微觀層面上,兩個物體永遠碰不到一起是么?

只能無限的接近?


首先,在微觀層面上如何定義"碰"?

現代量子力學更加廣義化了「碰」這個概念,比如兩個微觀粒子相「碰」,就是兩個微觀粒子從初態(兩個粒子相距無窮遠,沒有相互作用)演化到末態(兩個微觀粒子相距無窮遠,沒有相互作用)的過程。在微觀層面上,無法測量演化的過程,只能憑藉經典概念進行理解,並適當地利用初態和末態之間的區別(比如動量的變化)來進行描述。簡而言之,「碰」就是兩個物體的運動狀態發生了改變。

所以說,在微觀層面上,經典的「碰」的概念並不適用,需要對其涵義進行擴充並重新理解。這也是從宏觀到微觀是,經典概念不適用的例子。

在經典層面上,可以定義物理的大小,利用幾何關係可以給出「碰」作為「兩個物體相互接觸」的內涵。但是在微觀層面,處理的全都是微觀粒子,「大小」這個概念也不適用,因此就會發現各種不自然的地方。

比如,將經典情形下的兩個物體相「碰」理解為兩個物體之間發生電磁相互作用,因電磁力而相互排斥,這樣可以給出一個經典的物體的等效大小,此處暫定為「電磁相互作用大小」。同樣的,若考慮物體之間的相互作用更強,需要核子之間發生強相互作用,這樣又可以給出另一個「大小」,可以暫定為「強相互作用大小」。很明顯的,「電磁相互作用大小」和「強相互作用大小」由於作用的力程不同而有著不同的大小,這樣就在經典層面上考慮微觀的「碰」造成了困難。

總之,「碰」這個概念是經典概念,並不能完全地、不加擴充地遷移到微觀情形。現代量子力學有著對「碰」這個概念的全新理解。

所以,針對這個問題,首先請問,「兩個物理碰不到一起么」這個問題中的「碰」是指什麼?

順便指出,現代量子物理學理論中的微觀粒子,在一定程度上和經典意義下的「質點」類似,沒有大小,不考慮所謂幾何尺度。


如果「碰」是指波函數交疊的話,是完全有可能的。當兩個微觀粒子距離足夠近時,波函數交疊,我們將無法區分出射的A,B到底哪個是入射的A,不知道這個算不算「碰」上了。

另外,量子理論中的粒子,並不是質點。量子力學中的粒子,沒有軌道,與經典的「質點」有很大的區別。以上這一段是反對 @qfzklm的。


這取決於你如何定義物體


微觀到基本粒子這個層面,也還會相撞,只不過相撞的概率要很低了。


推薦閱讀:

如果一架飛機有無限動力,它可能永遠在黑夜裡飛行嗎?
把移動電源的輸入和輸出用一根usb線連接起來,會發生什麼?
鉛筆芯裡面的石墨可以導電,那麼能否用鉛筆在紙上畫出一個可以導電的、實用的電路?
假設有一個無比堅固和龐大的圓盤,圓盤周長為1.1光年,圓盤轉速為每年一圈,那麼圓盤邊緣的線速度為多少?
如何理解圖片上「化學課上我們學過的質量守恆定律是錯誤的」這句話?

TAG:物理學 | 物理科普 | 物理思考 |