量子力学究竟是什么

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• 海森堡说，电子有时候表现得像是粒子，有时候表现得像是波，它到底是什么，我们无法想象，也没必要想象。你应该关心的是可测量的东西。至于电子的“轨道”到底是什么样的，它是如何从这里“走到”那里的，其实都是不可测量的。 想要画出电子的路线图，你必须在每一个时刻都同时知道电子的位置和速度（也就是知道动量，p＝mv）-而海森堡说，这是不可能的！你不可能同时精确地知道一个电子的位置和动量。 海森堡是这么论证的：要想知道一个电子在哪里，你就得用光去照一照它。光的分辨率取决于其波长，波长越短，分辨率就越高，探测就越精确。所以想要精确地测量一个电子的位置，你就得用波长非常短的光。而根据光量子理论，波长越短频率就越高，频率越高光子的能量就越高。你的测量就实际上是用高能量的光子去打这个电子，你会把电子给打飞。也就是说这个高能光子带来的冲击，就会掩盖电子原来的动量。 反过来说，如果想要精确测量电子的动量，你就得用能量比较低的光子去撞击它，而这就意味着那个光子的波长比较长，你就不能准确判断电子的位置。 总而言之，位置的测量误差和动量的测量误差有一个取舍关系，它们不可能都很小。 海森堡的这一番解释当然有道理。今天你仍然会看到有些量子力学教科书，有些大学老师，用这番解释说明量子力学的不确定性-但是我可以负责任地告诉你，这个解释还不够彻底，还不够革命。 光子频率这个解释是说你“测不准”-因为你要想测量一个东西就不得不干扰这个东西，是测量手段本身的悖论。那你可能会问，如果我是全知全能的上帝，如果我能在不干扰电子的情况下感知到电子，我就应该可以测准，对吧？ 不对。包括海森堡本人后来也承认，量子力学的真正观点不是“测不准”，而是“不确定”。 不是你的能力问题，是电子的本性问题。 电子根本就不能同时拥有确定的位置和动量。不论是什么东西，电子也好，光子也好，宏观物体也好，它的位置不确定性(Δx)和动量不确定性p）都满... (查看原文)

  神前皮 2025-07-21 16:33:41

• 回顾这段历史，我们看到玻尔、海森堡和玻恩这些人很容易就接受了量子力学，他们代表“主流”。因为这一派人物都团结在丹麦哥本哈根大学玻尔的麾下，量子力学的这个主流解释也被称为“哥本哈根解释”。 而普朗克、爱因斯坦、德布罗意和薛定谔，虽然对量子力学作出了决定性的贡献，但是并不愿意接受“主流解释”。这是为什么呢？ 这可能跟思想保守有关系，但是以我之见，这里面还有一个讲不讲哲学的问题。 如果你是工程师思维，做事只看结果，那么量子力学已经能给你提供足够好的结果了。没有谁需要精确地预测单个电子的位置。做实验都是用一大堆粒子，量子力学描写粒子集体行为非常精确。物理学家有句话叫“Shut up and calculate”，意思就是别想那些没用的，算就完事了。 但是有的人自带一点哲学家思维，他们非得想一想。这一细想，那个本质的不确定性和突然间的波函数坍缩，就太难让人接受了。所以说哲学有时候也真是害人，思考带给你的并不总是快乐，还可能有无尽的痛苦。 (查看原文)

  神前皮 2025-07-21 16:33:41

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