量子力學的疊加態和普通情況下不知道結果時有多種可能性有什麼區別?

時間 2021-05-08 18:22:05

1樓:Prongs

量子力學的疊加態最大的特點在於它是「確定的」。整個量子力學經常被人們說是隨機的,但實際上你會發現除了測量,量子力學中一切都是確定的(equation of motion薛丁格方程就寫在那裡寫著,給了初始條件一切都確定了)。

比如現在系統處於|+>~(|0>+|1>)態,如果你沿著0、1這組基底觀測,確實0和1都有1/2概率。然而神奇的是沿著+、-這組基底觀測,每次都是+這個答案,沒有隨機性。

所以量子力學的態是確定的,不是隨機的。隨機只是用了與系統不正交、不正比的基觀測時候會出現的。

2樓:

舉乙個簡單的例子。假設粒子有兩種可能的狀態,粒子處於狀態1的概率為 ,處於狀態2的概率為 。狀態1在x位置的概率為 ,狀態2在x位置的概率為 。

現在我們測量這個粒子在 處被找到的概率:

(1)用經典的語言描述,那麼顯然概率疊加的結果給出粒子在 處的概率為

.(2)如果用量子力學的語言描述,那麼這個粒子是概率幅疊加而不是概率疊加的,它的波函式為

,其中 和 是描述狀態1和狀態2的波函式。根據量子力學的基本假設,概率幅(波函式)的模方才是概率,所以粒子在 處的概率為

根據 則有

所以量子力學的概率幅疊加與經典的概率疊加的區別就在於多乙個干涉項 這個其實和光學裡的干涉有點像。如果把概率比作光強,那麼電場就是概率幅(波函式),電場是線性疊加的而光強不是,這就導致了干涉(概率不能直接疊加)的產生。

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