浮现任何离奇的事情。量子理论根本上是统计学,这意味着单个粒子的不确定性总是存在的,但是对于一个具有统计意义的粒子集合来说,这个系统可以预见地遵循量子理论的方程式。
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量子不确定性不能用在宏观物体上
量子不确定性不是一种奇怪的魔法,它无法打破物理定律。守恒定律是基本的通用物理定律,它无处不在,不会被打破。物质/能量守恒表明物质/能量不能被制造或毁灭,只能从一个状态转换到另一个状态。动量守恒说明一个系统的总动量是恒定的,动量不能被制造或毁灭。如果一颗小石子蓦地转变成一只大鸭子,肯定会打破质量/能量守恒定律,因为它包含的物质是无中生有的。如果一块静止不动的石头在没有外力作用下,蓦地飞入空中,这就会破坏动量守恒定律,因为它的动量也是无中生有的。