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梦阮  
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凡事不可细究的物理学原理 2020-01-03 15:15:47

凡事不可细究的物理学原理(一)

梦阮

圣人云,“水至清则无鱼,人至察则无徒”。

这其中的要义就是:凡事不可细究,不要走极端。大的方面还可以就行了。

在那个还没有量子力学的古代,先贤们能悟出此理,实属不易。

不论是自然世界也好,还是人类社会也罢,许多事情在大的方面,也就是宏观上,是有形的,可以观察和描述的。但如果你分的太细,纠缠在微小的细节之上,也就是在微观世界中,它们就会变得变幻莫测,让人捉摸不定。这正是量子力学中的海森堡测不准原理所阐述的内容:一个运动中粒子的位置,和它的动量不可以被同时确定。

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事实上,在由量子力学的奇怪规则支配的微观世界中,两个不同的观察者,可以对同一对象的行为做出相反而又都正确的记录。换句话说,微观世界事实本身实际上不是客观的,是主观的。观察者也是量子世界中强大的参与者。

根据量子力学,粒子可以同时处于多个位置或状态——被称为叠加态。但是奇怪的是,只有在没有观察到它们的情况下,叠加态才会存在。我们观察到一个量子系统,会迫使系统进入到确定的状态。量子的这一特性,已经在实验获得了多次证明,如著名的双缝实验。

著名的“薛定谔的猫”实验,说的也是"生死叠加"的微观思想。它是把微观领域的量子行为扩展到宏观世界的推演。这里必须要认识量子行为的一个现象:观测。微观物质有不同的存在形式,即粒子和波。通常,微观物质以波的叠加混沌态存在;一旦观测后,它们立刻选择成为粒子。

“薛定谔的猫”实验是这样的:在一个盒子里有一只猫,以及少量放射性物质。之后,有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫;同时有50%的概率放射性物质不会衰变而猫将活下来。根据经典物理学,在盒子里必将发生“猫死”或“猫活”这两个结果之一,而外部观测者只有打开盒子才能知道里面的结果。在量子的世界里,当盒子处于关闭状态,整个系统则一直保持不确定性的波态,即猫处于既生且死,生死叠加的状态。猫到底是死是活必须在盒子打开后,外部观测者观测时,物质以粒子形式表现后才能确定。这项实验旨在论证量子力学对微观粒子世界超乎常理的认识和理解,可这使微观不确定原理变成了宏观不确定原理,客观规律不以人的意志为转移,猫既活又死违背了人们惯常的逻辑思维。

因此,该实验表明,至少对量子力学的局部模型来说,我们需要重新考虑客观性的概念。宏观世界中的事实似乎仍然是安全的,但是关于量子力学的现有解释如何能够容纳主观事实的问题,颇令人困惑。一些物理学家将新发展视为支持各自理论的线索,如平行宇宙的存在。其他人则将其视为“实体本质上依赖于观察者”理论的有力证据,例如量子贝叶斯主义,其中观察者的行为和经验是理论的核心关注点。

显然,这些都是关于现实和现象本质的深刻的哲学问题。这里的关键点,就是在于宏观和微观的差别。

比如,天空漂浮的云朵,远看时具有各式各样的形状。近看,则什么也没有。

佛家说的“万事皆空”,讲的就是这种微观世界里的“什么也没有”,什么也“无形”的要义。

以上全部说的是空间上的物体。

从时间的角度来讲,也是一样。历史就是由时间构成的。如果你站在宏观的时间角度去观察,则有重大的历史事件发生。如果你细分到一秒钟,一微秒,一毫秒,则历史上什么也没有发生。究其原因,就是因为,你分的太细了!

凡事,都赢在适度,毁在过度。情深不寿,慧极必伤。看开些,尽早!

独家原创,版权所有。未经作者同意,请勿转载。


浏览(504) (3) 评论(2)
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文章评论
作者:梦阮 回复 安文 留言时间:2020-01-03 17:04:38

是的。

双缝实验证明了,穿过双缝的粒子可以变成波。也就是观察到了粒子的叠加态。

回复 | 0
作者:安文 留言时间:2020-01-03 16:36:30

太有趣了。双缝实验时不时观测到了叠加状态?

同意作者,中庸其至矣乎。

回复 | 0
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