為什麼這篇量子力學時間不存在鄉民發文收入到精華區：因為在量子力學時間不存在這個討論話題中，有許多相關的文章在討論，這篇最有參考價值！作者noonee (身傍無所有 聊贈一枝春)看板Physics標題Re: [問題] 相對論和量子力學...
量子力學時間不存在 在 OneDayMore & Vigi 神淇?美國希塔認證師資 Instagram 的最佳解答
2021-09-24 16:49:31
「去相信你的夢想會來到的，你絕對是這世界最該優先好好照顧的人，因為你的世界將因充滿愛的頻率，那個夢 將成為現實。」—神淇 - 我愛著生命的每個時刻 無論是過去那個我 還是此時此刻 每一步 我都在前進、面對 看見到每個當下的我 都是最完美的 無論經歷什麼 即便一路 我一直跌倒 但我又站起來了 我...
看到推文討論的這麼熱烈忍不住參一腳來問一下
量子力學明確的告訴我們 要計算一個事件的發生要從他的機率波幅著手
但是這裡面依然存在沒有明確定義的部份
以雙狹縫當例子
在我們在屏幕上看到光或是物質波的疊加干涉條紋
一種詮釋是 個別的粒子可能一次通過其中一個狹縫 但是最後他的分佈以波形式展現
一種詮釋是 個別的粒子因為同時有波粒二象性 所以他會"同時"從兩個狹縫穿過
兩種詮釋的不同在於
第一個是 其實粒子一直都是粒子 同時間只會存在在一個點
只是他最後可能會出現的地方以機率波分佈來描述
第二個詮釋是 因為他有波的性質 同時間分佈在整個空間
只是每個位置的機率不同 只有當被觀察到才會突然癱縮到一個位置
問題是 我們有辦法用任何方式或實驗確認是第一還是第二嗎？
如果這早就被證明過了 請原諒我的孤陋寡聞 告訴我參考文獻一下
※ 引述《Lex4193 (oswer)》之銘言：
: 【出處】(習題或問題的出處)
: http://gzone-anime.info/UnitedSites/academic/
: 【題目】(題目的文字敘述，如有圖片亦可提供圖片)
: 對相對論和量子力學的解讀,我和K島另一網友有爭議,讓大家來評評理
: 【瓶頸】
: 雙狹縫實驗的意義是否是對傳統時間與因果律觀念的顛覆?
: 近代物理學是否有指出宇宙不存在中心點?
: 相對論的意義是否包含著座標系的相對性?
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 76.247.22.141
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1497568422.A.3F0.html
※ 編輯: noonee (76.247.22.141), 06/16/2017 07:14:23
推 TuCH: 一次只通過一個狹縫 要怎麼解釋干涉條紋 06/16 09:07
推 wohtp: 不管你用什麼詮釋都好，兩條路徑都必須「同時成立」而且「 06/16 09:29
→ wohtp: 互相干涉」。 06/16 09:29
→ wohtp: 在我看來，這跟「二選一只是我不知道是哪個」已經有決定性 06/16 09:30
→ wohtp: 的差別 06/16 09:30
推 KBmax: 同一時間只存在一個點，那uncertainty principle呢？你動量 06/16 09:39
→ KBmax: variation要無限大? 06/16 09:39
推 KBmax: 其實更重要的一點是應該要從另一個角度來看，量子力學在系 06/16 09:44
→ KBmax: 統State的演化是deterministic的，跟Hamilton mechanics 是 06/16 09:44
→ KBmax: 一樣的，但是在量子力學裡，我們不能同時決定x,p，所以必 06/16 09:44
→ KBmax: 須另找能夠描述系統的label，也就是量子數 06/16 09:45
推 KBmax: 從x,p 的canonical quantization一樣可以go through到Schro 06/16 09:47
→ KBmax: dinger Eqn 06/16 09:47
→ KBmax: (我覺得比起看波函數，矩陣力學的角度切入我覺得更能了解量 06/16 09:47
→ KBmax: 子力學究竟是怎麼回事) 06/16 09:47
→ noonee: 可是測不準原理只適用在量測發生的時候不是嗎？ 06/16 09:49
→ noonee: 換句話說 測不準限制的是機率波幅或者是波函數 06/16 09:50
→ noonee: 沒有量測前其實根本不知道 06/16 09:50
→ wohtp: ……又來一個不懂測量的 06/16 09:53
→ wohtp: K大全對，樓上您對量子力學在講什麼的概念全錯。 06/16 09:54
推 KBmax: 機率幅，只是你把state vector在空間的representation底下 06/16 09:55
→ KBmax: 的結果的一種詮釋，但整個量子力學發展到現在我覺得不單單 06/16 09:55
→ KBmax: 只是機率那麼簡單去理解，不然像是mixed states (density m 06/16 09:55
→ KBmax: atrix)，你又要怎麼用機率去理解? 顯然他們有比機率更多的 06/16 09:55
→ KBmax: 物理在裡面，我是覺得量子力學提供了一個全新有別於古典的 06/16 09:55
→ KBmax: 新數學方法跟架構去理解自然 06/16 09:55
→ wohtp: 貓半死半活是真的半死半活 不是因為我們不知道牠的死活 06/16 09:56
推 KBmax: 我想你是卡在一個更大的哲學問題，在科學上我們相信時間的 06/16 10:11
→ KBmax: 對稱性，也就是此刻的物理定律無論在過去還是未來都成立， 06/16 10:11
→ KBmax: 所以uncertainty principle無論你有沒有測量，他都存在都是 06/16 10:11
→ KBmax: 對的(除非定律本身跟實驗結果違背)，當然時間對稱性有機會 06/16 10:11
→ KBmax: 被打破，像是宇宙創生之初 06/16 10:11
→ noonee: 如果是這樣的話 根本不需要所謂攤縮的說法啦 06/16 10:17
推 zealeliot: w大 半死半活這個狀態是可以測量到的嗎? 06/16 10:49
→ zealeliot: 如果只能知道最後是死是活 講原來半死半活有沒有意義? 06/16 10:51
→ zealeliot: 離開學校太久 腦袋糨糊 我對量力的印象停在測量會塌縮 06/16 10:52
→ zealeliot: 還沒測量之前都不知道 所以討論是粒子還是波沒有意義? 06/16 10:53
推 KBmax: 塌縮這件事本來就都還在argue，因為無法被驗證，只是停留在 06/16 11:29
→ KBmax: 哲學上的辯論，這本來就不是物理，但並不影響量子力學本身 06/16 11:29
→ KBmax: 數學的正確性 06/16 11:29
推 AstroK: 事實是這世界既沒有粒子 亦沒有波 有的只是"量子" 06/16 11:31
→ AstroK: 那討論到底他是古典粒子或古典波當然沒有意義 06/16 11:32
推 AstroK: 沒測量前 我們並不知道他狀況為何 並不代表測量前的狀態 06/16 11:33
→ AstroK: 不重要 06/16 11:33
→ AstroK: 舉例說 現在我這有一顆電子在飛 06/16 11:34
→ AstroK: 在我測量他的位置之後 我就把他"固定"在"在這麼"的狀態 06/16 11:35
→ AstroK: 但這並不代表他一直就會在這 在測量之後他的狀態還是會隨 06/16 11:36
→ AstroK: 時間變化 06/16 11:36
→ AstroK: (Schrodinger's equation) 06/16 11:36
→ AstroK: 而結果是在我下一次測量之前 我又不知道我會在哪找到他 06/16 11:37
→ AstroK: 但是我知道他的"狀態" 而這狀態告訴我 我如果測量的話我被 06/16 11:38
→ AstroK: "允許"測到什麼結果 06/16 11:38
→ noonee: 沒錯 事實上這就是我的問題了 06/16 11:40
→ noonee: 在量測前 量子是處在什麼樣的狀態？ 06/16 11:40
→ noonee: 當然你可以認為那是量測前的事 反正不管哪種詮釋最後得到 06/16 11:41
→ noonee: 的結果一樣所以不重要 不過我就只是想知道而已 06/16 11:41
推 kuromu: 兩種詮釋一種類似pilot wave，一種哥本哈根？ 06/16 11:45
推 KBmax: 那請左轉哲學版(誤 我是覺得這就跟討論靈魂到底存不存在一 06/16 11:56
→ KBmax: 樣啦XD 沒辦法被實驗的問題本身就不是物理問題了 06/16 11:56
→ AstroK: 對吼 雖然討論科學哲學本身挺有趣 06/16 11:58
→ AstroK: 但不能忘記的是物理始於是實驗科學 06/16 11:58
→ AstroK: *始終 06/16 11:58
→ noonee: 事實上我甚至好奇 我們會看到量子有這些神奇的行為 06/16 12:38
→ noonee: 究竟是他本性如此 還是只是我們的量測能力不夠？ 06/16 12:38
→ wohtp: 要測量貓半死半活可能有困難，我想不到什麼observable的特 06/16 15:20
→ wohtp: 徵態是半死半活 06/16 15:20
→ wohtp: 但是要量到一個粒子同時在這裡又在那裡就有啊，你量動量就 06/16 15:21
→ wohtp: 是了 06/16 15:21
→ wohtp: 「測量」是看原來的state變成哪一個detector eigenstate 06/16 15:25
→ wohtp: 所以你量到 p ±Δp不只是得到一個數字 06/16 15:27
→ wohtp: 而是你知道系統的量子態是 |p±Δ p> 06/16 15:28
→ wohtp: 這時候你同時可以說你測量到粒子的位置是 x ±Δ x 06/16 15:30
→ wohtp: x 是儀器的位置 06/16 15:30
→ wohtp: 或者你量spin，z方向的上就是 x 方向的半上半下 06/16 15:34
推 TuCH: 物理學是科學 科學是歸納演繹而不是真理 06/16 15:52
→ nlriey: 測不準原理是本質，不是測量誤差... 06/16 22:29
→ nlriey: 然後量子塌陷只是一種解釋，即使不需要這個假說 06/16 22:32
→ nlriey: 還是能用量子力學與相關數學得到類似的數據結果 06/16 22:32
推 zealeliot: 有甚麼實驗能證實測不準是本質而不是測量的限制嗎? 06/16 22:33
→ noonee: 我自己是作高能的 我知道的實驗都只有加速器 06/16 22:58
推 nlriey: 可以做更精確的實驗測定，一個很常解釋測不準的例子 06/16 22:58
→ nlriey: 是假設有一個已知動量的粒子，然後用光去感測 06/16 22:58
→ nlriey: 碰撞會使得他們動量與位置改變 06/16 22:58
→ nlriey: 然後用其改變量證明測不準定理 06/16 22:58
→ nlriey: 但這是有問題的，當你假設粒子動量已知，你就違背了測不準 06/16 22:58
→ nlriey: 測不準本來就是一個本質 06/16 22:58
→ nlriey: 另外，不應該翻作測不準，這名詞誤導性太大 06/16 22:58
→ nlriey: uncertainty principle應該稱為不確定性原理 06/16 22:58
→ noonee: 卻是在加速器裡位置動量都是量不準的 06/16 22:59
→ nlriey: 實驗手段的誤差歸實驗誤差，如果真的要算誤差值 06/16 23:01
→ nlriey: 應該要這個植與不確定性造成的hbar加起來 才是最後的誤差 06/16 23:01
→ noonee: 一大部份的理由是來自於加速器本身儀器的限制 06/16 23:01
→ noonee: 一部分也確實歸因於量子效應 06/16 23:02
→ nlriey: 所以實驗誤差是有可能小於hbar的 06/16 23:02
→ noonee: 但是在這之外 我實在不太懂什麼叫做 |p±Δ p>量子態 06/16 23:03
→ noonee: 這有辦法量的到嗎？或者說什麼樣的實驗量出來的什麼狀態 06/16 23:03
→ noonee: 我們稱之為 p±Δ p>量子態？ 06/16 23:03
→ nlriey: 小弟理論(其實是模擬)的，高能對我認真太難QQ 06/16 23:04
→ noonee: 上面的 卻是->確實 我的輸入法老是亂選字 06/16 23:04
→ nlriey: 實驗我不確定，p加的意思是？ 06/16 23:05
→ noonee: 我漏打一個 | 應該是|p±Δ p> 這是上面w大說的 06/16 23:06
→ noonee: n大說的很好 但是在我個人了解範圍裡 起碼以加速器來說 06/16 23:07
推 nlriey: 如果他是實驗的誤差?那這想法有點把古典直接加量子態 06/16 23:07
→ noonee: 實驗儀器本身的誤差目前都遠遠大過 hbar 06/16 23:08
→ nlriey: 量子力學的數學是蠻嚴謹的，這樣純粹的加法 06/16 23:10
→ nlriey: 要想一下指是兩個粒子互相作用那就得用tensor product? 06/16 23:10
→ nlriey: 那如果你假設是只使得那state動量改變 06/16 23:13
→ nlriey: 那用p+就是代表改變後的state 06/16 23:13
→ nlriey: 但動量直接相加這想法應該算古典？ 06/16 23:13
→ nlriey: 所以其實我還不能確定state到底變如何了 06/16 23:13
→ nlriey: 不過上述只是猜測，我還沒想過這例子 06/16 23:14
推 nlriey: 另外原po這兩個詮釋，如果以量力來說 應該都是不確定 06/16 23:17
→ nlriey: 第一個粒子與機率波，這有點像波動力學，有興趣可以找找 06/16 23:19
→ nlriey: 用一堆球與放在水波上會有一樣的結果 06/16 23:19
→ nlriey: 但是古典機率與量子機率概念不同 06/16 23:19
→ nlriey: 另外第二個 塌陷這就是大家還未定義，只是個詮釋 06/16 23:19
推 zealeliot: 兩位n板友ID好像XD 有點分不清誰講 可以開新文章嗎? 06/16 23:20
推 mizys: uncertainty principle的本質就是算符的不對易，任找兩個 06/16 23:21
→ mizys: 不對易的算符就有類似的relation 06/16 23:21
→ zealeliot: 我的問題就是目前實驗的隨機誤差有比hbar小了嗎? 06/16 23:21
→ zealeliot: 沒有的話 我們相信不確定原理是跟測量"無關" 06/16 23:22
推 nlriey: 對樓上這也是一種證明，我比較喜歡用高斯波的證明 06/16 23:23
→ nlriey: 那更有本質上固有的感覺 06/16 23:23
→ nlriey: 小弟下禮拜還要考量力...實在不能在發一篇 06/16 23:23
→ zealeliot: 但是無法實驗"證實" 不是嗎 06/16 23:23
→ zealeliot: 加油 已經脫離了XD 06/16 23:23
→ nlriey: 理論上做得到小於hbar，不過細節我不清楚 06/16 23:24
→ nlriey: 實驗還做不出來很正常，hbar真的太小了 06/16 23:24
→ nlriey: 無法實驗證實的東西太多了...所以量力還有得吵就是這樣 06/16 23:25
推 mizys: 你單測位置和動量完全可以測的很精準，但你就是無法同時精 06/16 23:30
→ mizys: 準測得動量和位置，這可用數學推導，跟測量無關 06/16 23:30
→ noonee: 沒錯 所以我還真的挺好奇當實驗誤差逼近hbar 06/16 23:31
推 nlriey: 搞不好有一天實驗做出來真的怎樣都不能小於hbar 06/16 23:31
→ nlriey: 然後本質上那個hbar也不能消掉 06/16 23:31
→ nlriey: 那不確定性原理又會改寫一次 06/16 23:31
→ noonee: 或者最起碼order 上接近的時候 會是什麼模樣 06/16 23:31
→ nlriey: 人類有哪個技術就是能徹底了解量力的時刻了 06/16 23:33
→ nlriey: 那時連搞不好連量子塌陷都能用實驗證明對錯 06/16 23:33
→ nlriey: 現在也是卡在那個數字真的太小 06/16 23:33
推 wohtp: 我的意思是，你加速器實驗量的detector eigenstate應該就是 06/17 01:32
→ wohtp: 某種finite-width localized wave packet 06/17 01:32
→ wohtp: 所以你量動量就等於在問「量子態是不是粒子散佈在delta x的 06/17 01:35
→ wohtp: 空間」 06/17 01:35
→ wohtp: 然後，uncertainty principle尺度太小很難壓力測試是沒錯 06/17 01:38
→ wohtp: 但是要量到「一半a一半b」之類的，我們還有spin啊 06/17 01:39
推 Vulpix: 如果動量p是位置x的dual parameter，那就會有uncertainty 06/17 08:03
→ Vulpix: principle，這是傅立葉轉換的基本性質。 06/17 08:04
→ wohtp: 現在樓上幾個人的問題是在講說，例如說當p的測量精準到無限 06/17 11:14
→ wohtp: 趨近delta function的時候，uncertainty principle會不會 06/17 11:14
→ wohtp: 被玩壞 06/17 11:14
→ wohtp: 這個是對量子力學本身的壓力測試，其實好像已經有點離題 06/17 11:15
→ wohtp: 物理的理論，除了那個不太物理的string以外，都只是近似 06/17 11:16
→ wohtp: 都有個適用範圍 06/17 11:17
→ wohtp: 就算量力會在更精準的尺度被玩壞，我們還是必須承認，在目 06/17 11:20
→ wohtp: 前實驗看得到的尺度，這個宇宙看起來就是會遵守uncertainty 06/17 11:20
→ wohtp: principle。 06/17 11:20
→ wohtp: 粒子的行為可以看成「一半往左走一半往右走」，不造成矛盾 06/17 11:22
→ wohtp: 還可以精確描述事實 06/17 11:22
→ Vulpix: 嗯，我的意思是：可能有一天我們會發現p和k(真正的x的dual 06/17 12:31
→ Vulpix: parameter)不應該成正比，這時才有機會玩壞uncertainty 06/17 12:32
→ Vulpix: principle。 如果問題是在|x>能不能直接玩壞uncertainty 06/17 12:34
→ Vulpix: principle，答案仍然是否定的，因為此時Δp就是剛剛好的 06/17 12:35
→ Vulpix: 無限大。先不談數學上是否有領域有定義0*∞，因為那也是 06/17 12:36
→ Vulpix: 為了適合某種模型而引入的假設。在我們計算uncertainty的 06/17 12:37
→ Vulpix: 時候，我們是使用極限來處理無限大的，所以不確定性原理還 06/17 12:40
→ Vulpix: 不會錯。 06/17 12:40
→ Vulpix: 在計算不確定性時，不會引入0*∞=0這種假設，因為不自然。 06/17 12:41
→ wohtp: 我所謂玩壞就是發現 [x, p] = i hbar 不精確 06/17 14:30
→ wohtp: Canonical commutation壞掉就是量力要整組換掉了 06/17 14:31
→ wohtp: 但是在量力足夠準確的地方，它的描述仍然是對的，任何比它 06/17 14:34
→ wohtp: 更基本的理論都要與它相容 06/17 14:34
→ wohtp: 所以即使這種可能性成真，也不能抹殺量力的正確性 06/17 14:35
推 mizys: 你的所謂不精確是指什麼？因為此relation是數學上的結果 06/17 14:42
→ wohtp: 這是量子力學的公設。 06/17 14:45
→ wohtp: 我所謂的不精確是這個物理模型本身不精確 06/17 14:45
推 KBmax: 同意w大，x,p的commutation relation是量子力學的一大公設 06/17 15:52
→ KBmax: ，在古典物理x,p只是數字是commute，但在量子力學他就變成H 06/17 15:52
→ KBmax: ilbert space的operator(矩陣)不是commute，這是量子力學 06/17 15:52
→ KBmax: 的一大洞見，也是他可以很好描述微觀而古典描述不好的原因 06/17 15:52
→ KBmax: 之一 06/17 15:52
推 KBmax: 如果哪天發現commutation relation break那也表示量子力學 06/17 15:54
→ KBmax: 在這個尺度下已經無法使用，勢必需要作修正，或是新的理論 06/17 15:54
→ KBmax: 出現 06/17 15:54
推 KBmax: 數學上的正確是數學，但是他能不能對應並解釋真正的物理那 06/17 15:56
→ KBmax: 又是另一回事，不然牛頓的數學也很嚴謹啊，為什麼古典力學 06/17 15:56
→ KBmax: 還是錯 06/17 15:56
推 gpee: 量子力學又在玩弄人心了 XD 07/05 15:29