世界是一团概率云

作者: 相看敬亭 | 来源:发表于2019-08-23 17:24 被阅读15次

从一个独立的粒子运动说起,我们可以在脑海中想象这样一个场景:我们将一个电子放入一个完全与外界封闭的环境内,那么我们有可能在不观测这个电子的情况下,通过计算得出电子的实时的运动情况吗?如果宏观经验来说,这个是可以做到的,我们只需要直到电子的质量、环境的摩擦力、磁场、电子的受力情况等等数据,我们就可以在完全不观测的情况下,通过计算就可以得出电子的运动情况,就像我们即使不看月亮,也可以通过牛顿力学,计算出月亮每时每刻的运动情况一样,这就是科学最神奇之处:预知未来。

现在我们回到刚才的假设之中,我们真的可以在完全不观测的情况下,仅仅通过计算就可以得出电子的运动情况吗?

答案是:不能,如果想要计算电子的运动情况,牛顿经典力学肯定是不适用的,我们需要应用量子力学的理论,即海森堡的矩阵力学与薛定谔的波动方程(两者在数学上是等价的,矩阵力学在计算上更加困难,所以往往计算这类问题更加倾向于后者),但实际上,我们通过计算得到的结果并不是一个实实在在的电子运动情况,而是电子在某一时刻关于位置坐标的概率而已,也就是说在我们不进行观测的情况下,电子有可能处于空间内的任意一个位置,每个位置的概率都是不同的,有的大、有的小,除非通过薛定谔的波动方程计算的结果等于零之外,我们无法因为其出现的概率小,就否定其存在的可能性,也就是说没有被观测状态的电子,其实就是空间内各处概率的集合,而世界也是由无数的微观粒子组成的,所以量子力学认为(主要指哥本哈根学派):在没有被观测的情况下,这个世界不具有实在性,而是一团概率云。

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