“由于历史原因,目前很多人都容易把量子的不确定搞错,连很多大学教授都常把测不准定理错当成真正的不确定性定理。”
“量子的测不准定理,还有,量子真正的不确定定理?”
“是的,顾雷,为了让你以后不像那些虚有其表、沽名钓誉的砖家叫兽一样搞错,我不得不把两种都给你好好讲一下。首先,你说人眼该怎么观测黑暗中的物体?”
“嗯,拿通讯器的小手电照一照!”
“对,就是这样的。而观测量子的手段其实本质上也差不多。就比如,我们如果要观测一个小到看不见的电子的位置和速度,我们就要用光去照电子,即用很多光子照射电子,再等光子被电子弹开,出现散射,我们就能知道电子的位置、轨迹和速度等信息。”
“哦,那这样不就能把量子的速度和位置一起测出来了吗?好像没什么问题呀!”
“问题是,光子有很强的波粒二象性,可以说就是一种电磁波。而如果光子的波长太长,那它打在电子上,就会直接绕开,产生衍射,而不是被弹开,无法告诉我们电子的位置,也画不出轨迹,更测不出速度。”
“这个我明白,就像水波碰到水面的石头或芦苇一样,小的石头和细细的芦苇都无法阻拦水波的前进,看不见回波。”
“因此,我们不得不选用波长短的光子来作为观察电子的‘指示灯’,可麻烦的问题又来了。”
“哦,我好像明白了。是不是波长越短的光子,频率却也会越高,能量和冲击力越大,会像桌球互相碰撞一样干扰电子原有的速度、位置等信息。毕竟,仅仅是紫外线那样的高频光线,就能量很强,会损害人类的皮肤和视网膜等。”
“没错,不同于石头等体积大、重量沉的宏观物体,用一些激光照都没事、依旧一动不动。电子等量子都非常微小、非常轻,比空气中的灰尘还敏感,一用高能的光线照射,就像风吹乱粉尘一样,会对它们造成严重干扰,就会大大掩盖住它们原来真正的位置和速度。”
“这就是量子的测不准定理啊!那真正的量子的不确定性原理,又是什么?”
“之所以那个定理只能叫测不准定理,是因为,其隐含着一种暗示,即如果我们改进我们的观测方式,别那么‘笨手笨脚’,那我们就有可能同时测得量子的速度和位置、时间和能量等相互关联的一对对信息。而那种暗示根本就是错的,是不可能的,那才是真正的量子的不确定原理。”
“嗯,老爷子,