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【量子力学真的是科学吗?我们的世界是随机的,还是确定的?】

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其实我们的世界分为宏观和微观两个领域 , 宏观领域我们非常熟悉 , 因为我们一直生活在宏观领域 , 所以会建立一些被认为是绝对正确的直觉 。 比如一个物体在同一个时刻 , 只可能处于某一个固定的位置 , 不可能同时处于多个位置 。
你应该听过这样的话 , 遇事不决 , 量子力学 。 这句话的意思就是 , 遇到无法解释的事情 , 都可以扯到量子力学上面去 , 似乎量子力学在人们口中不像科学 , 而是玄学 。 那么这种说法到底对不对呢?
宏观世界
再比如我们会认为任何物体的位置和速度 , 我们都能同时测准 , 如果遇到测不准的情况 , 我们会归结于测量技术不够先进 , 而不会认为这个世界本来就不确定 。 这些结论都是我们长期生活在宏观世界 , 所建立起来的直觉和经验 , 所以我们对刚才的结论深信不疑 。 如果有人怀疑刚才的结论 , 我们第一反应就是 , 这个人肯定是头脑有问题 。
但是微观世界却与宏观世界有很大的不同 , 我们在宏观世界所研究出的很多物理规律 , 比如牛顿力学 , 在微观世界完全没办法使用 , 这到底是怎么回事呢?接下来我们就来揭秘微观世界的神奇之处 。 我们首先来研究一个电子的运动状态 , 在我们的印象中 , 电子似乎就是一个极其小的球体 , 除此之外与宏观的小球应该没多大差别才对 。 而你应该也听过这种说法 , 说电子和光子等这些微观粒子 , 其实不仅仅是一个粒子 , 同时又是一种波 , 所以才有了 , 微观粒子具有波粒二象性这个概念 。
电子的运动
很多人一听说电子也是一种波 , 脑袋中第一个反应就是 , 电子的运动轨迹 , 就好像我们通常看见的波一样 , 是走一个蜿蜒崎岖的曲线轨迹移动下去的 。 其实这是对电子运动状态的一种极大的误解 , 我们之所以说电子也是一种波 , 这个波不是指电子的运动轨迹像一个波 , 而是说电子所处的位置是一个空间范围 , 而电子在这个范围内任意位置出现的概率值 , 会形成一个波 。 所以电子也是一种波 , 其实指的是一种概率波 。
电子的概率波
可能你对电子的这种概率波无法理解 , 我举一个简单例子 , 假设此时我们有一个宏观物体的小球 , 我们还有一个检测小球是否存在的仪器 , 这个仪器可以在某一个小范围内 , 快速检测出小球是否当前正处于这个范围 , 如果检测到小球 , 仪器会显示Yes , 如果没有检测到 , 仪器就显示NO 。 如果我让小球从X=0开始 , 以速度1米每秒开始运动 , 然后把仪器放到X=4的位置 , 并且仪器设定一个定时器 , 规定4秒以后仪器正式开始检测 。
小球运动状态
这个实验我们可以先不执行 , 从理论上推理就可以得出结论 , 因为小球速度是1米每秒 , 所以经过4秒以后 , 小球肯定在X=4这个位置 , 而仪器恰好也放在这里 , 并且也是定时4秒后启动检测功能 。 所以就算这个实验我们还没做 , 我们也能提前知道答案 , 那就是仪器肯定会显示:YES 。 而这就是宏观世界的确定性 。 我们可以根据事物的初始状态 , 并借助于物理规律 , 对未来没有发生的事情做预测 , 并且有时这种预测是极其精准的 。
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