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玻尔发现:量子无法被克隆

时间:2023-11-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:远在丹麦的玻尔也看到了海森堡的论文,他细细一琢磨啊,不得了,他突然想通了一个困扰他多年的问题。玻尔提出的这个新想法是:电子的速度和位置无法同时测准这没有错,但不是因为测量行为干扰了电子的运动,而是因为电子根本就不存在准确的速度和位置。怎么理解玻尔的这个观点呢?实际上,玻尔的意思是说,在我们不测量电子的时候,电子没有实体的形状,它是一种波,就好像是涂在面包上的黄油。

玻尔发现:量子无法被克隆

远在丹麦的玻尔也看到了海森堡的论文,他细细一琢磨啊,不得了,他突然想通了一个困扰他多年的问题。他一拍大腿,惊叫道:“海森堡老弟,你错了!不是错在你挑战了经典观念,而是错在你胆子还不够大啊!”原来,玻尔受到海森堡思想的启发,提出了一个大胆十倍的想法,这个想法一出啊,那才真叫离经叛道,甚至激怒了科学巨星爱因斯坦

玻尔提出的这个新想法是:电子的速度和位置无法同时测准这没有错,但不是因为测量行为干扰了电子的运动,而是因为电子根本就不存在准确的速度和位置。薛定谔是对的,但也只对了一半,电子也像光子一样,既是粒子又是波。当你测量电子的时候,它就表现为一个粒子;而当你不测量它时,它就是波。玻尔终于想通了为什么电子在轨道上绕着原子核转却不发出电磁波,原因很简单,电子根本就不是绕着轨道转,而是以波的形式弥漫在整个轨道上。

怎么理解玻尔的这个观点呢?我们来打个比方,假如我们把电子的轨道比喻成城市的环城高速路,那么电子不是一辆在高速路上行驶的汽车,而是无所不在但又无迹可寻。我用一个你熟悉的比喻来讲一遍,你可以把电子想象成打地鼠游戏中那个不断冒头的地鼠,它在这条高速路上的任何一个地点都有可能突然冒头。每次我们测量电子,就像是用锤子打冒头的地鼠。我们可以在A点和B点都打到地鼠,但是,地鼠却不是从A点运动到B点的,而是从A点消失,直接在B点出现的。

电子不是绕着原子的轨道转,而是以波的形式弥漫在整个轨道上(www.xing528.com)

但这个比喻依然不够准确,因为在这个比喻中,当我们不测量电子的时候,我们仍然把它想象成是一颗微小的粒子。实际上,玻尔的意思是说,在我们不测量电子的时候,电子没有实体的形状,它是一种波,就好像是涂在面包上的黄油。它弥漫在整条路上,有些地方厚一些,有些地方薄一些;厚的地方表示被测量到的概率大一些,薄的地方表示被测量到的概率小一些。但是,黄油的厚和薄又不是固定不变的,而是随着时间的演化呈现周期性的变化,波的本质不就是一种周期性的变化吗?

测量电子,就像打地鼠

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