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不確定原理:不可能同時精確確定一個基本粒子的位置和動量。粒子位置的不確定性和動量不確定性的乘積必然大于等于普朗克常數(shù)(Planck constant)除以4π(公式:ΔxΔp≥h/4π)。其中,Δx是位置標準差,Δp是動量標準差,h是約化普朗克常數(shù)。下面假設測量工具不影響基本粒的運動狀態(tài),計算測量準確的概率。
基本粒子瞬息萬變,要準確定位一個基本粒子的大小和位置,必須測量工具在長度、時間精度足夠高,才能準確測量一個基本粒子的大小和位置。
如果我們采用的測量工具精確到普朗克常數(shù)1.62×10^-35米,也就是說,誤差小于等于普朗克長度,物理學研究認為是準確的,否則就是不準確的;同樣讀取的時間的誤差小于等于普朗克時間,也認為沒有時間誤差,否則就是存在誤差。普朗克時間等于5.4×10^-44秒,即同時滿足這兩個條件,可以認為能準確測量基本粒子的大小和位置,也就是說,需要這兩個步驟的精度同時滿足,才能準確定位基本粒子的大小及位置。根據(jù)乘法原理,準確定位基本粒子的大小和位置的精確度是:小于等于普朗克長度乘以普朗克時間,即LpTp,≤1.62×10^-35×5.4×10^-44=8.75×10^-79,其中,Lp是普朗克長度、Tp普朗克時間,所以準確定位一個基本粒子的精確度要求達到:8.75×10^-79,達到這個精度幾乎是不可能的。
準一個基本粒子的概率是:8.75×10^-79/1=8.75×10^-77%,不考慮測量工具對基本粒子狀態(tài)的影響,準確定位一個基本粒子的大小和位置的概率是:8.75×10^-77%。
結論:準確測量一個基本粒子的大小和位置幾乎是不可能的,測量工具對基本粒子狀態(tài)影響是必然的,所以考慮測量工具對基本粒子運動狀態(tài)的影響,準確測量一個基本粒是不可能的,即乘法原理證明不確定原理。
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