Existe un "estado de superposición" en la mecánica cuántica. ¿Cómo debemos entender esta palabra?

Por favor, asegúrese de haber comprendido realmente. ¿Estado de superposición? Entonces podremos seguir hablando de ello. Los estados de superposición indican que las partículas microscópicas pueden estar en múltiples ubicaciones al mismo tiempo. ¿Cómo expresar este concepto en lenguaje matemático? En pocas palabras, podemos dividir la probabilidad en posiciones, de modo que cada posición pueda dividirse en partes del concepto. Usamos una imagen para expresar información sobre la ubicación de objetos macroscópicos y objetos microscópicos, de los que he hablado muchas veces en números anteriores. ¿Mapa de probabilidad de ubicación? , como se muestra en la siguiente figura.

Para cuidar a los amigos que no han leído el artículo anterior, ¿puedo explicarlo de nuevo? ¿Mapa de probabilidad de ubicación? De hecho, la posición de la partícula se coloca en la abscisa y el valor de probabilidad de aparición de la partícula se coloca en la ordenada. Al comparar las dos imágenes, podemos ver que el mapa de probabilidad de posición del mundo macro es una línea vertical. Solo a una posición se le asigna una probabilidad de 100, y los valores de probabilidad de otras posiciones son 0, que es uno. ¿posición? ¿Comer solo? Este sentimiento. Pero ¿qué pasa con el mundo microscópico? ¿Mapa de probabilidad de ubicación? ¿Pero todos juntos? ¿Comer arroz de tinaja? Siento que a cada posición se le asigna un pequeño valor de probabilidad, por lo que si comprende la expresión matemática del estado de superposición, en realidad expresa el valor de probabilidad asignado a cada posición.

Entonces, aunque no sabemos dónde están las partículas microscópicas antes de observarlas, podemos decir que las partículas microscópicas están en: 25 de probabilidad de A 35 de probabilidad de B 40 de probabilidad de C, es decir , la partícula microscópica está en A al mismo tiempo, B y C. Pero algunas personas pueden preguntar: ¿Cómo se pueden calcular las probabilidades de A, B y C sin observar partículas microscópicas? Jaja, en realidad puedes entender por qué preguntas esto, porque si no podemos calcular la probabilidad mediante la teoría, tenemos que repetir un experimento y luego contar las veces para estimar la probabilidad. Por ejemplo, si lanzamos una moneda para conocer la probabilidad positiva, asumiendo que no conocemos ninguna teoría, entonces solo necesitamos repetir el experimento 1000 veces y contar el número de positivos para estimar la probabilidad.

Pero ¿por qué podemos conocer de antemano los valores de probabilidad de partículas microscópicas en varios lugares sin observar el mundo microscópico? Es simple, porque podemos repetir el experimento como en el mundo macroscópico y luego estimar la probabilidad contando el número de veces que aparece en varios lugares. Después de hacer muchos experimentos, descubrirás algunas leyes, que son las leyes físicas del mundo microscópico. ¿El método de Schrödinger consistía en utilizar una cantidad tan grande de experimentos para contar la cantidad de veces que aparece en varios lugares? ¿Adivinar? Ecuación de Schrödinger, también dediqué un artículo a hablar sobre la ecuación de Schrödinger. Si aún no lo has leído aquí, puedes leerlo primero.

Entonces, ¿la razón por la que conocemos la probabilidad de que ocurra en todas partes sin observar partículas microscópicas es porque hemos dominado ciertas leyes del mundo microscópico, es decir, usándolas? ¿Ecuación de Schrödinger? Resuelva la función de onda. Con la función de onda podemos conocer el valor de probabilidad de que aparezcan partículas microscópicas en cualquier momento y en cualquier lugar del futuro. Entonces, la función de onda en realidad se usa para predecir el valor de probabilidad de que una partícula microscópica aparezca en un momento y lugar determinados en el futuro.

Pero quizás tengas otra pregunta: ¿Es suficiente con conocer el valor de probabilidad? En nuestro mundo macroscópico, la mecánica newtoniana se puede utilizar para predecir el movimiento futuro de objetos, y en cada momento se puede dar una conclusión definitiva con una probabilidad del 100%. ¿Se pueden encontrar otros similares en el mundo microscópico? ¿Las leyes físicas de la mecánica newtoniana nos permiten predecir que aparecerán 100 electrones en algún lugar del futuro?

Por mucho que nos encantaría encontrar esto. ¿Te gusta la mecánica newtoniana? Einstein también quería encontrar las leyes físicas de la mecánica cuántica, por lo que creía que la mecánica cuántica está incompleta. ¿Es posible que exista actualmente? ¿Variables ocultas? .

Pero no podemos encontrarlo, no importa cuánto intentemos encontrarlo, por lo que en este punto es posible que tengas preguntas: esto no significa que no lo encontraremos en el futuro, es posible que lo encontremos en el futuro cuando La tecnología está más desarrollada.

Lamento decirte que no importa cómo se desarrolle la tecnología en el futuro, todavía no puedes encontrarla. ¿Por qué les digo esta conclusión con tanta certeza? Debido a que es muy simple, el mundo microscópico solo puede predecir probabilidades, no porque nuestra tecnología de observación no sea buena, sino ¿por qué? ¿Probabilidad? ¿Es el atributo esencial del mundo microscópico, es decir, el objeto microscópico mismo está siempre ahí? Estado incierto. Mucha gente piensa que utilizamos probabilidades para describir partículas microscópicas porque se mueven tan rápido que parecen estar en varios lugares a la vez. De hecho, las partículas microscópicas están en una posición todo el tiempo, pero se mueven demasiado rápido. Muchos amigos tienen esta idea, pero ¿alguna vez has pensado en una pregunta: ¿Pueden las partículas microscópicas moverse más rápido que la velocidad de la luz? Con nuestra tecnología de medición actual, es incluso posible medir con precisión la velocidad de la luz. ¿No podemos usar nuestra tecnología para rastrear una partícula microscópica que viaja a menos de la velocidad de la luz? ¿Así que lo que? ¿Porque las partículas microscópicas se mueven tan rápido que no podemos determinar sus propiedades? Esta afirmación es extremadamente errónea. Sólo hay una razón por la que no podemos determinar una partícula microscópica y debemos hablar de probabilidad: las partículas microscópicas son inherentemente inciertas.