量子力學是如何改變我們對世界的理解的?

漸漸地我們發現自己塊老樂

量子力學對世界的影響非常大,其中最大的就是原子彈的發明。有的人可能覺得,原子彈主要是受到相對論的思想指導才發明的,其實量子力學也是必要的。

回顧歷史,當時德國與美國同時開始造原子彈,但需要解決一個理論問題:原子彈的臨界質量是多少。

原子彈的材料是濃縮鈾,當總質量超過臨界質量的時候,原子彈就會爆炸。這就好像用豆腐堆成一座山,山太高了,豆腐就坍塌了。

德國當時讓量子力學的鼻祖海森堡去計算原子彈的臨界質量,結果海森堡算錯了。所以德國沒有儘快造出原子彈。

那麼,不做理論的量子力學計算,用實驗的方法可以嘗試出原子彈的臨界質量嗎?是可以的,但代價很大很危險,因為原子彈實驗一旦到了臨界質量就會爆炸,這樣的實驗太危險了,最好還是量子力學計算先行。

原子彈改變了我們人類文明,這也是量子力學的貢獻。當然了,量子力學理論還引入了激光與半導體與超導體的概念,也改變了我們對世界的理解。


瀟軒

確實,量子力學天翻地覆的改變了我們對世界的理解。這個世界上居然會存在一種死活疊加的貓,你的觀察會導致這種死活疊加的貓突變或坍縮為你所看到的那個真實存在的死貓,你的意識使這個不確定的世界變成你所看到的世界,但你沒有看到的活貓並不是不存在,它存在於另一個宇宙中,在那個宇宙中,還有一個你,那個你看到的貓是一隻活貓。中科院的一位院士,因此而轉為信佛,並創立了一種新的學科,叫“量子佛學”。夠刺激吧。

對這個世界的理解,也就是對這個世界的解釋。我認為,解釋必須要有一個原則,這個原則就是,所作出的解釋必須是可測量驗證的,否則,就相當於隨心所欲的胡說。

量子力學的標準解釋認為,微觀粒子在觀測之前,由波函數描述,處於一種不確定的狀態,或者說處於各個確定狀態的疊加態,就像那隻貓,在你沒有觀察它之前,處於一種死與活的疊加態,這種疊加態或由波函數所描述的狀態,其演化遵守薛定諤方程。但這種疊加態你不能觀測,你一旦觀測,它就立馬坍縮為你所看到的那個確定狀態,那隻死活疊加的貓,就立馬坍縮為你所看到的一個明確確定的死貓,或坍縮為一個明確確定的活貓,這就是觀測所引起的波函數坍縮。

顯然,標準解釋中關於粒子觀測前的狀態的描述,那個死活疊加的狀態,是不能觀測驗證的。這明顯的違背了前面所說的那個原則。無法觀測,並且根本就不能觀測,但卻宣稱它的狀態是一個死活疊加的狀態,是不是相當於一個無法觀測驗證的胡說?沒有觀測,你憑什麼說它就一定處於那個死活疊加的狀態,而不是別的什麼狀態?

愛因斯坦認為,微觀粒子即使在觀測前,也應該處於唯一的一個明確確定的狀態,那隻貓,如果它死了,即使沒有觀測,它也應該是死的。玻爾反駁說,沒有觀測,你就無權說觀測前的貓一定是一個死貓。我認為,玻爾的這句反駁,完全有道理,但玻爾也應該把這句反駁,用於他自己,你沒有觀測,你也就無權宣稱那隻貓在觀測前就一定處於一個死活疊加態,而不是別的什麼狀態。

有人認為,似乎只有標準解釋,才能釋清楚雙縫干涉。但用一個不能觀測的特性,去解釋一個可觀測的干涉現象,是不是包含有邏輯矛盾?既然無法觀測,就不應該有任何可觀測的表現,就不應該通過可觀測的表現,讓人最終認識到它的存在。如果我們可以通過對干涉現象的觀測分析,認識到波函數的存在,那這個波函數,就應該是可觀測的。

將不可觀測的特性,引入到物理學中,會產生一系列奇談怪論。例如,人的意識也就參與到客觀世界自身的事務中來,月亮,只有當你看它時,它才是一輪明月,你不看它時,它處於一種月亮與非月亮的疊加態。

又例如,量子糾纏現象。兩個糾纏著的粒子之間,會存在著一種鬼異的相互糾纏,一個粒子,因為人的觀測,由疊加態坍縮為確定態,另一個粒子,即使沒有觀測,它也會因糾纏而由疊加態自動的同時坍縮為確定態。請問,我們怎麼才能知道那個粒子究竟有沒有因糾纏而由疊加態坍縮為確定態?你不去觀測它,你怎麼能知道它究竟有沒有因糾纏而坍縮?你一旦觀測,你又怎麼區分它的坍縮,究竟是由糾纏引起,還是因觀測引起?量子糾纏,在標準解釋的語言環境下,也是一個無法驗證的奇談怪論。

還有一個惠勒所發現的“推遲現象”,粒子要不要產生干涉,可以在粒子已經通過雙縫後,根據你釆取什麼手段來觀測它,再來決定它在之前的通過雙縫時的運動路徑。薛定諤貓現象中,放射源可以根據你觀察到的貓的死活狀態,再來決定幾天前它要不要放射。顯然,違反因果律的推遲決定,都發生在你沒有觀測,也不能觀測的時空區間。

多宇宙理論認為,薛定諤的貓,在你沒有看它時,處於一種死活疊加態,你一旦去看它,它就變成了你所看到的那個死貓,但這並不等於活狀態的貓不存在,它仍然存在著,只不過它存在於我們所在宇宙之外的另一個宇宙中。請問,另一個宇宙的存在能不能通過觀測來驗證?如果能,觀測到它,是不是它的一些東西,如光到達了我們的宇宙中,並與我們的眼睛產生相互作用,此時,它還能是我們宇宙之外的另一個宇宙嗎?如果它的存在不能觀測驗證,說它存在,是不是沒有任何依據的隨口胡說。

把不可觀測的特性引入到物理學中,物理學也就變成了玄學,變成了一本騙術大全。

不能觀測的東西,在物理學中是不能討論的,這是物理學所必須遵守的一個原則。不能觀測驗證的觀點,與騙人的隨口胡說差不多。


董加耕

我們對宏觀世界的理解沒有改變,量子力學充其量對極微觀世界有了一定想象。

量子力學只是個理論,現在看到很多實驗,都用光子或微粒子來替代。

人類對光子都不理解,只知道光子具有波粒二象性,有速度,但光子是什麼,人類還不得而知。

而量子從理論上,在速度上就超越光子許多,那代表比光子更小的事物。

這也只是在理論上去說明,還有待現實驗證。

我們對世界的理解可以想象,但想象的世界未必是真實的世界。

而真實的世界對於人類來說只是以驗證的世界,想象的世界則是虛假世界。


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