理论物理学 测不准原理

haryewkun

从《果核的宇宙》这本书里面，看到了测不准原理的原因：

低能量的测定光线，比较不会影响电子的速度，但是无法确定电子的确实位置
高能量的测定光线，会严重地影响电子的速度，但是可以准确测定电子的确实位置

原来，测不准原理只是认为我们目前的科技，无法测得出，并不是认为原子真正是无法测量吧？用光线测不出来，就认为东西无法被测量，不是很奇怪吗？这就好像说用尺量不出长度，就断言东西的长度是无法被量度的。

1。测不准原理到底是怎样通过考验的？

2。用光线会影响到电子，那么用重力波怎么样？

RachaelGun

可能是吧，现在科技测不出来，因为现在还不知道有什么东西能有更短的波长及零能量或者不用碰撞来测量。

haryewkun

测不准理论最著名的实验，就是电子枪同时具有水波及粒子的性质。

但是，电子在一个空间划过，应该会有重力方面的影响吧？

没错，是不能发射任何光线影响到电子。但电子本身也具有质量，质量在空间移动，应该会造成重力的轻微改变(就像以前天王星影响土星的轨道)，这样不能侦察出电子是在那一个洞移动吗？

RachaelGun

重力也是有粒子，引力子，要测到电子位置也是会改变电子速度。现在的科技要测量东西，都必须有所接触，光、引力，都符合测不准原理。这是我认为的。hehe...

haryewkun

如果用重力来测量的话，不用动到被探测者呵。想像电子是一颗慧星，要知道这个慧星从那一个洞口飞过，只要在洞口旁边让两颗行星转转，看那一颗行星转的轨道有变化，就可以算出从那一个洞口进入了吧？

不过，那个行星的轨道的变化，会不会小到无法测量。。。嗯，这是一个问题，要算算看才知道。

RachaelGun

哈。。。我不会了，我想自然有人想过这么做吧。暂且接受一个电子同时穿过两条缝吧。也许量子力学就是我们接受不了的实事。还有更多奇特的事情。一个电子在空中走过会有几个轨道？答案是不止一个。粒子不像在经典亦即非量子理论中那样，在时空中只有一个历史或一个轨道，而是认为从A到B，粒子可走任何可能的轨道。

电子不是粒子也不是波，他是我们还未接触过的第三态，波粒二像性，又是波又是粒子。哎。。。那它到底是波还是粒子？

http://none.gotomud.com/viewthre ... =2&sid=gx9NKUje

这篇我很喜欢。科学+哲学。

haryewkun

被动地接受可不是科学的精神，即使全世界的物理学家都告诉我们，电子同时具有波及粒子的性质，我们也应该打破铁窝问到底，清楚知道它是怎样得到这样的结果，这样才能学到东西哦！

我所知道的任何电子波/粒子的实验，都是用光来量测的，光本来就是一种电磁波，会影响到电子一点也不出奇。从来就没人用重力来对它作测试。

也许用光(电磁波)测不到电子的所在，但是用重力呢？重力不行吗？

根据测不准理论，电子的准确所在是无法被测知的。

但是我想，电子真的测不到准确的所在？我想到了一个实验，有兴趣的不妨帮忙想想看有没有问题。

电子太轻，会被光这种电磁波所干扰。

中子的重量远远超过电子，应该不会被光所干扰，所以中子的所在是可以被准确知道的。这是一个猜测，实际上是不是，只要把电子改成中子测试一下就知道了。中子会否也像电子那样会被光影响呢？

如果中子可以被准确测量，只要量度它与电子之间的重力加速度，便能准确知道电子所在的区域。即使我们完全不把灯光打到电子身上，我们依然可以从中子获得电子的资讯。

flyingfish

在量子力学领域里,
位置x和动量p不能同时都准确的量度.
用高能量波,delta x小,delta p大
用低能量波,delta p小,delta x大
不管用什么能量的波,都不能同时准确的量度x与p.

有关重力波:
http://scienceworld.wolfram.com/physics/GravitationalWave.html
但用重力波也一样,"不管用什么能量的波,都不能同时准确的量度x与p"

有关测不准原理:
http://www.aip.org/history/heisenberg/p08.htm
uncertainty relations
一些历史进程..文中说测不准原理先出现在Heisenberg写给Pauli的14页信里.
真厉害,14页哩.

gamma ray microscope experiment
可看看测不准原理是怎样导出来的.

implications of uncertainty
测不准原理的后果..

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/unccon.html#c1
参考以上网站:
从(delta x).(delta p) 的限制,可导出:

1.containment of particle需要的能量
2.zero point energy for harmonic oscillator

从(delta E).(delta t)的限制,可算出particle lifetimes等..
加E=mc^2,可算出各基本力的range.

而这些算出的答案都与事实符合..测不准原理是有实验数据支持的.

另外,conflict with general relativity at small scale又衍生了string theory..

RachaelGun网友给的那篇文章很不错,谢谢.再仔细看看.
这"百度论坛"真厉害.

海神之風

haryewkun:
测不准原理只是认为我们目前的科技，无法测得出，并不是认为原子真正是无法测量吧？(原理上看来，量子成度的粒子其速度与位置确是不确定性。这无关我们的测量设备。

1。测不准原理到底是怎样通过考验的？
(各种假想试验咯。目的是用来解释量子的模糊性。)

2。用光线会影响到电子，那么用重力波怎么样？
(你知道重力波多么弱小吗？要是那么容易使用重力波，我们今天可以用石头发出的重力当手机用了！
目前的技术是不可行(指用重力波))

haryewkun

1) 用这个方法行不行？

但是我想，电子真的测不到准确的所在？我想到了一个实验，有兴趣的不妨帮忙想想看有没有问题。

电子太轻，会被光这种电磁波所干扰。中子的重量远远超过电子，应该不会被光所干扰，所以中子的所在是可以被准确知道的。这是一个猜测，实际上是不是，只要把电子改成中子测试一下就知道了。中子会否也像电子那样会被光影响呢？

如果中子可以被准确测量，只要量度它与电子之间的重力加速度，便能准确知道电子所在的区域。即使我们完全不把灯光打到电子身上，我们依然可以从中子获得电子的资讯。

2) 测不准原理的作者，只是说用光来测量会改变电子的轨道，我看了很多篇文章，并没有说到以别的「力」来测量有什么后果。从测不准原理的中心思想来看是这样的：「相对电子的质量，光的力量太大，会干扰到电子本身」。

我不认为用重力波去量测电子，会违反测不准原理。基本上仍然有精确度的上限，但重力比电磁力弱很多很多，如果精确度可以提升几千万倍，那和完全精确测量也没有什么差别了。

3) 一个正子，一个电子，互相碰撞会发生 Gamma Ray。

在碰撞的那一刹那，电子的位置所在是必然的。我们可以从 Gamma Ray 倒算发生碰撞的地点，精确度可以说是无限的。

如果我们把一块石头丢进水池，根据测不准原理，我们不可以用眼睛或仪器观察该石头，但我们观察水池的波总可以吧？从水池的波，算出中央，我们就可以准确地讲该石头在是撞进水池的那里了。


这是我想的几种办法，请大家多多指教。

Asurahyde

RachaelGun 于 27-2-2004 01:24 PM  说 :
重力也是有粒子，引力子，要测到电子位置也是会改变电子速度。现在的科技要测量东西，都必须有所接触，光、引力，都符合测不准原理。这是我认为的。hehe...

引力子是為了統合各力場的model而設。正期待實驗的證明。

其實﹐有的話對于電子影響不大﹐要考慮﹐則破壞樓主實驗的本質。

Asurahyde

其實關於UNcertainty Principle 在下有說明﹐http://chinese.cari.com.my/myforum/viewthread.php?tid=48094&page=3&fpage=1

不要過于執著眼睛看到的。那不一定是你認為的這樣。