搜搜考试网关于量子的观测和观测者的问题~（本人有点小白啦~）分数高高的 希望有人回答~
来源：学生作业帮 编辑：搜搜考试网作业帮 分类：语文作业 时间：2024/05/26 04:23:53
关于量子的观测和观测者的问题~（本人有点小白啦~）分数高高的 希望有人回答~
我翻了好久百科什么的.知道的人也别笑我哈 分数足足的
量子的位置和速度不能同时被得知~前提是用光（?
但是有没有一种不改变量子的位置和速度的观察方式 比如在某机器中运用不会对量子的速度和位置造成干涉的规则的原理进行记录 然后人在观察机器 如果机器的处理能力足够这样是可以得知未来量子所处的位置以及速度 还是说任何行为的观测都要涉及到某种基本物理规则 然后通过物理规则对量子本身施加影响
这样可能么?
有人说量子力学的出现直接搞死了决定论（出自不确定定性原理的百度百科 霍金的那段 虽然有些道理）但是我认为这仅仅是因为人类所得知的数据太少以及处理机能太差导致的 假设可以得知所有必要的条件是可以模拟出来世界的轨迹的~（理论而已啦= = ） 测不准原则对决定论的冲击仅仅是停留在以人为主的主观思考上的 但是在客观世界来说.怎么说呢.“不管你喜欢我还是讨厌我 我都在”这种感觉的吧.
对了~还有一个很重大的问题~当粒子被光量子扰动的时候 粒子的位置或者速度的变化是有规则的还是随机的 我不觉得自然界中存在纯粹的无规则 比如电子的不规则运动 我觉得还是有其规则的 最基本的是粒子与粒子的力的影响 粒子内部的构造 以及万有引力常数 粒子斥力 离心力 向心力 宇宙扩张 银河系自转 大小星团自转公转 等等 如果所有涉及到的信息全部知道并按照规则进行计算 电子的运行轨迹应该也是可以预测的
表达的比较乱.我本职搞美术的.思维可能有时候比较那啥
不管你回答不回答 我都在
对于所有用心回答的人 无论给分与否我都打心眼里给与诚挚的祝福以及感谢~
我翻了好久百科什么的.知道的人也别笑我哈 分数足足的
量子的位置和速度不能同时被得知~前提是用光（?
但是有没有一种不改变量子的位置和速度的观察方式 比如在某机器中运用不会对量子的速度和位置造成干涉的规则的原理进行记录 然后人在观察机器 如果机器的处理能力足够这样是可以得知未来量子所处的位置以及速度 还是说任何行为的观测都要涉及到某种基本物理规则 然后通过物理规则对量子本身施加影响
这样可能么?
有人说量子力学的出现直接搞死了决定论（出自不确定定性原理的百度百科 霍金的那段 虽然有些道理）但是我认为这仅仅是因为人类所得知的数据太少以及处理机能太差导致的 假设可以得知所有必要的条件是可以模拟出来世界的轨迹的~（理论而已啦= = ） 测不准原则对决定论的冲击仅仅是停留在以人为主的主观思考上的 但是在客观世界来说.怎么说呢.“不管你喜欢我还是讨厌我 我都在”这种感觉的吧.
对了~还有一个很重大的问题~当粒子被光量子扰动的时候 粒子的位置或者速度的变化是有规则的还是随机的 我不觉得自然界中存在纯粹的无规则 比如电子的不规则运动 我觉得还是有其规则的 最基本的是粒子与粒子的力的影响 粒子内部的构造 以及万有引力常数 粒子斥力 离心力 向心力 宇宙扩张 银河系自转 大小星团自转公转 等等 如果所有涉及到的信息全部知道并按照规则进行计算 电子的运行轨迹应该也是可以预测的
表达的比较乱.我本职搞美术的.思维可能有时候比较那啥
不管你回答不回答 我都在
对于所有用心回答的人 无论给分与否我都打心眼里给与诚挚的祝福以及感谢~
粒子的位置与速度的不确定性与是否用光去观测它没有关系,关键在于所有微粒都具有波粒二象性——它既像颗粒状的分立的粒子、又像云雾状的弥散的波动,而且粒子的动量直接与波动的波长成反比（可参阅德布罗意波、或称物质波或概率波）.已有不少实验直接证明了光子、电子、中子、原子的这种波粒二象性.尽管没有去直接验证所有粒子都具有这种二象性,但所有已知粒子都按照以此波粒二象性为基础的量子力学来处理后的结果都与观测相符——间接验证了所有粒子都普遍有此波粒二象性.至今也没有丝毫的迹象显示存在着没有波粒二象性的粒子,绝大多数科学家也相信将来不会发现这种粒子.
具体看看波粒二象性与不确定原理的关系：
由德布罗意的物质波波长的公式可知,一个有着完全确定动量的粒子对应着一个有着完全确定波长的平面单色波,这样的平面单色波必然是遍布全空间的,并且此波的振幅是处处相同的（否则,按傅立叶分析,它就不可能是单色的——只有单一的波长）,亦即全空间各处找到该粒子的概率都相同——粒子的位置完全不确定,这正是不确定原理要说内容的一部分——粒子的位置和动量不能同时确定,动量完全确定时,其位置就完全不确定.
另一个极端情景是：粒子的位置完全确定（相对论量子场论对位置的确定又有进一步的限制,这里不展开说了）,此时的波函数的形状是无穷高也无穷细的一个尖峰（数学上用狄拉克函数表示）,表明除此处以外的其他地方找到粒子的概率都是0.狄拉克函数根据傅立叶分析可看成是无穷多个不同波长（从0到无穷）的平面单色波的叠加.由德布罗意的物质波波长的公式可知,一个波长对应于一个确定的动量,无穷多个不同的波长就对应着无穷多个不同的动量——此时的粒子动量是完全不确定的,这正是不确定原理要说内容的一部分——粒子的位置和动量不能同时确定,位置完全确定时,其动量就完全不确定.
来看中间的某个状况：一个有限高度和有限宽度的波包代表粒子就分布在这个波包的宽度的范围内,波包宽度也就是这个粒子的位置的不确定程度Δx.这个波包的傅立叶分析的结果是叠加的单色波波长只分布在一定范围内——相应的动量的不确度Δp是一个有限的值.ΔpΔx也是有限的,如果波包的大小和形状取得合适,还能使ΔpΔx达到最小值——约化普朗克常数的一半.这正是不确定原理的核心内容——ΔpΔx≤h/4π.
波粒二象性的图像确实是难以想象的,许多人都像你一样试图找到像经典粒子那样的位置确定的、不弥散开来的、动量也确定的并且可以任意小的东西,但近一百年来的实践似乎是越来越强烈地表明那实在不过只是一种毫无现实依据的空想——不是测量工具不足,而是微观世界就是这般奇异不定——那里确实有一部分东西是无规则的、不确定的、概率性的——有些我们想确切知道的东西还真是无论如何也无法知道!（比如,我们可以知道一大堆放射性核素一天后会衰变掉百分之几,但具体到其中的某个特定的放射性原子核,我们无论如何也不知道它会在具体的哪个时刻衰变,可能下一分钟它就衰变,也可能一万年后它还不衰变.）
尽管日常语言无法精确地描述奇异的微观世界,但我们所熟悉的语言还只有日常语言；微观世界我们从未真正的体验过,所以我们没有微观语言.目前最好的语言就是数学公式的推演了,而一切描述性的关于微观图像的说法都是似是而非的.但是既然我们不能很专业地只讨论数学,那我们还是要使用一些形象化的日常语言尽力对微观世界进行一些一鳞半爪式的描述.以下的描绘肯定不是精确的,但有一定的启发性.
我通常是这样来想象一个自由的、且近期尚未与别的粒子相互作用过的微观粒子——它是一团云雾和一个点粒子的统一体,这团云雾的尺度大约就是该粒子的德布罗意波长的大小,点粒子在这团云雾的范围内（严格来说,它应遍布全空间,但超出这个云雾范围的几率很小,暂时忽略不计）忽而出现在这里、忽而又在那里冒出（某一片刻,粒子在此处向真空交出了它的全部能量从而“融化”到真空里；下一个片刻,另一处的真空又突然给出一些能量“重塑”了这个粒子）,这种极快速的、随机的在不同位置的“生生灭灭、进进出出”正表现出一团云雾的样子.
不单是普通人会困惑于量子力学及其描述的怪异的微观世界,就连大科学家也不能幸免,请看——玻尔曾说：“如果谁没被量子力学搞得头晕,那他就一定是不理解量子力学.”爱因斯坦说：“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论,但依然不明白.”费曼说：“我们知道它如何计算,但不知道它为何要这样去计算,但只有这样去计算才能得出既有趣又有意义的结果.”（原话可能有出入,大意如此）
我个人认为要完全绝对地否认你的设想似乎也并没有完全绝对的充足理由,只能说目前看来你设想的无干扰的、对位置和速度都极精确地测量的可能性相当渺茫……总之,这不是一个可以盖棺定论的问题,谁知道百年后千年后的科学会发展成何等令人惊叹的程度呢!未来也不定啊!
再问： ....无法想象。。无规则 无秩序 。。我倒不是纠结于粒子具体位置的计算啊变化啊形态啊什么的 我一直觉得物理宇宙等于规则 跟等式一样 有符号有属性有条件经过计算可得知绝对的结果 可是无规则无秩序 这不就等于人类根本无法认知周围的世界 还是谢谢你了 说的很清楚。。
再答： 是的，这挺让人痛苦的，爱因斯坦至死都未放弃寻找完全的规律，但大多数科学家都说他钻进了死胡同。玻恩曾遗憾的说“这对于我们和他本人都是悲剧——我们失去了领袖，而他远离了主流。” 也许真的宇宙的部分秘密是我们永远也不得而知的！毕竟相比于恢宏广袤的宇宙，人类及其认识能力是极度有限的。 如果有空可看看我在下问中的回答，那里猜测用一种如今已比较肯定的神秘的超距作用来试图解释粒子神出鬼没的无规则性。尽管仍是以一种未知来代替另一种未知，但它至少给予我本人这样的希望——粒子的“无规则”的“蹦跳”并非本源的、不可进一步解释的。 http://zhidao.baidu.com/question/173372597.html?an=0&si=1
具体看看波粒二象性与不确定原理的关系：
由德布罗意的物质波波长的公式可知,一个有着完全确定动量的粒子对应着一个有着完全确定波长的平面单色波,这样的平面单色波必然是遍布全空间的,并且此波的振幅是处处相同的（否则,按傅立叶分析,它就不可能是单色的——只有单一的波长）,亦即全空间各处找到该粒子的概率都相同——粒子的位置完全不确定,这正是不确定原理要说内容的一部分——粒子的位置和动量不能同时确定,动量完全确定时,其位置就完全不确定.
另一个极端情景是：粒子的位置完全确定（相对论量子场论对位置的确定又有进一步的限制,这里不展开说了）,此时的波函数的形状是无穷高也无穷细的一个尖峰（数学上用狄拉克函数表示）,表明除此处以外的其他地方找到粒子的概率都是0.狄拉克函数根据傅立叶分析可看成是无穷多个不同波长（从0到无穷）的平面单色波的叠加.由德布罗意的物质波波长的公式可知,一个波长对应于一个确定的动量,无穷多个不同的波长就对应着无穷多个不同的动量——此时的粒子动量是完全不确定的,这正是不确定原理要说内容的一部分——粒子的位置和动量不能同时确定,位置完全确定时,其动量就完全不确定.
来看中间的某个状况：一个有限高度和有限宽度的波包代表粒子就分布在这个波包的宽度的范围内,波包宽度也就是这个粒子的位置的不确定程度Δx.这个波包的傅立叶分析的结果是叠加的单色波波长只分布在一定范围内——相应的动量的不确度Δp是一个有限的值.ΔpΔx也是有限的,如果波包的大小和形状取得合适,还能使ΔpΔx达到最小值——约化普朗克常数的一半.这正是不确定原理的核心内容——ΔpΔx≤h/4π.
波粒二象性的图像确实是难以想象的,许多人都像你一样试图找到像经典粒子那样的位置确定的、不弥散开来的、动量也确定的并且可以任意小的东西,但近一百年来的实践似乎是越来越强烈地表明那实在不过只是一种毫无现实依据的空想——不是测量工具不足,而是微观世界就是这般奇异不定——那里确实有一部分东西是无规则的、不确定的、概率性的——有些我们想确切知道的东西还真是无论如何也无法知道!（比如,我们可以知道一大堆放射性核素一天后会衰变掉百分之几,但具体到其中的某个特定的放射性原子核,我们无论如何也不知道它会在具体的哪个时刻衰变,可能下一分钟它就衰变,也可能一万年后它还不衰变.）
尽管日常语言无法精确地描述奇异的微观世界,但我们所熟悉的语言还只有日常语言；微观世界我们从未真正的体验过,所以我们没有微观语言.目前最好的语言就是数学公式的推演了,而一切描述性的关于微观图像的说法都是似是而非的.但是既然我们不能很专业地只讨论数学,那我们还是要使用一些形象化的日常语言尽力对微观世界进行一些一鳞半爪式的描述.以下的描绘肯定不是精确的,但有一定的启发性.
我通常是这样来想象一个自由的、且近期尚未与别的粒子相互作用过的微观粒子——它是一团云雾和一个点粒子的统一体,这团云雾的尺度大约就是该粒子的德布罗意波长的大小,点粒子在这团云雾的范围内（严格来说,它应遍布全空间,但超出这个云雾范围的几率很小,暂时忽略不计）忽而出现在这里、忽而又在那里冒出（某一片刻,粒子在此处向真空交出了它的全部能量从而“融化”到真空里；下一个片刻,另一处的真空又突然给出一些能量“重塑”了这个粒子）,这种极快速的、随机的在不同位置的“生生灭灭、进进出出”正表现出一团云雾的样子.
不单是普通人会困惑于量子力学及其描述的怪异的微观世界,就连大科学家也不能幸免,请看——玻尔曾说：“如果谁没被量子力学搞得头晕,那他就一定是不理解量子力学.”爱因斯坦说：“我思考量子力学的时间百倍于广义相对论,但依然不明白.”费曼说：“我们知道它如何计算,但不知道它为何要这样去计算,但只有这样去计算才能得出既有趣又有意义的结果.”（原话可能有出入,大意如此）
我个人认为要完全绝对地否认你的设想似乎也并没有完全绝对的充足理由,只能说目前看来你设想的无干扰的、对位置和速度都极精确地测量的可能性相当渺茫……总之,这不是一个可以盖棺定论的问题,谁知道百年后千年后的科学会发展成何等令人惊叹的程度呢!未来也不定啊!
再问： ....无法想象。。无规则 无秩序 。。我倒不是纠结于粒子具体位置的计算啊变化啊形态啊什么的 我一直觉得物理宇宙等于规则 跟等式一样 有符号有属性有条件经过计算可得知绝对的结果 可是无规则无秩序 这不就等于人类根本无法认知周围的世界 还是谢谢你了 说的很清楚。。
再答： 是的，这挺让人痛苦的，爱因斯坦至死都未放弃寻找完全的规律，但大多数科学家都说他钻进了死胡同。玻恩曾遗憾的说“这对于我们和他本人都是悲剧——我们失去了领袖，而他远离了主流。” 也许真的宇宙的部分秘密是我们永远也不得而知的！毕竟相比于恢宏广袤的宇宙，人类及其认识能力是极度有限的。 如果有空可看看我在下问中的回答，那里猜测用一种如今已比较肯定的神秘的超距作用来试图解释粒子神出鬼没的无规则性。尽管仍是以一种未知来代替另一种未知，但它至少给予我本人这样的希望——粒子的“无规则”的“蹦跳”并非本源的、不可进一步解释的。 http://zhidao.baidu.com/question/173372597.html?an=0&si=1