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不确定性原理 - 维基百科,自由的百科全书

确定せい原理げんり

量子力學りょうしりきがく概念がいねん
重定しげさだこううみもり堡不确定せい原理げんり

ざい量子力學りょうしりきがくうら確定かくていせい原理げんりuncertainty principleまたわけはかじゅん原理げんり表明ひょうめい粒子りゅうしてき位置いちあずかどうりょう不可ふか同時どうじ確定かくてい位置いちてき確定かくていせいえつしょうのりどう量的りょうてき確定かくていせいえつだいたんまたしか[1]:引言たい不同ふどうてきあんれい確定かくていせいてき內涵也不いちよう,它可以是觀察かんさつしゃたい於某しゅ數量すうりょうてきしんいきてき缺乏けつぼう程度ていど,也可以是たい於某しゅ數量すうりょうてき測量そくりょう誤差ごさ大小だいしょうあるものいちけいてき類似るいじせい備的系統けいとうしょ具有ぐゆうてき統計とうけいがく擴散かくさんすう值。[1]:だい1せつ

維爾おさめ·うみもり

維爾おさめ·うみもり於1927ねん發表はっぴょう論文ろんぶんろん量子りょうし理論りろん運動うんどうがく與力よりきがくてき物理ぶつり內涵》きゅう原理げんりてき原本げんぽん啟發けいはつしき論述ろんじゅつ希望きぼうのう成功せいこう定性ていせいぶん析與ひょうじゅつ簡單かんたん量子りょうし實驗じっけんてき物理ぶつり性質せいしつ。這原理げんりまたしょうためうみもり堡不确定せい原理げんり」。[2][3]:62-84同年どうねんやややくなんじ·肯納とくえいEarl Kennard嚴格げんかく數學すうがくひょうじゅつ位置いちあずかどう量的りょうてき確定かくていせい關係かんけいしき[4]兩年りょうねん霍華とく·はくもりえいHoward Robertsonまたはた肯納とくてき關係かんけいしき以推ひろ[5]

类似てき确定せい關係かんけいしき存在そんざいのうりょう时间すみ动量角度かくどとう物理ぶつりりょう间。よし於不確定かくていせい原理げんり量子力學りょうしりきがくてきもと要理ようりろん,很多一般實驗都時常會涉及到關於它的一些問題。ゆう實驗じっけんかい特別とくべつけんけん原理げんりある類似るいじてき原理げんりれい如,けんけん發生はっせいちょうしるべ系統けいとうある量子りょうし光學こうがく系統けいとうてき數字すうじしょう確定かくていせい原理げんり」。[6][7]たい於不確定かくていせい原理げんりてき相關そうかん研究けんきゅう以用らい發展はってん引力いんりょく干涉かんしょうところ需要じゅようてきてい噪聲科技かぎ[8]

歷史れきし

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1925ねん6がつうみもり堡在論文ろんぶん運動うんどうあずか機械きかい關係かんけいてき量子りょうし理論りろんおもしんかいしゃく》(Quantum-Theoretical Re-interpretation of Kinematic and Mechanical Relations)裏表うらおもてじゅつのりじん力學りきがく[9]したがえきゅう量子りょうしろんやや式微しきび現代げんだい量子力學りょうしりきがくてき時代じだい正式せいしきひらけけいのりじん力學りきがく大膽だいたん假設かせつ經典きょうてんてき運動うんどう概念がいねん適用てきよう量子りょうしそうきゅう束縛そくばくざい原子げんし內部てき電子でんしなみ具有ぐゆう明確めいかく定義ていぎてき軌道きどう,而是運動うんどう模糊もこきよし無法むほうかん察到てき軌道きどう,其對於時あいだてきでん立葉たてば變換へんかんただわたる及到いん量子りょうしおど遷而さんせいてき以被かん察到てき電磁でんじ輻射ふくしゃてき離散りさんしきりつ[10]:275-279

うみもり堡在論文ろんぶんうら提出ていしゅつただゆうざい實驗じっけんうらのう夠觀察到てき物理ぶつりりょうざい具有ぐゆう物理ぶつり意義いぎさい以用理論りろん描述其物理ぶつり行為こうい,其它無稽むけいだんよし此,こく避開にんなんわたる粒子りゅうし運動うんどう軌道きどうてき詳細しょうさい計算けいさんれい如,粒子りゅうしずいちょ時間じかん改變かいへんてきかくきり運動うんどう位置いちいんため,這運動うんどう軌道きどう無法むほう直接ちょくせつかん察到てきがえ代地だいちせんちゅう研究けんきゅう電子でんしおどどきしょはつ射出しゃしゅつてき電磁でんじ輻射ふくしゃてき離散りさんしきりつ強度きょうど計算けいさん代表だいひょう位置いちあずかどう量的りょうてき無限むげんのりじん。這些のりじんのう夠正かくあずかはか電子でんしおど遷所はつ射出しゃしゅつ光波こうはてき強度きょうど[10]:275-279[11]:29-30

同年どうねん6がつざい讀了どくりょううみもり堡的論文ろんぶんこれうまかつ斯·玻恩發現はつげんうみもり堡的數學すうがく運算うんざんばららい就是在學ざいがくせい時代じだいがくいたてきのりじん微積分びせきぶん。另外,ざい分別ふんべつ表示ひょうじ位置いちあずかどう量的りょうてき兩個りゃんこ無限むげんのりじんあいだ存在そんざいちょいちしゅ很特べつてき關係かんけい──正則せいそくたいえき關係かんけい,以方程式ほうていしき表示ひょうじため[12]

 

ただし們並了解りょうかい重要じゅうよう結果けっかてき意義いぎ們無ほうきゅう合理ごうりてきかいしゃく

 
うみもり堡與みみ共同きょうどう討論とうろん問題もんだい

1926ねんうみもり堡任聘為哥本哈根大學だいがくあまなんじ斯·みみ研究所けんきゅうじょてき講師こうしきょうすけあまなんじ斯·みみ研究けんきゅう隔年かくねん發表はっぴょうりょう論文ろんぶんろん量子りょうし理論りろん運動うんどうがく與力よりきがくてき物理ぶつり內涵》(On the physical content of quantum theoretical kinematics and mechanics)。ざい這篇論文ろんぶんうら嚴格げんかく要求ようきゅう遵守じゅんしゅ實證じっしょう主義しゅぎただゆうざい設定せっていてき實驗じっけん環境かんきょうたい粒子りゅうしてきぼうしゅ數量すうりょう測量そくりょうのり數量すうりょうざい具有ぐゆう物理ぶつり意義いぎいやのり數量すうりょう具有ぐゆうにんなん物理ぶつり意義いぎ[13]:208せっちょ解釋かいしゃくにんなん實驗じっけん測量そくりょう都會とかい遭遇そうぐう誤差ごさいん此,這數量的りょうてき物理ぶつり意義いぎ也只のう確定かくていいたりぼうたね程度ていどれい如,假設かせつ使用しよう顯微鏡けんびきょうらい測量そくりょう粒子りゅうしてき位置いちたい粒子りゅうしてき位置いちてき測量そくりょうかい不可避ふかひめん攪擾りょう粒子りゅうしてきどうりょう造成ぞうせいどう量的りょうてき確定かくていせいうみもり堡緊跟著きゅうてき確定かくていせい原理げんりえつ精確せいかく知道ともみち位置いちすなわちえつ不精ぶしょうかく知道ともみちどうりょうたんまたしか確定かくていせい原理げんりのう夠直接地せっちかいしゃく位置いちあずかどう量的りょうてき正則せいそくたいえき關係かんけいかりわか測量そくりょう位置いちかい攪擾どうりょう測量そくりょうどうりょうかい攪擾位置いちのり測量そくりょう位置いちあずかどうりょう需要じゅよう顧慮こりょいた先後せんご關係かんけい位置いちあずかどう量的りょうてき正則せいそくたいえき關係かんけいかいへんため [3]:64, 68

ざい這篇論文ろんぶんうら[2] うみもり堡寫公式こうしき

 

公式こうしききゅうりょうにんなん位置いち測量そくりょうしょ造成ぞうせいてき最小さいしょう無法むほう避免てきどうりょう確定かくてい值,ただしぼつ有給ゆうきゅう  かくきりてき定義ていぎざいうみもり堡的しば講義こうぎうらまたしん一步改善了這關係式:[14]

 

1927ねんやくなんじ·肯納とくえいEarl Kennardくびさき證明しょうめいりょう現代げんだい不等式ふとうしき[4]

 

其中, 位置いち標準ひょうじゅん どうりょう標準ひょうじゅん これやくろうかつ常數じょうすう

うみもり堡只きゅうせきこう斯波しばつつみあんれいてき不等式ふとうしき[14]

1929ねん霍華とく·はくもりえいHoward Robertson導出どうしゅつもと於對えき關係かんけいてき確定かくてい關係かんけいしき[5]

三種さんしゅひょうじゅつ

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確定かくていせい原理げんり主要しゅようゆうさんしゅ不可ふかぎょうおもてじゅつ[15]:1[註 1]

  • 順序じゅんじょ測量そくりょう確定かくていせい原理げんり不可能ふかのうざい測量そくりょう位置いち完全かんぜん攪擾どうりょうたんまたしか
  • 聯合れんごう測量そくりょう確定かくていせい原理げんり不可能ふかのうたい位置いちあずかどうりょう聯合れんごう測量そくりょうえいjoint measurementそくどう測量そくりょう位置いちあずかどうりょうただのう近似きんじ聯合れんごう測量そくりょう
  • せい備不確定かくていせい原理げんり不可能ふかのうせい備出量子りょうしたい具有ぐゆう明確めいかく位置いちあずか明確めいかくどう量的りょうてき量子りょうし系統けいとう

很多學者がくしゃ主張しゅちょうついきわむ柢,這さんしゅひょうじゅつ等價とうか以從其中任意にんい一種表述推導出另一種表述,しか而,ざい方面ほうめんてき論述ろんじゅつなみ很明かく[16]:10[17]:281-283

順序じゅんじょ測量そくりょう確定かくていせい原理げんり

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順序じゅんじょ測量そくりょう確定かくていせい原理げんり表明ひょうめいたい粒子りゅうし位置いちてき測量そくりょう不可避ふかひめん攪擾りょう粒子りゅうしてきどうりょう(這結論けつろん以從うみもり顯微鏡けんびきょう實驗じっけん獲得かくとく),以方程式ほうていしき表示ひょうじ[16]:8-11[17]:281-283

 

其中, 測量そくりょう位置いちしょ出現しゅつげんてき誤差ごさ どうりょう測量そくりょう位置いちてき動作どうさしょ攪擾ざい出現しゅつげんてき誤差ごさ

はんこれまたしかたい粒子りゅうしどう量的りょうてき測量そくりょう不可避ふかひめん攪擾りょう粒子りゅうしてき位置いち(這結論けつろん以從勒速りつひょう實驗じっけんえいDoppler speed meter experiment獲得かくとく),以方程式ほうていしき表示ひょうじ[3]:66[16]:11-12

 

其中, 測量そくりょうどうりょうしょ出現しゅつげんてき誤差ごさ 位置いち測量そくりょうどう量的りょうてき動作どうさしょ攪擾ざい出現しゅつげんてき誤差ごさ

順序じゅんじょ測量そくりょう確定かくていせい原理げんり常會じょうかい曲解きょっかいゆう些人みとめためゆかり測量そくりょうゆう技術ぎじゅつ瑕疵かしさい會得えとくいたあずか確定かくていせい原理げんりしょう符合ふごうてき結果けっかかりわかのう夠使ようさら精良せいりょうてきおう該可以獲得かくとく違背いはい確定かくていせい原理げんりてき結果けっかただし這想ほうなみ不正ふせいかく當初とうしょうみもり堡表じゅつ確定かくていせい原理げんり設計せっけいてきうみもり顯微鏡けんびきょう實驗じっけんいちしゅ思想しそう實驗じっけん,其所使用しようてき假想かそうさい精良せいりょうてきざい假想かそうさい理想りそうてき環境かんきょううら工作こうさくいん此,たい於在ほろかん世界せかいうらてき測量そくりょう動作どうさゆかり確定かくていせい原理げんりしょ規定きていてきもとひろしろうかつ常數じょうすうまとげんせい無法むほう突破とっぱてき[18]:233-234

にんなん科學かがく理論りろん必須ひっす通過つうか嚴格げんかく實驗じっけんけんしょういやのりただのうためにせ科學かがくうみもり堡並ぼつゆうたい於不確定かくていせい原理げんりきゅうにんなん實驗じっけんけんしょうよし嚴格げんかく實驗じっけんけんしょう需要じゅよう非常ひじょう精良せいりょうてきちょくいたきんさいゆう實驗じっけん達成たっせいはかためし確定かくていせい原理げんりてき目標もくひょう[19][20][1]:だい2.4せつ[21]

うみもり顯微鏡けんびきょう實驗じっけん

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うみもり假想かそう測量そくりょう電子でんしあいてん位置いちてきとぎ瑪射せん顯微鏡けんびきょう波長はちょうため てき偵測とぎ瑪射せん(以綠色みどりいろ表示ひょうじ),電子でんし進入しんにゅうあなみちかくため てき顯微鏡けんびきょうてきとおるきょう,其直徑ちょっけいため てきとぎ瑪射せん以紅しょく表示ひょうじ

うみもり主張しゅちょうただゆうざい設定せっていてき實驗じっけん環境かんきょうたい粒子りゅうしてき位置いち測量そくりょうのり位置いちざい具有ぐゆう物理ぶつり意義いぎいやのり位置いち具有ぐゆうにんなん物理ぶつり意義いぎためりょう展示てんじ怎樣測量そくりょう位置いち以及かいさんせい甚麼いんもさまてき後續こうぞくじょうきょううみもり設計せっけいとぎ瑪射せん顯微鏡けんびきょう思想しそう實驗じっけん[14]ざい實驗じっけんうら,一束光線被照射於一個電子,しかこうよう顯微鏡けんびきょうてきとおるきょうらい蒐集しゅうしゅう電子でんし射的しゃてき光線こうせんしたがえ獲得かくとく電子でんしてき位置いちすうよりどころ光線こうせんてき波長はちょうえつたん以越じゅんかく測量そくりょう電子でんし位置いちただし光線こうせんてきどうりょう也會へんだい,而且かいいんため而傳輸動りょう給電きゅうでん,其數量すうりょう法被はっぴ確定かくてい波長はちょうえつちょうてき光線こうせんどうりょうえつしょう電子でんしてきどうりょうかいいんため而大大地だいち改變かいへん電子でんしてき位置いち也只のう大約たいやくはか根據こんきょ經典きょうてん光學こうがく理論りろんとおるきょうてきぶんべん本領ほんりょうえいresolving powerため[22]:47-50

 

其中, 電子でんし位置いちてき確定かくていせい 光線こうせんてき波長はちょう これあなみちかく

假設かせつ光線こうせん進入しんにゅう顯微鏡けんびきょうてきとおるきょうのり它的軌跡きせきあずかとおるきょうてきひかりじく兩者りょうしゃあいだてき夾角かく必小於 ,它的どうりょう大約たいやく與原よはらほんどうりょう あいどう垂直すいちょく於光じくてきどうりょう分量ぶんりょう必小於 ゆかり於不知道ともみち軌跡きせきあずかひかりじくてき夾角かくいん此無ほうけい算出さんしゅつ 的確てきかくきりすう值。按照どうりょう守恆もりつね定律ていりつ光線こうせんしょしつてきどうりょう電子でんししょぞう添的どうりょう所以ゆえん電子でんしどうりょういん光線こうせん而產せいてき確定かくていせい やくため

 

綜合そうごう上述じょうじゅつ兩個りゃんこ方程式ほうていしきいたあずかあなみちかく無關むせきてき公式こうしき

 

這公しきしたがえ兩個りゃんこ經典きょうてん理論りろんもとめ完全かんぜんぼつ有用ゆうよういたにんなん量子りょうし理論りろんざい經典きょうてん力學りきがくうらわかようげん小乘しょうじょうせき ゆうりょうたね方法ほうほう,一是使用波長越短的光線越好,這意あじちょ使用しようとぎ瑪射せんげんひく照度しょうどいんため電磁でんじ輻射ふくしゃてきどうりょうあずか照度しょうどなりせいわかのう促使波長はちょうえつたん照度しょうどこしていのりじょうせき 就會へんとくえつしょうぼつゆうにんなん基礎きそげんせいたい於不確定かくていせいじょうせききゅう約束やくそくしか而,ざい量子力學りょうしりきがくうらとう照度しょうどくだていいたぼうたね程度ていど必須ひっすようしょうこうてき顆粒かりゅうせい納入のうにゅう考量こうりょう必須ひっす思考しこういち光子こうしあずか一個電子相遇時所發生的かんひろしひたすら根據こんきょとくぬの假說かせつ

 

はた公式こうしきたいいれじょうせき てき公式こうしき以得いたうみもり堡的確定かくていせい關係かんけいしき[23]:21

 

ざい實驗じっけんうら測量そくりょうてき物理ぶつりりょう位置いち 測量そくりょう誤差ごさ ,而被攪擾てき物理ぶつりりょうどうりょう 攪擾誤差ごさ いん此,

 

ざい古典こてん力學りきがくうらざい測量そくりょう物體ぶったい,攪擾以被けしげんとくこし小越おごしよしみただしざい量子力學りょうしりきがくうらたい於這攪擾存在そんざいちょいち基礎きそげんせいなみ且,這攪擾無法被はっぴひかえせい法被はっぴあずかはか法被はっぴ修正しゅうせいうみもり顯微鏡けんびきょう實驗じっけんそう新地さらちきゅう這限せい[22]:47-50

いたり此,うみもり堡的論述ろんじゅつ仍舊かんせいなお解釋かいしゃく怎樣粒子りゅうしてきどうりょうかりわかのう測量そくりょういた粒子りゅうしてきどうりょう才能さいのうきゅう粒子りゅうしてきどうりょう實際じっさい意義いぎいやのり粒子りゅうしてきどうりょう不具ふぐ意義いぎ,「粒子りゅうしてきどうりょう攪擾」這句ばなし也不意義いぎさら內容,請查閱條うみもり顯微鏡けんびきょう實驗じっけん

たんせまぬい衍射

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たんせまぬい實驗じっけんしめせ意圖いと

粒子りゅうしてきなみつぶぞうせいてき概念がいねん以用らい解釋かいしゃく位置いち確定かくていせいどうりょうかく定性的ていせいてき關係かんけい自由じゆう粒子りゅうしてきなみ函數かんすうため平面へいめん假設かせつ,這平めんなみ入射にゅうしゃ於刻ゆう一條狹縫的不透明擋板,平面へいめんなみかいしたがえせまぬい衍射ざい檔牆めんてき偵測へい顯示けんじ干涉かんしょう圖樣ずよう根據こんきょたんせまぬい衍射公式こうしきしたがえ中央ちゅうおう極大きょくだい位置いち最大さいだい強度きょうどてんいただいいちれいてんれい強度きょうどてんてき夾角 ため[24]:64-66

 

其中, 平面へいめんてき波長はちょう せまぬいひろし

きゅうてい平面へいめんてき波長はちょうせまぬいえつ窄,衍射現象げんしょうえつ寬闊かんかつ こしだいせまぬいこしひろし,衍射現象げんしょうえつ窄縮, えつしょう

とう粒子りゅうし穿ほじせまぬいまえざい粒子りゅうし前進ぜんしんてき方向ほうこう(x方向ほうこうてきどうりょうため ざいy方向ほうこうてきどうりょう れい穿ほじせまぬい粒子りゅうしてきどうりょう遭遇そうぐう攪擾。 てき確定かくていせい 大約たいやく

 

とう粒子りゅうし穿ほじせまぬい粒子りゅうしてき位置いち確定かくていせい せまぬいひろし 

所以ゆえん位置いち確定かくていせいあずかどうりょうかく定性的ていせいてきじょうせき大約たいやくため

 

したがえとくぬの假說かせつ

 

所以ゆえん位置いち確定かくていせいあずかどうりょう確定かくていせい遵守じゅんしゅ近似きんじしき

 

ざい實驗じっけんうら測量そくりょうてき物理ぶつりりょう位置いち 測量そくりょう誤差ごさ ,而被攪擾てき物理ぶつりりょうどうりょう 攪擾誤差ごさ いん此,

 

聯合れんごう測量そくりょう確定かくていせい原理げんり

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聯合れんごう確定かくていせい原理げんり表明ひょうめい不可能ふかのうたい位置いちあずかどうりょう聯合れんごう測量そくりょうえいjoint measurementそくどう測量そくりょう位置いちあずかどうりょうただのう做出近似きんじ聯合れんごう測量そくりょう,其誤遵守じゅんしゅ不等式ふとうしき[17]:281-283

 

其中, あずか 分別ふんべつため位置いちあずかどう量的りょうてき測量そくりょう誤差ごさ

假設かせつ一個量子系統的兩個可觀察量A、B另外いち觀察かんさつりょうCてき函數かんすうそくA=f(C)あずかB=g(C),のりしょう觀察かんさつりょうA、B以被「聯合れんごう測量そくりょう」(またたたえためどう步測ほそくりょう)。[25]かりわかりょうたね觀察かんさつ量的りょうてきたいえきさん不等ふとう於0,そく它們相互そうごたいえきのりしょう它們ためあいよう觀察かんさつりょう」。聯合れんごう測量そくりょう兩個りゃんこあいよう觀察かんさつりょう不可ふかぎょうてき[26]:110-112[27]

ざい經典きょうてん力學りきがくうら以同步測ほそくりょうひろしかん物體ぶったいてき位置いちあずかどうりょうただし量子力學りょうしりきがくてき標準ひょうじゅん形式けいしきろんじゅんもと聯合れんごう測量そくりょう粒子りゅうしてき位置いちあずかどうりょう,這是いんため標準ひょうじゅん形式けいしきろんてき觀察かんさつりょう具備ぐび這種こうのうこん物理ぶつり學者がくしゃはた標準ひょうじゅん形式けいしきろん延伸えんしん提出ていしゅつせい值算測度そくどえいpositive-operator valued measureてき理論りろんせい值算測度そくど以用おもてじゅつ聯合れんごう測量そくりょうただしざい這裡ごといちしゅ測量そくりょう必須ひっす模糊もこ測量そくりょうえいunsharp measurementかわはなしせつ聯合れんごうじゅんかく測量そくりょうどうじゅんかく測量そくりょう粒子りゅうしてき位置いちあずかどうりょう不可ふかぎょうてきいんため粒子りゅうしてき位置いちあずかどうりょうあいよう觀察かんさつりょう[1]:だい4せつ

せい備不確定かくていせい原理げんり

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せい備不確定かくていせい原理げんり指出さしで不可能ふかのうせい備出量子りょうしたい具有ぐゆう任意にんい明確めいかく位置いちあずか任意にんい明確めいかくどう量的りょうてき量子りょうし系統けいとうかわはなしせつ所有しょゆうせい備出てき量子りょうし系統けいとう,其量子りょうしたいてき位置いちあずかどうりょう必須ひっす遵守じゅんしゅ不等式ふとうしき[17]:281-283

 

其中, あずか 分別ふんべつため位置いちあずかどう量的りょうてき標準ひょうじゅん これやくろうかつ常数じょうすう

したがえせい量子りょうし系統けいとうてき角度かくどらいしつらえそう一個量子系統被複製成很多份,ごと一份系統都是用同樣方法製備而成,麼,它們具有ぐゆう同樣どうようてき量子りょうしたい總稱そうしょう它們ためいちけいいん此,量子りょうしたい代表だいひょう一個系綜的同樣方法製備出來的量子系統。現在げんざいたいごといち系統けいとう測量そくりょう任意にんい觀察かんさつりょうA,一般いっぱん而言,這些測量そくりょう會得えとくいた不同ふどうてき結果けっか,它們形成けいせいりょういちしゅがいりつ分布ぶんぷしたがえ量子りょうしたい計算けいさん出來できてき觀察かんさつりょうAてき理論りろんがいりつ分布ぶんぷざい複製ふくせい數量すうりょう趨於無窮むきゅうだいてき極限きょくげんかいあずか測量そくりょう實驗じっけんしょ獲得かくとく觀察かんさつりょうAがいりつ分布ぶんぷ完全かんぜん一致いっち[1]:だい4せつ

量子りょうし系統けいとうてき物理ぶつり行為こうい以用なみ函數かんすうらい描述,函數かんすうてき絕對ぜったい平方ひらかたただし量子りょうし系統けいとうてきがいりつ分布ぶんぷがいりつ分布ぶんぷてきひろしある擴展以用標準ひょうじゅんあるぼうしゅ測度そくどらいりょうなみ函數かんすう也可以用らいけい算出さんしゅつ位置いちあるどう量的りょうてきがいりつ分布ぶんぷしたがえ獲得かくとく位置いちあずかどう量的りょうてき標準ひょうじゅんらいひょうたちてき確定かくていせい關係かんけいしき。這關係かんけいしきひょうたち符合ふごう量子力學りょうしりきがくたい於製備量子りょうし系統けいとうしょ設定せっていてききりせいせい備不確定かくていせい原理げんりてきひょうたちしき[1]:だい6せつよし同樣どうよう方法ほうほうせい備而なりてき量子りょうし系統けいとう,它們かい具有ぐゆうてきぼう類似るいじてき性質せいしつただし也會具有ぐゆうぼう不同ふどうてき性質せいしつ,它們しょ具有ぐゆうてき性質せいしつ不可能ふかのうごといちしゅしょうどう。"[28]:361

とくぬのてき1維傳播でんぱふく值波はばてき以藍しょく表示ひょうじきょ綠色みどりいろ表示ひょうじざいぼう位置いち找到粒子りゅうしてきりつ(以顏しょくてき不透明ふとうめい表示ひょうじてい波形はけいじょうのべてん

ざい波動はどう力學りきがくうらなみ函數かんすう描述粒子りゅうしてき量子りょうし行為こういざい任意にんい位置いち函數かんすうてき絕對ぜったい值平かた粒子りゅうししょ於那位置いちてきりつりつ越高こしたかのり粒子りゅうしこしつねしょ於那位置いちどうりょうそくあずかなみ函數かんすうてき波數はすうゆうせき[29]:だい16せつ

根據こんきょとくぬの假說かせつ物質ぶっしつ具有ぐゆう波動はどう性質せいしつかい展示てんじぞう物質ぶっしつ一般いっぱんてき物理ぶつり性質せいしついん此,粒子りゅうしてき位置いち以用なみ函數かんすう らい描述。假設かせつ這波函數かんすうてき空間くうかん部分ぶぶん 單色たんしょく平面へいめん,以方程式ほうていしき表示ひょうじ

 

其中, 波數はすう どうりょう

玻恩定則ていそく表明ひょうめい函數かんすう以用らい計算けいさんりつざい位置いち あずか これあいだ找到粒子りゅうしてきりつ ため

 

たい於單しょく平面へいめんなみあんれい これひとし勻分佈,這粒子りゅうしてき位置いち極端きょくたん確定かくていいんため,它在 あずか これあいだ任意にんい位置いちてきりついちよう

如右しょしめせ思考しこう一個由很多正弦波疊加形成的波函數:

 

其中, これ かたぎてき振幅しんぷく

連續れんぞくせい極限きょくげん函數かんすう所有しょゆう可能かのうてき積分せきぶん

 

其中, てき振幅しんぷくしょうためどうりょう空間くうかんてきなみ函數かんすう

以數學術がくじゅつひょうたち てきでん立葉たてば變換へんかん 位置いち あずかどうりょう これ共軛きょうやく物理ぶつりりょうはた這些平面へいめんたたみざい一起的副作用是動量的不確定性變大, 很多不同ふどうどう量的りょうてき平面へいめん組成そせいてき混合こんごう標準ひょうじゅん 定量ていりょう描述位置いちあずかどう量的りょうてき確定かくていせい粒子りゅうし位置いちてきりつ密度みつど函數かんすう 以用らい計算けいさん標準ひょうじゅん使用しようさら平面へいめん以減てい位置いちてき確定かくていせいそくげんひく ただし也因此增加ぞうかどう量的りょうてき確定かくていせいそく增加ぞうか 。這就確定かくていせい原理げんり

根據こんきょ肯納とく不等式ふとうしき[4]

 

しるべ

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ざいまれしかはくとく空間くうかん內,任意にんい兩個りゃんこたいむこうりょう  必定ひつじょう滿足まんぞくほどこせかわらいばら不等式ふとうしき[29]:だい16せつ[26]:110-113

 

假設かせつざん  ため對應たいおう觀察かんさつりょう  てきやくまいさん

 
 

麼,按照ほどこせかわらいばら不等式ふとうしき

 

注意ちゅういいた任意にんい複數ふくすうてき絕對ぜったい平方へいほう必定ひつじょうだい於或とう於其虛數きょすう部分ぶぶんてき絕對ぜったい值平かた

 

其中, 表示ひょうじ右邊うへん項目こうもくてき虛數きょすう

複數ふくすうてき虛數きょすう部分ぶぶんとう於這複數ふくすうあずか共軛きょうやく複數ふくすうてき差額さがくじょ 

 

したがえ上述じょうじゅつさんじょう公式こうしき以得いた不等式ふとうしき

 

執行しっこう以下いかかえかわ

 
 

麼,

 

定義ていぎ標準ひょうじゅん ため

 

標準ひょうじゅん就是確定かくていせい廣義こうぎ確定かくていせい原理げんりてき關係かんけいしきため

 
位置いちあずかどう量的りょうてき確定かくていせい關係かんけいしき
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位置いちどうりょうとうとう觀察かんさつりょうゆかりともさんらい代表だいひょうとう兩個りゃんこさん  作用さよういち函數かんすう とき,它們一定いっていかいたいえきれい如,設定せってい ためじょう 設定せってい ためたい てきしるべすう麼,

 

使用しようざんげん以表たちため

 

這例重要じゅうようよしため,它很ぞう量子力學りょうしりきがくてき正則せいそくたいえき關係かんけい特別とくべつ位置いち どうりょう てき正則せいそくたいえき關係かんけい

 

はた正則せいそくたいえき關係かんけい代入だいにゅう廣義こうぎ確定かくていせい原理げんりてき關係かんけいしきのりいた位置いちあずかどう量的りょうてき確定かくていせい關係かんけいしき

 

ていいきせいなみつつみ

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いちじょういきせいてきなみつつみ必定ひつじょうぼつゆう很明かくてき波數はすう假設かせつ一個波包的尺寸大約為 麼,通過つうかてんすうつつみてきしゅうかず 以知どう其波すう 

 

かりわか點數てんすう てき確定かくていせいため 麼,波數はすうてき確定かくていせい

 

根據こんきょとくぬの假說かせつ よし此,どう量的りょうてき確定かくていせい

 

よし粒子りゅうし位置いちてき確定かくていせい 所以ゆえん,這兩個りゃんこあいよう觀察かんさつ量的りょうてき確定かくていせいため[16]:5-6

 

こう斯波しばつつみ

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こう斯波しば函數かんすうてきどうりょうあずか位置いち確定かくていせい關係かんけいしきてき計算けいさんいち很有啟發けいはつせいてき練習れんしゅう設定せっていいち粒子りゅうしてきなみ函數かんすう これこう斯函すう[26]:113

 

よし對稱たいしょうせい,這粒子りゅうしてき位置いちもち とう於零。經過けいか查閱積分せきぶんしゅさつ位置いち標準ひょうじゅん これ

 

せっらいでん立葉たてば變換へんかんこう斯函すう いたり波數はすう空間くうかんてきなみ函數かんすう 

 

ためりょうよう使つかいとくさい右邊うへんてき積分せきぶん跟波すう 無關むせき,做連續れんぞく變數へんすうかえかわ 麼,

 

よし於這ふく平面へいめんてき積分せきぶんみちてき改變かいへんなみぼつゆう經過けいかにんなに奇異きいてんいたてき積分せきぶん 無關むせき。查閱積分せきぶんしゅさつ以得いた波數はすう空間くうかんてきなみ函數かんすう

 

よし對稱たいしょうせい波數はすうもち とう於零。經過けいか查閱積分せきぶんしゅさつ波數はすう標準ひょうじゅん これ

 

根據こんきょとくぬの假說かせつ 所以ゆえん

 

いん此,以得いた位置いちどう量的りょうてき確定かくていせい關係かんけいしき

 

特別とくべつ注意ちゅういゆかり於波函數かんすうだか斯函すう,這關係かんけいしき緊密きんみつこれ等號とうごう關係かんけいしき

はくもり-薛丁かく關係かんけいしき

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假設かせつ量子りょうしたい てき任意にんい兩個りゃんこ觀察かんさつりょう分別ふんべつ標記ひょうきため  對應たいおうてき測量そくりょう標準ひょうじゅん分別ふんべつため  麼「はくもり-薛丁かく關係かんけいしき表示ひょうじため[30]

 

其中, これ  てき反對はんたいえきさん

よし於羅はくもり-薛丁かく關係かんけいしきたい於一般厄米算符都成立,這關係かんけいしき以給任意にんいりょうたね觀察かんさつ量的りょうてき確定かくてい關係かんけいしき以下いかため一些在文獻裏常見的關係式:

 
  • 總角あげまきどうりょう てき任意にんい兩個りゃんこ直角ちょっかく分量ぶんりょうてき確定かくていせい關係かんけいしきため
 
其中,  標記ひょうきかくどうりょう沿著 -じくてき分量ぶんりょう
關係かんけいしき意味いみちょじょ てき三個分量全部都為零,[註 2]ただゆう一個分量可以被明確設定。ざい實驗じっけん,這分りょう通常つうじょう平行へいこう於外磁場じばある外電がいでんじょう
 

のうりょう-時間じかん確定かくていせい原理げんり

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じょりょう位置いち-どうりょう確定かくていせい關係かんけいしき以外いがいさい重要じゅうようてきおうぞくのうりょうあずか時間じかんあいだてき確定かくていせい關係かんけいしきうたぐのうりょう-時間じかん確定かくていせい關係かんけいしきなみはくもり-薛定諤關係かんけいしきてきあかりあらわはてただしざい狹義きょうぎ相對そうたいろんうらよん維動りょうよしのうりょうあずかどうりょう組成そせい,而よん維坐しるべよし時間じかんあずか位置いち組成そせいいん此,很多早期そうきてき量子力學りょうしりきがく先驅せんくみとめためのうりょう-時間じかん確定かくていせい關係かんけいしき成立せいりつ[2][14]

 

們並清楚せいそ てき含意がんい到底とうてい什麼いんもざい量子力學りょうしりきがくうら時間じかんふんえんじりょうさんしゅ不同ふどうかくしょく[33]

  1. 時間じかん描述系統けいとうえんじてきさんすうしょうため外在がいざい時間じかん」,它是含時薛定諤方程式ほうていしきてきさんすう以用實驗じっけんしつ計時けいじらいりょう
  2. たい於隨時間じかん而演てき物理ぶつり系統けいとう時間じかん以用動態どうたい變量へんりょうらい定義ていぎあるりょうしょうため「內秉時間じかん」。れい如,たん擺的しゅうせい震盪しんとう自由じゆう粒子りゅうしてき直線ちょくせん運動うんどう
  3. 時間じかんいちしゅ觀察かんさつりょうざいおとろえへん實驗じっけんおとろえへん粒子りゅうし抵達偵測てき時刻じこくあるおとろえへん粒子りゅうしてき飛行ひこう時間じかん重要じゅうようてきすうよりどころ以用らい找到おとろえへん事件じけんてき時間じかんぶん佈。ざい這裏,時間じかん以視ため觀察かんさつりょうしょうため觀察かんさつ時間じかん」。

れつおっと·ろうどう曾經ひらき玩笑せつ:「違反いはんのうりょう-時間じかん確定かくていせい容易よういわがただ需很精確せいかく測量そくりょうのうりょうしかこう緊盯ちょてき錶就ぎょうりょう!」[34] 儘管如此,あいいん斯坦和波わなみなんじ很明しろ關係かんけいしきてき啟發けいはつせい意義いぎ:一個只能暫時存在的量子態,不能ふのうよう有明ありあけかくてきのうりょうためりょうようよう有明ありあけかくてきのうりょう必須ひっす很準かく測量そくりょう量子りょうしたいてきしきりつ,這連帶地おびじ要求ようきゅう量子りょうしたい持續じぞく很多しゅう[34]

れい如,ざいひかりがくうら激發げきはつたいexcited stateてき壽命じゅみょう有限ゆうげんてき根據こんきょのうりょう-時間じかん確定かくていせい原理げんり激發げきはつたいぼつ有明ありあけかくてきのうりょう每次まいじおとろえへんしょ釋放しゃくほうてきのうりょう都會とかいややほろ不同ふどう發射はっしゃてき光子こうしてき平均へいきんのうりょう量子りょうしたいてき理論りろんのうりょうのうりょうぶん佈的みねひろし有限ゆうげん值,たたえため自然しぜんせんひろしnatural linewidth)。おとろえへんかいてき量子りょうしたいせんひろし比較ひかく寬闊かんかつ;而衰へん慢的量子りょうしたいせんひろし比較ひかく狹窄きょうさく[35]

おとろえへんかいてき量子りょうしたいてきせん寬大かんだい確定かくていせいだいためりょうよういたきよし晰的のうりょう實驗じっけんしゃ甚至かい使用しようほろ波空はくうmicrowave cavityらいげんなるおとろえへんりつ[36]。這線ひろしこうおう使つかいとくたい測量そくりょうおとろえへんかい粒子りゅうし靜止せいし質量しつりょうてき工作こうさく,也變とく很困なん粒子りゅうしおとろえへんえつかい,它的質量しつりょうてき測量そくりょうえつ確定かくてい[37]:80

せき於能りょうあずか時間じかんてき確定かくていせい原理げんり常會じょうかい錯誤さくご地表ちひょうじゅつかりわか測量そくりょう一個量子系統的能量至不確定性至多為 麼,需要じゅようてき測量そくりょう時間じかん間隔かんかくため [35] 這表じゅつあずからんどうてき評論ひょうろんしょひっさげいたてきひょうじゅつ類似るいじもとなんじ·おもね哈羅だくおっと戴維·玻姆指出さしで這表じゅつ不成立ふせいりつ[38] 時間じかん間隔かんかく 系統けいとう維持いじだい不變ふへん受到擾動てき時間じかん間隔かんかく;而不實驗じっけんひらきけいせき閉的測量そくりょう時間じかん間隔かんかく

另外かえゆういちしゅ常見つねみてき錯誤さくご概念がいねんそくのうりょう-時間じかん確定かくていせい原理げんり允許いんきょ物理ぶつり系統けいとう暫時ざんじ違背いはいのうりょう守恆もりつね物理ぶつり系統けいとう以從宇宙うちゅうちゅう暫時ざんじ借用しゃくようのうりょうただようのうざい短時間たんじかん內全すうかえかい就行。雖然這符合ふごう相對そうたいろんせい量子力學りょうしりきがくてき精髓せいずいただし這是もと錯誤さくご公理こうり──ざい所有しょゆう時間じかん宇宙うちゅうのうりょう完全かんぜんやめさんすう更正こうせいかくせつかりわか事件じけん發生はっせいてき時間じかん間隔かんかく很短,のり事件じけんてきのうりょう確定かくていせい很大。よし此,假設かせつ量子りょうしじょうろんてき計算けいさんわたる及到暫時ざんじ電子でんし正子まさこ偶,這並表示ひょうじのうりょう守恆もりつね違背いはい,而是量子りょうし系統けいとうてきのう量的りょうてき確定かくていせいなみ不能ふのう狹窄きょうさくげんせい物理ぶつり行為こうい。這樣,所有しょゆう可能かのう物理ぶつり行為こういあずか相關そうかん影響えいきょう必須ひっす納入のうにゅう量子りょうし計算けいさん包括ほうかつ些具有能ゆうのうりょうのうりょうぶん平均へいきん值大很多あるしょう很多てき物理ぶつり行為こうい[37]:56真實しんじつ系統けいとうてきのうりょうあずか擾動系統けいとうてきのうりょう不同ふどうおう混淆こんこうざいいちおこり[35]

1945ねんかみなりおうあま·曼德斯坦Leonid Mandelshtamほこなんじ·とう共同きょうどうきゅうのうりょう-時間じかん確定かくていせい原理げんりてきいちしゅひょうじゅつ[39]假設かせつぼう量子りょうし系統けいとうてき含時量子りょうしたいため 觀察かんさつりょうため 設定せってい のりのうりょう-時間じかん確定かくていせい關係かんけいしきため

 

其中, これ てきのうりょう標準ひょうじゅん,而 もち 減少げんしょうある增加ぞうかいち標準ひょうじゅん ところ需的時間じかん間隔かんかくそくもち あかりあらわ改變かいへんしょ需的時間じかん間隔かんかく

しるべ

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根據こんきょほこりりん斯特定理ていり

 

其中, 時間じかん これ哈密ひたぶるりょう

一般いっぱん而言,さんあらわせい含時あいだ所以ゆえんややへんはい絶對ぜったい值,以得いた

 

確定かくていせい原理げんり闡明せんめいたい任意にんい兩個りゃんこ觀察かんさつりょう  

 

所以ゆえん

 

たい量子りょうしたい ,哈密ひたぶるさん與能よのうりょう てき關係かんけい

 

設定せってい 麼,のうりょう-時間じかん確定かくていせい關係かんけいしき成立せいりつ

 [26]:110-114

ざい這裏,微分びぶん元素げんそ ゆびてき外在がいざい時間じかん,而時あいだ間隔かんかく ゆびてき內秉時間じかん,它與觀察かんさつりょう ゆうせきなみ且與系統けいとうてき量子りょうしたいゆうせき[35]

熵不確定かくていせい原理げんり

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たい於表たちがいりつ分布ぶんぷてき確定かくていせいある擴展,さいつね使用しようてき測度そくどとうぞく標準ひょうじゅんうたぐ標準ひょうじゅんてきゆうてん容易ようい做數がく運算うんざんただしたい於有些概りつ分布ぶんぷれい柯西分布ぶんぷ標準ひょうじゅんかい發散はっさんいん此,標準ひょうじゅん適用てきよう於柯西分にしわ佈。じょりょう標準ひょうじゅん以外いがいかえゆう很多しゅ測度そくど以用らいひょうたちがいりつ分布ぶんぷてき確定かくていせいある擴展,以下いかれついくしゅ具有ぐゆう這種こうのうてき常用じょうようてき測度そくど[40]:6-10

  • 平均へいきん偏差へんさえいmean deviation ;其中, てき意思いしもち
  • 主體しゅたいひろしたびえいbulk width ;其中, 量子りょうしたいため てき粒子りゅうししょ區域くいき てきがいりつ ざい所有しょゆうこうせん區域くいき これちゅう找取最短さいたん距離きょりてき區域くいき
  • こうのう ;其中, がいりつ分布ぶんぷ

應用おうよう量子力學りょうしりきがく量子りょうしたい てき位置いちあずかどう量的りょうてきのう熵分べつ定義ていぎため[1]:だい5.2せつ

 
 

其中, これ てきでん立葉たてば變換へんかんどうりょう空間くうかんてき量子りょうしたい

位置いちあずかどう量的りょうてきなつみのり總和そうわてき下限かげんため

 

したがえぎゃく對數たいすうさくはくれつおっと不等式ふとうしき以得いたなつみのり熵與標準ひょうじゅんてき關係かんけいため[41]

 
 

いん此,以得いたせい備不確定かくていせい關係かんけいしきさらため嚴格げんかくてき熵不確定かくていせい關係かんけいしき

 

批評ひひょうあずかはんおう

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決定けっていろんあずか實在じつざいろんてき追隨ついずいしゃこく嗜將哥本哈根かいしゃくあずかうみもり堡不確定かくてい理論りろんためきょう批評ひひょうてきそうじゅうしるべ靶。根據こんきょ哥本哈根かいしゃく量子りょうしたい描述てきなみ基礎きそ實在じつざい,而是實驗じっけん計算けいさんもとめとくてき結果けっかぼつゆうにんなん量子りょうし理論りろん以得系統けいとう狀態じょうたいてき基礎きそ本質ほんしつ量子りょうし理論りろんただのうあずかはか實驗じっけん觀察かんさつてき結果けっか

あいいん斯坦みとめため確定かくていせい原理げんり顯示けんじなみ函數かんすうなみぼつ有給ゆうきゅう一個粒子的量子行為的完全描述;函數かんすうただあずかはかりょういち粒子りゅうしけいてきりつせい量子りょうし行為こういなみみみのり主張しゅちょう函數かんすうやめけいきゅうりょうせき於一個粒子量子行為的描述,したがえ函數かんすうもとめとくてきりつぶん基礎きそてき,一個粒子只能擁有明確的位置或動量,不能ふのう同時どうじようゆう兩者りょうしゃ。這是確定かくていせい原理げんりてき真諦しんたい[42],如同俗語ぞくごぎょあずかくまてのひら不可ふかけんとく,一個粒子不能同時擁有明確的位置與明確的動量。りょう物理ぶつり大師だいしてき辯論べんろんたい於不確定かくていせい原理げんり以及其所わたる及的種種しゅじゅ物理ぶつり問題もんだいのべぞくりょう很多ねん。21世紀せいき最初さいしょじゅうねんうら獲得かくとくてき一些實驗結果對於不確定原理的適用範圍持嚴格懷疑態度。[43][44]

あいいん斯坦せまぬい

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左邊さへんためあいいん斯坦せまぬい問題もんだいてき固定こてい擋板あずかせまぬい實驗じっけん裝置そうち右邊うへんためみみ設計せっけいいち改良かいりょうてき實驗じっけん裝置そうちしょう固定こてい擋板さらかわためいち上下じょうげ移動いどうてき擋板。

あいいん斯坦提出ていしゅつりょういち思想しそう實驗じっけんらい挑戰ちょうせん確定かくていせい原理げんりしょうためあいいん斯坦せまぬい問題もんだい」。あいいん斯坦みとめため這個思想しそう實驗じっけんのう夠同りょう粒子りゅうし明確めいかくてき位置いちあずかどうりょう[18]:267-273

あいいん斯坦せまぬい問題もんだいてき實驗じっけん裝置そうちあずかたんせまぬい實驗じっけんてき裝置そうち類似るいじ最大さいだいてき不同ふどう就是ただ考慮こうりょいち粒子りゅうしてき量子りょうし行為こうい。如右しょしめせ假設かせつざい一塊擋板的內部刻有一條狹縫,あさちょ這狹ぬい垂直すいちょく發射はっしゃいち粒子りゅうし,這粒子りゅうし穿ほじりょうせまぬえさい移動いどういちだん行程こうてい,抵達偵測へいかりわか確定かくていせい原理げんり是正ぜせいかくてき麼,這寬ため てきせまぬえざい粒子りゅうし通過つうかてき時候じこうきゅうりょう粒子りゅうしてきあさ上下じょうげ方向ほうこうてきどうりょう大約たいやく てき確定かくていせいただし測量そくりょう擋板てきはん衝作ようしょ造成ぞうせいてきどうりょういたり任意にんいじゅん確度かくど根據こんきょどうりょう守恆もりつね定律ていりつ粒子りゅうしてきどうりょうとう於擋いたてきはん衝動しょうどうりょういたり任意にんいじゅん確度かくど,而粒子りゅうし位置いちてき確定かくていせいただゆう 所以ゆえん確定かくていせい原理げんり不成立ふせいりつ

ためりょうようさらあかりあらわ表現ひょうげんあいいん斯坦てきてんみみ設計せっけいいち改良かいりょうてき實驗じっけん裝置そうちなみみみかいおう,擋板也是量子りょうし系統けいとうてきいち部分ぶぶんかりわかよう測量そくりょうはん衝作ようてきどうりょういたりじゅん確度かくどてい のり必須ひっす知道ともみちざい粒子りゅうし通過つうか前後ぜんこう,擋板てきどうりょういたりじゅん確度かくどてい 。這前提ぜんてい引出りょう擋板位置いちてき確定かくていせい 。這不確定かくていせいかい連帶れんたい轉移てんいなりためせまぬい位置いちてき確定かくていせい粒子りゅうし位置いちてき確定かくていせいいん必須ひっす遵守じゅんしゅ確定かくていせい原理げんり

あいいん斯坦こう

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1930ねんざいだいろくさくなんじ會議かいぎあいいん斯坦發表はっぴょうりょういち思想しそう實驗じっけんらい挑戰ちょうせんのうりょう-時間じかん確定かくていせい原理げんり 。這個實驗じっけんあずかあいいん斯坦せまぬい實驗じっけん類似るいじただざい這裏,粒子りゅうし穿ほじてきせまぬいただし時間じかん[45]

ためしそう一個裝滿了光子的盒子。ざい盒子てきいちへんゆういちあなみち,盒子內部てきかね通過つうかひかえせいはたあなみち外的がいてきかいかどひらくけいたん暫時ざんじあいだ間隔かんかく 發射はっしゃいち光子こうししかさいしょうかいもんせき閉。ためりょうよう測量そくりょう發射はっしゃてき光子こうしてきのうりょう必須ひっすりょう發射はっしゃまえあずか發射はっしゃ盒子てき質量しつりょう 應用おうよう狹義きょうぎ相對そうたいろんてきしつのう方程式ほうていしき ,就可以計算けいさん出來できしつてきのうりょう 理論りろん而言,かいもんてきひらけけい時間じかん間隔かんかく常數じょうすうただようのうゆずる一個光子發射出去就行,而盒てき質量しつりょう以量いたり任意にんいじゅん確度かくどいん のうりょう-時間じかん確定かくていせい原理げんり不成立ふせいりつ

經過けいかせいばん思考しこうあいいん斯坦てき巧妙こうみょう論述ろんじゅつ,玻爾おわり於找到りょう論述ろんじゅつてき破綻はたん。玻爾於1948ねん正式せいしき發表はっぴょうりょうてき反駁はんばく[46] 指出さしでためりょう保證ほしょう實驗じっけんてき正確せいかくうんさく必須ひっすようだん簧將盒子かかつるしおこりらいざい盒子てきいちへん固定こていいち指針ししん。盒子てきささえ撐架固定こていりょういちじきじゃく指針ししんしょゆびざいじきじゃくてきすうもく以用らいろく盒子てき位置いち根據こんきょ位置いち-どうりょう確定かくていせい原理げんり測量そくりょう盒子位置いちてき確定かくていせい あずか測量そくりょう盒子どう量的りょうてき確定かくていせい 兩者りょうしゃあいだてき關係かんけいしきため

 

したがえうしひたぶる運動うんどう定律ていりつ以推ろん質量しつりょうてき確定かくていせい かい造成ぞうせいどう量的りょうてき確定かくていせい 所以ゆえんどう量的りょうてき確定かくていせい 下限かげんため

 

其中, 測量そくりょう質量しつりょうしょ需的時間じかん間隔かんかくかいかどひらくけいてき時間じかん間隔かんかく), これ萬有引力ばんゆういんりょく常數じょうすう

按照廣義こうぎ相對そうたいろんかりわかしょうかねあさちょ引力いんりょく方向ほうこう移動いどう のり其量時間じかんてき確定かくていせい ため

 

したがえ上述じょうじゅつさん方程式ほうていしき以得いた

 

はたしつのう方程式ほうていしき代入だいにゅうのりゆう關係かんけいしき

 

いん此,のうりょう-時間じかん確定かくていせい原理げんりなみみみまた一次化解了愛因斯坦提出的難題,ただし假設かせつはた光子こうしさらかわため普通ふつう氣體きたい粒子りゅうしのり問題もんだいただわたる及到相對そうたいろんせい量子力學りょうしりきがくため甚麼いんも需要じゅよう使用しよう相對そうたいろんらい解析かいせき問題もんだい實際じっさい而言,使用しよう量子力學りょうしりきがくてき理論りろん就可以解釋かいしゃく難題なんだいりょう[47]:27-28另外,あいいん斯坦てき かいかどひらくけいてき時間じかん間隔かんかく,而玻なんじてき のりりょう盒子質量しつりょうてき時間じかん確定かくていせい兩者りょうしゃどういち變量へんりょういん此,玻爾なみぼつ有精ゆうせいじゅん反駁はんばくあいいん斯坦てき問題もんだい[48]

EPR佯謬

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1935ねんあいいん斯坦、あわびさと斯·波多はたなんじ斯基おさめもり·もり共同きょうどう發表はっぴょうりょうEPR佯謬,分析ぶんせき兩個りゃんこしょうへだた很遠粒子りゅうしてき量子りょうし糾纏現象げんしょうあいいん斯坦發覺はっかく測量そくりょう其中いち粒子りゅうしA,會同かいどう改變かいへん另外いち粒子りゅうしBてきりつぶん佈,ただし狹義きょうぎ相對そうたいろん允許いんきょしんいきてき傳播でんぱ速度そくど超過ちょうか光速こうそく測量そくりょういち粒子りゅうしA,おう該瞬影響えいきょう另外いち粒子りゅうしB。這個もとろん促使みみたい確定かくていせい原理げんりてき認知にんち做出很大てき改變かいへん推斷すいだん確定かくていせいなみいん直接ちょくせつ測量そくりょう動作どうさ而產せい[49]

したがえ思想しそう實驗じっけんあいいん斯坦獲得かくとく寓意ぐうい深遠しんえんてき結論けつろんしょうしんじいちしゅ自然しぜん基礎きそ假定かてい」:たい物理ぶつり實在じつざいてき完備かんび描述必須ひっすのう夠用ていいきすうよりどころらいあずかはか實驗じっけん結果けっかいん此,這描じゅつしょ蘊含てきしんいき超過ちょうかりょう確定かくていせい原理げんり量子力學りょうしりきがくてき允許いんきょ範圍はんい,這意あじちょあるもとざい完備かんび描述うら存在そんざいりょういち些定いきかくれ變量へんりょう,而當こん量子力學りょうしりきがくうらなみ存在そんざい這些ていいきかくれ變量へんりょういん推斷すいだん量子力學りょうしりきがくなみ完備かんび

1964ねんやく翰·かいなんじたいあいいん斯坦てき假定かてい提出ていしゅつ質疑しつぎみとめため嚴格げんかくけんけん假定かていいんため,這假定かてい意味いみちょいく不同ふどう實驗じっけんしょ測量そくりょう獲得かくとくてきりつ必須ひっす滿足まんぞくぼうたね理論りろん不等式ふとうしきあきらかいなんじてき提示ていじ實驗じっけんしゃ做了很多せき於這悖ろんてき實驗じっけん獲得かくとくてき結果けっか確認かくにんりょう量子力學りょうしりきがくてきあずかはかいん此似乎排除はいじょりょうていいきかくれ變量へんりょうてき假定かていただし這不故事こじてき最後さいご結局けっきょく。雖然,仍可假定かていていいきかくれ變量へんりょうきゅうりょう量子力學りょうしりきがくてきあずかはか事實じじつじょうだいまもる·提出ていしゅつりょう這麼いちしゅおもてじゅつたい於大おだい多數たすう物理ぶつりがく而言,這並一種令人滿意的詮釋。們認ため量子力學りょうしりきがく是正ぜせいかくてきよしため經典きょうてん直覺ちょっかく不能ふのう對應たいおう物理ぶつり實在じつざい,EPR佯謬ただいちもとろん。EPR佯謬てき意義いぎあずか到底とうてい採用さいよういちしゅかいしゃくゆうせき哥本哈根かいしゃく主張しゅちょう測量そくりょう動作どうさ造成ぞうせいりょう瞬時しゅんじてきなみ函數かんすう塌縮ただし,這並瞬時しゅんじてき因果いんがこうおう測量そくりょう這動さくただわたる及到たい物理ぶつり系統けいとうてき定量ていりょう描述,なみぼつゆうわたる及到せい物理ぶつり系統けいとう世界せかいかいしゃく主張しゅちょう測量そくりょう動作どうさただかい影響えいきょう測量そくりょう粒子りゅうしてき量子りょうしたいいん此定いきせい相互そうご作用さよう嚴格げんかく遵守じゅんしゅ採用さいよう世界せかいかいしゃく以對かいなんじ提出ていしゅつてき質疑しつぎきゅう解釋かいしゃく[50]

なみひろしなんじ批評ひひょう

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卡爾·ひろしなんじ以做ためいち邏輯學者がくしゃあずか形而上學けいじじょうがく實在じつざいろんしゃ所持しょじゆうてき態度たいどらい研究けんきゅう確定かくていせい問題もんだい[51][52] みとめためおう該將確定かくていせい關係かんけい應用おうよう於單どく粒子りゅうし,而是おう應用おうよう粒子りゅうしけいそく很多以同樣どうよう方法ほうほうせい出來できてき粒子りゅうし[51][53] 根據こんきょ這種統計とうけいかいしゃく實驗じっけんしゃ以精しん設計せっけい測量そくりょううんさく使つかいとく測量そくりょううんさくのう滿足まんぞく任意にんいじゅん確度かくどまた違反いはん量子りょうし理論りろん

1934ねんひろしなんじ發表はっぴょう論文ろんぶん評論ひょうろん確定かくていせい關係かんけい》(《Critique of the Uncertainty Relations》)[54]同年どうねんまた發表はっぴょう著作ちょさく科學かがく發現はつげんてき邏輯》(《The Logic of Scientific Discovery》),其中,きゅう統計とうけいかいしゃくてき論點ろんてん。1982ねんざい著作ちょさく量子りょうし理論りろんあずか物理ぶつりがくぶん歧》うらしょう自己じこてき理論りろんさら推進すいしんうつしあきら

おけうたぐしたがえ量子りょうし理論りろんてき統計とうけい公式こうしき以推導出どうしゅつうみもり堡的公式こうしきただし,很多量子りょうし理論りろんしゃ慣常せい錯誤さくごかいしゃくりょう這些公式こうしき們認ため這些公式こうしき以詮しゃくため決定けってい測量そくりょう精確せいかくてきぼうしゅ上限じょうげん。(原文げんぶん斜體しゃたい強調きょうちょう

——卡爾·ひろしなんじ[55]

なみひろしなんじ提出ていしゅつりょういちあかしにせ確定かくていせい關係かんけいてき實驗じっけんただしざいあずか卡爾·馮·いばらさわかつうみもり堡、あいいん斯坦會談かいだんまたはたはつはじめ版本はんぽんおさむかい。這實驗じっけん可能かのう影響えいきょうりょう後來こうらいEPR思想しそう實驗じっけんまとひょうじゅつ[51][56] 1999ねんひろしなんじ實驗じっけんてきいち版本はんぽん成功せいこうづけしょ實現じつげん[52]

反駁はんばく實證じっしょう

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維也おさめ科技かぎ大學だいがく(Vienna University of Technology)てき長谷川はせがわ祐司ゆうじ(Yuji Hasegawa)じゅんきょう授與じゅよ名古屋大學なごやだいがくてき小澤おざわ正直まさなお(Masanao Ozawa)教授きょうじゅとう學者がくしゃ於2012ねん1がつ15にち發表はっぴょう反駁はんばくうみもり堡不確定かくていせい原理げんりてき實證じっしょう結果けっか們用りょうたい分別ふんべつ測量そくりょう中子なかごてき角度かくどなみ計算けいさんいたりょううみもり堡不確定かくていせい原理げんりしょしめせ誤差ごささらしょうてき測量そくりょう結果けっか,此即證明しょうめいうみもり堡不確定かくていせい原理げんりしょ主張しゅちょうてき測量そくりょう極限きょくげん錯誤さくごてき[57][58]

まいり

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註釋ちゅうしゃく

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  1. ^ ざい論文ろんぶんろん量子りょうし理論りろん運動うんどうがく與力よりきがくてき物理ぶつり內涵》うらうみもり堡已ひょうじゅつ這三種不同的不確定性關係式,儘管以相とう直覺ちょっかくあずかかごみつるてき方式ほうしきひょうじゅつ出來でき[15]:2
  2. ^ 通常つうじょう這句ばなし成立せいりつただし存在そんざいゆう例外れいがい思考しこう原子げんしてきすみ量子りょうこすうためれい てき量子りょうしたい,它是   てきほんちょうたいほんちょう值都ためれい,而這三個自伴算符都互不對易,它們對應たいおうてき觀察かんさつりょう彼此ひしあいだあいよう觀察かんさつりょう[31]:452-453

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外部がいぶ連結れんけつ

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