Дискретное движение против коллапса волновой функции

Помню, однажды в детстве я подумал, что объекты на самом деле не «двигаются», а что в очень маленьком масштабе они должны «исчезнуть», а затем снова «появиться» в новом смещенном положении, точно так же, как компьютеры отображают движущиеся объекты. частицы на основе частоты обновления. Это относится к парадоксу Зенона , который решается с помощью бесконечных сумм.

Затем я услышал о коллапсе квантовой волновой функции и эксперименте с двумя щелями, а затем подумал: о, может быть, природа решила проблему, превратив все, что хочет двигаться, в волну, вместо того, чтобы заставлять отдельные частицы «появляться» и «исчезать» в новых позиции при движении. Waves, кстати, очень элегантное решение по сравнению с ним.

У меня вопрос: правильно ли я думал? Являются ли волны (и коллапс волн) природным способом заставить частицы двигаться?

Я так не думаю, есть законы сохранения, которые не позволяют уничтожить материю.
почему минус за вопрос?
@jinawee в квантовой механике есть принцип неопределенности Гейзенберга, который позволяет общей энергии системы расходиться на короткое время.
Я думаю, что неправильно думать, что частица имеет точное местоположение. Если вы рассматриваете частицу как распределение вероятностей с центром в некоторой точке пространства, вы можете представить, что распределение вероятностей постоянно движется, уменьшая вероятность частицы с одной стороны и увеличивая ее с другой стороны.

Ответы (3)

Частицы движутся непрерывно. Нет "исчезнуть" и "появиться вновь". Если бы такие дискретные движения имели место, то мы могли бы обнаружить это с помощью экспериментов по рассеянию и обнаружить, что определенные области пространства всегда кажутся пустыми (аналогично тому, как они обнаружили, что атомы в основном представляют собой пустое пространство). Ни один эксперимент не обнаружил этого явления.

Кроме того, выбранная вами формулировка вводит в заблуждение. «Природа» не решает никаких проблем. Люди создают проблемы, и люди решают их.

Почему минус?
см. мой ответ. Частицы непрерывно возникают и аннигилируют в вакууме.
в квантовой механике нет «непрерывного движения».
Я не думаю, что это имеет много общего с вопросом ОП. Петлевые эффекты в распространяющейся частице не имеют «пространственного» аспекта. Взяв ваш пример, мы никогда не смогли бы измерить позитрон в виртуальной паре электрон-позитрон, иначе она не была бы виртуальной. Так что электрон не исчезает при x=0, а затем снова появляется при x=1.
Кроме того, путаница с петлевыми эффектами происходит из-за того, что электрон никогда не является чисто электроном, поскольку его заряд нарушает вакуумное состояние электромагнитного поля, и это возмущение распространяется. В любом случае результатом остается то, что электрон и его возмущение движутся непрерывно. Что касается КМ, то свободные частицы движутся непрерывно. Я не знаю, что вы имеете в виду под «непрерывным движением».
Во-первых, проведите различие между тем, как математические модели решают проблемы, и тем, как это может работать в реальности. Например, КМ использует статистику для решения проблемы невозможности узнать точное местоположение электронов в атоме, но это не означает, что электроны не имеют фиксированных положений. Возможно, в моделях частицы движутся непрерывно, но модели IE не обязательно объясняют, почему существует такая вещь, как корпускулярно-волновой дуализм, модели просто делают все возможное, чтобы предсказать последствия явления. И я просто говорю, что частицы, кажется, превращаются в волны, чтобы двигаться и преодолевать Зенона.

Движение частиц действительно можно описать так, как в вашем первом пункте: например, распространение электрона можно рассматривать как создание виртуальной пары электрон-позитрон перед распространяющимся электроном, а затем аннигиляцию первого электрона с позитроном, поэтому вновь созданный электрон остается.

Не слишком ли это философски? Виртуальные частицы не могут быть обнаружены, и существуют теории, которые их не используют (например, КТП в решетке). Рассуждая таким образом, вы должны сказать, что когда частица движется из точки А в точку В, по всей Вселенной создается и уничтожается бесконечное количество частиц. И видение коллапса и движения волновой функции ОП кажется неверным, но я недостаточно знаю КМ, чтобы быть уверенным.
@jinawee все, что касается интерпретации квантовой механики, довольно философское. Но эта модель объясняет, например, почему при определенных обстоятельствах частицы могут двигаться быстрее света en.wikipedia.org/wiki/Hartman_effect
@jinawee, конечно, можно интерпретировать это по-другому: то есть скорость частицы меняется по мере ее распространения, иногда достигая значений, превышающих скорость света, оставаясь постоянной только в среднем. Но эта интерпретация эквивалентна интерпретации виртуальных частиц, потому что античастица фактически может рассматриваться как частица, движущаяся назад во времени. То есть античастица, движущаяся из В в А, есть частица, движущаяся из А в В со сверхбесконечной скоростью.

Это отличный вопрос! Природа «движения» всегда была загадочной. Люди задавались вопросом, как твердый объект вообще может двигаться, отмечая, что он в одно время находится в одном месте, а в какое-то время в другом месте, но как он перемещается между этими местами? Делает ли он это ступенчато или как-то меняет свою форму и двигается как червяк? Этот вопрос обычно не ставится, но он важен, так как тайна движения до сих пор остается неразрешенной и, по-видимому, не поддается подробному анализу. Если движение твердого объекта происходит ступенчато, имитируя непрерывный переход, эти ступени должны быть очень малы, и чем они меньше, тем выше должна быть их частота. Если такое движение приближается к плавному непрерывному состоянию, эта частота неограниченно возрастает. Древние греки думали, что это невозможно, и теперь мы знаем, что они на самом деле были правы, потому что соотношение неопределенностей Гейзенберга не позволяет шагам приращения становиться произвольно малыми; пошаговое движение растворяется в размытости неопределенности. В прошлом люди думали, что это возражение можно преодолеть с помощью дифференциального исчисления, первоначально разработанного Исааком Ньютоном и Готфридом Лейбницем, которое позволяло приращениям становиться «бесконечно малыми», но в начале 20-го века мы узнали, что на самом деле этот вопрос никогда не было решено, и движение по-прежнему загадочно. Некоторые думают, что ОТО может моделировать движение, но это не так, потому что ОТО не может объяснить течение времени. Объяснение движения требует новой физики. потому что соотношение неопределенностей Гейзенберга препятствует тому, чтобы дополнительные шаги становились произвольно малыми; пошаговое движение растворяется в размытости неопределенности. В прошлом люди думали, что это возражение можно преодолеть с помощью дифференциального исчисления, первоначально разработанного Исааком Ньютоном и Готфридом Лейбницем, которое позволяло приращениям становиться «бесконечно малыми», но в начале 20-го века мы узнали, что на самом деле этот вопрос никогда не было решено, и движение по-прежнему загадочно. Некоторые думают, что ОТО может моделировать движение, но это не так, потому что ОТО не может объяснить течение времени. Объяснение движения требует новой физики. потому что соотношение неопределенностей Гейзенберга препятствует тому, чтобы дополнительные шаги становились произвольно малыми; пошаговое движение растворяется в размытости неопределенности. В прошлом люди думали, что это возражение можно преодолеть с помощью дифференциального исчисления, первоначально разработанного Исааком Ньютоном и Готфридом Лейбницем, которое позволяло приращениям становиться «бесконечно малыми», но в начале 20-го века мы узнали, что на самом деле этот вопрос никогда не было решено, и движение по-прежнему загадочно. Некоторые думают, что ОТО может моделировать движение, но это не так, потому что ОТО не может объяснить течение времени. Объяснение движения требует новой физики. первоначально разработанные Исааком Ньютоном и Готфридом Лейбницем, которые позволяли приращениям становиться «бесконечно малыми», но в начале 20 века мы узнали, что на самом деле этот вопрос так и не был решен и движение до сих пор остается загадкой. Некоторые думают, что ОТО может моделировать движение, но это не так, потому что ОТО не может объяснить течение времени. Объяснение движения требует новой физики. первоначально разработанные Исааком Ньютоном и Готфридом Лейбницем, которые позволяли приращениям становиться «бесконечно малыми», но в начале 20 века мы узнали, что на самом деле этот вопрос так и не был решен и движение до сих пор остается загадкой. Некоторые думают, что ОТО может моделировать движение, но это не так, потому что ОТО не может объяснить течение времени. Объяснение движения требует новой физики.

Возможно, это только я, но я не думаю, что это действительно отвечает на вопрос.