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著名的海森伯格不确定性原理的惊人科技真相!-今日头条

海森堡不确定性原理是可以从量子力学引申到日常生活的多个原因之一。说的是你永远不能同时知道一个物体精确的位置和速度。这一原理暗喻所有的事情,文艺评论,体育解说等等。不确定性通常被解释为测量的结果,主动测量物体的位置会改变物体的速度,反之亦然。而其真正的原因是更加深奥,更加令人惊奇的。

不确定性原理存在,是因为宇宙中的所有物质都同时表现为粒子和波形,在量子力学中,一个物体的精确位置和速度都没有意义。为了理解这个我们需要了解物质表现为粒子或波形是什么意思。

粒子,从定义上来看,在每一个瞬间都存在于一个单一的地方,我们可以将它用图标表示出来,以此来展现在特定位置可以找到这个物体的可能性。它就像一颗钉子一样,百分百在一个精确的位置,不可能在其他地方。而另一方面,波形是散播到空间中的干扰波,像池塘上的涟漪一样延伸。我们可以很清晰地捕捉到整个波形图像,波长是最重要的,它是两个相邻波峰,或者两个相邻波谷之间的距离,但我们无法给它制定一个位置,它很有可能分布在许多不同的地方。波长是量子力学的一个中心概念,因为波长与动量相关,动量=质量*速度。快速移动的物体动量很大,波长很短。很重的物体有很大的动量,尽管移动地不快,并且波长也很短,这就是为什么我们不注意日常物体的波的本质。如果你向空中投掷一个棒球,它的波长会是万亿分之一米的万亿分之一的十亿亿分之一,微小到根本无法察觉。但是,小东西,像原子或者电子一样可以产生足够大的波长,在物理试验中被检测到。所以,如果我们有一个纯波,我们可以测量出它的波长的出动量,但是它没有位置。我们知道一个粒子的精确位置,但它没有波长,所以我们无法得知它的动量。要同时得出一个粒子的动量和位置,我们需要将两张图混合在一起。在一个小范围内做一张含波的图表,怎么做呢?

将不同波长的波组合在一起,这就意味着给量子对象拥有不同动量的可能性。我们发现有些地方波峰对齐了,形成一个更大的波,而其他地方一个波的波峰填充了另一条波的波谷,结果是,我们看到有些地方的波中间隔着一块空白,如果加上第三个波形,这些波相互抵消的部分就会变大,加上第四个又会更大,而波形区域越来越小,如果加上第三个波形,我们就可以做一个波包。在一个小区域内有一个明显的波长,那就是一个含有波形和粒子属性的量子物体。但为了实现这个,我们只能放弃对位置和动量的确定性,位置并不只是固定在一个点上,在波包中心的某个区域找到它的可能性很大,我们用许多波形组成波包,这就意味着一个波包的动量,有可能对应其中任何一个波的动量,位置和动量都是不确定的,并且它们的不确定性互相关联,如果你想更准确的知道动量,你就需要添加更多波形,就意味着更大的动量不确定性。如果你想更精确的知道动量,你就需要一个更大的波包,这就意味着更大的位置不确定性,这就是海森堡不确定性原理。

德国物理学家海森堡于1927年第一次提出,这个不确定性原理不是测量好坏的问题,而是将粒子和波的本质进行结合导致的必然结果。不确定性原理不只是对测量的实际限制,更是对一个物体属性的限制,构成了整个宇宙基础结构的一部分。

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