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海森堡的不确定性原理可以用能量与时间的相互关系来表达,这个概念可能初看起来复杂,但它实际上至关重要。简单来说,假设我们考察一个空荡的空间区域,理论上我们可以精确计算出其中蕴含的能量。但随着时间流逝,如果时间尺度缩小到一定的程度,根据海森堡的原理,我们对于盒中能量的了解将变得模糊不清。如果时间与空间的尺度...

量子力学为何要用概率波描述粒子行为?难道“上帝真的掷骰子”?

海森堡不确定性原理的数学表达式ΔxΔp≥h/4π,揭示了位置和动量的测量精度之间存在的固有制约关系。其中,Δx代表位置的不确定度,Δp代表动量的不确定度,而h是著名的普朗克常数。这一原理意味着,当我们试图将粒子的位置测量得越精确,其动量的不确定性就会越大,反之亦然。为了形象化地表达这种不确定性,物理学家...

OODA循环:战斗机飞行员如何做出快速准确的决策

根据海森堡不确定性原理,随着我们对一个值(速度或位置)的测量越来越精确,我们对另一个值的测量变得越来越不确定。于是,Boyd得出,一个变量的不确定性是由观察行为造成的,而我们精确观察现实的能力是有限的。Boyd通将热力学第二定律用于理解现实。他指出,如果个人或组织不通过获取新的环境信息或创建新的心智模型与外...

OpenAI CEO资助的全民基本收入实验:得出了什么结论?有何内在缺陷?

“海森堡不确定性原理”通常也被称为“测不准原理”,它说的是:在量子尺度上,我们无法同时精确地知道一个粒子的位置和动量。换句话说,如果我们非常精确地知道一个粒子的位置,那么我们就无法精确地知道它的动量,反之亦然。“测不准原理”的核心在于,测量行为本身会干扰粒子的状态。在量子世界中,测量一个粒子的位置...

绕开海森堡不确定性原理限制,超灵敏热探测器精确读取量子比特

海森堡不确定性原理决定了人们不可能同时准确地知道信号的位置和动量、电压和电流。因此，它适用于使用参数电压－电流放大器进行的量子比特测量。但辐射热测量计测量是一种完全不同的方法。辐射热测量计测量功率或光子数时，不必像参量放大器那样添加源自海森堡不确定性原理的量子噪声。它通过微创检测接口，可非常微妙地...

超灵敏热探测器精确读取量子比特

海森堡不确定性原理决定了人们不可能同时准确地知道信号的位置和动量、电压和电流(www.e993.com)2024年11月23日。因此,它适用于使用参数电压-电流放大器进行的量子比特测量。但辐射热测量计测量是一种完全不同的方法。辐射热测量计测量功率或光子数时,不必像参量放大器那样添加源自海森堡不确定性原理的量子噪声。它通过微创检测接口,可非常微妙地感知...

清华孙洪波团队&吉大陈岐岱团队:超快激光超隐形切割

这种限制并非技术上的,而是源自于光的波动性引起的傅立叶带宽定理(等价于量子物理的海森堡不确定性原理,图1)。简而言之,当试图通过将激光聚焦得更紧来获得更高的横向分辨率时,光束的发散角度会变大,从而阻碍切割切口的纵向深度和均匀性。目前主流的解决方案,包括广泛使用的纵向多焦点阵列、贝塞尔-高斯光束(近似无...

白色情人节,予你π 的千年情歌

20世纪,也就是量子力学萌芽和发展的世纪,π依然拥有一席之地。其中大家最熟悉的或许就是海森堡不确定性原理的公式了)相乘一定会大于(这个常数通过实验和理论都可以得到),意味着位置和动量的确定性都是有限的,不可能同时得到粒子准确的位置和动量。就这样,π从被发现开始,一直伴随着人类科学的进步。或许在未来,也...

量子科学简史

在正式会议阶段,玻尔和哥本哈根学派对量子理论的解释占了压倒性优势。爱因斯坦的质疑通常在正式会议之外提出,而两派人马的辩论和交锋,则大部分发生在每天会前会后的餐桌上。爱因斯坦的出发点是经典力学中的三个假设——守恒律、确定性、局域性。一般来说,在守恒律方面争议不大。但海森堡提出的不确定性原理违背了确定...

读书| “量子物理史话”(七):海森堡的不确定性原理

1927年3月,海森堡发表了这一原理,被称作“UncertaintyPrinciple",不确定性原理。在我中学的化学课上学到的是另一个译名“测不准原理”。当年接受这一概念时自然而然的想法是:这是因为我们的技术手段达不到。现在才意识到,不是技术手段问题,海森堡的公式在理论上宣告:同时精准测量是不可能的。