一大早,大娃突然问起来测不准原理,咱今儿来唠唠那个特别玄乎的海森堡测不准原理哈,保证用大白话给你讲明白,就算是 5 岁小孩听了也能懂个大概!
什么是海森堡测不准原理?这是一个物理学知识。
先打个比方哈,就想象大夏天的晚上,你出去抓萤火虫。
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咱先说第一种情况,你特别想知道这只萤火虫这会儿到底在啥地方。那你咋办呢?你就得用特别快的快门速度去抓拍它。结果一拍,照片上萤火虫不是一个亮点,而是模糊成一道光带了。这时候呢,你倒是知道萤火虫刚才大致在哪个位置出现了,可它到底是往哪个方向飞,飞得多快呀,你完全摸不着头脑,这就是位置是清楚了,但是它的运动信息,也就是动量,就给搞丢啦。
再说说第二种情况,要是你想搞清楚萤火虫飞的方向和速度呢?那你就得长时间曝光来拍出它的运动轨迹。这一拍,好家伙,萤火虫直接变成一条光带啦。这下你倒是知道它是怎么飞的了,可具体某一个时刻它在哪个确切的点上,你又说不清楚了,也就是位置变得模糊啦。
你看,这就是海森堡测不准原理的关键所在。你要是想同时搞清楚萤火虫“在哪儿”和“怎么动”,这两个信息就像是玩跷跷板一样,你这边把“位置”这头压下去了,“运动情况”那头就翘起来了,根本没办法两边都兼顾。
我再给你换个更形象的例子哈,就好比你在一个黑咕隆咚的房间里,有个鱼缸,里面有一条鱼,你闭着眼睛伸手去摸它。当你的手好不容易碰到鱼身,确定了它的位置的那一刻,鱼受到惊吓,“嗖”地一下突然游走了。这时候,你虽然知道鱼刚才在你手摸到的那个地方,可它这一溜烟跑哪去了,速度是多少,你一下子全没了头绪。
其实啊,量子世界就跟这个鱼缸差不多。在量子的世界里,你去观测一个东西,这个观测的行为本身就会改变被观测对象的状态。所以呢,想要同时又清楚“位置”,又明白“动向”,那是根本不可能的事儿,就跟鱼和熊掌不可兼得一样。
这是世界的根本规律。
你可能会问了,为啥说这是世界的根本规律呢?
这可不是因为咱们的相机不给力哈。就算你有个厉害到能征服全宇宙的相机,到了量子世界,一样会碰到这个限制,怎么都没办法打破。
在咱们平常生活的宏观世界里,这个测不准原理为啥不明显呢?这就好比大海里有一大群鱼,少知道一条鱼的位置,对整个鱼群来说没啥大影响。可在量子世界里,单个的量子粒子就像是大海里孤零零的一条鱼,它的一举一动都很关键,所以测不准原理就特别明显。
而且啊,这个测不准原理在现代科技里用处可大了。比如说医院里的 CT 扫描,你想让 X 光把身体里看得越清楚,那它对人体的扰动就越大。还有咱们手机的 GPS,卫星定位要是越精确,测出来的速度误差就会越大。
给你举个游戏里的例子吧,要是你在玩一个游戏,里面有个技能叫“飞弹”。
这个技能有两种模式。一种是精确锁定模式,开启这个模式,飞弹能百分百命中敌人心脏,听起来是不是超厉害?但问题来了,你完全预测不了敌人会往哪个方向躲。另一种是范围覆盖模式,能把整个屏幕都覆盖住,可每个攻击点的伤害就变得特别低,只有 10% 。
每次使用这个技能的时候,你就得好好琢磨琢磨了,到底是要选那种“精准但是有可能打空”的模式,还是“全面覆盖但威力很弱”的模式呢?这其实就是海森堡测不准原理在游戏里的具体表现啦!
可以明白了吧
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