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第1章子行为 逻辑铜丝,假如我们希望成功地横写自然的话,我们就必须走这一条钢丝 如果所有物质 一以及电子 一的运动都必须用波来描写,那么我们第一个实验中的 子弹怎样呢?为什么在那里我们看不到干涉图祥?结果表明:对于子弹米说,其波长是如此之 短,因而干涉图样变得非常精细.事实上,图样精细到人们用任何有限尺寸的检测器都无法 区别出它的分立的极大值与极小值,我们所看到的只是一种平均,那就是经典曲线.在图1-5 中,我们试图示意地表明对大尺度物体所发生的情说.其中()图表示应用量子力学对于弹 所预期的几帛分布.假设快速摆动的条纹表示对子波长极短的波所得到的干涉图案,然而, 任河物理检测器都跨越了儿率曲线的几个摆动,所以道过测量给出的是图(⑥)中的光滑曲线。 §1-7量子力学的基本原理 我们现在米概括地小结一下前而实验中的主要结论.不过,我们将把结果表示成对于 这一类的实验普遍适用的形式。假如先定义一个“理想实验”,那么这个小结就可以简单一 些.所谓理想实验”指的是.其中没有我们无法计及的任何不确定的外来影响,即无跳动或 其他什么事停。更确切的说法是:“所调理想实验就是所有的初始条件和最终条件都完全确 定的实验.”我们将婴说到的“事件”,一般说来就是一组特定的初始与最终条件.(例如:“电 子飞出枪口,到达检测器,此外没有任何其他事情发生”.)下面就是我们的小结: 小 ()在理想实验中,一个事件的儿案由一个复数中的绝对值平方给出,中称为几率幅, P=几率, L幅】 (1.6) P-. (②)当一个事件按几种交替的方式出现时,该事件的儿肃幅等于各种方式分别考虑时 的几率幅之和。此时存在干涉现象。 中=中1+中 1P-lp+ (1.7) (③)如果完成一个实验,此实验能够确定实际上发生的是哪一种方式的话,则该事件的 儿事等于发生各个方式的几率之和。此时干涉消失 P-P十P, (1.8) 人们也许还短问:“这是怎样起作用的?在这样的规律背后有什么机制?”还没有人找到 过定律背后的任何机制,也没有人能够“解释”得比我们刚才的“解释”更多一些,更没有人会 给你们对这种情况作更深入的描写.我们根本想像不出更基本的能够推导出这结果的机 制. 我们希影独满经典理论和量子力学之间的一个非常重要的差别。我们一直谈到在给定 的情况下,电子到达的见率,我们曾暗示:在我们的实验安排中(即使是能作出的最好的一种 安排)不可能特确预言将发生什么事.我们只能预言可能性:如果这是正确的,那就意味着 物理学已放弃了去精确预言在确定的环境下会发生的事情.是的:物弭学已放弃了这一点我 们个知道怎样去须庭在确定的环境下金发生的章件,而且我们现在相信,这是不可能的, 唯一可以预首的是种种事件的儿率。必须承认,对我们早先了解自然界的理想来说,这是
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