由于量子力学的一个非常特殊的结果,物理量的测量过程会影响系统的状态。传统上,如果您建立实验并尝试测量粒子的位置,那么该实验的结果将不会影响其他物理量,例如动量或能量,也就是说,它们在实验前后都相同。因此,您可以轻松,精确,轻松地以相同的方式精确地测量所有物理量。但在量子力学中存在着不确定性原理,即一个粒子在给定的时间内不可能同时有明确的位置和明确的动量。
但是在量子力学中发生了一些非常奇怪的事情。假设您有一个处于动量本征态的粒子[从数学上讲,它只是平面波exp(ikx)]。这意味着可以精确地确定粒子的动量,p =(h / 2pi)* k,但其位置完全是随机的或不确定的。现在,如果您再次建立一个测量粒子位置的实验,比如说使光束入射,那么将得到位置,但是现在粒子的动量将是未知的,因为光子会传递粒子的动量现在不会是(h / 2pi)* k。
从理论上看,统计解释预测,如果您测量一个可观测的Q,则测量的结果将是Q的特征值之一,并且测量后的系统状态将是与Q的结果相对应的Q的本征态。测量。因此,如果实验的结果为x',则实验后粒子的状态为| f>由X | f> = x'| f>给出(其中X表示位置算子)。一个位置本征态及其位置是精确确定的,但动量是完全随机的。
类似地,如果粒子处于既不是位置也不是动量本征态的状态,则它们都不是完全确定的,并且遵循不确定性关系具有不确定性。对于一个量子(非常小)物体,你不能同时以任意精度测量位置和动量。你越精确地确定它的位置,它的动量就越不确定,反之亦然。不确定性原理并不是说我们不能同时测量位置和动量,而是不可能同时有明确的位置和明确的动量。
无法测准一个粒子的位置和动量,是因为粒子本身就是不规矩的进行活动的,而且粒子活动的游离速度很快,所以是无法精确的测量粒子的位置和动量的。
动量算符和坐标算符不对易,存在不确定性关系;具体而言,用光量子测定时,测定位置越精确,光量子对粒子干扰越大,动量越测不准。
无法同时测准一个粒子的位置和动量,是因为粒子是一种不稳定的物质,随时随地都在变化,以人类现在的科技无法测准!
因为事物本身就是运动变化的。万物皆流皆动皆变,你当然就测不准了,就这么简单。