为什么在量子物理中有不确定性呢?
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发布时间：2022-05-30 06:48
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时间：2023-10-13 09:29
不，不是那样的。无论如何都不是一个工程缺陷。量子尺度上的事件仅仅包括一种非决定论，这是现实与生俱来的。在我们日常生活的大尺度上，我们看到的发生在我们周围的现象涉及大量的基本事件，与这种非决定论相关的“随机噪音”平均起来。与我们的感知所敏感的范围相比，随机性变得很小，所以我们无法看到或注意到它。只有当我们开始做涉及到小量子数的特殊实验时，这些效应才变得可见。
如果你仔细想想，这样的事情肯定会发生在物理的某个地方。我们有自由意志。人们对此争论不休——有些人说我们没有，但我认为这是不言而喻的事实。我们有自我意识，我们有自由意志。为了让这种自由意志在物理现实中显现出来，在物理学中必须有一些东西不是来自明确定义和可论证的因果关系。物理学家们对“发条宇宙”这一概念的整个探索，在这个概念中，过去和未来都可以通过“现在的快照”来确定，这一直以来都是愚蠢的——我们本应该知道得更好。
现在，让我来回答你的问题。为什么会有不确定性?首先要理解的是，量子理论告诉我们，任何系统在任何给定时间的状态都是由一个“波函数”来确定的，而这个波函数绝对包含了我们可以知道的关于这个系统的一切。没有“更完整的”规范——仅此而已。
其次，我们不能实际测量或观察波函数本身。它“超出了我们的能力范围”。“但我们可以测量的所有东西都以概率的方式与波函数有关。在特殊情况下，当波函数已经与你想测量的量“兼容”时，它会给你一个精确的预测。但是大多数时候波函数与你的观察对象不兼容-在那种情况下波函数允许你计算一组(可能是无限的)可能结果以及你将得到每一个结果作为你测量结果的概率。
19世纪的“发条宇宙”依赖于能够测量数量对——这些数量对的数量取决于你的系统的复杂性。在经典力学中，这些被称为“坐标”和“共轭动量”。“为了做一个完整的预测未来状态的一个经典的系统,你需要所有坐标和动量的值与您的系统,您可以使用这些运动微分方程的初始条件和磨封闭形式的解决方案——有时但至少一台电脑上使用数值积分。
这就是关键所在。没有一个量子波函数可以同时“兼容”一个坐标和那个坐标的共轭动量。有时你可以得到其中一个量的精确预测，但如果你这样做了，你将得不到任何关于另一个量的信息。反之亦然。或者，大多数情况下，你会对两者都有一些概率上的了解。但你永远无法对其中一对中的任何一个做出精确的预测。因此，在量子理论中，未来必然是不可预测的，这就是不确定性的来源。为了消除预测中的不确定性，我们需要知道的物理量我们无法完全了解。如果一个系统对其中一个有精确的值，那么它实际上甚至不包含任何关于另一个的信息。
所以，这就是一个进退两难的局面。决定论已死，不确定性已根植于宇宙之中，任何真正思考过这个问题的人都已经意识到这种情况必然存在。
为什么在量子物理中有不确定性呢?
因此，在量子理论中，未来必然是不可预测的，这就是不确定性的来源。为了消除预测中的不确定性，我们需要知道的物理量我们无法完全了解。如果一个系统对其中一个有精确的值，那么它实际上甚至不包含任何关于另一个的信息。所以，这就是一个进退两难的局面。决定论已死，不确定性已根植于宇宙之中，任何...
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