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薛定諤除了他那個半死不活的貓,還有個他自己都解釋不了的「量子力學中的概率雲」

理解量子力學中的概率雲,首先得明確一個前提。那就是量子力學不同於牛頓力學,微觀粒子的運動軌跡是完全不可預測的。比如電子,它可能上一瞬間在原子核左邊,下一瞬間就出現在另一側,也可能是所在層級的任意位置。

這樣,微觀粒子在一個時間段的位置也就不可預測。而只能以出現在某個位置的概率來預測。而概率就是指微觀粒子出現在一區域的概率。

而用「雲」來比喻應該只是為了形象,微觀粒子真實軌跡不是雲團狀。再比如一個氫原子它只有一個電子,現在觀測它電子在一段時間內的出現位置,以此推測出現在個位置的概率。從時間為零開始,你就會發現如果將接下來一秒內電子出現區域化為點,就會出現以原子核為中心的一個「概率雲」。

所以概率雲只是形象的描述微觀粒子在一段時間內出現位置的概率圖。以便預測,猜測微觀粒子的運動。

微觀粒子都有自己獨特的概率雲,同一粒子,不同條件下也可能有多種概率雲圖像。

電子的概率雲是量子力學的結論,這個結論非常的牽強。薛定諤方程就是薛定諤靈機一動編寫出來的,連他自己都說不清楚。得出來的解也不知道確切的物理意義是啥,後來有人強解釋為電子出現的概率。

其實,是人對時間理解的局限所致。時間不像現在認識的,雖然相對論認為是可變的,但也還是一個時間,只不過是認為運動和引力影響它的快慢而已。其實,真空中的能量海漩渦的快慢就是時間結構的顯現。

能量海的漩渦是和邁克爾遜實驗有關。發現光具有波動性後,科學家們認為光是在一種叫以太的介質中傳播。為了驗證以太是否存在,邁克爾遜設計了一個實驗,利用光路的光程差產生的干涉條紋來驗證地球相對以太的運動。如果以太是靜止的,就可以測出0.4個干涉條紋,實驗結果是小於0.01個干涉條紋。

這個結果的解釋是:要麼以太完全被地球所帶動;要麼光速不變。洛倫茲認為以太在地球的帶動下發生了變形,並推導出洛倫茲變換公式。但還有許多問題解釋不了。愛因斯坦認為:真空中沒有以太,真空中什麼也沒有,光在真空里就能傳播,不需要介質。在這種情況下得出了:光速不變。

但是,科學在發展。科學家們已經知道了真空不是空的:真空是能量海的能量最低狀態。這不一定是最終的結果,但是已經知道真空是能量海。那就和愛因斯坦當初的認識不一樣了。光不是在空無一物的空中傳播,而是在能量海里傳播。實驗表明,光在不同的介質里傳播的速度不同。在同一種介質里傳播,介質的運動狀態不同,光速也不同。

這不難知道,電子概率雲其實就是若干個電子高速運動影像停留的結果,也是現代科技攝影無能為力的結果,又是科學家們的神想像。

從現代科學而言,量子力學概率雲就是電子在飛秒或納米秒內在原子某個區域內出現的概率的估算,可以用波函數或概率分布等來表示。

展望未來的科技發展,如光隙隧道顯微鏡,超高速攝像技術的完善,人類有可能把量子概率雲精確到「量子概率線」或「量子概念點」,讓我們拭目以待吧!

PS:未經同意不得轉載(圖片來源網路)

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