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金融投资进阶篇:测不准原理

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有的事物都遵循了自然界的测不准原理。物理学家维纳·海森伯(Werner Heisenberg)曾于20世纪20年代提出测不准原理,他的原理至今仍是量子力学的核心内容之一。他指出,要准确的预测出个别次原子粒子的行动是我们不可能办到的事情。虽然我们可以根据统计学概率相当准确地预测粒子的行动,但我们永远不能完全肯定一个单独的电子、质子或夸克将会做什么,或在什么时候那样做。

事实上,测不准原理还有着更深的意义。量子定律指出一个电子或任何其他粒子在自然状态时,没有特殊的个性或行为事项。它只存在于一种势能状态,是波函数的一部分。只有当一件外来的事件,例如物理学家的试验,侵扰了这种情况,波才会“坍下”。而只有在此时,电子才会明确进入它的大小、能量或时间的可能状态之一。并且科学家还发现,这个难题并不是靠改良测量技术就能够解决的。

测不准原理来源于微观粒子的波粒二象性,是微观粒子的基本属性,所谓的测不准与测量仪器的精度无关。测不准原理现也通常被称作不确定关系。

可能上面的说法比较专业,因为他是基于微观世界,也就是量子学说来的。其实在现实中也是遵循测不准原理的,只是可以忽略不计而已。如:一颗子弹射击出去,他的靶点不是固定在一个点上,而是在一个范围内,在这个范围内,是不能确定的。这个就是测不准原理,也叫做不确定原理。即,人们永远不能同时准确知道粒子的位置和速度;对其中一个知道的越精确,则对另一个就知道的越不准确。宇宙中的所有粒子的运动决定于两个事物,一是位置,二是速度,而不确定性原理就是说,如果你更精确的测量速度,那么你得到的位置将更不精确,反之亦然。

在《爱因斯坦与波尔论战》中曾记载,波尔小心翼翼地说:“相对论改变了空间和时间的观念,现在量子论将改变传统的因果概念;相对论指出同时性的确定离不开参考系的选择,现在量子论则指出在微观领域里不能忽视仪器对微观客体的作用,所以,在这儿,我们发现自己正同爱因斯坦走着相同的道路。”

1927年的10月,在比利时首府布鲁塞尔举行了第五届索尔维物理学会议。这次会议的主题是“电子和光子”,这是当时涉及到物理学各个领域的一个重要问题。会议讨论的中心问题就是在新出现的量子力学解释中,是不是一定得摒弃确定性原理,有没有可能存在一种比互补原理显得不那么离经叛道的折中方法。

会议中,当波尔讲完了他的互补原理以后,爱因斯坦起来发言了。他毫不含糊地说他不喜欢测不准原理,互补原理也不是一种可以接受的好理论。他说:“这个理论的缺点在于:它一方面无法与波动概念发生更密切的联系,另一方面又把基本物理过程的时间和空间拿来碰运气。”

通过这次会议激烈的争论,许多物理学家接受了以波尔为首的哥本哈根学派的观点,但爱因斯坦并没有信服。尽管爱因斯坦在这次会上想出非常巧妙的思想实验以揭露哥本哈根学派观点的错误,但每次都被波尔证明这些思想实验其实是根本站不住脚的。波尔非常成功地捍卫了自己的观点。

爱因斯坦坚持认为:“当主要的描述方法还不完备时,当然只能由此得出统计性的结果来,这是不足奇的。”这就是说,爱因斯坦认为哥本哈根学派的解释,只不过是一种权宜之计。他曾开玩笑地问波尔:“难道你们真的相信上帝也靠掷骰子办事吗?”波尔也诙谐地回答:“难道你不认为用普通的言语来描述神的旨意时,还是小心一点为妙吗?”

三年之后,在布鲁塞尔又举行了第六届索尔维物理学会议。波尔早就料到上次会议的争论将继续下去。果然,会议一开始,爱因斯坦就使出他设计的一个非常巧妙的思想实验,力图彻底摧毁测不准这一“偏见”。爱因斯坦深知,作为哥本哈根学派解释的核心或关键的测不准原理如果能证明在单个事件中不成立,那么量子理论的不完备性就可以被肯定。

爱因斯坦提出了一个名叫“光匣”的思想实验。试验中,爱因斯坦竟用他的相对论巧妙地批驳了波尔的整个观点。但在第二天的会议上,波尔又倒过来利用爱因斯坦十五年前在相对论中的一个重要发现找到了爱因斯坦思想实验中的错误。爱因斯坦在那个发现中曾指出,一只钟如果沿重力方向发生位移,它的快慢会发生变化,这样,当光子跑出匣子前后,由于匣子重量发生了变化,从而造成了钟表快慢的变化,这样,要在测量光子能量的同时准确测量粒子跑出的时间是根本不可能的。结果,爱因斯坦用来否定测不准原理的“光匣”,倒变成了论证测不准原理的理想实验!

最终,爱因斯坦不得不承认,波尔的论证是完全正确的,但他还是不承认波尔的理论是最后的答案。


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