量子叠加态怎么发现的(为什么量子力学的)
量子叠加态怎么发现的(为什么量子力学的)
2024-07-02 11:50:18  作者:知你没本心  网址:https://m.xinb2b.cn/know/zgu531580.html

前面文章中我讲解了量子力学的一个概念:叠加态。也就是说一旦进入了微观世界,微观粒子的运动情况和我们宏观物体完全不一样,宏观物体在某一个时刻都永远只处于一个位置并且只拥有一个速度,但是微观粒子却是在某个局部范围内处于叠加态。但是叠加态本身是否是一种科学的论述方式呢?为啥这个叠加态概念很可怕呢?今天我们来谈谈这个问题。

首先宏观世界有没有叠加态?其实还是有的,只不过宏观物体的叠加态非常的微弱,微弱的让我们可以直接忽略掉而已。因为前面我专门写了一篇文章介绍“海森堡测不准原理”,宏观世界的物体波动性之所以不明显,就是因为质量的原因导致。如果你没看这篇文章,建议可以先去看看。

量子叠加态怎么发现的(为什么量子力学的)(1)

很多网友对叠加态有误解,比如当我描述一个微观粒子在某时刻所处的位置时,用量子力学的语言来表达就是:微观粒子此时处于A的概率是30%,处于B的概率是50%,处于C的概率是20%,也就是微观粒子同时处于A、B、C的叠加态。但是大部分网友会这样解释:因为微观粒子运动速度太快了,所以导致我们看起来微观粒子好像同时处于多个位置,如果我们的观察技术提升,那么还是可以看到微观粒子在某一个时刻其实只处于一个位置。

量子叠加态怎么发现的(为什么量子力学的)(2)

以上的网友解释应该说非常符合我们的常规和直觉对不对?可惜这个解释是错的,因为我们目前的观察技术而言,微观粒子的运动速度再快能快过光速吗?现在的科技发展测量高速粒子的运动速度技术已经非常成熟了,所以你首先要明白一个事实:微观粒子要用叠加态来描述,不是因为微观粒子的运动速度太快导致的。

其次你要明白一点,假设此时有一个电子,我们计算出来电子处于A位置的概率是20%,B位置的概率是80%,那么电子就同时处于A、B位置的叠加态对不对。此时再举一个类似的例子,假设宏观世界里面抛硬币,我往上一扔然后仍由硬币落地,但是我并不去看落地的结果,那么此时我们知道,硬币是正面的概率是50%,硬币的反面概率也是50%,那么请问:此时我们可以说硬币处于正面和反面的叠加态不?

量子叠加态怎么发现的(为什么量子力学的)(3)

大家可以好好思考这个问题,其实对于扔硬币来说,我们虽然知道概率是各占50%,但是我们未观察结果前,我们不能说硬币处于叠加态。但是面对一个电子,我们未观察前,我们却可以说电子的确是处于A和B的叠加态。大家明白这两者的差别没?

没错,电子处于微观世界,当你把一个电子控制在某个局部范围内(比如A和B位置),那么此时你不去观察时,电子的确是同时处于A和B两个位置的,只不过A和B两个位置分到的概率值不同而已。但是如果你再宏观世界去抛硬币,当硬币落地后,你如果不去观察硬币,那么硬币绝对不是同时处于正面和反面的叠加态,硬币肯定是只处于某一个状态且概率是100%,另一个状态概率是0%。所以理解叠加态的关键就在于:观察。没错!当你未观察前,你可以说电子同时处于A和B叠加,但是不能说硬币同时处于正面和反面的叠加。

量子叠加态怎么发现的(为什么量子力学的)(4)

而且最关键的问题在于,当你未观察前,电子的状态是不确定的,但是硬币正反面结果却是确定的。当你观察的一瞬间,电子的状态才确定,但是硬币的状态却是你观察前就确定了。当你再次不观察后,电子的状态再次不确定,硬币的状态依然是早就确定了。所以微观世界和宏观世界的差别就是:

量子叠加态怎么发现的(为什么量子力学的)(5)

微观世界:观察前电子状态不确定,观察一瞬间电子状态确定,观察后电子状态再次不确定。

宏观世界:观察前物体状态确定,观察一瞬间物体状态确定,观察后物体状态依然确定。

而且还有一个重点是:微观世界的物体,为啥观察的一瞬间状态就确定了,因为正是你的观察导致微观粒子的状态被确定下来。你的观察不仅仅是“发现”微观粒子的状态,你的观察还“创造”了微观粒子的状态。你对微观世界的观察不仅仅是“发现”,你的观察行为和看到的结果产生了因果关系。当你理解到这一层,你才算真正理解微观粒子的叠加态,到底是要表达啥意思。

  • 尾生抱柱的典故(尾生抱柱或可称)
  • 2024-07-02尾生抱柱或可称尾生抱柱,或可称“信”;宋恭伯姬,又算什么?乔志峰“尾生抱柱”的故事,千年来一直被传为美谈,尾生也成为“重诺守信”的代表人物故事情节很简单,就是春秋时期有一位叫尾生的年轻男子,跟心仪的女子相约在桥下见。
  • 五台山最旺的五爷庙(五台山香火最旺的庙宇)
  • 2024-07-02五台山香火最旺的庙宇精彩导读有人说,若有一个地方,让你去了便深深的留恋,想留下,那就是五台山还有人说,不要轻易去五台山,因为她会把你灵魂的记忆,烙印在这片土地净土之上!五台山寺庙中最热闹的寺院当数五爷庙,五爷庙是万佛阁的。
  • 猫咪为什么不能喝自来水(猫咪说长期喝自来水)
  • 2024-07-02猫咪说长期喝自来水很多人会疑惑为什么不建议直接饮用呢?主要有以下两个原因:二次污染自来水虽然在出厂时符合饮用水检测标准,但从出厂到我们家的水龙头,这中间走过了多少路只要稍有消毒清洁不当或者是不及时,都有可能出现二次污染。
  • 婴儿怎样合理吃维d(给宝宝补充维D的正确方式是这样的)
  • 2024-07-02给宝宝补充维D的正确方式是这样的1920年,英国一位叫爱德华的爵士在没有阳光的室内养狗,这条狗患上了佝偻病,爱德华爵士进一步研究发现,这种佝偻病是由于膳食中缺少某一种微量成分而引起的后来,科学家在实验室中确定了这一微量成分的结构,并。
  • 夏季夜晚可以开窗睡觉吗(晚上经常开窗睡觉)
  • 2024-07-02晚上经常开窗睡觉“妈,你咋又把空调关了啊,热死了!”“这都开了好几天了,关了歇歇,天天开一个月下来电费你知道多少吗!热的话,晚上睡觉不能把窗户打开吗?吹着自然风其实人更舒服,你以为每天待在空调房里就好吗?”王先生骑车。
  • cf水晶宝珠跳跃能力增加多少(cf水晶宝珠怎么得)
  • 2024-07-02cf水晶宝珠怎么得cf水晶宝珠跳跃能力增加10%左右首先,水晶宝珠是跳跳乐武器,当然了,也不仅仅是可以在跳跳乐中使用,在其他模式中也可以作为近战武器使用,但是范围非常低然后,获得方式:商城购买,价格:9800CF点永久。
  • 怎样才能把猛鬼兽设的人物都解锁(加代大战水房赖)
  • 2024-07-02加代大战水房赖和驹哥通了电话以后,加代开始召集所有兄弟,要把梁家荣踢出珠海加代说:“江林,把所有的弟兄叫过来,我要把梁家荣踢出去!”“哥,我马上就去叫”代哥亲自把电话打给周强“强子,哥求你点事儿我如果单凭社会捏他的。
  • 胃肠镜都能查到什么(做胃肠镜有多遭罪)
  • 2024-07-02做胃肠镜有多遭罪著名主持人曹景行,因为生病在2022年2月11日离开了我们从发现胃癌到离世仅一年多的时间,他曾经在节目《肠久之计》说起自己胃癌诊疗的经历,节目中他的主治医师,讲解了胃癌的防治科普医生说曹老师或许缺少了。
  • 王者荣耀新英雄蒙恬怎么出装(新英雄蒙恬出装推荐)
  • 2024-07-02新英雄蒙恬出装推荐方案一抵抗之靴+暗影战斧+宗师之力(冰痕之握)+不祥征兆+魔女斗篷+复活甲(名刀)推荐理由:蒙恬的防御状态属于远程攻击,不但可以触发宗师之力和冰痕之握的被动,同时还能附带暴击效果,所以蒙恬非常适合出宗。