[原创]话说量子世界

qiyi

第 3 楼
                                       

                                    
                                       
                           
                                   
                  
                                                               
                                       

gaogao

楼主
                                       
                           
       
                               
                                            一、哥本哈根的迷雾

微观粒子的状态由波函数描述，波函数具有连续性和可确定性，它代表微观粒子所有可能出现的状态的总共的性质；所有这些性质的总和表现为连续性和可确定性。而对于特定的某一种可能状态而言，它只代表实际可能的状态，尽管不可能知道每一种可能出现的状态的规律。但是，我们完全可以知道每一种可选结果的出现的概率。
在这里必须申明，第一，微观粒子的不准确性是客观存在，与人们的观察无关！第二，微观粒子的不准确性绝不等于“上帝在掷色子”；因为对于赌博来讲，它的各种可能性的分布是均匀的。但微观世界的各种可能性的分布是遵循特定的规律的。即是波动方程所描述的情况。二者存在根本的差别。
就拿原子核外电子的分布来说，电子在核外的所有可能的位置的总和，就是波涵数表示的状态。但是，这个状态仅仅代表一切可能的位置的总和。而不是实际中的位置。在实际中电子只能占据波函数所表示的一切可能位置中的一个，至于是哪一个无法确定。在这里，我们谈论的显然是一切可能位置，从而是一切可能状态的总和。这个总和，就是波函数所表达的状态。因此，量子力学所研究的是一切可能状态的总和。这个状态就是用波涵数所表达的那种美丽的状态。但是，当人们具体研究电子实际出现的某一种确切的状态时，则情况就发生了巨大的变化：它就变成一个点。
又比如，我们常说的电子的双缝衍射实验。当一个电子通过双缝时，它可能通过这个缝，也可能通过另一个缝。究竟是哪一个根本没有任何规律给予确定。完全是随机的。因此，任何测量都无法确定。但这与测量手段没有任何关系。即便人们不去测量电子，这种随机性仍然存在。电子通过双缝后随机地射到屏幕的一个点上。这同样也是无规律可循的。但是，电子的一切可能击中的位置的总和，则表现出干涉图样。
考虑原子β衰变。原子核发射β粒子，它是随机发射的，而且在各个方向传播的概率是相同的。可以用球面德布罗意波来表示。哥本哈根学派认为，如果人们观测这个德布罗意波，则电子马上从球面波“坍缩”成一个点。这就是哥本哈根学派所说的波函数的“不连续坍缩”。
哥本哈根学派认为，微观粒子的不准确性是由于人们测量引起的。是由于人们观测了德布罗意波，对其产生了干扰，结果使其“坍缩”。他们认为，任何对微观世界的观测，都会对客体产生干扰，从而改变状态。于是， “物理学告诉我们的，不是关于客观世界有些什么。而是对于客观世界我们能说些什么”。
对于这个结论，薜定谔曾经提出过一个悖论，这就是著名的“薜定谔的猫”：他设想把一只猫关在钢室里，与它同时放进去的还有盖革计数器及装有氢氰酸的瓶子及其它一些附属装置，在计数器中放很少一点放射性物质，以保证在一小时之内，它只能衰变一个原子。当放射性物质发出射线时，附属装置就会自动打开装有氢氰酸的瓶子，从而毒死那只猫。
按哥本哈根学派的看法，当人们还未打开钢室时，这整个系统的波函数处于两种状态的迭加中，一种状态是“活着”，而另一种是“死亡”。当人们打开钢室时，才能决定这只猫是死了还是活着。
其实，这仅仅是人们日常生活中经常见到的一种现象，叫做“悬念”：这只猫只有两种可能性：或者死了或者还活着。或者，这个系统的波函数反映了两种可能性的迭加：一种状态是“活着”，而另一种是“死亡”。这两种可能性还无法确定。只有当打开钢室时，我们才能确定猫究竟是死了还是活着。但是，按照哥本哈根的说法，这只猫究竟死了还是活着，则取决于是否打开钢室。毒死猫的不是氢氰酸，而是打开钢室的那只手。
量子力学所告诉人们的，是一切可能性。但是，人们却把它当作现实确实出现的状态。






                                   

                               

                               
                               
                               
                               
                                                               
                                                       
                                               
                                               
                                       
                                       
                               
                                 
                               

                               
                   
                               
                                          


                                               
                                               
                               
                                               

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                                        我想，可能问题的焦点是：一旦观察，电子的行为就变了。
比如，双缝干涉。现在如果设计实验，在某一个缝的后面计数，看看有多少个电子过去。那么还能否看见干涉图样了？
传统认为，还可以；但是量子认为不可能。量子胜。
    In quantum mechanics, wave function collapse is the phenomenon in which a wave function—initially in a superposition of several eigenstates—appears to reduce to a single eigenstate after interaction with a measuring apparatus.[
这就是所谓的塌陷。这不是误会。

小胖子

第 3 楼
                                       

                                    
                                       
                           
                                   
                  
                                                               
                                       

gege

楼主
                                       
                           
       
                               
                                            一、哥本哈根的迷雾

微观粒子的状态由波函数描述，波函数具有连续性和可确定性，它代表微观粒子所有可能出现的状态的总共的性质；所有这些性质的总和表现为连续性和可确定性。而对于特定的某一种可能状态而言，它只代表实际可能的状态，尽管不可能知道每一种可能出现的状态的规律。但是，我们完全可以知道每一种可选结果的出现的概率。
在这里必须申明，第一，微观粒子的不准确性是客观存在，与人们的观察无关！第二，微观粒子的不准确性绝不等于“上帝在掷色子”；因为对于赌博来讲，它的各种可能性的分布是均匀的。但微观世界的各种可能性的分布是遵循特定的规律的。即是波动方程所描述的情况。二者存在根本的差别。
就拿原子核外电子的分布来说，电子在核外的所有可能的位置的总和，就是波涵数表示的状态。但是，这个状态仅仅代表一切可能的位置的总和。而不是实际中的位置。在实际中电子只能占据波函数所表示的一切可能位置中的一个，至于是哪一个无法确定。在这里，我们谈论的显然是一切可能位置，从而是一切可能状态的总和。这个总和，就是波函数所表达的状态。因此，量子力学所研究的是一切可能状态的总和。这个状态就是用波涵数所表达的那种美丽的状态。但是，当人们具体研究电子实际出现的某一种确切的状态时，则情况就发生了巨大的变化：它就变成一个点。
又比如，我们常说的电子的双缝衍射实验。当一个电子通过双缝时，它可能通过这个缝，也可能通过另一个缝。究竟是哪一个根本没有任何规律给予确定。完全是随机的。因此，任何测量都无法确定。但这与测量手段没有任何关系。即便人们不去测量电子，这种随机性仍然存在。电子通过双缝后随机地射到屏幕的一个点上。这同样也是无规律可循的。但是，电子的一切可能击中的位置的总和，则表现出干涉图样。
考虑原子β衰变。原子核发射β粒子，它是随机发射的，而且在各个方向传播的概率是相同的。可以用球面德布罗意波来表示。哥本哈根学派认为，如果人们观测这个德布罗意波，则电子马上从球面波“坍缩”成一个点。这就是哥本哈根学派所说的波函数的“不连续坍缩”。
哥本哈根学派认为，微观粒子的不准确性是由于人们测量引起的。是由于人们观测了德布罗意波，对其产生了干扰，结果使其“坍缩”。他们认为，任何对微观世界的观测，都会对客体产生干扰，从而改变状态。于是， “物理学告诉我们的，不是关于客观世界有些什么。而是对于客观世界我们能说些什么”。
对于这个结论，薜定谔曾经提出过一个悖论，这就是著名的“薜定谔的猫”：他设想把一只猫关在钢室里，与它同时放进去的还有盖革计数器及装有氢氰酸的瓶子及其它一些附属装置，在计数器中放很少一点放射性物质，以保证在一小时之内，它只能衰变一个原子。当放射性物质发出射线时，附属装置就会自动打开装有氢氰酸的瓶子，从而毒死那只猫。
按哥本哈根学派的看法，当人们还未打开钢室时，这整个系统的波函数处于两种状态的迭加中，一种状态是“活着”，而另一种是“死亡”。当人们打开钢室时，才能决定这只猫是死了还是活着。
其实，这仅仅是人们日常生活中经常见到的一种现象，叫做“悬念”：这只猫只有两种可能性：或者死了或者还活着。或者，这个系统的波函数反映了两种可能性的迭加：一种状态是“活着”，而另一种是“死亡”。这两种可能性还无法确定。只有当打开钢室时，我们才能确定猫究竟是死了还是活着。但是，按照哥本哈根的说法，这只猫究竟死了还是活着，则取决于是否打开钢室。毒死猫的不是氢氰酸，而是打开钢室的那只手。
量子力学所告诉人们的，是一切可能性。但是，人们却把它当作现实确实出现的状态。






                                   

                               

                               
                               
                               
                               
                                                               
                                                       
                                               
                                               
                                       
                                       
                               
                                 
                               

                               
                   
                               
                                          


                                               
                                               
                               
                                               

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                                        我想，可能问题的焦点是：一旦观察，电子的行为就变了。
比如，双缝干涉。现在如果设计实验，在某一个缝的后面计数，看看有多少个电子过去。那么还能否看见干涉图样了？
传统认为，还可以；但是量子认为不可能。量子胜。
    In quantum mechanics, wave function collapse is the phenomenon in which a wave function—initially in a superposition of several eigenstates—appears to reduce to a single eigenstate after interaction with a measuring apparatus.[
这就是所谓的塌陷。这不是误会。

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