量子力學(xué)中不確定原理的簡(jiǎn)介

量子力學(xué)中不確定原理的簡(jiǎn)介---梁菊、袁梓琪、許崇勃量子力學(xué)？不確定原理？從一個(gè)有趣的帖子引入工科男的悲劇把理論運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中科學(xué)地把妹巴甫洛夫把妹法

曾經(jīng)有一位生物學(xué)人士，公布了工科把妹第一彈，即“巴甫洛夫把妹法”：

每天給你那位心儀的女同事/女同學(xué)的抽屜里都放上精心準(zhǔn)備的早餐，并且保持緘默不語(yǔ)，無(wú)論她如何詢(xún)問(wèn)，都不要說(shuō)話(huà)。

如此堅(jiān)持一至兩個(gè)月，當(dāng)妹子已經(jīng)對(duì)你每天的準(zhǔn)時(shí)早餐習(xí)以為常時(shí)，突然停止送餐，她心中一定會(huì)產(chǎn)生深深的疑惑及失落，同時(shí)會(huì)滿(mǎn)懷興趣與疑問(wèn)找到你詢(xún)問(wèn)，這時(shí)再一鼓作氣將其拿下。

此法借鑒了不朽的生物學(xué)家巴甫洛夫之“條件反射試驗(yàn)”，故名“巴甫洛夫把妹法”。生物界良策在前，物理界豈甘人后！今天，就將向大家隆重介紹量子論的勝利——“薛定諤把妹法”！薛定諤的貓眾所周知，為了淺顯地說(shuō)明量子論的概率特性，偉大的薛定諤同志作出過(guò)一個(gè)假設(shè)實(shí)驗(yàn)：薛定諤的貓實(shí)驗(yàn)美劇生活大爆炸片段（1min）情景：女主角penny詢(xún)問(wèn)sheldon是否應(yīng)該和他的舍友約會(huì)…這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,事件在被觀(guān)察以前，一直處在一個(gè)所謂“概率云”的狀態(tài)下，一旦受到觀(guān)察，則坍縮為實(shí)體。以上是引言，正文在此：

薛定諤把妹法乃是建立在巴甫洛夫把妹法之上的威力加強(qiáng)版：

每天早上，你拿出一個(gè)硬幣拋擲，讓偉大的隨機(jī)性來(lái)決定今天是否給妹子送早餐。

這樣，當(dāng)妹子每天打開(kāi)抽屜之前，都不知道是否有早餐，而早餐的有無(wú)乃是一個(gè)獨(dú)立隨機(jī)事件，完全無(wú)法推測(cè)。每天的早餐對(duì)于妹子都是一個(gè)未知的神秘存在，妹子將逐漸為這一神秘的現(xiàn)象所吸引，最終將不可避免的對(duì)這個(gè)送餐人產(chǎn)生極大的興趣，你在她的心中蒙上了神秘的面紗。

這個(gè)謎一樣的男子，這一刻薛定諤附體，帶著量子論般深沉的哀愁，讓她從此不能自拔！

量子力學(xué)是描述原子、電子等微觀(guān)粒子的理論，它所揭示的微觀(guān)規(guī)律與日常生活中看到的宏觀(guān)規(guī)律很不一樣。處于所謂“疊加態(tài)”的微觀(guān)粒子之狀態(tài)是不確定的。例如，電子可以同時(shí)位于幾個(gè)不同的地點(diǎn)，直到被觀(guān)察測(cè)量（觀(guān)測(cè)）時(shí)，才在某處出現(xiàn)。這種事如果發(fā)生在宏觀(guān)世界的日常生活中，就好比：我在家中何處是不確定的，你看我一眼，我就突然現(xiàn)身于某處——客廳、餐廳、廚房、書(shū)房或臥室都有可能。常人認(rèn)為荒謬，物理學(xué)家如薛定諤也想不通。于是薛定諤就編出了這個(gè)佯謬，以引起注意。果不其然！物理學(xué)家爭(zhēng)論至今。（佯謬就是指看上去是一個(gè)錯(cuò)誤，但實(shí)際上是正確的。）

電子云是電子在原子核外空間概率密度分布的形象描述它是1926年薛定諤在德布羅伊關(guān)系式的基礎(chǔ)上，對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)做了適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理，提出了二階偏微分的的著名的薛定諤方程式。這個(gè)方程式的解，如果用三維坐標(biāo)以圖形表示的話(huà)，就是電子云。地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的電子放出電磁波,動(dòng)能減小,被中心原子核拉近,發(fā)生碰撞.波爾提出的早期量子力學(xué)時(shí),反對(duì)派就已經(jīng)指出了這個(gè)問(wèn)題.對(duì)于波爾理論的不完全部分,海森堡提出了測(cè)不準(zhǔn)原理韋納·海森堡（WernerHeisenberg）德國(guó)理論物理和原子物理學(xué)家、量子力學(xué)的創(chuàng)立者，1932年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者，“哥本哈根學(xué)派”代表性人物，1927年，海森堡利用他的矩陣力學(xué)和一些理想實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出了一個(gè)微觀(guān)尺度下物質(zhì)和能量的重要結(jié)論。他發(fā)現(xiàn)在測(cè)量粒子動(dòng)量和位置的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致h/4π的誤差（兩者誤差相乘）。測(cè)量時(shí)位置的誤差越小，動(dòng)量的誤差就會(huì)變得相當(dāng)大。而h/4π就是這個(gè)誤差的下限（也就是說(shuō)兩者誤差的乘積大于等于h/4π）。這一結(jié)論最終被稱(chēng)作不確定性原理。我們知道，運(yùn)動(dòng)物體必須確定其位置x和速度。清楚說(shuō)明兩者隨時(shí)間變化才可以說(shuō)明運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。Δx·Δp=h根據(jù)海森堡提出的不確定原理可知，一個(gè)運(yùn)動(dòng)粒子在某一時(shí)刻的位置與動(dòng)量，是不能同時(shí)準(zhǔn)確給出的。當(dāng)我們對(duì)粒子的位置進(jìn)行一次精確測(cè)量，會(huì)影響到粒子動(dòng)量的精確測(cè)量，而且如果我們把粒子的位置測(cè)量的越精確，那么它的動(dòng)量測(cè)量就會(huì)變得越不精確；反之亦然，如果我們把粒子的動(dòng)量測(cè)量的越精確，那么它的位置測(cè)量就會(huì)變得越不精確。請(qǐng)大家注意海森堡這個(gè)表述：“兩者不可能同時(shí)精密測(cè)定”，尤其是“測(cè)定”這個(gè)詞。根據(jù)海森堡的表述，如果要測(cè)定一個(gè)物理量，那必須要引入一個(gè)測(cè)試這個(gè)物理量的測(cè)試方法。比如你要測(cè)定一個(gè)電子的位置，那你需要一個(gè)放大倍速很高的顯微鏡，然后把一束光射到電子可能的位置。如果那個(gè)位置有電子，那么這束光會(huì)放射回來(lái)。顯然，如果要精確測(cè)定電子的位置，那光束要足夠細(xì)才行。然而，要光束足夠細(xì)，就要求光的波長(zhǎng)足夠短。不幸的是，越是波長(zhǎng)越短的光，其動(dòng)量也越大。如果這樣的光照到電子上（這個(gè)過(guò)程可以看成是光子和電子的碰撞），就會(huì)引起電子動(dòng)量的巨大變化。如果有人想試圖打破這種固有的不確定性，似乎是徒勞的，不管你把實(shí)驗(yàn)用到的觀(guān)測(cè)儀器設(shè)計(jì)的再怎么精密，這種不確定關(guān)系仍然可以顯現(xiàn)出來(lái)，不確定性的存在與觀(guān)測(cè)系統(tǒng)的精密度無(wú)關(guān)，它的存在對(duì)于觀(guān)測(cè)者來(lái)說(shuō)是不可避免。用更易理解的例子說(shuō)明,位置確定,動(dòng)量便測(cè)不準(zhǔn).測(cè)電流溫度的測(cè)定不確定性原理很長(zhǎng)一段時(shí)間被稱(chēng)作測(cè)不準(zhǔn)原理，但事實(shí)上，不確定性原理是物理世界自身存在的原理，與測(cè)量與否沒(méi)有關(guān)系，因此，該譯名其實(shí)誤解了這個(gè)原理。感覺(jué)抽象?難以理解?繼續(xù)理論運(yùn)用到實(shí)踐!推出測(cè)不準(zhǔn)把妹法加強(qiáng)補(bǔ)丁

測(cè)不準(zhǔn)把妹法加強(qiáng)補(bǔ)丁

如果拋硬幣的結(jié)果為當(dāng)天不送早餐，那么就拍一張本來(lái)可能送出的早餐圖，顯示清楚各種食物、飲料、水果的搭配，包括原料表和營(yíng)養(yǎng)成分表，放在妹子的抽屜里。

如果拋硬幣的結(jié)果是當(dāng)天送早餐，那么就將準(zhǔn)備好的早餐放到攪拌機(jī)里，打碎