波粒二象性是什么意思?

时间:2021-06-06 10:02:44   作者:
波粒二象性是什么意思?首先,你必须定义波粒二象性是什么意思。如果你的意思是它就是你用来解释观测结果的东西,那么如果一个实验不能同时证明这两个方面,它就会被证伪,前提是这个实验是以允许这两个方面的方式进行的。以双缝实验为例。如果你让一个光子通过,你得到一个点。这显然是粒子的性质。如果你发射大量的电磁波,你会得到一个波干涉图样。因此,实验证明它必须单个发送光子,但足够多的光子才能产生干涉效应。实验做得不好只能说明你自己的无能。

第二个危险是你如何解读你所看到的。要证伪一个概念,重要的是不要在你要证伪的陈述之外引入解释性理论。如果你这样做,你的证伪就是循环的。

波粒二象性是什么意思?

波粒二象性是什么意思?考虑Aspect实验。唯一被计算的结果是在距离第一个探测器19纳秒内到达的2号探测器上的光子。在粒子的通常定义中,这是一种粒子的特性,即一种能量,它被限制在一个非常小的体积内,并且可以像点一样被探测到。另一方面,光子的偏振服从海勒斯定律,这是一个明显的波动特性。通过使用这些解释波和粒子的方法,并赋予它们适当的属性,当你仔细研究这个实验时,在我看来,它是我们所谓的波粒二象性的最佳证明之一。你不能仅仅用否定一个概念的方法来否定它。

现代发展的量子场论和傅里叶在希尔伯特空间的基础和互补的基本取代了过时的概念波,粒子和二象性。通过退相干和波函数崩溃所涉及的实际物理和认知过程来理解量子系统的测量完成了这幅画。我们对量子系统以及它们与经典世界测量的关系的看法发生了缓慢的变革。

你会问波粒二象性是什么意思,哪些实验证明了现代观点。关键的例子将是证明违反贝尔不等式的实验,延迟选择量子擦除实验,和退相干过程的测量,表明波函数崩溃(部分)是一个物理过程,需要时间,甚至可以逆转或中断。

实际上,每个实验都展示了场的波状传播,然后通过构型空间基中的波函数崩溃进行粒子状测量,并将测量定位,展示了波和粒子特性是如何结合的。这没有什么神奇或神秘的。没有量子吸引。我们通常将传播行为解释为波,将测量行为解释为粒子——后者是因为局域退相干,因为退相干测量设备由局域原子或类似的原子组成。

这种观点转变的核心是非常简单的实验和理论洞见:场激发可以局限于空间/时间(类粒子),也可以在波数/频率(类波)上缩小,但不能同时缩小,或者至少不能达到任意精度。这是傅里叶变换的一个基本数学性质。这不是量子理论所特有的。量子力学的核心是波数与动量、频率与能量的一致性,这使得傅里叶不确定性原理在量子力学中显得相当特殊——著名的海森堡不确定性原理。

人们非常重视波粒二象性和互补性的概念,但这些是20世纪早期的概念,现在被更好地理解了,坦率地说,已经被取代了。
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