Question

什么是量子不确定性，为什么它很重要？





Answer 1

从流行和经典的角度解释量子力学的不确定性定性原理。测不准原理与微粒的涨落密切相关。根据量子力学，基本粒子可以看作波。德布罗意公式还规定，波的频率和波长与粒子的能量和动量有关，为了准确获得粒子的能量和动量，测量过程包括至少一个周期和一个波长的物质波。因此，当测量时间小于波周期时，无法获得准确的能量；当测量距离小于波长时，无法获得准确的动量。

虽然解释过于流行，但至少给出了一个具有某种物理意义的解释，这比说量子力学是“不确定性”要舒服得多。当然，量子力学的测不准原理只是一个表象，其根深蒂固的众所周知的互补原理是量子力学的精髓。人们在鹦鹉学舌地模仿不确定性原理或不确定性原理，假装不知道如何沿着极点攀爬，追赶时尚，对其鲜明的逻辑前提和悖论的本质视而不见。这是科学版皇帝的新衣服。量子力学建立后，它已成为整个微观物理学的理论框架，为微观物理学带来了一个又一个的成功。

量子力学解释了化学。元素周期表、化学反应、化学键和分子稳定性都是由量子力学定律引起的。量子力学帮助我们理解宇宙。我们的宇宙跨越所有尺度，从光到基本粒子，到原子核，再到由原子、分子和大量原子组成的凝聚态物质。量子力学在理解这些方面发挥了重要作用，因此已成为现代技术的基础。在微观尺度上，各种基本力的统一是依赖于量子力学的理论物理中的一个主要问题。其他未解之谜的解决也依赖于量子力学。量子力学带来了丰富的技术和应用，深刻地改变了人类文明和历史。它使我们能够从核能中获得新能源，也使我们能够更有效地利用太阳能。核弹影响了世界历史，核能是和平利用核能。

Answer 2

是在量子力学层面上，一个粒子的一些共轭的物理量，比如位置x和动量p，无法被准确地测量。这种不确定性是本质的，因此就算我们给出了粒子量子态确定的初始条件，我们也无法准确地“同时”测量它的位置和动量。量子不确定性理论，尽管包含了数学上精确的置信界限，但确实非常神秘。重要性：量子不确定性，是量子力学或者微观尺度内，物质运动的本性。我们对于这个问题的探索，直接决定了我们能否理解这个量子不确定性的深层物理，也预示着我们能否进一步地调控和开发这个量子不确定性。

Answer 3

非定域性有时也称为不确定性，是指某个或某组量不确定在其定义范围内更小的确定范围内的性质。在量子力学中，某个物理量不确定在其定义范围内更小的确定范围的性质，称为量子非定域性。不确定性原理（Uncertainty principle），又称“测不准原理”、“不确定关系”，是量子力学的一个基本原理，由德国物理学家海森堡（Werner Heisenberg）于1927年提出。

Answer 4

量子不确定性原理最早是由德国物理学家海森堡提出的，也就是不可能同时精确确定一个基本粒子的位置和动量，这个理论的重要性在于表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样，类似的不确定性关系式也存在于能量和时间、角动量和角度等物理量之间。由于不确定性原理是量子力学的重要结果，很多一般实验都时常会涉及到关于它的一些问题。