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薛定諤不是薛濤、薛仁貴和薛寶釵的本家,其實他不是中國人,也不是碰巧和中國人同姓。他是奧地利物理學家,他和愛因斯坦一樣覺得量子力學不完備,和哥本哈根學派爭論不休。愛因斯坦不相信上帝會擲骰子,堅決反對波爾的量子理論,不惜同波爾鬧翻。波爾說,“上帝不僅擲骰子,而且把它拋到我們看不到的地方。”世上的事情就是這麽奇怪,正是愛因斯坦提出的光量子說,薛定諤提出的薛定諤方程幫助奠定發展了量子力學。
量子力學是物理學的一個分支,研究原子、電子等等微觀粒子的運動規律。根據量子力學理論,量子的位置是一個概率,它既可以在這裏,也可以在那裏。這個位置一旦測定,這個概率就坍塌,變成絕對,這時這個量子隻出現在人觀測到它的地方。與之相類似的還有單個量子過雙隙的奇怪現象,一個量子會從雙隙同時穿過,並且還自我幹涉成波像。量子常常處於幾種互相糾纏、互相疊加的狀態。但一經觀測,那個量子就變成粒子,隻從雙隙的其中一個縫隙穿過,變成粒子像。在我們測量之前,一個電子既可以向上旋轉,也可以向下旋轉。但當事件坍塌的時候,隻能處於一種狀態。
很明顯量子理論違背常識,似是而非,自相矛盾。對這樣的理論愛因斯坦當然不相信,那個被稱為不懂薛定諤方程的薛定諤也不相信。為了證明量子理論的荒謬性,薛定諤設想了一個試驗:把一隻可憐的小貓關在一個盒子裏,它可以是白貓、黑貓,隻要會抓老鼠就行。盒子裏有個燒瓶裝著劇毒氣體,燒瓶上麵有個榔頭,榔頭由一個原子的裂變狀況控製。如果原子裂變了,那麽榔頭就會砸破燒瓶,釋放毒氣,毒死可憐的貓。假如原子沒裂變,貓就不會死。當然這裏得假設那些裝置都能正常運作。
假如你家裏養了一隻貓,肯定不願意拿去做實驗。要是貓知道自己參與這項實驗,有可能一命嗚呼,肯定會想方設法逃走,所以箱子一定要封好,既不要讓外麵的人看見,毒氣也不能漏出來,還要透氣,要不然還沒放出毒氣貓就憋死了。顯然這樣的箱子並不好找。
原子裂變的概率為50%。從理論上來講,貓死活的概率也是50%。但根據量子理論,薛定諤的貓可以同時處在不同的狀態,它既是死的又活的,或既不死也不活,而是兩種狀態的疊加。在打開盒子觀察時,這種疊加狀態就退化為兩種清晰狀態中的一種,也隻能處於其中的一種:要麽死、要麽活。人的觀察使事件坍塌,我們絕對不能觀察到貓既是死的又是活的。
當然不打開箱子我們也可能知道貓是死還是活的,隻要搖動一下箱子,聽聽有沒有貓的叫聲或走動的聲音。要是活著應該會聽到聲音,除非你用了非常笨重的隔音的箱子。
愛因斯坦認為,在我們打開箱子之前,貓要不是死的,要不是活的,和我們有沒有打開沒有半毛錢關係,打開隻是證明了到底是死是活。
根據我們的常識我們會讚同愛因斯坦的觀點。這隻貓要不死要不活,不可能同時死同時活。這樣一類比,量子力學的微觀理論在宏觀世界就成了悖論。薛定諤設想這個實驗就是想證明不確定和疊加的荒謬性。
事實已經證明愛因斯坦和薛定諤錯了,貓既死又活,量子理論是對的,目前已被物理界廣泛接受,成了現代物理的基礎。
顯然我們的知覺影響了微觀世界的運行。沒有人的參與,沒有我們的感知,不說外部世界並不存在,至少並不確定。觀察者決定了觀察結果,這和純粹的唯心論不謀而合,早在19世紀哲學家伯克利就說了現實取決於人的觀察,存在就是被感知。
但我還是搞不清楚貓既死又活的狀態會不會存在,我現在就處於既相信又懷疑的狀態。貓有沒有意識?知不知道自己是死是活?我們和貓都是宇宙的一部分,假如貓不知道,是不是有可能我們也不知道自己是死是活?不知道自己是身在此岸還是彼岸?或者我們也是既死又活?也許別的生物觀察我們時我們也是生和死的疊加,同時處於兩種狀態?仿佛我們變成了薛定諤的貓。
在宏觀層麵上怎麽理解量子理論和薛定諤的貓?有人用懷孕來類比,做愛之後可能懷孕也可能沒懷孕。但過幾周一旦做了檢測,結果不是有就是沒有,是確定的,不再是個概率。這個類比顯然不妥,完全可以用愛因斯坦的解釋來解釋。還有人說它如同我們又悲又喜,或又愛又恨的情感,但情感不是物質。更恰當的比喻是如一個同性戀者,從人體器官上判斷是個男人,但性別上是個女人,就是說他同時是個男人也是個女人,假如我們看到他和一個同性戀人做愛,他就坍塌成一個女人。
根據量子理論,做實驗時貓有沒有在箱子裏本身是否也是概率事件?有沒有考慮到貓有九條命,不是那麽容易死?此時我聽到一條狗在叫,它是不是薛定諤的狗?會叫肯定是活的,我們可以肯定它是一條巴普洛夫的狗。
對於這個實驗我還有一個疑問,假如毒氣釋放出來了,上帝不想讓貓死,貓會死嗎?
你知道太多了!
嗬嗬^_^
嗬嗬^_^
所以,意識是消耗能量的過程(跑步也是個過程),不是能量。
youtubeDOTcom/watch?v=Uzw6s4nbTZA&t=651s
建立終極統一理論,是一代又一代物理學家的夢想,至今還有物理學家想統一自然界中的四種基本相互作用。
雙縫實驗告知:如果人們在開啟盒子之前看一看磁帶上的記錄和不看這些記錄,結果可能完全不一樣。。
所以,物理世界的本質沒人懂,很可能永遠無法懂。。
BTW,我喜歡物理學家Freeman Dyson的講座,解釋得比較經典。 祝博主周末愉快!
把量子理論的適用邊界擴展到整個宇宙還是有不少人在做的,比如霍金。 你說的這個EU理論很小眾啊,怎麽網上幾乎查不到多少內容。 引入“暗物質”的概念既然可以讓現有的理論自洽,無妨先用著,沒有不帶ad hoc的物理學,人類對這個世界的認識將永遠在不斷發現、不斷修正的路上。
宏觀尺度也一樣,萬有引力的方程對星係的旋轉根本對不上號,所以就把“暗物質”的概念硬塞進來,才能自圓其說。有學說表示隻需要改動引力方程,這樣就不需要什麽“暗物質”了。EU(Electric Universe theory)直接否定引力,用電磁力解釋整個宇宙,星係中心不是黑洞,而是iron plasma 組成的‘甜麵圈’。
愛因斯坦認為‘客觀實在‘是有的,當他不看月亮的時候,他相信月亮還在那裏。。
哥本哈根學派認為,量子世界在被觀察以前隻是一個概率,由薛定諤的波動方程描述。隻有當人們進行觀察時,觀察使得薛定諤的波動方程落實了(collapse the wave function). 即我們看到的結果原則上是由概率和觀察共同決定的,不存在一個原則上與觀察無關的客觀實在。
或者換句話說,人類對‘實在’的描述將隻能被界定在觀察上。。用古希臘哲學家伯拉圖的話說,我們能看到的永遠隻能是影子。。
That is not the point. Is there a way to observe (by machine) a photon without interfering its behavior? Interpretation does not influence the result of the experiment.
1,The Flaws of Quantum Mechanics | Full Interview | Gerard 't Hooft
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Winner of the nobel prize for physics, Gerard 't Hooft explains the challenges for Quantum Mechanics in the 21st century.
2,and search: the conference "Quantum Theory without Observers"
“這個位置一旦測定,這個概率就坍塌,變成絕對,這時這個量子隻出現在人觀測到它的地方。”
概率是對將來的描述,測定是對過去的描述,怎能混淆在一起。
薛定諤的貓很簡單,對於將來概率發生,可能死,可能生,一旦發生成為過去,事實隻有一種,死或生。