海森堡不确定性原理仅仅是因为不与粒子相互作用就无法观测到它吗?

时间:2022-04-13 10:43:01   作者:
我们只观察我们观察到的东西,所以当我们没有观察到的时候会发生什么是不可能确定的(我们是否能确定我们观察到的是另一个问题)。人们通常把用理论来填补观察之间的空白,视为一种尝试性的便利,而不是一种存在主义的承诺。有些人讨厌这一点,但我并没有被他们的仇恨的说服力吓倒。

因此可以说,海森堡不确定性原理除了关于观测之外,并没有真正说明任何重要的东西,而粒子究竟是什么样子的问题,要么是关于观测结果与粒子有关的问题,要么只是在打气。

采取更极端的观点,一个人可以讨论世界所描述的理论,即使它不可见,尽管目前尚不清楚(至少)有任何特定的关系未被注意的部分理论和未被注意的现实(如果有这种事,我们怎么知道?)。

目前最好的模型将量子系统的可观测属性识别为算子,应用于相关的波函数,有时可以简单地用类似经典的术语表示;电子可以有动量,光子可以有位置,等等。这些都是极端的例子;大多数情况下,没有理由期望波函数与将算子应用于自身的结果有如此简单的关系。

海森堡自己最初认为测不准原理是观测过程引起的扰动的结果。然而,后来得出的结论是,这是Schrödinger方程的必然结果,该方程限制了波函数随时间变化的方式。在没有任何观测,没有任何外部扰动的情况下,可以推断出你不可能同时处于动量和位置的一个简单的经典值状态(对于许多对观测也是如此)。更准确地说,做一些非相对论性的假设,我们有可能在相同函数的所有可能形式中,找到两个算子标准差乘积的最小可能值。加入相对论的考虑会使一切变得更加混乱,并削弱下界,但不会从根本上改变结果。

标准偏差所描述的情况存在一定的不确定性。它使用基于波函数振幅平方的空间加权,整体缩放使总权重为1。这是一个熟悉的标量场;至少对于足够简单的点状系统,比如单电子,它是观测到的概率密度,在空间中定位它们的概率密度,如果你观测到它们的位置。为什么会这样还不清楚,也不清楚这种权重从根本上是不是一种概率。

让我用你容易理解的方式来解释这一点。你是一个现实实体。你对宇宙的感知来自于你生存的动机,归属感,上升到一种重要感。你工作,这个工作被概括为金钱。

当你去购物时,那些钱与它的来源没有任何联系。它是自由的历史。没人需要知道或关心钱是从哪里来的。他们与货币的互动程度基本上与那段历史无关。你与他们互动的程度是商品或服务的交换。

现在,这些钱被用于商业活动的登记,用于支付其他的商业活动,包括与你互动的人的工资。社区税收和贸易增加了另一个泛化层面,称为经济。经济与环境的相互作用更为普遍。即使你的钱是假的(法定的),你使用它的行为也会有生理上的后果。

不确定性推动了狭义相对论的边缘,在你已经从根本上改变了视角的移动视界上,一波坍缩。一个互动发生了,现在你已经切换到一个更一般化的视角来看待不确定性。不知道您发出的值的任何部分将在哪里应用,也不知道返回给您的直接连接。

狭义相对论开始于惯性视角(你)释放你的价值(金钱),它的某些部分可以作为工作相互作用。当相互作用的能力中断并继续保持平衡时,不确定性就会出现。平衡发生在许多层面上。每一层都概括了所有的价值,并且比你单独做的更深入地投射了其中的一部分价值。就像这些城市的灯光透视。

正如你从这里看到的,每次你概括的时候,你都失去了一定程度的细节……一定程度的历史。对于波,这些泛化首先是使传播成为可能的场。当波传播时,它在一定程度上改变了这个函数的作用。最终,当波与背景泛化时,你无法分辨出它的传播。

不确定性原理将其一直带到宇宙视界,最终的边界条件。波的传播就像被折叠然后被释放的钢板弹簧。钢板弹簧系统地变平,直到它用尽所有的熵迫使它弯曲。同样的情况也适用于一直延伸到宇宙视界的波。每一种局部泛化都有轻微的左弯曲,以有助于下一个泛化。当你到达视界的时候,你所看到的只有CMB梯度,看起来就像一个星系的图案。

海森堡不确定性原理

从粒子的角度来看,粒子是运动场中的一个事件。这个场就是它和其他东西的相互作用势。关注当地事件的细节并不能说明总体背景。回到背景的观点,你不能区分由任何单一部分定义的背景部分,因为它是对所有部分的聚合。
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