傳說茅山術(shù)可以穿墻而過,當(dāng)然大家肯定會(huì)一笑置之,畢竟現(xiàn)實(shí)中沒有一位茅山道士可以做現(xiàn)場(chǎng)演示一番!但作為最嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的量子論,卻是支持這種觀點(diǎn)的,量子論認(rèn)為:當(dāng)我們不去觀察時(shí),組成物體的一大堆粒子就會(huì)按照波函數(shù)的模式彌散開去,它會(huì)變成概率波擴(kuò)散到周圍的空間里,所以從理論上來看,一個(gè)物體它是有可能穿墻壁的,不過一個(gè)人卻不行! 關(guān)于量子論和波函數(shù)坍縮關(guān)于量子論的發(fā)展,簡(jiǎn)直可以寫一本精彩的小說,但下文仍然得簡(jiǎn)單敘述一下量子論的發(fā)展過程,要說量子力學(xué)的創(chuàng)始者,不得不說兩個(gè)人!
當(dāng)然要說他們是絆腳石其實(shí)是有點(diǎn)過分,其實(shí)兩位大佬對(duì)量子力學(xué)的貢獻(xiàn)同樣是常人難以企及的!普朗克在解決黑體輻射的過程中無意中以輻射最小的單位量子的的不連續(xù)性解決了全波段輻射的計(jì)算問題,和實(shí)際觀測(cè)非常貼合,因此量子的概念開始逐漸深入人心,但比較滑稽的是,作為“始作俑者”的普朗克,連自己的量子概念也僅僅用在黑體輻射計(jì)算上,其它地方能不用就不用。 赫茲在電磁波實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)卻沒有引起重視,但這個(gè)問題在愛因斯坦的光電論文中才得到了解決,一定能量的光子才能打出電子,這和連續(xù)的概念完全不一樣,而普朗克的E=HV的公式揭示了其中的秘密,愛因斯坦雖然因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng),但除了光電這個(gè)量子效應(yīng)以外,似乎愛因斯坦對(duì)于連續(xù)性是著了魔一般的追求,而且為之奮斗了一生。
玻爾是盧瑟福的學(xué)生,盧瑟福以α粒子散射發(fā)現(xiàn)了原子核后提出了原子的行星模型,但根據(jù)經(jīng)典電磁理論,盧瑟福的原子模型不會(huì)存在超過半秒鐘,但玻爾認(rèn)為盧瑟福的原子模型有可取之處,所以將量子化的電子帶入了原子世界,提出了玻爾自己的半量子化原子模型。 玻爾無法解釋為什么各個(gè)電子都有自己的軌道,但泡利提出的不相容原理為玻爾解決了一個(gè)大難題,不過玻爾認(rèn)為盧瑟福的有軌電子中電子的躍遷是隨機(jī)的,在理論上沒法計(jì)算出電子的躍遷條件,但愛因斯坦認(rèn)為連續(xù)性是物理世界的基本,不認(rèn)可這個(gè)觀點(diǎn)! 玻色子同一基態(tài),費(fèi)米子不相容
為了解決電子的位置和動(dòng)量中的問題,海森堡引入了復(fù)雜的矩陣來解決這個(gè)看起來似乎很簡(jiǎn)單的問題,取得了去巨大的成功,但比較可惜的是矩陣對(duì)于任何一位科學(xué)家來說,都是一種晦澀難懂的數(shù)學(xué),不過薛定諤波動(dòng)方程的出現(xiàn),為大家解決了這個(gè)大難題,兩個(gè)都是從經(jīng)典的哈密頓函數(shù)發(fā)展而來,兩者數(shù)學(xué)意義上完全是等價(jià)的。 但薛定諤的波動(dòng)方程中有一個(gè)無法解釋的波函數(shù)Ψ無法解釋,薛定諤認(rèn)為是電子的電荷在空間中的實(shí)際分布,但波恩不怎么認(rèn)為,它認(rèn)為是一種隨機(jī)的概率,Ψ的平方,代表了電子在某個(gè)地方出現(xiàn)的概率!
當(dāng)然電子的概率論已經(jīng)讓大家崩潰了,而海森堡隨后提出的不確定性原理更是讓大家徹底目瞪口呆,不確定性原理認(rèn)為電子動(dòng)量和位置是不可能同時(shí)確定的!而玻爾則以互補(bǔ)原理即:及將光的粒子性和波動(dòng)性總結(jié)性結(jié)尾 至此量子力學(xué)的基石,哥本詮釋的三大基石都已經(jīng)交代完畢,當(dāng)然是不是毀三觀就不知道了,但至少接下來的推論肯定會(huì)讓大家昏倒! 為什么一個(gè)物體有可能穿過墻壁,但一個(gè)人卻不行呢?物體能穿過墻壁嗎?當(dāng)然不是用茅山技啦,而是正統(tǒng)的量子力學(xué),根據(jù)正統(tǒng)的量子力學(xué)解釋,理論上是存在的!
其實(shí)這里涉及到了一個(gè)觀測(cè)問題,量子論認(rèn)為電子的雙縫實(shí)驗(yàn)中電子同時(shí)穿過了兩條狹縫,但當(dāng)我們一開始觀測(cè),這個(gè)處在概率云模式的本來會(huì)同時(shí)通過兩條狹縫的電子就會(huì)坍縮,而至穿過一條狹縫。那么是誰觀測(cè)呢?是機(jī)器還是人?當(dāng)然必須是人,因?yàn)槭菣C(jī)器的話會(huì)有一個(gè)馮·諾伊曼指出的無限復(fù)歸的問題!而這個(gè)問題中也引申出了的一個(gè)經(jīng)典的薛定諤的貓問題: 將一個(gè)殺死貓的裝置和一個(gè)原子的衰變結(jié)合放到一個(gè)封閉的箱子里,不觀測(cè)時(shí),有一半的概率原子會(huì)衰變,一半的概率不衰變,所以貓可能死,也可能活,但不觀測(cè)就不知道結(jié)果。 本來只是一個(gè)量子世界的觀測(cè)和坍縮問題,結(jié)果薛定諤的貓這個(gè)假設(shè)將其和宏觀世界聯(lián)系了起來,我們不觀測(cè)時(shí)貓可能又死又活,但我們也知道這不可能,所以哥本哈根詮釋無法解釋這個(gè)問題,盡管后來有比如多世界或者退相干等多種解釋,但哥本哈根詮釋寧愿認(rèn)可那種又死又活的疊加態(tài)解釋。 所以從正統(tǒng)的哥本哈根詮釋個(gè)物體、當(dāng)我們不觀測(cè)時(shí),它的就是一堆不確定疊加態(tài)概率云的粒子,而這些不確定的、疊加態(tài)概率云的粒子會(huì)可能因?yàn)椴ǘ鞯母怕试颇J诫S機(jī)出現(xiàn)在另一個(gè)位置,所以當(dāng)你不觀測(cè)時(shí)、那個(gè)物體在撞到墻時(shí),確實(shí)有可能化為一縷概率云的模式穿過墻壁,出現(xiàn)在另一端! 其實(shí)這仍然是一個(gè)與觀測(cè)相關(guān)的有趣結(jié)果,因?yàn)殛P(guān)于薛定諤的貓這個(gè)實(shí)驗(yàn)還有一個(gè)加強(qiáng)版,被稱之為“維格納的朋友”,當(dāng)薛定諤的貓?jiān)谙渥永锷l(fā)抖時(shí),尤金·維格納的朋友則做好了防護(hù)措施同樣呆在箱子里觀測(cè)這只貓,理論上這個(gè)朋友將會(huì)觀測(cè)到一只處在生死疊加態(tài)的貓,也就是又死又活的貓,但事實(shí)上這個(gè)結(jié)果不會(huì)發(fā)生! 因?yàn)樨垷o法觀測(cè)自己的,所以我們會(huì)認(rèn)為貓可能處在生死疊加態(tài),但人則完全不一樣,他是一個(gè)能觀測(cè)自身以及貓生死、有意識(shí)的活生生的人,所以在他的不斷觀測(cè)中,貓的波函數(shù)不斷坍縮,所以他要沒看到活的貓,要么看到死的貓,絕對(duì)不可能看到疊加態(tài)的貓! 同樣道理,當(dāng)這個(gè)人跑過去打算穿過墻壁時(shí)的同時(shí),他也在不斷的觀測(cè)自己,因此他在跑動(dòng)到撞到墻上的過程中,一直都在不斷觀察,最終直到他撞在墻上,這個(gè)人的全身粒子也沒法變成疊加態(tài)的概率云,因?yàn)樗恢痹谔s中! 那么把他的眼睛蒙起來呢?對(duì)不起,他仍然有手腳可以觸碰!那么把他的手腳捆起來丟過去呢,抱歉他仍然有知覺!將麻醉了失去一切知覺丟過去呢?SORRY,請(qǐng)問他此時(shí)和一個(gè)物體有什么區(qū)別?當(dāng)然我們說的是當(dāng)前的狀態(tài),而不是他的公民性質(zhì)! 所以無論多少人撞墻,都不可能有人穿過墻去! |
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