啥情况?
布鲁斯教授刚刚否定海森堡,现在又否定自己?
威尔逊连忙道:
“等等,布鲁斯,让我捋一捋。”
“首先,海森堡认为测不准的原因是,测量本身会干扰电子的状态,且这种状态是不可避免的。”
“比如,如果先测量电子的位置,那么电子的动量就会因为和γ射线撞击而改变,测出来也就不准确了。”
“但是,布鲁斯你提出如果能知道γ射线的反射情况,其实可以算出电子的动量改变情况,从而就能准确计算电子同一时刻的动量。”
“然而,现在你又说,【知道γ射线的反射情况】这件事是行不通的。”
“这件事才是导致测不准的真正原因,而不是海森堡提出的测量行为的干扰因素。”
“是这个逻辑吗,布鲁斯?”
李奇维听后,极其诧异,我威哥啥时候这么牛逼了。
威尔逊分析的非常精准。
“是的。”
大部分人现在脑袋已经开始乱了。
然而对于海森堡、泡利、狄拉克等人而言,小菜一碟。
他们等待着布鲁斯教授的下文。
这时,李奇维干脆一边说,一边在黑板上画图讲解。
“如图所示。”
“为什么【知道γ射线的反射情况】这件事是不可行的呢?”
“因为大家不要忘了思想实验的前提:要先精确测量电子的位置!”
“为了看清电子在哪里,就必须对反射后的所有γ射线进行聚焦,然后才能成像。”
“这点应该可以理解吧。”
“哪怕少了一丝,一个方向的γ射线,都不能精确地显示电子的位置。”
“但是一旦聚焦,就会改变反射后γ射线的本来方向。”
“所以,我们也就【无法】知道【γ射线的反射情况】。”
“当然也就算不出此刻电子的精确动量了。”
“同理,假设先精确测量电子的动量信息,然后再确定位置信息。”
“那么就不能对反射后的γ射线聚焦,而是要保留它们的原本方向,从而根据吴-康普顿效应,精确计算出电子的动量。”
“但这时,因为不能聚焦,我们也就无法精确得知电子的位置信息了。”
“以上的分析,才是不能同时精确测量电子位置和动量的根本原因。”
“海森堡提出的【测不准】概念,有很大的误导性。”
“它使得大家以为xp≥h/4π和测量仪器本身有关系。”
“是测量仪器的干扰导致我们测不准。”
“但其实根本没有关系!”
“电子的这种不确定性行为是不依赖任何外物的,是一种内在属性。”
“无论是多么精密的仪器,它从根源和原理上就无法同时精确测量电子的位置和动量。”
“所以,相比测不准,我更喜欢称呼它为【不确定性原理】!”
“总结就是:本身无法精确测量才是不确定性的本质,而不是测量行为对电子的干扰。”
静!
死一般的寂静!
李奇维讲完之后,所有人都盯着黑板上的图示,目瞪口呆。
什么γ射线、反射,已经把不少人给绕晕了。
“谁能告诉我,到底是怎么一回事?”
“为什么把仪器精度调高,把干扰降到最低也不行呢?”
“一个物体的动量和位移,怎么可能从本质上就无法测量呢?”
“这太匪夷所思了!”
“.”
对于威尔逊等人而言,他们勉强算是听懂了。
但正因为听懂了,才显得无比震撼!
这完全摧毁了他们的以前的认知。
威尔逊喃喃回答道:
“首先要强调两个关键词:同时、精确。”
“如果不是同时,而是间隔时间,或者不是精确、而是模糊测量,那么是可以完成的。”
“但如果既要【同时测量】,又要【精确测量】,那就不可能了。”
“因为不管仪器的精度有多高,当γ射线撞击到电子,发生反射的【那一刻】。”
“你若是不改变反射γ射线的方向,就无法精确测量位置信息。”
“这里要注意,在这一刻,你非要测量位置也行,但不准确。”
“同理,你若是改变反射γ射线的方向,虽然可以精确测量位置了,但是又不能精确测量动量了。”
“在同一时刻,这两个行为,只能二选一,而不可能同时发生。”
嘶!
威尔逊的解释,让不少人醍醐灌顶、恍然大悟。
在场的虽然还有一些学生,但是能在卡文迪许做研究的没有蠢人。
经过如此深入浅出的分析,大家全都明白了。
但随即,众人就更骇然了!
“如此一来,不确定性原理岂不是颠覆了世界的决定性?”
哗!
一股莫名的寒意笼罩在房间之内。
决定性被打破了?
这是何等可怕的事情。
自从牛顿构建出经典力学的框架之后,人类掌握了堪称“预言”一般的神奇能力。
只要知道了汽车的所有运动参数,就能根据力学和运动公式,计算出它在所有时刻的运动状态。
包括但不限于位移、动量等。
在诸如蚂蚁等低等生物的眼里,人类的这种手段说是预言能力也不为过。
而这种能力的最终发展形态,就是四大物理神兽中大名鼎鼎的“拉普拉斯兽”。
拉普拉斯兽知晓宇宙中所有原子的所有参数。
所以,根据方程,它能够计算出宇宙的未来!
即:我们的宇宙是决定性的!
上一时刻物体的速度和位置,决定了下一时刻物体的速度和位置。
这种机械宇宙观,统治物理学界已经很久了。
在场不少人都知道,虽然布鲁斯教授之前曾用电子概率跃迁挑战过这种宇宙观。
但是他并没有说服众人。
而现在,情况不同了!
随着量子力学的深入发展,各种奇怪的理论和实验出现,产生了一些和宏观世界迥异的现象。
概率波颠覆了因果性,不确定性原理又颠覆了决定性。
两者合在一起,粉碎了经典物理学的机械时空观!
电子不仅出现在某处的行为是概率的,甚至它出现时的位移和速度都不能精确测量!
这表明,我们的宇宙一片混沌!
哗!
这太吓人了!
细思极恐!
不确定性原理的出现,带给众人的冲击简直无法想象。
而海森堡、泡利、狄拉克等绝世天才们,他们的接受能力就强太多了!
泡利的内心产生了动摇。
在他第一眼看到公式的时候,他是坚决反对的。
因为不确定性原理违法了常识。
所以,哪怕面对当世第一人的权威,泡利也浑然不惧。
但是听完布鲁斯教授的严谨分析,泡利忽然发现,自己好像被说服了。
这就有点尴尬了。
他觉得好像确实如此。
矩阵力学得到了多个实验和理论的验证,它的正确性毋庸置疑。
而由它所推导出来的不确定性原理,自然也是正确。
尤其是布鲁斯教授还给出了无懈可击的逻辑分析。
泡利已经被折服了。
“布鲁斯教授,我赞同你的解释。”
“海森堡的回答,确实存在问题。”
哗!
众人皆是一惊!
刚刚还强烈反对的泡利,现在立马就改旗易帜了。