[哲学] 量子力学的奥妙之处[第1页]

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[哲学]量子力学的奥妙之处[第1页]

作者:O地球村O

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如果宇宙只有一个电子，那么整个宇宙就会充满了这个电子的物质波，到处都是它的影子。但是，要是你用好多个探测器去测量，你只能由其中一个探测器测到一粒稳定的电子，这就是量子力学超越常识的一种特性。

然后呢？

波尔说，谁要是第一次听到量子理论而不感到困惑，那他一定没听懂。像爱因斯坦这样聪明的脑袋，当年对此也是一头雾水，不知所云。
工业文明以来，唯物论一直是人文科学的武林至尊：世界是物质的，物质的运行是有规律的，意识是物质的反映，只有把握了物质的内在规律，便可以用数学图标描述它的未来和发展结果。应当肯定，唯物论在工业化进程中起着重要推动作用。但随着相对论和量子力学的产生，唯物论也需要更新升级，并适应突飞猛进的物理学发展：时间随着物体速度的加快会变慢，并不是恒定不变的，时空是可以弯曲的，微观粒子测不准原理等等，都使唯物论哲学的因果律面临升级完善的要求。

二十世纪物理学的超速发展和哲学伦理的滞后，不仅使世界顶尖哲学家手忙脚乱，而且让大批物理学家陷入了困惑：宇宙万物究竟是受客观规律掌控的，还是由偶发因素而随机产生的？最经典的例子莫过于量子力学创始人之一的薛定谔，他针对微观量子测不准定理提出了“悖猫论”，但他始终无法在现有哲学中找到解释“活猫即死猫”理论根据，于是他穷尽了大半辈子的精力，力图找到量子力学在哲学理论上的同一，结果他失败了，因为他找遍了有史以来几乎所有的西方哲学，都无法解释“活猫即死猫”的量子悖论。晚年，他不得不沉溺在古印度的吠檀多哲学海洋中，用以追求自然与精神的自我统一。

二十世纪虽然也产生过貌似很厉害的尼采和萨特等牛人，但不可否认的是，现代人类，至今还没有一个人能追上物理学的突飞猛进，创造出一套与之相匹敌的哲学解释体系。问题究竟出在哪里？是人类的哲学直观出现了退化？还是其他什么原因？个人以为传统哲学版本不能及时更新，是关键原因。世界物质是世界的唯一存在么？意识真的只是受物质驱动的婢女吗？微观量子的测不准完全排除精神意念元素，是否反映了微观真相？

爱因斯坦时间的相对性，即钟曼效应：钟表的时间在三维空间（线条、纸张平面、立体桌子）相对不变，而在超越三维空间的速度下运行，速度越快钟表会走得越慢。当速度越接近光速，钟表的时间趋于停止。揭示宇宙中时间的相对性。打个比方，一个短跑冠军和裁判的时间概念是不一样的。短跑运动员跑步1分钟他的时间可能是59秒，但裁判员的时间则还是1分钟，当运动员加速到光速时，他的时间趋于停止，可能是0秒，但裁判手中的计时表仍然还是1分钟。不可思议吧！那是因为你的的思维模式没有超越三维空间的世界观，但是，爱因斯坦做到了！另外，一个人的手放在火上烤十分钟和放进温水里泡十分钟的时间也是完全不同的。前者对我们那种煎熬的痛苦，就好像过了一千年。后者十分短暂，不过几分钟而已。这就是典型的爱因斯坦相对论。

量子论有三个发现，即波粒二象，量子纠缠和测不准。这三项原理中的任何一个突破，都足以震撼和改写文明史。
先说下波粒二象。科学家在测量量子运动的位置和运动能量时，发现量子的运动的轨迹既是波浪也是颗粒形状的，就像海浪拍打礁石，既是波浪在运动也有无数水滴在运动，海浪由水滴组成，水滴也是海浪的一部分一份子。它们是不可分割的一个整体，而且测量的结果只能给出一个概率，这就完全打破了传统物理学的逻辑推理，由分子到原子，再由原子到电子，最后直到粒子的层层解剖，切割成片，还原推进的逻辑个件分析，即：打破了工业时代的研究方法~还原论。
波粒二象理论确立了微观世界不可分割的整体系统性，由此，西方数千年的逻辑“还原论”，开始跨进了东方思维的整体系统论！开启了21世纪量子哲学的万千世界！
量子纠缠，是量子理论的第二个原理，也是量子力学最为激动人心的发现。什么是量子纠缠？就是在同源，也就是一个系统中的两个以上粒子，分发其中一个到火星，那在地球的这颗和火星上的，就像一对双胞胎，如果弟弟在北京笑，哥也会在火星上跟着笑，弟在北京哭，哥也会跟着哭，弟弟在北京举手敬礼，哥也会立马敬礼。这种被爱因斯坦称作幽灵般的感应，就叫量子纠缠。而且其传播的速度是光速的4000倍以上，接近无限大！如果这种理论运用到实际，会从根本上改变我们这个世界。你想去巴黎吗？手机扫一扫你全身的量子信息，然后传送到巴黎的手机接收，立刻，你就会出现在巴黎!而且不仅仅是人类，任何物体都可以实现远距离传输!不难想像，到时那些火车，飞机，汽车，海轮等等交通工具.将会被直接淘汰掉了!

科研团队证实量子纠缠可能打破爱因斯坦的光速原理。世界是物质的，意识是物质的反映，物质起主导作用。但量子纠缠却进一步充实和发展了这一认识。同源的量子无处不有联系，这种联系并不是无线电波或光子传递，而是一种不受空间阻碍的“量子共振”。从哲学上看，这种“纠缠”不受物质实体空间和时间约束的，看不见，摸不着的非物质存在。即“非生命体意识”，不仅在人类和动植物界，而且在山川河流日月星辰中也是存在的。因此，量子纠缠就是微观粒子意识的反映，这不但能给量子纠缠一个合理的解释，并且给“意识是宇宙的一个基本特性”提供了很好的证据，意义重大。

量子理论的第三个突破是测不准，即不确定性。海森堡说：“在位置被测定的一瞬，电子的位置测定得越准确，动量的测定就越不准确，反之亦然。”为了通俗的说明这个原理，薛定谔假设在这个关闭的系统外放上一只猫，再用盒子盖住这只猫，并用一根饮料管插在猫嘴里，饮料管的另一头装上一个施放毒气的阀门，当电子经过阀门时便自动施放毒气，猫就被毒死了！但电子也有可能不经过这道阀门，因此这只猫就是活的！所以，在盒子打开之前，我们不知道这只猫是死的还是活的。只有当盒子打开，我们才能确定它究竟是死的还是活的。这一刻，是我们的观测起了决定作用，而不是存在决定猫的死活！所以，在盒子打开之前，这只猫可能是死的，也可能是活的。是活猫和死猫的叠加，既是活猫也是死猫！这就是风靡世界80年的”猫悖论“。

总之，薛定谔的猫，不观测之前，我们不能确定这只猫究竟是什么状态，因为量子效应是真正的随机，是真正不可预测的。是观测决定一切，而不是自然存在决定一切。就是你观察或思考到了才能确定物质的状态。量子理论确实打破了以往人类的想象和认知。哲学上也不好解释；意识或者说灵魂到底是什么。有可能在量子理论中找到答案。只是这之间到底是个什么关系，目前还无法去实证。

量子力学的哲学依据就是《张子判断定理》，天不生张子判断定理，将万古飘摇如晕船，此非虚言。
一切判断都依赖于假设和规定！一切真理都在假设中成立，一切理论都在规矩内进行。如果你要来个终极判断、绝对判断、永恒判断，我敢打赌，除了你自以为是的规定，你将一无所获。——张子判断定理

Ψ，这个像高脚杯又像三叉戟的希腊字母，念作psai。还记得薛定谔方程式：HΨ=EΨ？开个玩笑人们为何不把Ψ从等号两边约掉，只留下H=E，岂不更简便？记住，这里可千万不能把Ψ约没了。Ψ是薛定谔方程里名震天下的波函数，它是量子游戏的核心，它会让所有人为它纠结。
牛顿第二定律符合决定论，知道物体这一刻的运动状态，可以计算它下一刻的状态。牛顿力学描绘状态的量是2个：位置和速度。海森堡不确定原理认为，不能同时测准这2个量。量子力学被迫放弃使用位置和速度来确定粒子的状态，改用薛定谔方程的波函数Ψ来确定粒子的状态。薛定谔方程在形式上依然是决定性的：波函数随时间的变化，被方程所确定，可以预言下一刻的波函数。但波函数不是可观测的物理量，它连量纲都没有，可测的是位置和速度，而位置和速度不能同时测准。于是，薛定谔方程不能确定地预言电子会飞到哪里去，不能，做不到。牛顿力学的决定论被打破了。但是，薛定谔方程能做到的是：告诉你电子的波函数。那么，怎么理解波函数Ψ？它的物理含义是什么？这个问题可大了去了。这是物理学里最神秘难解的地方，也是吵架吵得最厉害的地方。这个问题有多种回答，吵了80年了，还没有一种能让大家都信服。教科书一般采用最经典的“哥本哈根解释”，这是以在丹麦首都哥本哈根的物理学家波尔为首的一批物理学家，对量子力学的理解。薛定谔本人反对哥本哈根解释对薛定谔方程的理解方法。拥护哥本哈根解释的人就说：“薛定谔方程比薛定谔聪明！”，意思是薛定谔猜中了上帝运行宇宙的方程，但薛定谔自己理解不了这个用他名字命名的方程。

波函数Ψ是一种空间里的分布函数。那到底是啥东西在空间里分布？薛定谔认为，波函数Ψ对应着电子电荷像波一样，在空间里弥漫开去。哥本哈根解释的代表人物，物理学家玻恩，则把波函数理解为概率。经过计算，波函数Ψ的平方，代表电子在空间里某个位置出现的概率。薛定谔反对这种看法，因为这将引入一个魔鬼，它的名字叫作“概率”。电子下一刻将怎么行为，往左还是往右？对不起，无法确定地告诉你，只可以计算出它往左或往右的概率。

日常生活中说的概率，是因为我们信息和知识不足，不能确定地预言，才使用概率。比如抛硬币，大家晓得正面或背面的概率是50%对50%。硬币出手的速度、高度、空气流动、硬币本身的重量分布，等等诸多因素的信息，没法完全获得，所以只能概率性地描述它为50%对50%。但这些因素信息的缺乏，不构成理论上的障碍。我们认为：硬币离手的那一瞬间，落地的正反面其实已被决定。如果获得这些影响因素信息，原则上可以计算落地的状态。在条件够先进的实验室里，用高速摄像机跟踪硬币抛出，用计算机模拟它的运动，就可以算出本次落地的正反面。日常生活中，当能力不足以精确描述某一次行为时，我们使用概率性的规律。概率基于统计。第一次硬币落地，正面。那正面就是100%，背面是0%。只做一次实验，无法验证概率性规律对不对。不断地重复实验，统计正面/背面的次数，发现它不断趋近于50%对50%。一般而言，实验次数越多，越接近50%对50%，就可以更深入地验证50%这个概率数的正确程度。
因此，对于日常的概率知识，有两点：1、系统本身，是按决定性原则在运行的。因为我们对于系统的信息和知识不足，才用概率来描述。2、用多次实验，进行统计，来验证概率性的规律。

但是，在量子世界里，系统本身，是按概率性原则在运行的，而不是决定性原则。这和抛硬币有本质区别。硬币离手的瞬间，正反面结果已定，就像篮球离手的瞬间，就决定了能否得分的结果。但量子世界不同：电子射出时，结果未定。

成千上万的电子射出，每一个在屏幕不同位置撞出一个小亮点，总体撞出波纹状的干涉图样。按照牛顿的思维方式，电子撞到不同位置的结果，是因为起因不同，即电子以不同方式离开电子源（就像硬币和篮球以不同方式离手）。如果我们控制电子源，制备出状况完全相同的电子，这样它们有着相同的起因，那就应该有相同的结果——打在屏幕的同一点上。通过实验，我们得到了这个问题的答案：不能，做不到。即便制备完全相同的电子源，给予完全相同的条件，电子会射到哪里去，依然是概率性的，分散在干涉图样的不同点上。常识告诉我们：全同的条件应该导致全同的结果，但这在量子力学上不成立。这里没有导致发生结果变化的原因：所有电子都是全同的。实验表明：全同的原因可以产生不同的结果。大自然的行为，具有一种固有的不确定性。

特别要强调，整体规律还是存在的：众多电子形成的干涉图样，可以由薛定谔方程计算。单个电子行为不确定，则只能以概率来描述它。哥本哈根解释说，这和日常概率有本质区别。量子力学之所以描述成概率，不是因为我们信息和知识不足，而是——电子就是这么运行的，连上帝都不知道它的撞击点在哪里。上帝能知道的，也只是经由波函数计算的概率！
哥本哈根解释的概率性看法，像一个魔鬼，把世界搅得天翻地覆，让很多物理学家不爽，包括量子力学的创立者之一：爱因斯坦。他说过一句名言：“上帝不掷骰子。”上帝不靠概率来运行世界，下一刻的宇宙，应该确定性地由上一刻决定。前因决定后果，宇宙应该由确定的定律来运行。
爱因斯坦坚持说量子力学是不完备的，也就是说，概率的产生，还是因为我们的知识不足，而不是世界的本质是随机的。于是，有一种跟哥本哈根解释相竞争的观点，叫隐变量理论，认为量子力学还存在着我们没有探测到的变量，它决定了波函数的概率性分布。也就是说电子离开电子源的条件不是全同的，存在一些还不知道的不同的条件。如果我们发现了隐变量和它的机制，就会得到一个决定性的量子力学。1964年，贝尔提出了贝尔不等式，可以作为检验隐变量理论是否成立的判据。截至目前为止的各种实验，都表明贝尔不等式不成立，即否认了隐变量理论：隐变量应是不存在。不是因为还有哪个变量我们不懂，才有量子力学这个烦人的概率性，而是——世界本身就是这样的，它就是概率性的！

薛定谔方程的波函数Ψ，体现出来的这种概率性，极大地破坏了决定性的世界观，让薛定谔本人都感到痛苦，始终无法接受、无法理解。真的是薛定谔都不懂薛定谔方程吗？
不管它多让人痛苦，关键是，这个概率和实验数据吻合得非常好。好到什么程度？好到小数点后面好几位。在现有实验能实现的精度范围里，数学计算和实际测量，达到高度吻合。实验是检验理论的试金石。从实验检验的角度来衡量，量子力学是迄今为止人类掌握的科学理论里的最强者。
实证的态度是科学的精髓。实验呀实验，多么强有力！实验说了：“量子力学是对的，没有问题，尽管感觉上很古怪。”实验说出来的话，比爱因斯坦、孔圣人、还有各种主席说的话，要硬气得多，咱不服不行。
拉普拉斯妖要预言宇宙的未来，有一个前提：它必须掌握所有定律。而它发现：其中最关键的一条定律，薛定谔方程，竟然是概率性的。拉普拉斯妖将无法确定地预言未来。
面临这种局面，决定论是要做出退让了。某种程度上，量子力学也是一种决定性的理论，但它只能决定波函数。波函数随时间的演化，是决定的、经典的，知道这一刻的波函数，可以推演下一刻的波函数。很显然，我们接受了经过量子力学修正的决定论版本。霍金在他撰写的《大设计》里也是这个立场。
但爱因斯坦至死不能接受这种退让。他内心深处有个声音：一定会有一个理论，它的定律确立的是事物本身之间的关系，而不仅仅是它们概率之间的关系。未来将会有新的知识发现，拂去蒙在量子力学身上的概率迷雾。上帝不掷骰子。爱因斯坦去世半个多世纪了，这以后实验发现的结果，都没有站在他那一边。

不错，加油。

我擦，物质波，影子

量子力学的奥妙之处，并非如此而已。量子力学告诉大家，所有的东西并不是确定
的，而是用概率来判定。而传统的物理学家认为，只要前提条件已经确定，那么结
果是确定的。这个是几千年来的逻辑性推理结果，但是量子学却告诉大家，所有条
件确定，但仍不能得出确定的结果。那这样下来，我们所知所学的东西都是没有什
么用，因为推理的结果并不是真实的结果。薛定厄之猫就是这样搞笑的情形。

有无先生不自量地给吧友和科学家们提个醒，理解了各种量子一亿、十亿、百亿等各种亿分之一秒的宏观立体变化就会有可能理解量子力学的真正奥妙。

忠告：要理解量子力学，从初一数学开始、学完高中数理化、学好本科理工科的一门专业、学到理工硕士水平，能解决诸如超高压直流输电或集成电路设计或遥感测绘或三维动画制作中的许多问题才行。
舍此都是瞎扯，我也就是闲聊两句兼善意提醒。

物理学硕士以下没可能理解量子力学，
对时空也是一无所知。
聊聊天吹吹水可以，
若说知道。。。没可能！

那你知道我是生是死？

我回想起维特根斯坦的一句话说：“哲学就是要让一个老太婆也能读懂”。正因如此，我得以一个幼师的角色象是向小朋友们讲童话故事那样的亲切和生动，以便于让一种不寻常的知识象儿童读物那样的通俗易懂，也许当中有太多的不足之处与你从教科书里学到的内容相佐，甚至引来诸多的反感，以致于让我蒙受无辜的白眼，那也没有什么的，毕竟，各人有各人的世界观嘛。如果你不认同我的观点以及不认可我的陈述方式，那就权当我是在讲述科幻故事，或者是在讲述一些天荒夜谭的神话故事得了，千万不要为此而耿耿于怀，不要让它成为压在你心头上的一块陨石，要是我的观点错了的话，那就请您把它当做反面教材吧！唯求不要任意删掉我的贴子就行了。
现在，我们必须有足够的耐心和毅力，要深深的相信，真理就象泉水一样晶莹剔透，再深奥复杂的知识只需有人点破，它就会变得十分的清晰，而不再象是一个神秘的女孩整天让你魂牵梦绕了。

也许你会从我的言辞中听到一点轻狂的声音，毕竟，量子理论就像一个神秘的少女嘛，我们天天与之相见，却始终无法猜透她的内心。在自然哲学观上，量子理论带给了我们前所未有的冲击和震动，甚至改变了整个物理世界的基本思想。它的观念是如此地革命，乃至最不保守的科学家都在潜意识里对它怀有深深的惧意。以致于量子理论的奠基人之一玻尔都要说：“如果谁不为量子理论而感到困惑，那他就是还没有很好的理解量子理论了。”
是的，我们该如何去理解呢？从量子双蓬实验、量子延迟实验、量子擦除实验、量子跃迁实验、量子超距纠缠实验，直至最后薛定谔提出来猫死猫活的思想实验为止，所有这些实验，科学家是如何在实验室里进行的？他们采用的道具又是什么？面对整个宠大的科学实验和物理知识，我们无从一一亲自目睹，更不可能穷尽一生的精力吸收全部的精华知识。因而，只能从中领略它的大概要义，好让我们从事哲学的思考有所帮助罢了。

薛定谔之猫是量子力学中的一个终极难题，如果要理解猫的思想实验是怎样从量子的怪诞行为引申而来的，我们就得象进行一场游戏式的闯关一样，遵循着科学家们的实验路径，经过各个击破，一步一步的从他们无微不致的试验和理论模型中获取相关的依据，来看一看这只猫究竟提出的是一个什么样的问题，是什么原因让薛定谔要提出这样的一个构想，以及它背后所隐藏的秘密是什么？

薛定谔的猫是不是人为制造了一个视界之外的东西

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加:2021-07-07 21:49:49 更:2021-07-07 22:03:59

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