量子的存在證明了什麼?

王宏濾2018


第二朵烏雲是指盧梅爾等人的著名實驗―黑體輻射實驗,他們發現黑體輻射的能量不是連續的,它按波長的分佈僅與黑體的溫度有關。從經典物理學的角度看來,這個實驗的結果也是不可思議的。

這個時候,一個名叫普朗克的牛人冒出來了,他發現光、X射線以及其他的波只能一份份地發出,每一份他神奇地命名之為“一個能量子”。 “然後他又如有神助般地推出每一份量子等於普朗克常數乘以輻射電磁波的頻率。這關係稱為普朗克關係,其大名鼎鼎的方程表達式為:E= hν 。

這個成就揭開量子物理的序幕,請記住1900年12月14日這個日子,這一天就是量子力學的誕辰。普朗克也因此獲得1918年諾貝爾物理學獎。

接下來幾乎所有的物理界的牛人都投身到量子領域。作為吃瓜群眾,我們就圍觀最牛的那幾個好了。

愛因斯坦利用量子概念提出了光量子的假設,再一次完美解釋了赫茲發現的光電效應。

尼爾斯·玻爾為原子結構提出了玻爾模型,他引入量子化的概念來解釋原子結構和光譜線。

維爾納·海森堡的矩陣力學和埃爾溫·薛定諤的波動力學分別從不同方向建立起量子物理的數學理論。

整個量子力學的數學理論是從幾個基礎公設推導出的。(至今為止,量子力學理論已被實驗核對至極高準確度,還沒有找到任何與理論不符合的實驗結果。)

作為量子力學裡面最正統,影響最大,最名門正派的理論,哥本哈根派承認在微觀上,所有粒子以波函數疊加的幾率出現,也就是說,單個粒子可以既在這裡,又在那裡,這樣來解釋雙縫干涉實驗中,單個粒子可以同時通過兩個縫。但是波函數在人類對其進行測量的時候將產生不可逆的坍縮,該位置即是我們所觀察到的粒子狀態。這也正是量子力學對海森堡的“測不準原理”的解釋。

這樣引出了一個哥本哈根派的核心必然推論就是:不存在一個客觀的,絕對的世界。唯一存在的,就是我們能夠觀測到的世界。測量是新物理學的核心,測量行為創造了整個世界。波恩的概率解釋,海森堡的不確定性原理和玻爾的互補原理共同構成哥本哈根解釋的核心。

現在,無論是波爾還是海森堡,無論是維格納還是諾依曼,都得出這樣一個結論:人的意識才是波函數坍縮的原因,只有當電子的隨機選擇被“意識到了”,它才能變為現實。這是物理學的一個重大成就。

量子力學可能毀三觀啊,你的“科學”世界觀,“唯物”世界觀有沒有立刻覺得受到一萬點暴擊? 那什麼是意識?人類的主觀意識決定了客觀物質世界?

這樣量子力學發展到這裡,正如那句名言,科學的極致是哲學。


朱八八朱


大家對於「量子」的概念有一個非常普遍的誤解,那就是:認為量子是某種粒子,像是原子、分子一樣的粒子。

但實際上,量子不是某種特定的粒子。這個誤解的鍋,當然很大一部分要讓翻譯來背,但科普的欠缺也是影響很大的。所謂「量子」,實際上指的是能級分立、離散,每一個基矢的特徵值是離散的,而這個特徵值就是所謂的能級。

在氫原子中,有很多能級,對應了很多不同的電子雲分佈。而量子力學中說的「簡併」,就是指相同的能量對應了好幾個不同的物質波分佈。


從一維無限深方勢井的模型,其實就可以看出,量子力學中的離散,其實是可以來自於連續的方程的。

這就是一個不含時間變量的薛定諤方程。需要指出的是,在這個方程中,光從形式上看,是看不到任何離散的規定的。

把自由粒子的哈密頓量帶入,再引入邊界條件,就可以得到離散的解,也就是對應了不同的能級。

回到題主的問題。量子力學的存在證明了什麼?

這個問題就意味著好像之前有一個假說,認為某某事物存在,但一直不清楚。

要我說,量子力學的存在,可以證明很多事。但最大的一個,就是證明了「真隨機」的存在,從而證偽了機械決定論(當然,完全證偽,需要再加上混沌理論。兩者放在一起,機械決定論基本就完全破產了)。


章彥博


靈魂是什麼?怎麼定義?量子的存在怎麼就證明了靈魂的存在呢?覺得這個問題提的有些奇怪。時空通訊曾經對朱清時教授的量子佛學論提出了質疑,對朱清時把自己的某些玄論幻覺和對佛學的理解,牽扯到量子力學的概念中來攪漿糊,覺得實在有些不可思議,通過了解他的成長經歷和小時候形成的世界觀來看,他晚年的這種違背科學精神的狀態,只能是一個從小就有迷信情節的人的返祖迴歸。

量子力學是對微觀世界基本粒子存在狀態進行探究和描述的一種理論,目前波粒二像性和測不準定理(薛定諤的貓論)是其最基本的解釋,這是人類對微觀世界的科學探究,是科學精神主導下對物質世界本質及其規律的研究。而佛學、玄學、靈魂等學說是一種對世界形而上的看法和認識,是一種世界觀,是對人精神層面的研究和看法。先別管後者的對與錯,這兩者根本風馬牛不相及,怎麼能扯到一塊?

現在對靈魂的解釋有多種多樣。宗教認為,人的靈魂就是人的魂魄,這個魂魄是不滅的,人肉身死後魂魄或升入天堂或下到地獄,還繼續以人原來的形象活動,神仙也可以把有大罪之人打得魂飛魄散;民間神鬼傳說認為人的魂靈在人死後變成鬼魂活動,可以投胎轉世,也可以飛昇為仙,與宗教說法差不多;還有哲學科學界把人的意識記憶等主導人類活動精神層面的東西稱為靈魂,這種靈魂隨著人的腦死亡而消失。這些靈魂方面的學說和定義,時空通訊比較認同後者,如果一定要用靈魂這個詞語的話,把人的自我意識和經驗記憶定義為靈魂還是比較科學的。

宗教和神鬼傳說的靈魂是不存在的,量子力學也從來沒有證明過這些靈魂的存在。把指導人活動的精神意識定義為人的靈魂,這種靈魂一直就存在,也從來不需要量子力學來證明。有人設想用量子理論來研究人的意識狀態,力求揭示意識的本質,甚至有科學研究已經在探索人的意識儲存轉移的可能性,這些都是科學的探索過程,與證明靈魂存不存在無半毛錢關係。


時空通訊


首先,無論是量子論還是相對論都和靈魂沒有什麼關係。在1900年,普朗克為了解釋黑體輻射問題,才提出了能量量子化的概念,認為電磁輻射的能量交換隻能是量子化的。這是最早的量子概念,隨著愛因斯坦假定光的能量也是量子化的,玻爾提出原子內部能級是量子化,這樣量子力學早期的三大教父,就建立了量子理論的基礎。

隨著更多思想活躍的年輕人的加入,例如德布羅意在博士論文中提出物質粒子的波粒二象性,海森堡提出不確定關係,由海森堡,玻恩,薛定諤和狄拉克等建立起了量子力學。

從最初的能量離散不連續,到波粒二象性,不確定關係,都反應了與經典物理的截然不同,量子物理的基本規律建立在統計和概率的基礎上,而經典物理是遵循決定論和因果論的。此時即使是先鋒旗手愛因斯坦也持有不同看法:上帝是不會擲骰子的。

量子概念的存在表明的是微觀世界的特殊物理規律,其反映出的概率性和不確定性和宏觀世界完全不同,就像雙縫干涉實驗和量子糾纏這樣的實例。

而到了原子以上的尺度,我們又回到經典物理的統治領域,世界照樣是因果和決定的。我們只能知道自然界就是這樣,量子世界和宏觀世界大有不同,而為什麼這樣,人類還在不斷尋找答案。


歡迎評論,關注量子實驗室。


量子實驗室


施鬱

(復旦大學物理學系教授)

量子的存在證明了這個世界的複雜,證明了這個客觀實在有著奇妙的性質。

首先是證明了微觀世界中的粒子需要用量子態描述。所以在微觀層次上,物質是不確定的,需要用本質上的概率描述,但是這個概率又不同於宏觀層次上的概率,概率是波函數的大小的平方,這個波函數才是最本質的。

量子力學進一步的研究還證明了定域實在論的失敗。所謂定域,是說不同地點的物體不能瞬時相互影響,實在是指物質的性質在測量之前就給定了。 量子力學與之有矛盾。 實驗證明,定域實在論是不對的。

微觀的量子力學如何過渡到宏觀的經典物理呢?這還是一個沒有完全解決的問題。有一個將二者調和的方法叫做退相干理論,是說在所有層次上,物質歸根到底都是量子的,但是因為宏觀物質不是孤立的,與環境的耦合使得它們表現出經典的性質。


物理文化與施鬱世界線


量子現象證明了微觀世界具有不確定的特性,但這怎麼就跟靈魂扯上了關係?題主究竟是從哪裡看出來,量子現象可以至少證明靈魂的存在?

在宏觀世界中,我們可以準確預測一個宏觀物體在某一個時刻的運動狀態,其速度和位置都是能夠同時確定的。然而,到了微觀世界,這種確定性就不再存在了,一切都只能用概率來描述。我們無法同時確定粒子的速度和位置,這就是海森堡當年提出的不確定性原理。我們如果不進行觀測,粒子的量子態處於疊加態,是不確定的。只有進行觀測之時,粒子的量子態才會坍縮成某一確定的狀態。

由於量子理論的隨機性,愛因斯坦曾經公開反對量子力學,稱“上帝不會擲骰子”。然而,量子力學的成功已經被大量的事實證明,我們的現代科技正是基於量子力學發展而來。因此,量子力學表明,組成宏觀物體的微觀粒子的行為完全不同於宏觀物體,它們具有不確定的特性。

由於量子力學的“反常”現象,所以這個理論經常被一些神棍用來胡扯,例如,證明靈魂的存在、量子針灸。然而,靈魂的存在沒有科學依據,只是人們的一種臆想罷了,這與量子力學更是毫無關係。


火星一號


網絡上所有將量子和鬼魂靈魂甚至意識聯繫在一起的觀點論點,都是基於個人的猜想,如果有人真的用量子證明了靈魂的存在,那麼他至少應該獲得10個諾貝爾獎,甚至諾貝爾都不配給他頒獎。量子的存在其實是證明了宏觀世界和微觀世界物體的運動規律是有區別的,量子理論適用於微觀世界,微觀世界事件的發生都是有一定概率的,測不準的,本質上都是波函數而已。


科學薛定諤的貓


有些人總是習慣性地把物理中的種種現象總結出來個人生意義——用人的價值體系和觀念去評論這些大自然中存在的物質或者規律,用人的需求來衡量這些物質和規律,這完全就是本末倒置,要知道是先有物再有人,物質規律是什麼樣的就是什麼樣的,從始至終就沒有理會過人類是怎麼想的。

所以量子的存在證明了什麼?什麼也證明不了,只能說大自然就是這個樣子的。

而且“量子”這個概念怎麼就牽扯到靈魂上去了?量子本意是什麼?究其根本,就是科學家發現有一些物理量,比如說能量吧,跟傳統的連續性假設不同,存在最小分割的分割——意思就是把這個能量再分割成更小的單位是不可能了。這些最小分割量就是所謂的量子。

通俗地說,量子是能表現出某物質或物理量特性的最小單元。

所以這玩意兒怎麼就扯到靈魂上去了?你換個角度講,所有的物質內部的物質和能量都會表現出量子的性質,難道所有的東西都有個靈魂?那這靈魂還是靈魂嗎?

↑量子的特性↑

其實這裡“量子”兩個字根本只是滿足了某些人的獵奇的心理而已,對於他們而言,量子是什麼不重要,量子的性質是什麼也不重要,重要的是大部分人都對於這個概念是模模糊糊、似懂非懂的,於是他們就可以胡說八道了。未來要是再出來什麼科學概念他們看不懂的,恐怕又要跟這鬼啊神的聯繫起來。

你想證明量子跟靈魂有關係,可以,科學上你想幹什麼都可以,但是最基礎的一個問題是,靈魂這個東西你怎麼定義?你怎麼測量?你怎麼評判?有什麼性質?你平白無故說出來靈魂這個模模糊糊的概念,就說量子這個你自己也說不清楚的東西證明了更加說不清楚的靈魂的存在,不覺得可笑嗎?

所以說沒事兒多看看書,肯定是有好處的,不要逮著一個你不懂的概念就強行瞎想。


SilentTurbine


量子的存在能夠證明什麼呢?有的人說量子的存在能夠證明魂魄的存在,而量子糾纏可以證明意識不僅存在於大腦,也存在於宇宙空間之中。


量子是一個很奇怪的東西,沒有人能夠解釋清楚它到底是什麼,但是我們生活的世界,我們的宇宙卻是以量子為基本單位組成的。一個物理量如果有最小的單元並且不可以連續分割,那我們就可以說這個物理量是量子化的,這個最小的單元就稱之為量子。科學探索發現,或許所有的物質都是量子化的,不僅能量可以表現出這種性質,其它的一些物理量,比如角動量、自旋、電荷等也表現出這種量子化現象。

1900年,普朗克在對黑體輻射問題的研究中首先提出了能量量子化的概念;1905年,愛因斯坦為解釋光電效應提出了光量子假說;1913年,玻爾成功把量子化概念應用於氫原子系統。此後在薛定諤和狄拉克等一眾物理學家的努力下,現代物理學兩大支柱之一的量子力學誕生並發展起來了,從此人類進入了量子時代。


而在量子體系被建立之後,量子就一直與解釋死亡掛上了聯繫。關於人死後生命是否還繼續存在這個問題一直爭論不休,到了今天,有很多的學者認為人在心跳停止之後仍舊以靈魂的形式存在於宇宙之中。研究人員解釋道:“當人的心跳停止之後,血液停止流動,微管失去其量子狀態,但是存在於其中的量子信息卻不會被破壞,並且會在宇宙中散佈下去。

但是量子真的可以證明靈魂存在嗎?如果真的有靈魂存在,那到底有沒有人檢測到靈魂的存在呢?那些口口聲聲說量子證明靈魂存在的人,他們有沒有嚴密的邏輯推理呢?那些所謂用量子力學證明靈魂存在的人,他們卻並沒有為釐清量子力學和靈魂的關係而做出任何實質的努力。但是,關於量子的理論研究仍在繼續當中,目前量子究竟能否證明靈魂的存在還很難以下定論。量子的存在,或許只是告訴了我們這個世界的不確定性。


鏡像宇宙


量子的存在證明了我們這個宇宙並非想象的那麼簡單,而是存在很大的不確定性因素


曾幾何時科學家們相信只要把宇宙中所有原子的數據輸入電腦進行模擬,所得到的模型就跟現實宇宙是一樣的,可是隨著量子論的出現人們第一次知道了宇宙充滿隨機性,這讓很多人都無所適從,愛因斯坦更是耿耿於懷於“上帝不擲骰子”

量子是一個物理量存在最小的不可分割的物理單元,這個物理量就是量子化,從愛因斯坦提
出光的波粒二象性開始,後續的科學家在這個基礎上大膽預測一切微觀粒子都具有波粒二象性,後來的單電子雙縫干涉也證明了這一點,量子物理的大廈開始被一點點構築起來。

隨著研究的深入,科學家們發現宏觀世界中的物理定律在微觀領域是沒有用的,宏觀世界由相對論和牛頓力學掌控,而量子領域則由量子力學佔領,微觀粒子不再呈現出宏觀世界的確定性和可預測性,完全變成了概率論,科學家無法準確測定一個電子的準確位置而只能用“概率雲”的方法去預測它有可能出現在哪。

早年家的科學家們自以為掌握了宇宙中所有原子數據就能模擬宇宙,可是量子論讓科學家發現自己連一個電子的準確位置都求不出來,更不要說什麼模擬宇宙了。

量子世界最顯著的特點就是“測不準原理”,人的觀察會導致量子波函數的坍塌進而影響實驗結果,跟靈魂沒有關係


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