为什么量子力学的测不准原理不包含质量？

gating

为什么量子力学的测不准原理不包含质量？

星星糖SUNG

在物理学中质量就是能量，在常见的测不准关系（以下按正规物理学术语称为不确定关系）的表达式中，有一个就是“能量-时间”不确定关系：


从这个角度说，包含质量的不确定关系是存在的。汤川秀树曾用这个关系估算过介子的质量。

汤川秀树（1907-1981），东亚第一个诺贝尔物理奖得主，东方文化（其实就是中国传统文化）的爱好者，一生几乎从未出国，用事实证明东方文化与西方的科学思维并不冲突。

在汤川秀树的年代，量子力学已经创建并且较好地解释了原子物理中种种奇特的现象，同时物理学家开始关注原子核尺寸的物理现象，原子核的尺寸（10的-15次方米）比原子的尺寸（10的-10次方米）一下又小了五个数量级，所以很多大胆（偷懒）的物理学家设想在这么小的尺寸也许我们又需要一个全新的力学了，汤川秀树的工作则说明量子力学依然适用于原子核物理。

原子核很小，同时在原子核里面有核子，这些核子是如何被束缚在一起的呢？特别是质子还带正电，带正电的质子间会有非常强的库伦排斥力，如果原子核内的质子能够稳定地被束缚在一起的话，则说明核子之间一定存在比电磁相互作用强的多的吸引相互作用，称之为强相互作用。

用费曼图表示的两个核子通过交换介子产生有效的吸引作用。

同时，强相互作用的作用距离又必须很短，短到只有原子核大小，一出这个范围强相互作用就没有了。换句话说强相互作用是个短程力，充当强相互作用媒介的“介子”必须具有有限大小的质量。与之相对，电磁相互作用是一种长程力（电荷之间相互作用可以到无限远），相应地负责传递电磁相互作用的“光子”的质量就是0。

现在假设介子的速度非常接近光速，但不到光速，介子从产生到湮灭掉的时间是大约r/c，这里r是原子核的大小。在这个时间的不确定度下，介子的能量是：


因此，介子的质量是：



我们取r是原子核半径，即可估算出介子的质量是102兆电子伏，或电子质量的200倍。


这是一个很简单的估算，后来物理学家在实验室里发现了三种π介子，π+，π-和π0，前两种是带电荷的π介子，质量是139.6兆电子伏，第三种是中性π介子，质量是135.0兆电子伏，和汤川秀树的估算很接近。

表面看起来，汤川的工作很简单，并且有运气的成分（估算和实验值正好接近），但也说明解释原子核尺寸的物理现象并不需要发展新的物理原理，只需要使用量子力学，按照汤川的思路再往前走就可以了，这就是后来的量子场论。

StEwai

测不准原理包含质量。
测不准原理有两条，一条是“动量——空间坐标”的测不准原理，即Δp*Δx≥h/2。还有一条是“能量——时间”的测不准原理，即ΔE*Δt≥h/2。无论是动量P，还是能量E，都有质量在里面。
根据相对论，动量就是简单的质量乘以速度，即P=mv，能量就是质量乘以光速的平方，即E=mc^2。这里m是动质量。如果换算成静质量，只需要让m乘以一个洛伦兹因子(1-v^2/c^2)即可。
也就是说，质量蕴含在动量和能量之中，包含动量和能量的两个测不准原理均包含了质量。

falaso

其实测不准就是测不准，压根不应该叫什么原理，哥本哈根派硬是说测不准是因为量子本来就是不确定的，弄了个所谓不确定原理，所以相应起了一个名字叫测不准原理。
如果测不准可以叫原理，学生考试是不是说，根据不确定原理，这个题随便写个答案都行呢，我一直认为这个原理是毒瘤。
量子本来就是一个概念性的东西，定义上他是最小单位的能量，能量嘛，没质量就原谅他了，可是“量子之父”都说了，人是多少多少个量子组成的，零的无数倍还是零，我读书少别骗我。
还有人们自认为捕捉到的到光量子，光量子这个词就足够流氓，你是子就是粒子，必须有质量，你怎么又是量子了呢？那好，你光量子也是最小单位的能量了吧？那么官科的同志，光子受不受温度影响？温度高了光子能不能吸收能量？电子吸收光子的能量，光子吸收谁的？既然光子是最小的能量单位了，那天只能吸收光子。那么光子是不是滚雪球那样的增加能量。
哎，量子力学发展到了唯心主义，也是够了。昨天官科的同志说亮度更高的光子，真是牛，到光子是怎么把自己搞亮的。
爱因斯坦为了计算相对准确方便，把光子静止质量等于零了，哥派把自己能推测出来最小的粒子都等于零了，你就是研究微小领域的你也四舍五入？原子说，电子太小了，舍去他的质量吧，可以吗？

ylzhang

什么是质量，先弄清楚质量的概念，物质的质量和能量本来就是物质的同一内秉属性，这也就是物质波和波粒二象性的由来，现在人类对于量子力学的本质都没搞清楚，所以在原理这个层面都存在着巨大的偏差，测不准原理本身就是个认知偏差，也许就当下人类对于物理学的认知会认为我是个神经病，50年以后，如果今日UFO中文网还存在，这条信息还被保留，未来世界的人类会发现我到底在说什么。