Re: 淺談"測不準原理"

[zweisteine (聖人見微以知萌)]

※ 引述《QUANNON (低調~~~)》之銘言：
: 我拿個之前學長及老師舉的例子
: 有一杯溶液
: 我們要測量他的溫度
: 一般人都會想說很簡單
: 用溫度劑去測量
: 但是溫度計的原理是以熱平衡的方式來取得溫度
: 所以當溫度計插入的同時
: 也已經破壞這杯容易的原始狀態及熱量
: 因此無法得知這杯溶液原始的溫度
: 如果我們要測量一個光子的動能
: 要看見光子必須用光照他
: 但是光照到光子就被別的光子打到
: 破壞了他原本的狀態而跑掉
: 因此我們無法測得他的原始動能
這一段錯得很離譜

撇開測不準原理的詮釋不談，
它的內容是：「有些物理量，我們無法同時把兩個都量到很準」
這些物理量的算符之間commutator不為零，
例如位置和動量、角動量的任兩個分量等。
如果只是要量光子的動能這個單一物理量，是可以量到很準的。
(不然E=hν怎麼證實？夢到的嗎？)

再來是測不準原理的詮釋，
早期的教科書和科普書確實常用「對系統造成干擾」的說法，
也就是
「
我要量一個電子的位置，就要打一個光子，
這時就會改變電子的動量，所以無法同時測得位置和動量
」

但是這種說法漸漸不被大家喜歡。最大的理由就是，
這個說法還是沒有說明為什麼打一個光子就會測不準，
依照古典力學，你拿一顆試驗粒子去撞待測粒子當然會改變它原本的動量，
但是因為你可以很清楚知道試驗粒子碰撞前的軌跡，
測量改變後的動量還是可以推算回原本的動量。
但是在量子力學的領域我們根本無法這麼作，
因為在測不准原理下，我們無法得知光子的軌跡。

可以看出，系統干擾說其實是用光子的測不準性來詮釋電子的測不準性，
沒有正面回答問題，而且有循環論證之嫌，
所以這個說法現在漸漸地越來越少人講。
現在比較被接受的說法是比較接近Prius板友的說法：
粒子存在於自然界的本質上就不會同時存在於位置和動量的Eigen states，
跟有沒有人看它、有沒有人拿光子撞它完全無關。

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 82.139.83.161
※ 編輯: zweisteine      來自: 82.139.83.161        (09/25 18:22)
→ Prius:讚!! 越來越清楚了!!
※ 編輯: zweisteine      來自: 82.139.83.161        (09/25 18:28)
→ pedroremorse:那measurement使得wave function產生collapse這套說
→ pedroremorse:法也已經過時了嗎 @@?
→ zweisteine:也漸漸少人講了，現在比較被接受的是decoherence的想法
→ Prius:你們講的這些看不懂得, 竟然 Wikipedia 上全部都有!!!
→ zweisteine:但是wave collapse在量子資訊領域依然是個好用的近似
推 justsaygood:大學時學Uncertainty Principle老師也是用量測干擾的
→ justsaygood:也曾以為那就是對的,後來也知道那是不好的說法
→ justsaygood:記得某國立研所推甄,問到Uncertainty Principle的相關
→ justsaygood:問題,我判斷了一下發問教授是實驗的. 所以我就用量測
→ justsaygood:干擾的說法解釋,他很滿意的點頭 XD
→ justsaygood:很多教授也還是停留在量測干擾的解釋. 有在注意相關
推 Darkspace:所以 "不確定性原理"是本質，而不是測量的問題 沒錯吧!
→ justsaygood:研究的教授,比較會知道,那是本質的不確定性,不是測量
→ justsaygood:造成的.
推 Darkspace:以本質來思考動量與位置的關係 [ΔP ΔX] ≠0
→ Darkspace:物理上解釋為 動量 與 位置 不能同時 "描述"
→ Darkspace:數學上  1. 位置與動量不存在共同的Eigenstate
推 justsaygood:而說明為何是本質就有的,而非測量的說明. 小弟那時不
→ Darkspace:2. 動量與位置不能同時對角化
→ justsaygood:認真,沒把哪些一般教科書還沒編進去的東西記下 囧
→ Darkspace:恩....不知道我這麼想會不會有遺漏的地方?
推 cobeycobey:用wave collapse來思考會比較容易懂吧~~
推 macher:z-->5-->8
推 stupidgod08:唔..撞目標的光子本身就無法確定其狀態吧? 死迴圈