維爾納·海森堡於1927年提出了不確定性原理。該原理指出,某些性質對,例如位置和動量,無法同時被任意精確地確定。你對其中一個性質的了解越精確,對另一個性質的了解就越不精確。這兩個性質的不確定性乘積總是大於或等於ħ/2,其中ħ是約化普朗克常數。該原理並非關於測量工具的局限性,而是量子力學的一個基本特徵。粒子並不同時具有確定的位置和動量,它們存在於機率雲中。
不確定原理意義深遠。它解釋了為什麼電子不會撞擊原子核。如果將電子限制在一個極小的空間內,其動量的不確定性將非常巨大,從而導致電子逃逸。它解釋了為什麼原子具有尺寸,以及為什麼物質是穩定的。它解釋了為什麼絕對零度無法達到。它也是量子穿隧效應的基礎,在量子穿隧效應中,粒子可以穿過經典力學中無法穿過的勢壘。不確定性原則並非是對無知的描述,而是對現實本質的描述。在量子世界中,屬性只有在被測量後才能確定,即使被測量,某些屬性對也無法同時保持精確。
不確定原理事實
- Proposed. 維爾納海森堡,1927 年。
- Pairs. 位置和動量,能量和時間。
- 公式。 ΔxΔp ≥ ħ/2。
- 與工具無關。 量子力學的基本特徵。
- 後果. 原子穩定性,量子穿隧。
不確定原理與觀測者效應並不相同。觀測者效應是指測量對系統造成的干擾,而不確定原理則關乎量子態的本質。
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