首页 > 烧脑物数 > 正文

我们的世界是真实的,确定的,可以认知的。比如说,此刻的你悠闲地坐在沙发上,拿着手机读这篇文章,这件事非常确定。你的时间,位置,速度等都非常确定。这就是爱因斯坦眼里的“可认识论”,也表明我们生活在经典世界里。

但是一旦来到了量子世界,一切就变得非常诡异,我们传统概念里的确定性荡然无存,一切都变得非常模糊不定,那是一个不确定的世界。

在我们生活的经典世界里,我们可以轻松预测下一刻会发生什么。举个例子,你打篮球时在罚球线罚球,理论上只要你能控制好力度,角度,还能根据周围环境(比如风速,摩擦力等)调整自己的投篮动作,你一定能投进。

但在量子世界就不行了,你永远不知道下一刻会发生什么,不管你多么努力都不行。如果你在量子世界里投篮,不管你计算得多准,控制得多准,你都可能投不进,你投的篮球甚至可能直接出现在你身后。

在量子世界,不确定性与我们的努力无关,与测量也没有关系,它是一种固有属性,内在秉性。

那里的一切只能用概率去描述,所谓的“波函数”。我们只能知道某个微观粒子在某个地方出现的概率,不知道微观粒子到底会出现在哪里。

当我们试图观测时,微观粒子的“波函数”就坍缩了,我们会看到:原来微观粒子在这个地方。事实上,微观粒子可以在任何地方,甚至同时出现在两个不同的地方,只是在我们观测的那一时刻出现在某个地方。

量子世界的不确定性让很多人感到迷惑,甚至无法接受,但不确定性却是存在的。

不确定性原理表明,我们永远不可能同时得知一个微观粒子的位置和速度,用一个公式表示就是ΔxΔp≥h/4π。

其中h为普朗克常数,公式意味着:位置的不确定性和动量(速度)的不确定性乘积必然大于等于h/4π。

也就是说,微观粒子的位置越确定,速度就越不确定,反之亦然。

除了位置和速度,时间和能量也有这种关系,时间不确定性与能量不确定性的乘积也大于等于h/4π:△E△T≥h/4π

如何理解时间和能量的这种关系?

真空环境也是存在能量的,理论上我们可以确定真空里到底有多少能量。

但如果我们把时间分割成非常小的间隔,在非常短的时间里,真空里的能量多少就变得模糊起来,我们不能确定真空里到底有多少能量。

而且时间越短,真空里的能量不确定性就越大。能量的不确定性大到一定程度,奇妙的事情就出现了:真空甚至能创造出粒子,当然这种粒子存在的时间非常短,瞬间就消失了。

为何会这样?因为时间越短,能量越不确定,就可能会出现能量非常大,然后粒子就出现了,因为粒子本身也是能量的表现。

这其实就是量子起伏(量子涨落),在极短的时间里,真空随机衍生出粒子,然后瞬间消失。只要时间足够短,就可以一直发生。粒子可以通过向真空“赊借”能量的方式出现,然后瞬间消失,把能量归还给真空,只要归还的速度足够快(持续时间足够短),大自然并不反对。

来自真空的奥秘,那里的世界颠覆你我的传统认知

可以这样通俗理解:只要时间足够短,任何事情都可能发生。

由于宏观世界同样由微观粒子构成,所以理论上不确定性原理同样适用于宏观世界,只不过有质量(能量)过大,这种不确定性根本就体现不出来。

单纯从理论上分析,你此刻正在沙发上读这篇文章,但实际上你也有可能出现在月球上,只要时间足够短就可以发生,实际上发生的几率太小太小了,以至于根本不会在现实中出现。

原文链接:https://www.toutiao.com/i7073067841259553314

本站文章部分来自于互联网,已注明出处。 未注明原文出处皆为原创文章,转载同样请注明出处并添加链接。

猜你喜欢
发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

评论信息
picture loss