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关于量子力学不确定性原理

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/04/29 10:17:27
关于量子力学不确定性原理
不确定性原理讲的是什么?是不是说我们无法精确地测量粒子的状态?这是不是说我们的测量技术还不够呢?也就是说将来有一天我们能精确的测量每一个粒子的状态,最终我们能够根据粒子现在的状态而预测粒子的未来的状态?
那么不确定性原理与决定论矛盾吗?
不确定性原理就是“测不准原理”:一个微观粒子的某些物理量(如位置和动量,或方位角与动量矩,还有时间和能量等),不可能同时具有确定的数值,其中一个量越确定,另一个量的不确定程度就越大.
这不是说“我们无法精确地测量粒子的状态”,而是“我们无法同时精确地获得粒子状态的各个量”,追求某个状态量的精确是可以的,但会影响其它相关量的精确获得.
“测不准原理”的本质是:测量一个量总要建立在对这个量施加影响的基础上,那么无论如何也无法做到绝对精确!想测得一个量越精确就要牺牲另一个相关量的越不精确为代价.如,我想知道你的想法,但又不能对你的想法有任何影响,这不可能同时做到.因为,我想知道你的想法就要和你交流,交流肯定会对你的想法有影响(至少你会想把问题告诉我),就不能不影响你的想法.
“测不准原理”反映的是微观粒子运动的基本规律,不会因为科技的发展而改变.
决定论(又称拉普拉斯信条)是一种认为自然界和人类社会普遍存在客观规律和因果联系的理论和学说.
量子力学的解释涉及许多哲学问题,其核心是因果性和物理实在问题.按动力学意义上的因果律说,量子力学的运动方程也是因果律方程,当体系的某一时刻的状态被知道时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态.
但量子力学的预言和经典物理学运动方程(质点运动方程和波动方程)的预言在性质上是不同的.在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进.因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言.
但在量子力学中,体系的状态有两种变化,一种是体系的状态按运动方程演进,这是可逆的变化;另一种是测量改变体系状态的不可逆变化.因此,量子力学对决定状态的物理量不能给出确定的预言,只能给出物理量取值的几率.在这个意义上,经典物理学因果律在微观领域失效了.
据此,一些物理学家和哲学家断言量子力学摈弃因果性,而另一些物理学家和哲学家则认为量子力学因果律反映的是一种新型的因果性——几率因果性.量子力学中代表量子态的波函数是在整个空间定义的,态的任何变化是同时在整个空间实现的.
个人认为,既然存生“决定论”,就应该存在“非决定论”.心理学中的决定论认为,人的一切活动,都是先前某种原因和几种原因导致的结果,人的行为是可以根据先前的条件、经历来预测的.这不是很死板吗?非决定论则否认自然界和人类社会普遍存在着客观规律和必然的因果联系,认为事物的发展、变化是由不可预测的、事物内在的“自由意志”决定的.心理学中的非决定论认为,人的一切行为是由个体的目的所决定的,个体有选择的自由,个体的选择、意向、决定不受客观条件的制约,也不存在必然的因果关系.这样,“决定论”和“非决定论”共同构成了完美的大千世界.
“决定论”意味着规律,“非决定论”意味着变数.量子力学中的概率大的(如核外电子轨道)就是“决定的”,还存在更多的几率态,就是“非决定的”.我们生活的世界就是这样由“决定的”规律和“非决定的”因素存在着,我们要理解世界,就追求“决定的”,但生活无时不是充满“非决定的”.