量子物理似乎又把上帝请了回来

李学兵
2017-12-28 18:31:27
偶尔在舍友桌上看到一本《天才在左疯子在右》就索性拿来看看,一个下午看完一半多,大致讲的是精神病人眼中的世界,很是玄乎啊。但总感觉被作者忽悠了就去逛豆瓣,果然评价不高,但是看到大家推荐《上帝掷骰子吗》这本更玄乎的书,于是就此结缘。
    紧接着是震撼深深地震撼,大家都说是科普读物,但是作为一名工科生对于一些理论理解起来我并没有觉得很轻松,感觉还是挺烧脑的,差不多像是学了一本《材料力学》的脑力劳动吧。
    先谈下历史。全书贯穿于长达几百年的波粒之争,首先是牛顿发表《自然哲学的数学原理》,建立起经典物理学的根基,在牛顿和胡克的论战中最终以微粒说的胜利而告终。长达百年后,麦克斯韦建立电磁场理论,经典物理学达到了史上最辉煌的顶峰,证明光也是电磁波,以波动说的胜利而告终。此时正是19世纪末20世纪初,人们一度认为物理学已经相当成熟,经典力学、经典电动力学和经典热力学形成了物理世界的三大支柱,我们可以解释生活中的所有现象,物理学已经走到尽头。事实上,此时开始危机四伏,我们依靠经典物理学无法解释光电效应和黑洞辐射实验,就在此时普朗克假设光是量子化的,时间,质量,能量等基本物理量都是不连续的,成功解释了上述实验,正式开创量子论。量子论最开始是支持微粒说的,这也就意味着彻底推翻和重建了整个物理学体系,我们看到了物理大厦在狂风暴雨下轰然崩塌,却又在熊熊烈火中得到了洗礼和重生。紧接着量子理论得到了飞速发展,玻尔和爱因斯坦的世纪之争,海森堡和薛定谔之争,各种层出不穷的解读和假说等等。正如玻儿所说“谁要是不为量子理论感到震惊,那就是他还不了解量子理论”。
      在我看来,直到现在为止从自然哲学角度我们始终无法理解和解释量子论,量理论里面有不少形而上的东西,如果说经典物理学第一次让人类摆脱了上帝的束缚,那么量子力学似乎又把上帝请了回来。长达几百年的波粒之争以“波粒二象性”而和平解决,但却引发了持续至今的概率论和决定论之争。现代科学多是以量子论为根基的,但对于量子论人类多是停留在仅是应用理论而非本质解释的层面。
     再谈下理论吧。有些理论还是比较复杂的,三言两语说不清,简单说说几个重点吧。
1、芝诺悖论中永远追不上兔子的乌龟。大致就是如果时空是连续的那么就是无限可分的,这样兔子就永远追不上乌龟,但实际上兔子是能追上乌龟的,所以时空自然也是不连续的。
2、薛定谔的半死不活的猫。在我们开箱前它属于半死不活的叠加态,但观察的瞬间波函数坍缩随机变成死或者活,这不就是我思故我在,有点意识决定物质的赶脚吗?。这也就牵扯到概率论和决定论之争,也正是20世纪物理学史上最激烈影响最大意义最深远的辩论——玻儿—爱因斯坦之争。爱因斯坦:玻儿,亲爱的上帝不掷骰子。玻儿:爱因斯坦。别去指挥上帝应该怎么做!种种实验表明概率论占了上风,这似乎也牵扯到世界的本源问题,我们的宇宙或者也许可能就是一个随机事件,一切可能都是虚幻吧,大量关于意识和存在的讨论让我很迷,烧脑!以上谈的是现在量子力学的正统解释:哥本哈根解释。除此之外还有意识论、退相干理论、多宇宙理论、隐变量理论等等,还是蛮抽象的。
3、必须得提一下隐变量理论。它是以决定论为根基的,也就是说是反对哥本哈根解释的。它认为我们看到的随机性是由于存在一个隐形的物理量传递信息,从而最终导致了我们眼中的随机性,而事实上还是决定性的。现在这个理论算是物理界比较看好的,我也认为上帝是不掷骰子的!
4、幽灵般的量子纠缠态。一对孪生光子处于叠加态,大致是角动量之和为0,当我们去观察一个光子时,其瞬间变为确定态,而不管空间相隔多远(可以超光速传播),与其相对的光子瞬间也变为确定态!人的主观测量起了决定性作用,此实验也是有意无意的支持了下灵魂的存在,说的玄而又玄真是太可怕。
   对于量子论,也许我们只能承认它,利用它,而始终无法理解它,如果尝试理解那必然又牵扯出一堆形而上的东西。整体看下来大致感觉最尖端的基础科学和哲学是完全统一的吧,真是迷人!
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