人類所能感知的最小時間刻度只不過是原子的一次震動或者電子的一次躍遷,這個對基本粒子的運動來說,可能是「幾億億年」的時間間隔。用「幾億億年」的時間段去衡量一個瞬間的變化,結果很可能是隨機的。

比如,我們用機械秒錶來計量測量一個音頻信號處於正半周期還是負半周期,會得出隨機的結果。


不是,根本原因是可觀測量的算符不對易。

但凡是不對易的量都會有跟X-P不確定性公式非常類似的不等式,所以不確定性不只是位置動量不確定性這一個。這就是觀測精度的下限了,是一個數學性的下限而非觀測能力的下限,只要你承認量子力學的數學基礎,這東西就無可避免。

詳細的解釋可以看曾謹言《量子力學》第五版第一卷,書中同時還對測量干擾誤差原理和不確定性原理的關係與區別做了解釋。其他版本的量子力學也有這些內容,但是恕我目前只記得清曾謹言的書上哪裡找得到它。

以上。


不確定性原理可以由位置算符和動量算符的對易關係導出,這裡是不含時的。

什麼叫不含時呢,就是說這個結論與時間無關。


有些事情人類無法做到,並不是因為人類技術水平太低,而是物理定律存在限制,即使擁有無限高的技術也實現不了,否則就違背了整個宇宙的物理規律。(除非你擁有三體里描寫的那種神級技術,能改變物理規律)

比如說,人類永遠無法造出超光速飛船,因為狹義相對論限制了有質量物體所能達到的最高速度,再高的科技也只能無限接近光速,無法完全達到或突破光速。

量子不確定性原理也是如此,並非因為人類測量精度不夠高,而是物理定律的限制:任何兩個不對易物理量的標準差之積不小於2分之約化普朗克常數。這是數學推導的結果,不是你提高測量精度就能改變的。


不是。不確定性的原因是觀測這個行為會不可避免地擾動被觀測物體。

這種擾動不可避免且不可預測其結果。

簡單來說就是我們習慣了「用眼鏡去看一個東西,這個東西不會因為我們看它而發生改變。」這樣一個事實。但是進入我們眼睛的實際上是光,只不過光的能量太小無法影響我們觀測的物體(比如一塊鐵)的運動罷了。如果一個物體小到能被光影響到其運動狀態 ,我們只要看到它反射的光的那一瞬間,它就已經不在原來的運動狀態上了(被光改變了)。所以我們無法得知它的實際狀態。

換成不是光的觀測手段也是一樣的,任何觀測都不可避免地對被觀測系統造成擾動;因為必須有相互作用才有觀測的可能,而相互作用又必然改變被觀測系統。


補充:上述內容並不準確,只能作為思想實驗與理解不確定性原理的方法。而不確定性原理有很深層次的因素,與觀測與否無關:

進入不確定性的世界?

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再補充,實物粒子的動量與位置是否有客觀真值是一個哲學問題......物理學家只關心能不能測出來。所以,「不確定性原理」又叫「測不準原理」。按薛定諤方程是沒有的,但是描述實物粒子的模型不止薛定諤方程這一個的,只不過薛定諤方程影響力最大,目前實驗符合最好。


沿著一列多米諾骨牌往回觀測,能看到第一張倒了的牌,這個是最後一張牌倒下的原因。

但是,第一張牌倒下的原因和最後一張牌倒下的原因,完全沒有因果關係。

可以認為骨牌的大小是空間,骨牌的間隔是時間。

第一原因和空間、時間都沒有因果關係。量子的不確定性,就是這個第一原因。


理論上時間的最小單位是普朗克時間,遠小於電子躍遷所需要的時間。量子力學許多問題都因不含時引起直觀感覺混亂,從這一點來說,正是時間元素在量子力學理論中的缺失,導致量子力學的不完備性。


首先,我很奇怪,不確定性已經證明是正確無誤了嗎,你真的相信世界沒有規律嗎?如果世界沒有規律,物理學那不就是被挖掉了根,那又何必研究,沒有規律就無法研究,只有默認有個規律我們才研究,所以,研究沒有規律的事情本身就是邏輯矛盾的,既然矛盾,那所謂的我們認為的不確定就是有問題的,你可以假設不確定,但別人云亦云的認為不確定


這個問題是一個比較深奧的問題,並不那麼像看起來容易回答。什麼算符不對易,測量的干擾導致測不準,這些比較常規的經典解釋似乎解決不了你的問題。我個人認為,量子的不確定性源於空間的不均勻,不均勻的空間導致微觀粒子運行的軌跡呈現「跳躍」狀態,在某個時間點,會「丟失」其信息,呈現出不可測量狀態。那麼時間的刻度即使很小,到了極限的普朗克時間,恐怕這種「丟失」的狀態還是一樣,因為空間就是不均勻的,或者說空間有間隔,空間是量子化的。我覺得解釋不好您這個問題,這個問題很有啟發性。如果您有興趣,我可以推薦您看看物理思想的天堂的文章,裡面有一些觀點涉及到空間的量子化,波粒性等問題,您可以借鑒參考也許能產生您自己的理論。http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_40e7cb7a0102zmy5.html?md=gd


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