為什麼微觀粒子具有全同性,巨集觀世界卻沒有兩片完全相同的葉子?

時間 2021-05-29 23:00:28

1樓:焚琴煮鶴加香菜

前面有人講到圍棋了,我覺得非常好。

作為棋手,看待圍棋子是很簡單的,只需要幾個變數描述:

型別:只有兩類,非黑即白

狀態:沒在棋盤上的,同樣顏色的全部等同。在棋盤上的,有x,y座標。

非常簡單。

其他的性質並對於棋局無意義。

但是從機械加工角度看,棋子有陶瓷、玻璃、玉石等等各種材質的,加工精度,幾何尺寸,每顆棋子上的加工劃痕等等,變數多得很。但這些完全和棋手下棋無關,棋手也不關心。

也許,微觀粒子有一些我們尚未知曉的性質,它們的效應太弱了,目前工程技術探測不到。所以認為沒有這些屬性,並沒什麼問題吧。目前理論的描述,精確地符合實驗結果。足夠好了。

什麼時候發現了新的理論,能夠解釋目前理論無法解釋的試驗現象,就是乙個巨大進步了。類似俠義相對論之於麥可遜莫雷干涉實驗。

2樓:末日黑天使

你有一套積木玩具,這套玩具的基本組成只有很小的正方體。你可以用這些積木搭建出各種各樣的建築,但是你把他們推到之後他們本質上是各種一樣的小正方體組成的。所以你在巨集觀世界找到的不同的葉子就像積木建築,你拆散之後就是一樣的。

為什麼說微觀粒子都一樣?你指的是形狀上還是屬性上?如果是屬性,微觀粒子還分很多種呢。

如果是形狀。。。。講實話我們也看不到人家長什麼樣,太小了,而且微觀粒子有波的屬性,你不測量他的時候實體都沒有

3樓:nzczll

不要把理論神秘化,其實就是乙個簡單的概率問題。

其實就是乙個自由度的問題。

微觀粒子自由度很少,除了時空座標引數,就只剩那幾個自由度引數,電荷、自旋之類的,這幾個引數都相同,當然就全同了。

然而,巨集觀物理,是由很多個粒子構成的。粒子和粒子之間,至少在空間中的分布,就已經增加巨大數量的自由度引數,就是乙個簡單的排列組合,參加排列組合的粒子數越多,排列組合的可能性就越大,就是自由度越大。巨集觀物理內部有巨大數量的微觀粒子,當然具有巨大的自由度,當然自由度相同的可能性幾乎為零,當然巨集觀物理沒有全同性,全同性的機率幾乎為零。

問題的實質,就在於乙個物件包含的自由度的數量。

4樓:天色尚早

全同性,說白了就是個形容詞,好比沒有顯微鏡之前說兩滴水是一樣的。

物理學上,根本不能證實兩個粒子經典意義上是完全一樣的。什麼是粒子,粒子到底是什麼可能永遠也不能有個經典的理解。

此外,物理學上或生物學上也不能證明世界上沒有兩片完全相同的葉子。

所以,兩個概念根本不能相比。對盲人來說,兩片葉子質量相同,面積相同,葉脈數量相同等等,也可以說這兩個葉子全同。

5樓:I老蔡

因為, 構成一片葉子要N多粒子.

即便微觀粒子具有全同性, 但是巨集觀物體則是由微觀粒子通過不同的空間排列組合產生的呀.

不同的順序不同的方向不同的角度即可產生外形差異.

好比撒沙子, 一把沙子灑多少次才能灑出完全一樣的形狀來?

6樓:趙丹

因為人類掌握的最精密的觀測手段就是光,哪怕是觀測引力波和中微子,最終都要通過光來實現。因此光的最小波長就是觀測的極限,因此就有了測不准關係,到了量子級別,所有的理論就都不是精確的,而是概率的,這種概率的量子理論沒辦法區別兩個量子,所以就有了全同性假設。

科學發展了幾千年,人類還是沒有能超越光的觀測手段,儘管從天賜的視網膜變成了各種精密儀器,人類能觀測的最小資訊量還是以乙個光子所能攜帶的為限,並且很可能永遠也找不到比光更細的探針,因此對微觀世界的理解可能被永遠鎖死在概率層面。

7樓:彭彭

按照弦論,微觀粒子都是彈弦彈出來的,同一架鋼琴按相同的按鍵當然是出同乙個聲音。樹葉屬於幾乎無數的微觀粒子構成的巨集觀物質,要百分百一樣當然概率非常小

8樓:Ivony

我覺得這個問題很好解決,並不需要那麼複雜。

因為不考慮哲學命題僅僅從物理學來考慮,兩片完全相同的葉子當然是可能存在的

所以所謂的巨集觀世界卻沒有兩片完全相同的葉子,應該解釋為,我們尚未發現兩片完全相同的葉子,而不是,巨集觀世界不能存在兩片完全相同的葉子。

考慮乙個圍棋盤,在圍棋規則中,所有的黑子是全同的,所有的白子是全同的,在有限次的隨機對弈中,出現一模一樣的終局的可能性是微乎其微的。而葉子所蘊含的變化的數量級遠超圍棋盤,所以以我們有限的樣本很難找出兩片完全相同的葉子。

物理學規則並未阻止巨集觀世界出現兩片一模一樣的葉子……所以從物理學出發,扯量子什麼的都跑題了。

9樓:兆波

葉子不夠多。

你算算一片葉子多少粒子,而這些粒子在空間上有多少種排列方式,兩種完全相同的排列方式的機率是多少?

所以葉子不夠多,只要夠多,就能找到兩片相同的。

10樓:司洪亮

這個問題我是這麼看的。所謂微觀粒子的全同性只能說是乙個「物理概念」。這種物理概念或許我們可以說只是我們能力所及的或者我們所能「觀察」或者所需要觀察的一些指標「相同」的概念,或許不宜就將這種物理概念的全同,就等同於我們一般所稱的「完全」相同。

就說兩片葉子……。假如我們看不到它,僅就幾個我們看似重要的指標來考察的話,我相信葉子也是全同的。

我認為,其實微觀粒子的全同與這種兩片葉子的全同是乙個道理。問題或許在於葉子是我們人所能見的,而基本粒子是看不到的。

噢,你可以說這是哲學,但至少,或者是我認為,這個哲學應該是物理學的前題。

其次,我還認為將概念區分清楚,無論是對於哲學也好,還是對於科學也好都是最基本的前題條件。否則那就有些類似迷信了──這裡物理概念不能囊括一切事物。

為什麼微觀粒子具有全同性,巨集觀世界卻沒有兩片完全相同的葉子?答:那是因為我們將概念理解錯了!

呵呵,一些死規角,一些書呆子!有趣!(喜歡開玩笑。)

11樓:

粒子的全同性是量子力學的基本假設,量子力學中的全同性是指不可區分性。即使兩個具有複雜內部結構的原子,只要相干,也會變得不可區分。因此這個問題的關鍵不在於微觀粒子是否比樹葉複雜,而在於相干性。

對於這個問題,簡要的回答是,因為微觀粒子具有量子性(相干性),而巨集觀世界的葉子量子性(相干性)很弱。

所謂相干性是指,兩個物體的波函式有重疊,重疊越多,相干性也越好。注意,這與微觀粒子是否是基本粒子無關。微觀粒子,譬如質子,也具有複雜的的組分和內部結構。

但在一定尺度下觀察時(譬如在原子核中),質子可以作為乙個微觀粒子,我們可以定義質子的波函式。當兩個質子之間的距離小於其德布羅意波波長時,質子的量子性便比較明顯。當然,全同性還要求微觀粒子的有效量子數(位置也大致可以視為乙個近似量子數)完全相同。

大部分量子數與能量有關,而微觀粒子的能量簡併度比較低,兩個微觀粒子處在同一量子態的熱力學概率比較大。

樹葉作為乙個巨集觀物體,它的大小已經遠遠超過其本身介觀組分的德布羅意波波長。因此兩片樹葉的相干性很差。假如兩樹葉可以被製備成相干態,它們若想是全同的,還需要具有相同的量子數。

樹葉等巨集觀物體的能級是高度簡併的,因此從熱力學上講兩片樹葉具有相同量子數的概率很小。由於這兩個原因,樹葉等巨集觀物體的全同性是很差的。

但這不表明巨集觀物質無法具有量子性及全同性。實際上,物理中有幾個有名的巨集觀量子性。乙個是超導,另乙個是超流,還有乙個波色-愛因斯坦凝聚。現在能夠已經能夠實現介觀物質的相干製備。

12樓:melonsyk

我們可以復合大量的基本粒子量子場,得到「葉子」場。這個場的不同激發將是全同葉子。

但是通常意義的葉子需要用一大類葉子場描述,而不是只有一種場。葉子場的多樣性即是葉子的多樣性(1)。對於給定的乙個葉子場,「正常」的物理過程頂多在整個宇宙中產生乙個激發,這是由於葉子場與別的場的耦合形式很單一且特殊,達成激發條件非常困難(2)。

而葉子場之所以可以歸為一類,說明它們的激發條件有相似性(3)。

條件(2)說明產生葉子非常困難,生命是宇宙的奇蹟,對於單個葉子場而言能發生一次奇蹟就不錯了,產生兩枚全同葉子幾乎不可能;條件(1)說明即使這樣也有很多選擇,我們才有可能有這麼多葉子;條件(3)說明為什麼全宇宙的葉子場激發都在地球表面這麼小的區域,儘管有環境差異,地球表面陸地環境大致滿足了葉子場類的激發條件的相似部分,所以在這裡產生激發是最概然的。

口胡完畢

13樓:李休想

也許,現在人類的認知有限,認為微觀粒子有全同性。若干年後隨著人類對微觀粒子認知越來越深,微觀粒子可以再細分很多級別,那個時候就不會認為現在的「微觀粒子」有全同性了。

14樓:張驍

先說有沒有再說為什麼。一樣的定義是什麼?如何評判兩片樹葉是否一樣?

一片柳葉和一片榆葉一樣嗎?當然一樣都是樹葉嗎!一片柳葉和另一片柳葉一樣嗎?

當然一樣都是柳葉嗎!世界上沒有兩片相同的樹葉,除去哲學方面的分析,剩下的無非是我們對於這個世界觀察的精細程度了。對於樹葉,我們目前有足夠精細的觀察測量分析方法來去分它們。

而微觀量子,我們還沒有掌握更進一步的觀測手段,所以它們目前對我們來說沒有差別。

15樓:

理查德費曼提出乙個假說,為什麼所有的電子都是一樣的,因為全宇宙只有乙個電子,只是它不受時間空間限制,就像雲霧一樣瀰漫在整個宇宙裡,在同一時間它可以出現在宇宙任何地方,所以人們觀察到的所有電子只是它自己。如果電子只有乙個,那麼有可能每種基本粒子也只有乙個,當然是一樣的。正是「菩提本無樹,明鏡亦非台。

本來無一物,何處惹塵埃」。

16樓:徵羽宮商

樂高積木也是「全同」的,但拼出的花樣老多了

ps:這個問題下面很多答案混淆了全同粒子和基本粒子的概念,全同粒子不意味著是基本粒子,即使是巨集觀物體也可以是全同的,也就是說,理論上可以存在完全相同的兩片樹葉,不是形狀上一樣,而是本質上一樣(也就是兩片樹葉的組成,能級,自旋波函式等相同),雖然現實中由於雜訊的存在不可能全同

17樓:

假設,人們用乙個母體轉殖了1000個複製人。假設這1000個複製人各項指標都完全一樣,穿的衣服也完全一樣。

這時候,我們讓他們分成兩隊,一隊伍500人,然後分別請這兩隊人排成樹葉的樣子,請問這兩隊人行成的樹葉的形狀會完全一樣嗎?

18樓:Kevin Wayne

在巨集觀世界,「同類」的事物總可以通過更細緻、複雜的結構(比如兩片葉子的葉脈)加以區分。但在微觀世界,同類的基本粒子則具有完全相同的「內在的」屬性(內稟屬性)。例如所有的電子都具有相同的電荷、靜質量、自旋。

在此之外,我們可以認為它們不再具有其他的自由度或更精細的結構,因此我們可以認為同類的基本粒子都是相同的。即使是具有細緻結構的同類粒子,例如兩個氫原子,我們也可以設想它們的狀態完全相同(比如說電子佔據相同的軌道),這樣具有完全相同狀態的粒子則可以被認為是「一樣的」。

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