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第552章 全同粒子（第3页）

“要了解全同性，我们首先要知道是怎么区别粒子的。”

“两种方法。”

“第一种方法依靠粒子所具有的不同的物理性质，像质量、电荷、自旋等等，假若粒子的性质有任何的不同，则可以借着测量这不同的性质来区分粒子。”

“根据做实验获得的结果，同一种类的粒子都具有完全相同的物理性质，例如，宇宙里所有的电子都拥有同样的电荷。”

“这就是为什么在论述时经常会提到电子的电荷，而不是哪一个电子的电荷。”

“第一种方法很好理解，就是经典物理系的方法。”

“第二种区分法跟踪每一个粒子的轨道。

只要能够无限精确地测量出每一个粒子的位置，就不会搞不清楚哪一个粒子在哪里。

这个方法有一个问题，那就是它与量子力学的基本原理相矛盾。”

“根据量子理论，在位置测量期间，粒子并不会保持明确的位置。

粒子的位置是由波函数来决定。

而波函数只能给予粒子在每一个位置的概率。”

“随着时间演变，几个粒子的波函数会扩散蔓延，互相重叠。

一旦重叠事件发生，就无法区分在重叠区域的两个粒子。

这样，粒子就越来越不可区分了。”

说到这里，刘行之算是简单的给初阳介绍了一下洪-欧-曼德尔效应的本质，也点出了全同粒子最反常识的地方。

刘行之继续深入的解释。

“全同粒子的量子态是特别种类的多粒子量子态，称为对称态或反对称态。”

“为了简易起见，设想一个量子系统，内中有两个全同粒子。

因为这两个粒子具有完全相同的物理性质，它们的态向量的希尔伯特空间完全相同。

假若标记一个粒子的希尔伯特空间为Η，则这两个粒子结合的希尔伯特空间是张量乘积Η?Η。”

刘行之没有去给初阳介绍希尔伯特空间。

因为没有必要，初阳本身就是顶级数学家，对希尔伯特空间的理解程度估计比他还要深。