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主题:【月色物理问题教室】任何东西都能发出电磁波么? -- 月色溶溶

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家园 嗯,绕来绕去,开始有点接近问题的核心了

电子塌缩前,它只是一个数学概率波,一个幽灵.塌缩以后,它才是一个经典粒子.真的不可能有新的观察方法出来精确验证每一个时间的电子位置了吗?那很可能只是现在的理论、技术限制。要是以后物理发现了可以测量位置又对电子动能影响不大的方法呢?

这两句话连起来,就构成了一个很好的问题。这个问题有很多人问过。我个人对这个问题是这么看的。

实际上,波函数塌缩这个概念,单独的看,其实并不出奇。因为即便在经典的世界,也有着大量的需要用概率描述的事情。就好比说,把一个漂流瓶扔到大海,如果不管它的话,那么几天之后,我们只能根据洋流来推算这个瓶子出现在不同地方的概率。这个时候,我们眼中的瓶子的状态,其实就是一个“概率云”。如果需要的话,我们可以出发去寻找这只瓶子,只有我们真正的找到了这个瓶子,才能确定它准确的位置。事实上,在经典物理学中,在处理类似这种漂流瓶的系统的时候,我们计算的也是每时每刻的“概率云”,而不是这个瓶子准确的位置(因为影响因素太多,算不出来)。

换句话说,物质波的概念,加上波包塌缩的概念,如果仅仅是这些的话,就没有超出我们熟悉的概率论的范畴。我们完全可以说,之所以引入物质波,是因为我们对微观世界的观测不够精细,不足以观察出电子每时每刻的准确位置。而我们的理论也不够成熟,也只能计算出电子每时每刻出现在不同地方的概率。就好象我们不能准确计算一只漂流瓶在大海中的轨迹一样。

然后,我们的某一次观测,又可以确定电子在一个特殊时刻的准确位置。可是理论又不能计算出来这个准确的位置,那么就只要引入波包塌缩这个概念了。

所以,我们看起来好像可以期待,一切都如同月色说的,“那很可能只是现在的理论、技术限制。要是以后物理发现了可以测量位置又对电子动能影响不大的方法呢”,就可以有更好的理论,能够计算电子每时每刻的准确位置。就好比我们如果精确的知道洋流每时每刻的情况,又有一台足够强大的计算机的话,那么理论上,我们也能计算漂流瓶的准确轨迹。至于测不准关系,也许只是我们在现有理论的一个副产品,在这个更好的理论里面,也就不需要了吧。

事实上,这是贝尔不等式出现之前很多物理学家的期待,有些人,比如D.Bohm,甚至做出了发展这种“更好的理论”的尝试。

然而,如同我过去反复说过多次的,贝尔不等式打破了这个希望。这个不等式告诉我们,实际情况并非如此。那个能够预言电子每时每刻准确位置的更好的理论,很可能是不存在的,如果我们不修改狭义相对论的话。

我愿意再一次重复我说过多次的话,个人认为,量子理论和经典世界观的真正差异,也是量子力学真正的特殊之处,还是在贝尔不等式里才得以被真正的揭示出来的。


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