决定论的质疑（科学理论的提出） 麦克斯韦认为世界的真正逻辑是概率演算。 2m 玻尔兹曼把随机性观点引入物理学，建立统计力学。 △xAp22 1927年，量子力学中海森堡的测不准原理。 ·一个粒子的位置和速度不可能同时精确确定；位 Werner Heisenberg (1901-1976) 置和速度的不确定范围数值的乘积，再乘以粒子 Winner of the 1932 Nobel Prize in Physics 质量，不能小于一个确定量（普朗克常数） 粒子位置的 粒子质量 ·粒子质量越小，位置与速度的不确定性越大，越 不确定性 “飘浮不定”。 ·各种粒子中光子质量最小，所以光表现出明显的 波动性。光具有波粒二象性。 粒子速度的 不小于普 不确定性 朗克常数 Hangzhou Dianzi Universit的y抗州电子科技大学 Schoof of Computer Science and Tecfmnology计算机学皖周文晖
Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 决定论的质疑（科学理论的提出） 麦克斯韦认为世界的真正逻辑是概率演算。 玻尔兹曼把随机性观点引入物理学,建立统计力学。 1927年，量子力学中海森堡的测不准原理。 • 一个粒子的位置和速度不可能同时精确确定；位 置和速度的不确定范围数值的乘积，再乘以粒子 质量，不能小于一个确定量（普朗克常数） • 粒子质量越小，位置与速度的不确定性越大，越 “飘浮不定”。 • 各种粒子中光子质量最小，所以光表现出明显的 波动性。光具有波粒二象性
海森堡的测不准原理 一头大象在空中高速飞行，如何测量它的飞行速度和飞到哪（位置）？ 用身上装了仪器的蚊子来完成测量，蚊子迎面撞上大象，由于蚊子体重轻 ，速度慢，干扰忽略不计，大象依然高速飞，我们精准的测量了大象飞行 的速度，但是大象的位置依然没法准确测量？ 用只老虎来完成测量，迎面撞上大象，老虎体重大，速度快，飞行的大象 慢下来，我们可以精准测量大象位置，但是速度不准确了。 10 在宏观世界，我们要感知物体，让光子照射到物体上，通过光子反射来感知它，如激 光雷达。 海森堡认为：在微观世界里，当对电子这类极小质量的微观粒子测量时，光子对微观 粒子的干扰就无法忽略，使得被测量的粒子的速度（动量）就被扰动得难以准确测量 Hangzhou Dianzi University抗州电子科技大学 School of Computer Science and Tecfmnology
Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 海森堡的测不准原理 一头大象在空中高速飞行，如何测量它的飞行速度和飞到哪（位置）？ 用身上装了仪器的蚊子来完成测量，蚊子迎面撞上大象，由于蚊子体重轻 ，速度慢，干扰忽略不计，大象依然高速飞，我们精准的测量了大象飞行 的速度，但是大象的位置依然没法准确测量？ 用只老虎来完成测量，迎面撞上大象，老虎体重大，速度快，飞行的大象 慢下来，我们可以精准测量大象位置，但是速度不准确了。 在宏观世界，我们要感知物体，让光子照射到物体上，通过光子反射来感知它，如激 光雷达。 海森堡认为：在微观世界里，当对电子这类极小质量的微观粒子测量时，光子对微观 粒子的干扰就无法忽略，使得被测量的粒子的速度（动量）就被扰动得难以准确测量
爱因斯坦的置疑 爱因斯坦虽是量子理论开创者之一，但他坚决拒绝世界受机遇左右的观点。 他在给德国物理学家波恩的信(1944年)中写道： ·我们已成为对立的两极。你相信掷骰子（注：随机）的上帝，我却信仰客观存 在的世界中的完备定律和秩序。 他承认海森堡测不准关系的正确性，但声明： ·从原则的立场来看，这理论中不能使我满意的。全部物理学的目标是：要对任 何（单个的）实在状态（假定它是不依赖于任何观察或者证实的动作而存在) 作完备的描述。 Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 Schoof of Computer Science and Techmology计算机学皖周文晖
Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 爱因斯坦的置疑 爱因斯坦虽是量子理论开创者之一，但他坚决拒绝世界受机遇左右的观点。 他在给德国物理学家波恩的信(1944 年)中写道： • 我们已成为对立的两极。你相信掷骰子（注：随机）的上帝，我却信仰客观存 在的世界中的完备定律和秩序。 他承认海森堡测不准关系的正确性，但声明： • 从原则的立场来看，这理论中不能使我满意的。全部物理学的目标是：要对任 何（单个的）实在状态（假定它是不依赖于任何观察或者证实的动作而存在） 作完备的描述
薛定谔猫一一量子力学 薛定谔猫：假如有一只猫被关在一个装有有毒气 体的箱子里，而决定有毒气体是否释放的开关则 是一个放射性原子。 在这个实验里，如果反射性原子发生衰变，那么毒气就会释放，这个猫就会被毒死。而 这个原子是否衰变是不可知的，想要知道这只猫是否死亡，只能打开这个箱子看。但在 没有打开箱子看之前，这只猫是处于生与死的叠加态的，也就是半死半活的状态。 薛定谔猫这个思想实验从宏观尺度上阐述了微观世界的量子叠加原理。也就是将微观不 确定转化为了宏观不确定。 Hangzhou Dianzi Universit的y抗州电子科技大学 School of Computer Science and Techmnology计算机学皖周文晖
Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 薛定谔猫——量子力学 薛定谔猫：假如有一只猫被关在一个装有有毒气 体的箱子里，而决定有毒气体是否释放的开关则 是一个放射性原子。 在这个实验里，如果反射性原子发生衰变，那么毒气就会释放，这个猫就会被毒死。而 这个原子是否衰变是不可知的，想要知道这只猫是否死亡，只能打开这个箱子看。但在 没有打开箱子看之前，这只猫是处于生与死的叠加态的，也就是半死半活的状态。 薛定谔猫这个思想实验从宏观尺度上阐述了微观世界的量子叠加原理。也就是将微观不 确定转化为了宏观不确定
量子力学的贡献 由于对量子力学统计解释的贡献，波恩获得了1954年诺贝尔物理学奖。 量子力学理论与实验结果符合得很好，是一个极其成功的理论。它向我们推荐了一 个关于自然的统计学观点。 量子力学理论是现代化学、生物学，以及（除了引力与宇宙大尺度结构以外）所有 物理学科的理论基础； 与现代微电子学、集成电路也息息相关。 从而成为现代科学技术的重要奠基石。 Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 School of Computer Science and Techmology计算机学院周文晖
Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 量子力学的贡献 由于对量子力学统计解释的贡献，波恩获得了1954 年诺贝尔物理学奖。 量子力学理论与实验结果符合得很好，是一个极其成功的理论。它向我们推荐了一 个关于自然的统计学观点。 量子力学理论是现代化学、生物学，以及（除了引力与宇宙大尺度结构以外）所有 物理学科的理论基础； 与现代微电子学、集成电路也息息相关。 从而成为现代科学技术的重要奠基石