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不确定性原理

已有 1116 次阅读2015-2-2 09:01 |系统分类:科技教育| 原理 分享到微信

网友:

首先想象一个非常简单的函数y=x;将他画在坐标系中,随后思考一个问题:当我们让这个坐标系膨胀,如同一个气球。那么相应的,我们将在这个气球之外看见这条直线变粗。

那么现在假设,我们将这条变粗的直线放回原来的坐标系,那么当x取值为2时,此时的y值将不再是一个确定的数值2,它将由于变粗而出现一个范围。假设这个范围13。那么此时当x=2时,此时的函数值将是13之间的任意数值。同理,当y值确定时,此时满足这个y值的x也将不再是一个确定的数值。

如图:

不确定性原理_图1-2

但我们都知道,无论坐标系怎样膨胀,坐标系内的函数性质不应该发生变化。若将该函数放回膨胀后的坐标系中,函数值仍然是确定且不变的。

因此,在这个简单的示意图下,我们大胆的提出一个猜想,如果因为宇宙的加速膨胀,导致整个宇宙中的所有函数(值?)都随之“膨胀”

那么当我们观察一个微观粒子时,就意味着我们在观察处于膨胀坐标系状态下的事物。而该事物由于我们无法直接观察,只能通过设备间接观察,因此我们等于是将这个不断加速膨胀的事物放在一个相对恒定的体系中进行描述。从而出现类似上图所示意的现象。因此出现不确定性。

这里出现的最关键性问题便是时间。

两个坐标系的不同是源自于我们自身所处的时间和我们进行计算实验的时间间隔。

因此,当我们没有实际进行观察时,我们本身所处的坐标系已经膨胀而微观粒子还仍然处于过去的坐标系中。

若将该函数定义出具体的含义,如:y=2时为A状态,反之为b状态,那么当膨胀后的函数放在原来的坐标系中,将是两个截然不同的状态同时存在。

而当进行实际观察时,就等于将该函数放回了膨胀后的坐标系中,函数值立刻坍缩并确定下来。

同时还注意到,当膨胀后的函数放在原坐标系中,我们只能确定其中的一个变量,而另一个变量则无法确定,但能确定其范围。这刚好符合不确定原理。

由此,我们可以进行延伸。如果进行时间旅行,那么旅行的乘客也将面临坍缩。若旅行回到自己母亲还没有生下自己的时候,那么此时旅客将膨胀为一个存在与不存在两种状态同时具备的不确定状态。若此时对该旅客进行观察,他将立刻坍缩成该时间点的固定值即立刻消失。

这也将解决时间旅行中,回到母亲生自己前将母亲杀死的悖论。

该文章为一时灵光一闪,仅供讨论。

侯工:

    不确定性原理量子力学的一个基本原理,又称“测不准原理”、“不确定关系”量子力学并不能够对一次观测预言一个单独的确定结果。它只能预言一组不同的可能发生的结果,也只能告诉我们每个结果出现的概率。也就是说,量子力学是一种统计学,它的结论表示一种概率,并不代表事物的准确描述。

    例如,人们无法准确地测量一个电子的运动状态,那么可以测量一定量的一团电子的运动状态,然后找出其运动的规律。但是,实际上这种方法是不得以的权宜之计,单个电子的运动状态与一团电子的运动状态是有很大差异的。至今人们还没有弄明白,为什么电子没有固定的轨道,只能说电子运动状态是一团云,这团云成了科学家头脑里的疑云。其实,人们习惯了行星围绕太阳旋转的固定轨道,并且试图以这样的模式来想象电子围绕原子核旋转的模式。在原子核与电子之间的引力主要是电磁力,而行星与太阳之间的引力主要是万有引力,两者的数量级相差10^38倍:

一对质子在相距10^-16m时,各种相互作用的强度为(假定此时强相互作用强度的数量级1):
强相互作用  1
电磁相互作用  10^-2
弱相互作用    10^-12
引力相互作用  10^-40

    显然,以行星与太阳的模式来套电子与原子核的模式是何等荒谬的。他们不知道,电子与质子之间存在着电磁力,所以电子实际上是围绕着质子旋转的,而质子属费米子,在原子核内又在不停地运动,其运动方式与电子相仿,从而导致电子不能按照正常的圆周运动了,因此形成了电子云现象,至此,科学家头脑中的疑云应该消去了吧?

    一团电子云并不能描述一个电子的运动规律。一个电子围绕着质子旋转,由于质子运动而使电子运动的轨道成为“一团云”。实际上电子运动的轨道还是有规律的,而且是比较确定的,只是人类的眼睛看不清楚而已,只好归结为不确定性(测不准)原理,所以爱因斯坦说:“上帝不玩弄骰子(因为上帝认为概率是不精确的)。”显然,他是反对用量子力学来描述粒子的实际情况的。因而量子力学为科学引进了不可避免的非预见性或偶然性,往往将确定的事件变成了概率事件在概率事件中,极小的概率都有可能发生,例如阁下能够出现在宇宙的概率是10^-NN趋于过大,概率几乎等于0,但是阁下竟然出现了,多么伟大!

   欧氏几何本来就来自人类的主观抽象,它是建立在平面的基础上的,所以又叫平面几何。恰恰宇宙球面上不存在平面,所以欧氏几何大多是伪命题。它的公理基本上是主观武断的,是无法证明的。例如,它有一条公理说:“给定任意线段r,可以以其一个端点作为圆心,该线段作为半径r作一个”显然,在球面上,圆的半径R是一条弧线,它必然大于给定的线段r(圆周到圆心的弧线大于圆周到圆心的小弦)。这就出现了一个三难问题:圆周率究竟是圆周S与直径2r之比,还是与2R之比,抑或与平面圆的直径D(大弦)之比?即使在宇宙球面最大圆的切面上,圆周率是欧氏几何意义上的圆与直径之比,但是,根据欧氏几何的定义,圆周是二维的,直径是一维的,两者没有可比性。也就是说,圆周率是个伪命题,因此圆周率π是个货真价实的“无理”数。

    然而,正因为圆周率π是个货真价实的“无理”数,因而注定了圆与半径的不确定关系,从而导致宇宙球面的恒动态性,也就是说,宇宙运动的原因的确来自宇宙球面与半径的不确定关系。由于球面是圆的集合,而宇宙的一切都可以看成是由无限多的球面构成的,从而决定了宇宙的一切运动都来自球面与半径的不确定关系,在这个意义上说,这也是不确定性原理产生的根源

现在回到网友提出的问题。网友的观点很新颖,也有哲理性,基本原理是对的,不过我的观点有所不同,谨提出商榷如下:

1、宇宙只有一个坐标系,就是以宇宙中心为坐标中心的球坐标系。你所说的y=x直线实际上是球坐标的半径R,是不可能变粗的,变粗的是球面上一个圆与圆心角形成的圆锥体,尽管这个圆不断扩大,但是圆心角是不变的。然而,现在球面上的这个圆的确比以前球面上的圆大了。也就是说在你观测的过程中,这个圆在不断地扩大,它的位置也在不断远离你,如果你要测量这个圆上的一个粒子,这个粒子本身会膨胀,并且可能因膨胀而分解,这就是粒子衰变现象。粒子不断衰变,质量、能量、位置、速度等参数都在不断变化中,因此总是测不准,这是粒子的运动决定的(有人将这种现象说成是粒子的内秉,实际上粒子是受宇宙球面膨胀控制的,不可能有内秉),与测量手段无关。

2、宇宙球面的膨胀并不是坐标系膨胀。两个不同时间的球面的比较不是两个坐标系的比较。

3、人们以静态的观点来观测运动的粒子,所以感到迷惑不解。只有在绝对静止的条件下,测量才是准确的,然而,自然界不存在这种条件。

4、所谓时间旅行是不可能的。现在就是今,我们永远活在今里:我们已经不在昨,又不可能在明,那么只能在今永远不会开,时间永远不可以穿越旅行。如果可以开的话,我们就可以进入时间隧道进行穿越旅行。如果昨“天”开了,你就可以任意回到自己还没有出世前的日子;如果明“天”开了,你就可以穿越到万年以后去看望你的N代孙子。其实,宇宙的运动变化就是时间,这一瞬间就是宇宙的全部,也就是我们常说的前一瞬间或者下一瞬间就是宇宙之外,也就是天外。如果你想跑到宇宙之外去,就等于说你可以仍然活在昨天出,或者现在出现你明天的样子,这不啼于痴人说梦,真可谓臆想天开。

 


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