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量子力学中有一德堡测不准原理,该原理认为:当观测电子等量子候,观测仪射的光子就能对量子产生作用,从而影响量子的运动,这样,当对于量子位置的测量越准确的时候对于其动量的测量就越确,相反亦然。

海森伯(Werner Heisenberg)教授于1927年在德国最高的学府海德堡大学的一场量子物理学实验,得出一个举世震惊的实验结果,写一篇论文创出了"测不准原理",海森伯因此得到了1932年的诺贝尔物理学奖。

这场实验结果影响了英国与德国哲学界及社会学界的学术大战,有名的英国哲学大师卡尔波普(Karl Popper)一个人对整个法兰克福学派进行了大辩论,卡尔波普(Karl Popper)认为人类的历史是无法预测的。没有人能否定人类知识对人类历史的发展是有很大影响的。[color=#ff0000]但是知识也是无法被预测的[/color],例如当我们预测若干年后会发明一套比相对论更伟大的理论出来,并且把理论的内容也预测出来。如果有人作了这个预测,事实上就表示这一套理论知识现在就已经具备了,因此知识是无法被预测的,他主张“[color=#ff0000]凡无法用经验证明的都应加以排斥于科学之外,科学与寻求确定性、或然性或可靠性没有关系,真理是目前还没有发现的东西,我们只有靠不断检验现存的道理,不断试图证明它们的谬误,来取得一点进步”。

不确定性原理

定义

又名“测不准原理”、“不确定关系”,英文"Uncertainty principle",是量子力学的一个基本原理,由德国物理学家海森堡于1927年提出。

该原理表明: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。测量一对共轭量的误差的乘积必然大于常数 h/2π (h是普朗克常数)是海森伯在1927年首先提出的,它反映了微观粒子运动的基本规律,是物理学中又一条重要原理。

[编辑本段]理论背景

海森伯在创立矩阵力学时,对形象化的图象采取否定态度。但他在表述中仍然需要使用“坐标”、“速度”之类的词汇,当然这些词汇已经不再等同于经典理论中的那些词汇。可是,究竟应该怎样理解这些词汇新的物理意义呢?海森伯抓住云室实验中观察电子径迹的问题进行思考。他试图用矩阵力学为电子径迹作出数学表述,可是没有成功。这使海森伯陷入困境。他反复考虑,意识到关键在于电子轨道的提法本身有问题。人们看到的径迹并不是电子的真正轨道,而是水滴串形成的雾迹,水滴远比电子大,所以人们也许只能观察到一系列电子的不确定的位置,而不是电子的准确轨道。因此,在量子力学中,一个电子只能以一定的不确定性处于某一位置,同时也只能以一定的不确定性具有某一速度。可以把这些不确定性限制在最小的范围内,但不能等于零。这就是海森伯对不确定性最初的思考。据海森伯晚年回忆,爱因斯坦1926年的一次谈话启发了他。爱因斯坦和海森伯讨论可不可以考虑电子轨道时,曾质问过海森伯:“难道说你是认真相信只有可观察量才应当进入物理理论吗?”对此海森伯答复说:“你处理相对论不正是这样的吗?你曾强调过绝对时间是不许可的,仅仅是因为绝对时间是不能被观察的。”爱因斯坦承认这一点,但是又说:“一个人把实际观察到的东西记在心里,会有启发性帮助的……在原则上试图单靠可观察量来建立理论,那是完全错误的。实际上恰恰相反,是理论决定我们能够观察到的东西……只有理论,即只有关于自然规律的知识,才能使我们从感觉印象推论出基本现象。”

海森伯在1927年的论文一开头就说:“如果谁想要阐明‘一个物体的位置’(例如一个电子的位置)这个短语的意义,那么他就要描述一个能够测量‘电子位置’的实验,否则这个短语就根本没有意义。”海森伯在谈到诸如位置与动量,或能量与时间这样一些正则共轭量的不确定关系时,说:“这种不确定性正是量子力学中出现统计关系的根本原因。”

海森伯测不准原理是通过一些实验来论证的。设想用一个γ射线显微镜来观察一个电子的坐标,因为γ射线显微镜的分辨本领受到波长λ的限制,所用光的波长λ越短,显微镜的分辨率越高,从而测定电子坐标不确定的程度△q就越小,所以△q∝λ。但另一方面,光照射到电子,可以看成是光量子和电子的碰撞,波长λ越短,光量子的动量就越大,所以有△p∝1/λ。经过一番推理计算,海森伯得出:△q△p=h/4π。海森伯写道:“在位置被测定的一瞬,即当光子正被电子偏转时,电子的动量发生一个不连续的变化,因此,在确知电子位置的瞬间,关于它的动量我们就只能知道相应于其不连续变化的大小的程度。于是,位置测定得越准确,动量的测定就越不准确,反之亦然。”

海森伯还通过对确定原子磁矩的斯特恩-盖拉赫实验的分析证明,原子穿过偏转所费的时间△T越长,能量测量中的不确定性△E就越小。再加上德布罗意关系λ=h/p,海森伯得到△E△T<h,并且作出结论:“能量的准确测定如何,只有靠相应的对时间的测不准量才能得到。”

海森伯的测不准原理得到了玻尔的支持,但玻尔不同意他的推理方式,认为他建立测不准关系所用的基本概念有问题。双方发生过激烈的争论。玻尔的观点是测不准关系的基础在于波粒二象性,他说:“这才是问题的核心。”而海森伯说:“我们已经有了一个贯彻一致的数学推理方式,它把观察到的一切告诉了人们。在自然界中没有什么东西是这个数学推理方式不能描述的。”玻尔则说:“完备的物理解释应当绝对地高于数学形式体系。”

玻尔更着重于从哲学上考虑问题。1927年玻尔作了《量子公设和原子理论的新进展》的演讲,提出著名的互补原理。他指出,在物理理论中,平常大家总是认为可以不必干涉所研究的对象,就可以观测该对象,但从量子理论看来却不可能,因为对原子体系的任何观测,都将涉及所观测的对象在观测过程中已经有所改变,因此不可能有单一的定义,平常所谓的因果性不复存在。对经典理论来说是互相排斥的不同性质,在量子理论中却成了互相补充的一些侧面。波粒二象性正是互补性的一个重要表现。测不准原理和其它量子力学结论也可从这里得到解释。-

下面是更多关于海德堡的问答

最佳贡献者
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什么是海德堡测不准原理

量子中有一个海德堡测原理,该原理认为:当电子等量时候,观测仪器发射的光子就能对量子产生作用,从而影响量子的运动,这样,当对于量子位置的测量越准确的时候对于其动量的测量就越不准确,相反亦然。
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量子力学的测不准原理将导致不可知论吗

海德堡测不准定则定则是基石,爱因斯坦到死都没能想出如何打破他来恢复因果铁则,你告诉我要破了?黑人问号
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命运真的能算出来么?

现在的人到命运的不可琢磨性,就德堡的准原理一样。永远也不能对命运一清二楚现在偏偏有些人说他能够预测,能够知晓一个人的过去未来,就是我们常说的算名先生。我承认,世上确实有那么一些人有某些特异的本领。能够知道一些别人不知道的事。但我从未遇到过。在北京这样一个藏龙卧虎的地方,我不知道有没有这样的人存在。我现在在人生的路口徘徊,不知道像哪个方向走。我像得到货真价实的指引。同龄人的你有没有这样的困惑与需求呢?大家来帮助大家吧。请大家提供一个这样的人的信息。我需要人生的指引和方向。(江湖骗子请不要入内)
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概率波与不确定性原理什么关系?

物质波

物质就是几率波,间中某点某时刻可能出现的几率。比如一个,是自由电子,那么它的波函数就是行波,就是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率相等。如果被束缚在氢原子里,并且处于基态,那么它出现在空间任何一点都有可能,但是在波尔半径处几率最大。对于你自己也一样,你也有可能出现在月球上,但是和你坐在电脑前的几率相比,是非常非常小的,以至于不可能看到这种情况。这些都是量子力学的基本概念,非常有趣。

也就是说,量子力学认为物质没有确定的位置,它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值,在不测量时,它出现在哪里都有可能,一旦测量,就得到它的平均值和确定的位置。

量子力学里,不对易的力学量,比如位置和动量,是不能同时测量的,因此不能得到一个物体准确的位置和动量 ,位置测量越准 ,动量越不准。这个叫不确定性原理,当然即使不测量,它也存在。

机械波是周期性的振动在媒质内的传播,电磁波是周期变化的电磁场的传播.物质波既不是机械波,也不是电磁波.在德布罗意提出物质波以后,人们曾经对它提出过各种各样的解释.到1926年,德国物理学家玻恩(1882~1970)提出了符合实验事实的后来为大家公认的统计解释:物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比.按照玻恩的解释,物质波乃是一种几率波.德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比

粒子观点:电子密处,概率大。电子疏处,概率小。

波动观点:电子密处,波强大。电子疏处,波强小。

波强∝振幅平方A2∝粒子密度∝概率。

在德国哥延根大学的一个墓碑上刻着一个非常奇特的墓志铭,它没有文字,仅有一个公式:

pq—qp=h/2pi

这是量子力学中的一个基本关系,它被认为是该大学物理系著名的教授玻恩一生中最为重要的一项贡献。其实,在玻恩担任该系教授及系主任期间,该系一度成为理论物理研究中心,只有哥本哈根N·玻尔研究所才能与之相比较。

1882年12月11日,玻恩诞生于德国弗罗茨瓦夫的一个内科医生家庭。四岁时,母亲即去世了,他早期主要跟随外祖母生活。他曾在布雷斯劳大学、柏林大学、海德堡大学、苏黎世大学和剑桥大学读过书,任过教,后在哥延根大学取得哲学博士学位,并留在该校物理系担任系主任,一度该系成为世界理论物理研究中心,连著名的物理学家泡利和海森堡都在该系做他的研究助手。泡利曾因提出“泡利不相容原理”而闻名全世界,海森堡也曾提出了量子力学的一个基本原理,即“测不准原理”,表明了经典力学规律不适用于亚原子微粒,因为不能同时知道这些粒子的位置和速度。

1924年,德布罗意提出了物质波的概念,即认为一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长,后来,G·P·汤姆逊等人从电子衍射证明电子具有波动性。以此为研究起点,玻恩系统地提出了一种理论体系,把其中德布罗意电子波认为是电子出现的几率波,电子运动可以用一个波函数来表征,它不表示一个电子确定的运动方向与确定的轨道,但却说明电子占据空间某一点所存在的几率。犹如我们抛硬币,事先我们无法判别正面向上,还是反面向上,但却知道它们各自的几率是多少。玻恩用几率波成功地说明了量子力学的波函数的确切含意。

正由于玻恩对量子力学这门新兴学科的重大贡献,使他赢得了1954年度的诺贝尔物理学奖。

http://bk.baidu.com/view/181885.htm

概率波

物质波

概率波 ,就是物质波,指空间中某点某时刻可能出现的几率。比如一个电子,如果是自由电子,那么它的波函数就是行波,就是说它有可能出现在空间中任何一点,每点几率相等。如果被束缚在氢原子里,并且处于基态,那么它出现在空间任何一点都有可能,但是在波尔半径处几率最大。对于你自己也一样,你也有可能出现在月球上,但是和你坐在电脑前的几率相比,是非常非常小的,以至于不可能看到这种情况。这些都是量子力学的基本概念,非常有趣。

也就是说,量子力学认为物质没有确定的位置,它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值,在不测量时,它出现在哪里都有可能,一旦测量,就得到它的平均值和确定的位置。

量子力学里,不对易的力学量,比如位置和动量,是不能同时测量的,因此不能得到一个物体准确的位置和动量 ,位置测量越准 ,动量越不准。这个叫不确定性原理,当然即使不测量,它也存在。

机械波是周期性的振动在媒质内的传播,电磁波是周期变化的电磁场的传播.物质波既不是机械波,也不是电磁波.在德布罗意提出物质波以后,人们曾经对它提出过各种各样的解释.到1926年,德国物理学家玻恩(1882~1970)提出了符合实验事实的后来为大家公认的统计解释:物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比.按照玻恩的解释,物质波乃是一种几率波.德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比

粒子观点:电子密处,概率大。电子疏处,概率小。

波动观点:电子密处,波强大。电子疏处,波强小。

波强∝振幅平方A2∝粒子密度∝概率。

http://bk.baidu.com/view/286596.htm

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高手进,请问如果未来发明了空间传送器(不是时间传送器),制造这个机器将会是一个很复杂的过程吗

必须的,未知的东西在未发明之前总是很复杂。
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高手进,预测一下,空间传送器(不是时间传送器)将会有多大?是不是和红警里面一样,是一个大机器

传送就是或物从一个空间瞬间转移到另一个空技术。目前科猜测有如下方法:1空间折叠技术。2虫洞效应技术。3空间传送器技术。空间折叠技术就是把相距遥远的两个空间利用一定科学方法折叠到一起,适合大规模空间传送。虫洞效应就是把平行的或相距遥远的两个空间之间开一扇门或窗使两边可以跨越。适合小批量传送。空间传送器是把人或物个体瞬间分解传送至目的空间,而后重新组装的机器,所以其大小相当于一座大型CT机。
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物质波,概率波是什么?

就是 物体运动都是波
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测不准是指本身就是随机的还是人类没方法测准?

那你应该先去学习量子力学!

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