万物都可以凭空出现和消失?你没看错,我们就生活在这样的世界里
我们生活在经典世界里 , 所谓“经典世界” , 通俗来讲就是“可描述可认知的”世界 , 能够通过大自然法则去描述现实世界 , 同时能够预测未来世界发展走向 。
举个通俗的例子 , 很多人都打过网球(其他球类也是一样) , 职业网球运动员都渴望尽可能地打出ACES球 , 不过现实中要打出ACES球并不太容易 。
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不过纯理论上分析 , 只要职业运动员能够完全控制好击球的力度 , 角度 , 同时能够根据周围环境的温度 , 湿度 , 风速等等自然条件相应改变击球的动作 , 也就是说能够控制一切影响网球落点的条件 , 就一定能打出ACES球 。
这就是所谓的“可描述的”世界 , 或者说 , 我们的世界是“确定的” , 运用一定的大自然法则能够准确地描述现实世界 。
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但是量子力学的诞生 , 彻底打破我们对现实世界的认知 , 在量子世界 , 一切都变得模糊起来 , 你永远无法同时确定微观粒子的位置和速度 , 只能用概率去描述 。
这就是所谓的“不确定性” , 也是量子力学的核心思想 , 这种不确定性与我们的测量水平高低没有关系 , 是量子世界的本质属性 , 即便测量水平和精确度再高 , 不确定性仍旧存在 。
说白了 , 量子世界都存在波动性 , 万物皆波 , 而波动也就意味着不确定性 。
【万物都可以凭空出现和消失?你没看错,我们就生活在这样的世界里】这种不确定性意味着 , 微观粒子可以突然凭空消失 , 然后在任何其他地方突然凭空出现 , 至于在哪个地方出现是不确定的 , 只能用概率去描述 。 微观粒子甚至可以同时在两个不同的地方出现 。 而当我们想知道微观粒子到底在什么地方时 , 微观粒子马上就会从不确定性变成确定性(本征态) 。
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如果量子世界的这种诡异现象出现在我们的现实世界 , 你肯定会疯掉 。
比如说此刻的你正在阅读这篇文章 , 但你也有可能在电影院看电影 , 甚至在月球上欣赏美丽的地球 。 而当你妈妈想知道你到底在哪里时 , 会看到你确实在拿着手机看文章 , 而不是在电影院或者月球上 。 单纯理论分析 , 你确实有可能在电影院或者月球上 , 只是这种可能性非常非常小 , 以至于我们认识不可能出现 。
是不是感觉很荒诞?
理论上分析 , 出现这种荒诞的情况也不足为奇 , 毕竟我们所在的宏观世界也是有基本的微观粒子组成的 , 既然微观粒子具有不确定性 , 那么宏观世界也应该同样如此 。
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这也是德布罗意“物质波”的概念想表达的东西 , 他强调“万物皆波” , 万物都有波动性(不确定性) , 只是由于质量太大了(相对微观粒子) , 我们所在的宏观世界的物体的波长都太短了 , 很难体现出波动性 , 只能体现出粒子性 , 也就是确定性 。 这也是为什么我们会感觉宏观世界是如此的确定 。 我们可以轻松确定一辆行驶在马路上的汽车的速度和位置!
那么宏观世界的物体的波长到底有多长呢?这里有一个公式:λ=h/p
其中λ就是波长 , h是普朗克常数(非常小 , 6.62607015×10^(-34)J·s) , p是动量 。 宏观世界物体的动量都太大了 , 所以波长非常短!
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