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如果我能在量子水平上知道宇宙中所有事物的状态,我能100%准确地预测未来吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2022-08-03 10:50:58

如果自然遵循经典力学定律,那么理论上,你就可以绝对肯定地预测未来。如果你知道宇宙中每一个粒子的位置和动量以及支配宇宙的动力学定律,那么你就可以确定地预测这些物理量是如何随时间变化的。注意,这不仅需要巨大的计算能力,还需要无限多的信息,因为位置和动量都是实数,但这不是重点。无论如何,要记住的是经典力学是完全确定的。

顺便提一下,量子力学的动力学定律也是100%确定的。所以如果你告诉我一个量子系统在某一时刻的状态,我就可以用薛定谔方程绝对确定这个系统未来的状态。

但关键的一点是,在量子力学中,系统的状态和该系统的物理可观测物(即你可以观察和测量的东西)之间有着明显的区别。一个特定系统的状态只是一个抽象空间中的向量叫做希尔伯特空间。这是一个我们用来解释某些实验结果的模型。可观测物(如粒子的位置和动量)是我们在实验中可以测量的东西。

因此,尽管在量子力学中可以确定状态向量,但物理可观测物却不能。它们由概率(或概率密度函数)描述,这些都是状态向量的函数。综上所述,尽管量子力学和经典力学一样,是完全确定的,但被确定的(确定的?)是状态向量,而不是我们在经典力学中测量的物理可观测物,这就是为什么你无法预测量子世界中瞬间之后的宇宙会是什么样子,无论你现在获得了多少信息。

顺便说一下,海森堡不确定性原理与我们的实验局限性无关,它是一个数学事实,可以从量子力学的假设中推导出来。在量子世界中,粒子的位置和动量甚至没有被精确地定义。
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