比如现在有一组数:1、2、3、4、5。
那么这组数的平均数就是3。
而标准差的意思是:12345,这5个数字,距离平均数3的远近程度。
很明显,只有多个数据才能产生标准差的概念。
而变化量是针对一个数字的前后变化。
比如电子现在的动量是1,下一刻的动量是2,那么它的动量变化量就是2-1=1。
泡利以为的p就是这个意思,但其实不是。
这时,威尔逊有点疑惑,他直接问道:
“布鲁斯,可是这有一个问题。”
“电子的位置和动量,怎么可能会有统计意义上的标准差呢?”
“这两个量只有一个数字啊,不可能产生标准差。”
众人闻言皆是点头。
一个物体的位置在哪,动量是多少,都是确定的值。
单个数字并没有标准差的概念。
李奇维闻言,笑了笑,淡定地说道:
“因为概率波的存在!”
“在经典力学中,位置和动量当然没有标准差的概念。”
“因为它们在任何时候都是一个确定的数字,不会产生波动,也就没有一组数字。”
“比如汽车的动量是1,在这个时刻,它是个确定的数字,没有任何的统计意义。”
“但在量子力学中,情况就不同了。”
“根据概率波理论,电子可以同时出现在原子内部的任意一处。”
“既然是同时,那么电子可以在a点,可以在b点,可以在c点.”
“各点的区别只是概率不同。”
“那么这就会产生一组数字了。”
“既然电子既可能在这,也可能在那,我们岂不是就可以算出电子的平均位置吗?”
“有了平均值,那么abc点每个位置相对平均值的波动也能算出来。”
“这样,就产生了电子位置的标准差σx。”
“同理,根据概率波,也能算出电子的动量标准差σp。”
“如此,我们就能从统计意义上,讨论单个电子的力学量的标准差了。”
“而根据矩阵力学的推导,结果就是σx·σp≥h/4π。”
“这就是不确定性原理的真正含义!”
静!
死一般的寂静!
所有人都被李奇维的分析彻底震撼了!
直到现在,他们才真正明白了黑板上的内容。
“泡利那厮误我啊!”
很显然,泡利之前的解释,完全属于误导,导致大家的理解产生了偏差。
不过,这也不能怪他。
李奇维当时只顾着自己推导,没有大声解说。
很多内容,泡利都是凭借自己的感觉去理解。
出错也就情有可原了。
而且那个公式带来的震撼太大。
李奇维甚至都没有时间提前解释了。
然而,泡利本人却罕见地出现了羞愧的神色。
听完布鲁斯教授的解释,他已经彻底懂了。
不确定性原理在他面前再无秘密。
他现在从心底完全认同这个理论。
他甚至都知道,该怎么回答狄拉克了。
答案已经很显然。
海森堡神色震撼!
他的内心仿佛掀起滔天巨浪。
他之前还以为自己能完全看懂黑板上的推导。
现在看来,他有点高估自己了。
布鲁斯教授对于公式的解释,堪称完美。
既通俗易懂,又严谨细致。
场上所有人都明白了不确定性原理的真正内涵。
而且最重要的是,布鲁斯教授把概率波和不确定性原理结合在了一起。
这相当于把波动力学和矩阵力学联系在一起。
这可是迈出了至关重要的一步!
虽然海森堡很厌恶波动力学,但他内心很清楚,二者的统合是必经之路。
物理学不允许两个相互矛盾的理论同时存在。
尽管它们都是对的,但其物理意义必然要被容纳在一个更高的框架之下。
真到了那一天,海森堡也能接受。
但前提必须是由布鲁斯教授完成。
换做其他任何人,他都不服。
海森堡再次折服在布鲁斯教授的恐怖实力之下!
这时,李奇维看向狄拉克,继续说道:
“狄拉克,现在我可以回答你的问题了。”
“根据刚刚的分析,我们可以知道,σx和σp是电子因为概率波而本身存在的性质。”
“这个标准差和你测量不测量没有任何关系。”
“因为就算你测量,电子依然有概率波的性质,而概率波是不受任何因素影响的。”
“电子的位置和动量,本来就是不确定的,由概率支配。”
“所以,你说的那种【虽然测不到,但是存在】,这种现象是不存在的!”
“从理论上就不存在!”
“当然,你如果要是不承认概率波,那就是另外一回事了。”
“而且,这个解释也更形象地说明了海森堡为什么错了。”
“因为σx和σp在测量之前,就可以算出来,它和测量行为没有任何关系。”
“因此,测量造成的扰动,又怎么可能带来误差呢?”
“不确定性原理的本质是:【同时确定电子的位置和动量】这件事,既无法测量,也不存在!”
轰!
狄拉克闻言,心神震动!
他的脸上首次出现了动容。
那是面对完全碾压自己智慧存在的敬畏之情。
布鲁斯教授实在太强悍了!
太可怕了!
毫无疑问,布鲁斯教授完全说服了他。
他找不到任何的反驳理由。
电子的这种奇特性质,确实是它的固有属性。
狄拉克本人是赞同概率波的,所以,他当然也就接受了布鲁斯教授的最新解释。
这是环环相扣的逻辑推导过程。
狄拉克彻底拜服。
“布鲁斯教授,感谢您解答了我的疑惑。”
“我认同您的理论分析。”
哗!
全场骇然!
泡利、狄拉克两个绝世天才,先后被布鲁斯教授的逆天实力所征服。
这一刻,再也没有人质疑不确定性原理。
(本章完)