人类所能感知的最小时间刻度只不过是原子的一次震动或者电子的一次跃迁,这个对基本粒子的运动来说,可能是「几亿亿年」的时间间隔。用「几亿亿年」的时间段去衡量一个瞬间的变化,结果很可能是随机的。

比如,我们用机械秒表来计量测量一个音频信号处于正半周期还是负半周期,会得出随机的结果。


不是,根本原因是可观测量的算符不对易。

但凡是不对易的量都会有跟X-P不确定性公式非常类似的不等式,所以不确定性不只是位置动量不确定性这一个。这就是观测精度的下限了,是一个数学性的下限而非观测能力的下限,只要你承认量子力学的数学基础,这东西就无可避免。

详细的解释可以看曾谨言《量子力学》第五版第一卷,书中同时还对测量干扰误差原理和不确定性原理的关系与区别做了解释。其他版本的量子力学也有这些内容,但是恕我目前只记得清曾谨言的书上哪里找得到它。

以上。


不确定性原理可以由位置算符和动量算符的对易关系导出,这里是不含时的。

什么叫不含时呢,就是说这个结论与时间无关。


有些事情人类无法做到,并不是因为人类技术水平太低,而是物理定律存在限制,即使拥有无限高的技术也实现不了,否则就违背了整个宇宙的物理规律。(除非你拥有三体里描写的那种神级技术,能改变物理规律)

比如说,人类永远无法造出超光速飞船,因为狭义相对论限制了有质量物体所能达到的最高速度,再高的科技也只能无限接近光速,无法完全达到或突破光速。

量子不确定性原理也是如此,并非因为人类测量精度不够高,而是物理定律的限制:任何两个不对易物理量的标准差之积不小于2分之约化普朗克常数。这是数学推导的结果,不是你提高测量精度就能改变的。


不是。不确定性的原因是观测这个行为会不可避免地扰动被观测物体。

这种扰动不可避免且不可预测其结果。

简单来说就是我们习惯了「用眼镜去看一个东西,这个东西不会因为我们看它而发生改变。」这样一个事实。但是进入我们眼睛的实际上是光,只不过光的能量太小无法影响我们观测的物体(比如一块铁)的运动罢了。如果一个物体小到能被光影响到其运动状态 ,我们只要看到它反射的光的那一瞬间,它就已经不在原来的运动状态上了(被光改变了)。所以我们无法得知它的实际状态。

换成不是光的观测手段也是一样的,任何观测都不可避免地对被观测系统造成扰动;因为必须有相互作用才有观测的可能,而相互作用又必然改变被观测系统。


补充:上述内容并不准确,只能作为思想实验与理解不确定性原理的方法。而不确定性原理有很深层次的因素,与观测与否无关:

进入不确定性的世界?

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再补充,实物粒子的动量与位置是否有客观真值是一个哲学问题......物理学家只关心能不能测出来。所以,「不确定性原理」又叫「测不准原理」。按薛定谔方程是没有的,但是描述实物粒子的模型不止薛定谔方程这一个的,只不过薛定谔方程影响力最大,目前实验符合最好。


沿著一列多米诺骨牌往回观测,能看到第一张倒了的牌,这个是最后一张牌倒下的原因。

但是,第一张牌倒下的原因和最后一张牌倒下的原因,完全没有因果关系。

可以认为骨牌的大小是空间,骨牌的间隔是时间。

第一原因和空间、时间都没有因果关系。量子的不确定性,就是这个第一原因。


理论上时间的最小单位是普朗克时间,远小于电子跃迁所需要的时间。量子力学许多问题都因不含时引起直观感觉混乱,从这一点来说,正是时间元素在量子力学理论中的缺失,导致量子力学的不完备性。


首先,我很奇怪,不确定性已经证明是正确无误了吗,你真的相信世界没有规律吗?如果世界没有规律,物理学那不就是被挖掉了根,那又何必研究,没有规律就无法研究,只有默认有个规律我们才研究,所以,研究没有规律的事情本身就是逻辑矛盾的,既然矛盾,那所谓的我们认为的不确定就是有问题的,你可以假设不确定,但别人云亦云的认为不确定


这个问题是一个比较深奥的问题,并不那么像看起来容易回答。什么算符不对易,测量的干扰导致测不准,这些比较常规的经典解释似乎解决不了你的问题。我个人认为,量子的不确定性源于空间的不均匀,不均匀的空间导致微观粒子运行的轨迹呈现「跳跃」状态,在某个时间点,会「丢失」其信息,呈现出不可测量状态。那么时间的刻度即使很小,到了极限的普朗克时间,恐怕这种「丢失」的状态还是一样,因为空间就是不均匀的,或者说空间有间隔,空间是量子化的。我觉得解释不好您这个问题,这个问题很有启发性。如果您有兴趣,我可以推荐您看看物理思想的天堂的文章,里面有一些观点涉及到空间的量子化,波粒性等问题,您可以借鉴参考也许能产生您自己的理论。http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_40e7cb7a0102zmy5.html?md=gd


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