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真实的存在;
实验可以展示出物质的粒子行为,或波动行为,但不能同时展示出两种行为;
在量子系统里,一个粒子的共轭的物理量,比如位置和动量,或者能量和时间无法同时被确定,我们无法同时精确测试两者。
这几条,都严重的挑战了爱因斯坦的理论信仰。
爱因斯坦拒绝承认这个世界上有不真实存在的物质,更不承认这种物质还不具有与测量无关的准确属性。
当然,也不肯承认无法精确同时测量某种微粒的两种属性。
爱因斯坦坚信这个世界是真实的,而且是确定的,一切事物都是按规律演化的,「上帝不会掷骰子」。
信仰之争当然是不可调和的,于是各派大神们要出招较量了。
这场物理学家最高水平的论战首先由爱因斯坦发起,这也就是史称物理学家的「诸神之战」的著名大论战。
科学家们论战的过招方式很特别。
他们的招术,主要是通过构想思想实验,给对方的理论体系出难题,
通过证伪的方式来击垮对方的理论来赢得胜利。
而爱因斯坦,就是非常擅长构造思想实验的顶级专家。
爱因斯坦看完一堆量子派的大将们表演完毕后,终于决定率先出招。
爱因斯坦要构建一个令对方无解的思想实验,来证明量子理论是存在漏洞的。
他仔细研究了哥本哈根阵地上三个最重要的核心堡垒理论:
第一条显然只是一种说法,不太容易反驳;
而第二种已经被无数实验验证过了,也不太容易推翻;
那么唯一可以挑战的就是这个测不准原则的第三条了。
而这个第三条所说的内容也就是我们这章正好要谈到的「不确定性」,又叫「测不准」原理。
是由德国物理学家海森堡,在他 1926 年的一篇论文里提到的。
他认为任何测量,都会对量子的状态产生干扰,所以我们无法精确的测量量子的某些数值属性。
所以这条原理又叫「海森堡测不准」原理,是量子物理中最重要的基础规律之一。
那么,这个测不准,或者说不确定性到底说的是什么呢?
其实所谓不确定性,并不是说粒子的某个属性我们无法确定,而是粒子的某对属性我们无法同时确定。
比如,我们就无法同时确定粒子的位置和速度。
因为速度和质量乘积就是动量,所以物理学家一般也就用动量替代速度来表述:
粒子无法同时精确测量其位置和动量。
我们如果把其中某一个属性测量的越精确,那么另一者我们就只能得到越粗略的结果。
而这对属性,在物理学上我们就称其为不对易的共轭物理量。
这放到宏观世界就是什么意思呢?
就好像你看到一辆行驶的小汽车。
如果你能准确知道它某个时刻在什么位置的话,那么你就肯定不能准确知道它的速度。
位置你掌握得越精确,速度肯定就掌握得越模糊。
在这里,「车的位置」