」就是一组不对易的共轭物理量。
是不是熟悉的违和感又来了?
什么鬼,车上的速度表GPS都是做摆设的吗?
车外用测速雷达和高速摄像机不能测准吗?
我们测量一个东西的准确位置和同时测量它的准确速度之间存在什么矛盾吗?
这听起来感觉肯定就不是原理问题嘛,一定是方法不对,或者技术不够。
你看海森堡说的,也是因为观测时候,干扰了粒子的状态导致的,这听起来就像只是存在技术限制一样。
那如果我们能找到一种不干扰观测对象粒子的技术手段,是不是这个问题就不存在了呢?
在我们心目中,粒子虽然小,但是本质上和别的物体一样,我们都是可以用很多间接的方法来感知它的属性的。
现在先进技术手段多的是,这些方法只要互相不干扰,肯定能同时测准它的那些所谓的矛盾量,测不准的问题应该能用技术手段加以克服。
你心里面是不是也是这样想的?
如果是,那恭喜你,你已经和爱因斯坦想到一起了。
对,爱因斯坦当年也是这么想的,他也觉得可能直接测量的确会有些问题。
但是测量手段我们可以花样百出啊,你能防的住我想出的歪招吗?
爱因斯坦信心满满,感觉以他聪慧的大脑,肯定能在这里寻找到一个捷径攻破敌军这个最薄弱的环节,然后就能彻底掀翻对方的堡垒甚至整个阵地。
那么,具体方案要怎么构思呢?
怎么才能证明粒子的位置和动量或者时间和能量是可以同时精确测量的呢?
爱因斯坦苦思冥想,终于构思出了一个光盒实验发动了攻势。
具体实验设计如下:
试想一个装满了光子的盒子,在盒子的一边有一个装有快门的小孔,盒子内部的时钟可以通过控制器将小孔处的快门开启短暂时间间隔,就发射出一颗光子,然后再将快门关闭。
然后测量发射前后盒子的质量差,再用上自己神奇的质能方程式E=mc^2不就可以算出失去的能量多少。
这样从理论上,盒子在准确时刻的准确能量不就可以确定了么?
那么我们不就同时测准了时间和能量,不确定原理就不成立了吧。
量子方当时的防守大将是玻尔,所以玻尔就直面了爱因斯坦这个刚打造出来的致命武器的威胁。
这个思想实验当时刚提出来也给玻尔造成了强烈的困惑。
玻尔一时间也被爱因斯坦这个诡异的设计给震住了,一时间也没看出什么破绽,紧张之下玻尔甚至有点语无伦次。
他不断地喃喃自语又跟旁边的人反复解释,这里面肯定是有漏洞的,量子的测不准是拥有数学基础的。
如果真的一旦被推翻,那么整个量子理论都要倒塌,甚至整个宇宙都要出问题。
但是一直等到散会,玻尔也还没有想出反击的招式,于是只好跟在得意洋洋的爱因斯坦后面一溜小跑,神色既慌张又无措。
而爱因斯坦则充满了惬意,心里有一种世界回归正常后的愉悦,大摇大摆地回家去了。
可惜,爱因斯坦的快乐没有持续多久,玻尔只是一时间没想到明白而已。
等玻尔回家以后,他再细细思考起爱因斯坦的光箱实验,经过了整晚的琢磨后,终于给玻尔找到了光箱实验中的破绽所在。
于是,第二天,胜券在握的玻尔正式发表了他的反驳。
玻尔指出,
爱因斯坦这个实验为了保证正确运作,必须用某种弹簧称,将盒子和内部时钟,都悬吊起来,来感知质量变化。
但是当光子飞出的时候会形成整个系统质量不确定的变化,并导致重力场变化,从而进一步导致重力场中时钟测量产生不确定性(所谓的引力红移效应)。
然后根据爱因斯坦自己广义相对论里的质能方程换算这个红移效应,居然就得出了符合量子定理的时间-能量不确定公式。
爱因斯坦的光盒思想实验
玻尔这招反击的姿势实在是太秀了,竟然是用爱因斯坦自己的矛彻底击破了他自己的盾。
爱因斯坦对此无话可说,甚至无法反击。
爱因斯坦心里刚刚恢复的世界又崩塌了,他为此郁闷不已,根本不想跟玻尔再在这个实验上纠缠。
于是干脆回去打磨下一件武器去了(结果下一轮爱因斯坦在EPR佯谬上又输掉了)。
玻尔这次完美的反击,也奠定了他所代表的哥本哈根学派作为量子理论正统学派的权威。
从此哥本哈根学派就成为了量子物理学中最主流的中坚学派。
而哥派创造的不确定性理论也就成为了量子理论里面最基础的核心概念之一。
同时不确定理论某种程度也成为了我们理解微观世界的一个重要特性。
但是其实,人们对测不准的理解认知其实还是经历了一些改变的。
之前哥派们沿用的是海森堡的说法
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