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行業(yè)新聞

量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的主要區(qū)別

2016/12/12 10:55:58

量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的一個(gè)主要區(qū)別，在于測量過程在理論中的地位。在經(jīng)典力學(xué)中，一個(gè)物理系統(tǒng)的位置和動(dòng)量，可以無限精確地被確定和被預(yù)言。至少在理論上，測量對(duì)這個(gè)系統(tǒng)本身，并沒有任何影響，并可以無限精確地進(jìn)行。在量子力學(xué)中，測量過程本身對(duì)系統(tǒng)造成影響。

要描寫一個(gè)可觀察量的測量，需要將一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)，線性分解為該可觀察量的一組本征態(tài)的線性組合。測量過程可以看作是在這些本征態(tài)上的一個(gè)投影，測量結(jié)果是對(duì)應(yīng)于被投影的本征態(tài)的本征值。假如，對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的無限多個(gè)拷貝，每一個(gè)拷貝都進(jìn)行一次測量的話，我們可以獲得所有可能的測量值的機(jī)率分布，每個(gè)值的機(jī)率等于對(duì)應(yīng)的本征態(tài)的系數(shù)的絕對(duì)值平方。

由此可見，對(duì)于兩個(gè)不同的物理量A和B的測量順序，可能直接影響其測量結(jié)果。事實(shí)上，不相容可觀察量就是這樣的，即 。

不確定性原理

最著名的不相容可觀察量，是一個(gè)粒子的位置x和動(dòng)量p。它們的不確定性Δx和Δp的乘積，大于或等于普朗克常數(shù)的一半：

海森堡由此得出結(jié)論，認(rèn)為不確定性是由于測量過程的限制導(dǎo)致的，至于粒子的特性是否真的不確定還未知。玻爾則將不確定性看作是物理系統(tǒng)的一個(gè)原理。今天的物理學(xué)見解基本上接受了玻爾的解釋。不過，在今天的理論中，不確定性不是單一粒子的屬性，而是一個(gè)系綜相同的粒子的屬性。這可以視為一個(gè)統(tǒng)計(jì)問題。不確定性是整個(gè)系綜的不確定性。也就是說，對(duì)于整個(gè)系綜來說，其總的位置的不確定性Δx和總的動(dòng)量的不確定性Δp，不能小于一個(gè)特定的值：這個(gè)公式被稱為不確定性原理。它是由海森堡首先提出的。不確定的原因是位置和動(dòng)量的測量順序，直接影響到其測量值，也就是說其測量順序的交換，直接會(huì)影響其測量值。

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