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薛定谔不是薛涛、薛仁贵和薛宝钗的本家,其实他不是中国人,也不是碰巧和中国人同姓。他是奥地利物理学家,他和爱因斯坦一样觉得量子力学不完备,和哥本哈根学派争论不休。爱因斯坦不相信上帝会掷骰子,坚决反对波尔的量子理论,不惜同波尔闹翻。波尔说,“上帝不仅掷骰子,而且把它抛到我们看不到的地方。”世上的事情就是这么奇怪,正是爱因斯坦提出的光量子说,薛定谔提出的薛定谔方程帮助奠定发展了量子力学。
量子力学是物理学的一个分支,研究原子、电子等等微观粒子的运动规律。根据量子力学理论,量子的位置是一个概率,它既可以在这里,也可以在那里。这个位置一旦测定,这个概率就坍塌,变成绝对,这时这个量子只出现在人观测到它的地方。与之相类似的还有单个量子过双隙的奇怪现象,一个量子会从双隙同时穿过,并且还自我干涉成波像。量子常常处于几种互相纠缠、互相叠加的状态。但一经观测,那个量子就变成粒子,只从双隙的其中一个缝隙穿过,变成粒子像。在我们测量之前,一个电子既可以向上旋转,也可以向下旋转。但当事件坍塌的时候,只能处于一种状态。
很明显量子理论违背常识,似是而非,自相矛盾。对这样的理论爱因斯坦当然不相信,那个被称为不懂薛定谔方程的薛定谔也不相信。为了证明量子理论的荒谬性,薛定谔设想了一个试验:把一只可怜的小猫关在一个盒子里,它可以是白猫、黑猫,只要会抓老鼠就行。盒子里有个烧瓶装着剧毒气体,烧瓶上面有个榔头,榔头由一个原子的裂变状况控制。如果原子裂变了,那么榔头就会砸破烧瓶,释放毒气,毒死可怜的猫。假如原子没裂变,猫就不会死。当然这里得假设那些装置都能正常运作。
假如你家里养了一只猫,肯定不愿意拿去做实验。要是猫知道自己参与这项实验,有可能一命呜呼,肯定会想方设法逃走,所以箱子一定要封好,既不要让外面的人看见,毒气也不能漏出来,还要透气,要不然还没放出毒气猫就憋死了。显然这样的箱子并不好找。
原子裂变的概率为50%。从理论上来讲,猫死活的概率也是50%。但根据量子理论,薛定谔的猫可以同时处在不同的状态,它既是死的又活的,或既不死也不活,而是两种状态的叠加。在打开盒子观察时,这种叠加状态就退化为两种清晰状态中的一种,也只能处于其中的一种:要么死、要么活。人的观察使事件坍塌,我们绝对不能观察到猫既是死的又是活的。
当然不打开箱子我们也可能知道猫是死还是活的,只要摇动一下箱子,听听有没有猫的叫声或走动的声音。要是活着应该会听到声音,除非你用了非常笨重的隔音的箱子。
爱因斯坦认为,在我们打开箱子之前,猫要不是死的,要不是活的,和我们有没有打开没有半毛钱关系,打开只是证明了到底是死是活。
根据我们的常识我们会赞同爱因斯坦的观点。这只猫要不死要不活,不可能同时死同时活。这样一类比,量子力学的微观理论在宏观世界就成了悖论。薛定谔设想这个实验就是想证明不确定和叠加的荒谬性。
事实已经证明爱因斯坦和薛定谔错了,猫既死又活,量子理论是对的,目前已被物理界广泛接受,成了现代物理的基础。
显然我们的知觉影响了微观世界的运行。没有人的参与,没有我们的感知,不说外部世界并不存在,至少并不确定。观察者决定了观察结果,这和纯粹的唯心论不谋而合,早在19世纪哲学家伯克利就说了现实取决于人的观察,存在就是被感知。
但我还是搞不清楚猫既死又活的状态会不会存在,我现在就处于既相信又怀疑的状态。猫有没有意识?知不知道自己是死是活?我们和猫都是宇宙的一部分,假如猫不知道,是不是有可能我们也不知道自己是死是活?不知道自己是身在此岸还是彼岸?或者我们也是既死又活?也许别的生物观察我们时我们也是生和死的叠加,同时处于两种状态?仿佛我们变成了薛定谔的猫。
在宏观层面上怎么理解量子理论和薛定谔的猫?有人用怀孕来类比,做爱之后可能怀孕也可能没怀孕。但过几周一旦做了检测,结果不是有就是没有,是确定的,不再是个概率。这个类比显然不妥,完全可以用爱因斯坦的解释来解释。还有人说它如同我们又悲又喜,或又爱又恨的情感,但情感不是物质。更恰当的比喻是如一个同性恋者,从人体器官上判断是个男人,但性别上是个女人,就是说他同时是个男人也是个女人,假如我们看到他和一个同性恋人做爱,他就坍塌成一个女人。
根据量子理论,做实验时猫有没有在箱子里本身是否也是概率事件?有没有考虑到猫有九条命,不是那么容易死?此时我听到一条狗在叫,它是不是薛定谔的狗?会叫肯定是活的,我们可以肯定它是一条巴普洛夫的狗。
对于这个实验我还有一个疑问,假如毒气释放出来了,上帝不想让猫死,猫会死吗?
你知道太多了!
呵呵^_^
呵呵^_^
所以,意识是消耗能量的过程(跑步也是个过程),不是能量。
youtubeDOTcom/watch?v=Uzw6s4nbTZA&t=651s
建立终极统一理论,是一代又一代物理学家的梦想,至今还有物理学家想统一自然界中的四种基本相互作用。
双缝实验告知:如果人们在开启盒子之前看一看磁带上的记录和不看这些记录,结果可能完全不一样。。
所以,物理世界的本质没人懂,很可能永远无法懂。。
BTW,我喜欢物理学家Freeman Dyson的讲座,解释得比较经典。 祝博主周末愉快!
把量子理论的适用边界扩展到整个宇宙还是有不少人在做的,比如霍金。 你说的这个EU理论很小众啊,怎么网上几乎查不到多少内容。 引入“暗物质”的概念既然可以让现有的理论自洽,无妨先用着,没有不带ad hoc的物理学,人类对这个世界的认识将永远在不断发现、不断修正的路上。
宏观尺度也一样,万有引力的方程对星系的旋转根本对不上号,所以就把“暗物质”的概念硬塞进来,才能自圆其说。有学说表示只需要改动引力方程,这样就不需要什么“暗物质”了。EU(Electric Universe theory)直接否定引力,用电磁力解释整个宇宙,星系中心不是黑洞,而是iron plasma 组成的‘甜面圈’。
爱因斯坦认为‘客观实在‘是有的,当他不看月亮的时候,他相信月亮还在那里。。
哥本哈根学派认为,量子世界在被观察以前只是一个概率,由薛定谔的波动方程描述。只有当人们进行观察时,观察使得薛定谔的波动方程落实了(collapse the wave function). 即我们看到的结果原则上是由概率和观察共同决定的,不存在一个原则上与观察无关的客观实在。
或者换句话说,人类对‘实在’的描述将只能被界定在观察上。。用古希腊哲学家伯拉图的话说,我们能看到的永远只能是影子。。
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"
“这个位置一旦测定,这个概率就坍塌,变成绝对,这时这个量子只出现在人观测到它的地方。”
概率是对将来的描述,测定是对过去的描述,怎能混淆在一起。
薛定谔的猫很简单,对于将来概率发生,可能死,可能生,一旦发生成为过去,事实只有一种,死或生。