人生,没有谁可以一劳永逸,更没有谁可以鱼熊兼得。就像现在,有了春色撩人,就不可能拥有秋色宜人;就像明天,有了事业之丰,便不可能拥有休假之闲。既然谁都不可能同时享尽人间之好,且得学会权衡利弊,学会放弃,学会接受生命的残缺和悲哀,才能有所得到,才能心平气和,宁静致远。通透如斯,方为极好人生。
#量子力学#量子力学[超话]##海森堡不确定性原理#
海森堡的不确定性原理:△x△P>=ℏ/2
非常简单,就是两个量相乘大于另外一个常数,在《时间简史》的图4.3也给出了具体的表达式,和井盖给的稍有不同,不过是一样的。我们具体看一下:
△x 表示一个粒子(particle)的位置的不确定性,△P表示一个粒子(particle)的动量的不确定性,这两个参量相乘大于ℏ,ℏ是普朗克常数(ℏ=h/2π)。这个公式的意思是,如果我们要非常确定地知道一个粒子的位置信息,那么它的动量信息就很不确定,反之,如果要非常确定地知道一个粒子的动量信息,那么它的位置信息就很不确定,而两个不确定性的乘积大于普朗克常数。所以我们同时只能准确地知道一个粒子的一个信息,而另一个则非常不准确,也就是熊和鱼掌不能兼得。在《简史》图4.3给出的公式是:粒子位置的不确定性×粒子速度的不确定性×粒子质量>普朗克常量,其实动量的不确定性=粒子速度的不确定性×粒子质量,所以是一样的。
至于这个原理是怎么来的,《时间简史》里霍金是这么描述的:“为了预言一个粒子未来的位置和速度,人们必须能够准确地测量它现在的位置和速度。显而易见的办法是将光照到这粒子上(图4.2)。一部分光波被此粒子散射开来,由此指明它的位置。然而,人们不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间距离更小的程度,所以为了精确测量粒子的位置,必须用短波长的光。可是,由普朗克的量子假设,人们不能用任意小量的光;人们至少要用一个光量子。这量子会扰动这粒子,并以一种不能预见的方式改变粒子的速度。此外,位置测量得越准确,所需的波长就越短,单个量子的能量就越大,这样粒子的速度就被扰动得越厉害。换言之,你对粒子的位置测量得越准确,你对速度的测量就越不准确,反之亦然。海森伯指出,粒子位置的不确定性乘以粒子质量再乘以速度的不确定性不能小于一个确定量,该确定量称为普朗克常量(图4.3)。并且,这个极限既不依赖于测量粒子位置和速度的方法,也不依赖于粒子的种类。海森伯不确定性原理是世界的一个基本的不可回避的性质。”
在《简史》图4.2,就展示了我们如何来测量一个粒子的位置和速度,左边是用波长较长的光子来测量,用红色来表示(红光波长长,频率低,能量也低),右边是用波长较短的光子来测量,用紫色来表示(紫光波长短,频率高,能量也高)。由于波长大,左边测出的粒子的位置不大准确,我们可以看到图中的白色立方体就是表示了粒子的位置不确定性,比较大,而右边的粒子的白色立方体要小很多,表示粒子位置的不确定性比较小。左边上方是表示对粒子速度的测量,波长长的光子能量低,用红色表示,对粒子的扰动比较小,速度的不确定性也小(图中的红色扇面要小一些),对速度的测量更准确。右边上方用紫色表示波长短的光子,由于能量高,对粒子的扰动比较大,所以速度的不确定性也大(图中的紫色扇面要大一些),对速度的测量不太准确。
根据不确定性原理:∆Ε×∆T≥ℏ/2,这是不确定性原理的另外一种形式,当∆T非常小的时候,∆Ε就会非常大.
在宇宙的起点∆T→0,那么∆Ε→∞, 如果我们认为时间是从宇宙的奇点开始的话,在宇宙的起点能量也会是无穷大的。所以从不确定性原理也能看出来,在宇宙开始的时候,能量无穷大,确实是一个奇点,没有办法去描述它。
电子为什么不会掉进原子核里?电子就像一个永动机一样不停地绕着原子核在转,似乎永远也不累。如果按照常识,电子绕核运动会向外辐射电磁波,随着时间地推移,能量逐步损失,就会掉进去,但是这种现象却没有发生。为什么?解释这个事情有好几个方案,用不确定性原理也可以解释。
首先,如果电子掉进核里,就说明它的位置不确定度变成0了,因为这个时候电子的位置已经确定了,按照不确定性原理那么动量不确定度就会变成无穷大,这样又要求电子不能待在核里,必须在外面飞才行,所以电子又不能待在核里。这样的话,电子就掉不进核里了。虽然电子不能掉进核里的解释有不少,不确定性原理就是其中一个。
海森堡的不确定性原理:△x△P>=ℏ/2
非常简单,就是两个量相乘大于另外一个常数,在《时间简史》的图4.3也给出了具体的表达式,和井盖给的稍有不同,不过是一样的。我们具体看一下:
△x 表示一个粒子(particle)的位置的不确定性,△P表示一个粒子(particle)的动量的不确定性,这两个参量相乘大于ℏ,ℏ是普朗克常数(ℏ=h/2π)。这个公式的意思是,如果我们要非常确定地知道一个粒子的位置信息,那么它的动量信息就很不确定,反之,如果要非常确定地知道一个粒子的动量信息,那么它的位置信息就很不确定,而两个不确定性的乘积大于普朗克常数。所以我们同时只能准确地知道一个粒子的一个信息,而另一个则非常不准确,也就是熊和鱼掌不能兼得。在《简史》图4.3给出的公式是:粒子位置的不确定性×粒子速度的不确定性×粒子质量>普朗克常量,其实动量的不确定性=粒子速度的不确定性×粒子质量,所以是一样的。
至于这个原理是怎么来的,《时间简史》里霍金是这么描述的:“为了预言一个粒子未来的位置和速度,人们必须能够准确地测量它现在的位置和速度。显而易见的办法是将光照到这粒子上(图4.2)。一部分光波被此粒子散射开来,由此指明它的位置。然而,人们不可能将粒子的位置确定到比光的两个波峰之间距离更小的程度,所以为了精确测量粒子的位置,必须用短波长的光。可是,由普朗克的量子假设,人们不能用任意小量的光;人们至少要用一个光量子。这量子会扰动这粒子,并以一种不能预见的方式改变粒子的速度。此外,位置测量得越准确,所需的波长就越短,单个量子的能量就越大,这样粒子的速度就被扰动得越厉害。换言之,你对粒子的位置测量得越准确,你对速度的测量就越不准确,反之亦然。海森伯指出,粒子位置的不确定性乘以粒子质量再乘以速度的不确定性不能小于一个确定量,该确定量称为普朗克常量(图4.3)。并且,这个极限既不依赖于测量粒子位置和速度的方法,也不依赖于粒子的种类。海森伯不确定性原理是世界的一个基本的不可回避的性质。”
在《简史》图4.2,就展示了我们如何来测量一个粒子的位置和速度,左边是用波长较长的光子来测量,用红色来表示(红光波长长,频率低,能量也低),右边是用波长较短的光子来测量,用紫色来表示(紫光波长短,频率高,能量也高)。由于波长大,左边测出的粒子的位置不大准确,我们可以看到图中的白色立方体就是表示了粒子的位置不确定性,比较大,而右边的粒子的白色立方体要小很多,表示粒子位置的不确定性比较小。左边上方是表示对粒子速度的测量,波长长的光子能量低,用红色表示,对粒子的扰动比较小,速度的不确定性也小(图中的红色扇面要小一些),对速度的测量更准确。右边上方用紫色表示波长短的光子,由于能量高,对粒子的扰动比较大,所以速度的不确定性也大(图中的紫色扇面要大一些),对速度的测量不太准确。
根据不确定性原理:∆Ε×∆T≥ℏ/2,这是不确定性原理的另外一种形式,当∆T非常小的时候,∆Ε就会非常大.
在宇宙的起点∆T→0,那么∆Ε→∞, 如果我们认为时间是从宇宙的奇点开始的话,在宇宙的起点能量也会是无穷大的。所以从不确定性原理也能看出来,在宇宙开始的时候,能量无穷大,确实是一个奇点,没有办法去描述它。
电子为什么不会掉进原子核里?电子就像一个永动机一样不停地绕着原子核在转,似乎永远也不累。如果按照常识,电子绕核运动会向外辐射电磁波,随着时间地推移,能量逐步损失,就会掉进去,但是这种现象却没有发生。为什么?解释这个事情有好几个方案,用不确定性原理也可以解释。
首先,如果电子掉进核里,就说明它的位置不确定度变成0了,因为这个时候电子的位置已经确定了,按照不确定性原理那么动量不确定度就会变成无穷大,这样又要求电子不能待在核里,必须在外面飞才行,所以电子又不能待在核里。这样的话,电子就掉不进核里了。虽然电子不能掉进核里的解释有不少,不确定性原理就是其中一个。
“世兄果真把我尚之信当作酒色之徒了!”尚之信看看吴三桂,忽然噗嗤一笑,“我这人干什么事便想什么事,这会子坐在这里看戏,就要把心思用在‘色’上;等日后真个境内有事,自然要一心用兵。和文人硕儒打交道,我就将心思用在‘道德’‘文章’上。熊掌吾所欲也,鱼亦吾所欲也,我偏要二者兼得,岂不妙哉?孙延龄刁猾近利,善观风色,并不难对付;傅宏烈嘛……我只向老世伯借一个人便能对付!”
“谁?”吴三桂吃惊地问道,耿精忠也讶然地注视着尚之信。
“汪士荣!”尚之信嬉皮笑脸地答道,“傅宏烈的把兄弟。”
“汪士荣有公务出去了。”吴三桂真的对尚之信刮目相看了。这个满脸横肉的家伙,上山来一直把自己装成个[插图]包,谁料他竟有如此一招,正是所谓胸有城府之严,心有山川之险了。吴三桂不由得欠欠身子,笑道:“想不到贤侄这会儿才真人露真相!听人说,你在广州生吃人肉,可是有的?”
“诚然!”尚之信冷冰冰说道,“此乃御兵之道也!我的下属多是从山上收编来的土匪,我不凶悍杀人,他们肯服我?家父带一辈子兵,却没有瞧透这一层,所以他们都不听他的——无毒不丈夫嘛,我这块荆山璞玉,只好装成一个山大王了。”说罢仰天大笑。
这样的心术太可怕了,耿精忠竟不自禁地打了个寒战:这个姓尚的,上山半月有余,满口粗话,举止荒唐,连老奸巨猾的吴三桂都被瞒过!但这又何必呢?耿精忠略一沉思也就明白过来,尚之信乔装痴愚,是在等自己,观察自己!他又偷眼瞧了吴三桂一眼,吴三桂却似全不在意,不但不责怪,反而十分高兴。吴三桂原来担心广东局势难以维持,现在他的顾虑一下子解除了。
——《康熙大帝》
#书摘tys#
“谁?”吴三桂吃惊地问道,耿精忠也讶然地注视着尚之信。
“汪士荣!”尚之信嬉皮笑脸地答道,“傅宏烈的把兄弟。”
“汪士荣有公务出去了。”吴三桂真的对尚之信刮目相看了。这个满脸横肉的家伙,上山来一直把自己装成个[插图]包,谁料他竟有如此一招,正是所谓胸有城府之严,心有山川之险了。吴三桂不由得欠欠身子,笑道:“想不到贤侄这会儿才真人露真相!听人说,你在广州生吃人肉,可是有的?”
“诚然!”尚之信冷冰冰说道,“此乃御兵之道也!我的下属多是从山上收编来的土匪,我不凶悍杀人,他们肯服我?家父带一辈子兵,却没有瞧透这一层,所以他们都不听他的——无毒不丈夫嘛,我这块荆山璞玉,只好装成一个山大王了。”说罢仰天大笑。
这样的心术太可怕了,耿精忠竟不自禁地打了个寒战:这个姓尚的,上山半月有余,满口粗话,举止荒唐,连老奸巨猾的吴三桂都被瞒过!但这又何必呢?耿精忠略一沉思也就明白过来,尚之信乔装痴愚,是在等自己,观察自己!他又偷眼瞧了吴三桂一眼,吴三桂却似全不在意,不但不责怪,反而十分高兴。吴三桂原来担心广东局势难以维持,现在他的顾虑一下子解除了。
——《康熙大帝》
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