找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 8186|回复: 1

ZT: 量子江湖风雨录 (5)

[复制链接]
发表于 2010-7-6 07:13:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
各位掌柜请注意,看本集时一定要稳住神,别害怕,别生气。如果描述的与你原来的理性思维大相径庭,那就对了。你将看到:量子江湖的华山论剑,撕裂我们理性 的薛定谔的猫,精神意识被引入到量子革命的解释中,为了排除精神意识的解释,灵魂永生又被引了进来。。。。最后我自己的思维也都太累了,都要停止了一 样。。。8 p( E) ]( T* K

, G" u/ j/ G) Z. d" u# Q9 {' c*******************************************************8 Y5 c/ `% _5 ~$ z3 O6 X
16。4 }5 k# n$ m# o! L3 x
) ]) C: D5 o" J6 k- b
华山论剑的地方选在了美丽的欧洲名地布鲁塞尔,虽然不在西岳华山。时间是1927年,在那个载入史册的第五届索尔维会议上。
& u5 B2 r' _/ H/ m# Y5 x' `5 J! _+ D5 E% b1 F& E  u" S
哥本哈根学派出动了强大的阵容参战,以玻尔为领袖,波恩,海森堡,泡利等战将一同前往,剑桥的约尔当因故未能出席。反对派阵营也有同等强大的阵容,以爱因 斯坦为领袖,赫赫有名的德布罗意和薛定谔为战将。初了这两派势不两立的势力外,当然还有其它各色门派,我们不去管他们了。这些量子物理学方面的重量级人物 面对面较量,从一开始就注定了这场华山论剑必定震动江湖,也必定青史留名。据说后来江湖上一直流传的那张神秘的“物理学全明星梦之队”的照片就是这次华山 论剑的见证。2 F7 P# P; l2 a1 o

! x+ i* s6 ~3 r4 \. M比剑从一开始气氛就很火爆,真是仇人相见,分开眼红。想想从前,都是打的笔墨官司,你来我往,总要借助学术杂志等媒体,费时费力,又多有误会,使人总觉得 不那么痛快淋漓,不能过瘾。现在,同处一室,短兵相接,兵来将挡,水来土淹,沧海横流,方显英雄本色,好不畅快。
! B( G, g" v3 y2 g+ c% B" T, H5 w! {/ j9 C2 n
开始时,双方的主帅都在冷静观阵,任凭各自的战将互相撕杀。5 q( Z2 E) r0 o) u) N
3 A" R& v: x0 E0 o! W2 ]# t
爱因斯坦阵营的战将德布罗意首先挺枪出马,来个精彩的阵前亮相。他狠狠地抨击哥本哈根学派的关于电子粒子性和波动性的互补解释,完全不同意这种放弃客观存 在性的离经叛道思维。德布罗意亮出他多年的看家本领,认为电子本身就是一个波,而粒子性可以看作是波动方程的一个奇点,他提出一种“导波”的思想,正是这 个紧紧围绕电子的“导波”在无限空间中随处分布,来指导电子的一切行为。' l, o4 j" _- W3 E1 e

) }; F. w9 M8 \) \德布罗意的思想受到了哥本哈根学派第一狙击手泡利的凌厉反击,泡利旁征博引,从理论从实验两方面对德布罗意猛烈轰击,德布罗意招架不住,一路败下阵来。
' k# j5 ~# Q0 i! k  J8 ]2 L, s2 }- d5 c1 n
爱因斯坦阵营的薛定谔眼看己方的德布罗意兄狼狈败北,急忙催马出阵来援。遗憾的是,哥本哈根的泡利火力太猛,又有波恩和海森堡在旁助阵,薛定谔对德布罗意 兄也无力回天。薛定谔的助阵力度连德布罗意自己也不满意。
  g  @) C7 C; w" u+ Z( h
! l; j+ h! b6 }1 T随着战局的深入,哥本哈根学派逐渐占了绝对的上风,他们竟然扬言:“量子力学是一种完备的理论,它的基本假设和数学假设是不能进一步修改的。”在反对派的 败相面前,哥本哈根学派更是乘胜追击,对薛定谔的“电子云”思想大加抨击。最后迫使薛定谔承认自己的“计算还不太令人满意”。7 E. ~# C7 `- A, _1 I; N0 x9 F

$ @. z' l) v1 ^对这场硝烟弥漫的混战中,爱因斯坦开初一直保持着可怕的沉默。但他最后忍不住了,便迅猛出击。
; ~$ n) p& n' r5 R, y, q
9 r& c/ F, u9 ?爱因斯坦不愧是个久经战阵的超一流好手,一出手便剑法凌厉,快捷,有力。他首先提出了一个模型:一个电子通过一个小孔得到衍射图像,对哥本哈根的电子概率 分布解释进行无情的攻击。他指出,哥本哈根的随机性解释表明,“同一个过程会产生许多不同的结果,而且这样一来,感应屏上的许多区域就要同时对电子的观测 作出反应,这似乎暗示了一种超距作用,从而违背相对论。”不光这些,爱因斯坦在后面几天的会议中不断地提出各种思想实验来证明量子理论有重大错误。
9 Q1 m  K" a( S- H6 C% o, d$ e) K9 d  u1 u
在爱因斯坦的精纯剑法面前,哥本哈根阵营的波恩,海森堡和泡利基本都退居二线,爱因斯坦阵营的德布罗意和薛定谔也退居二线,只有哥本哈根阵营的主帅玻尔从 幕后走向前台力敌敌方主帅,成了两大巨头的单挑决斗。一时间两大掌门龙虎相争,各出奇招,变幻莫测,打得是天昏地暗,月落星稀。, q1 r9 e& B% y; i0 a
. K1 c- f) e: W! e# E
然而,尽管爱因斯坦当年凭一己之力就提出了震惊江湖的相对论,在量子革命初期也是一招惊江湖,其内力其剑术已经是炉火纯青,如入化境,但敌方主帅玻尔总能 在烟雾缭绕的险境中找到反击的招数,将爱因斯坦的攻击化为乌有。在这些思维较量中,爱因斯坦终于败下阵来,他输的很惨。
$ B3 r; [! @0 Z* o- X2 U8 K$ J8 {
! W7 @7 x4 t; c+ X: y$ [& h但爱因斯坦并不服气,尽管从量子理论的自洽方面,他没能攻破敌方的阵营,但他认为量子力学是错的,他虔诚地坚信因果律,他不相信“上帝会掷骰子”,他不相 信量子力学的概率解释,不确定性,和互补原理。在1926年写给波恩的信里,他说:“量子力学令人印象深刻,但是一种内在的声音告诉我它并不是真实的。这 个理论产生了许多好的结果,可它并没有使我们更接近‘老头 子’的奥秘。我毫无保留地相信,‘老头子’是不掷骰子的。”
3 M1 v+ I9 ~4 r& y: e
# b4 _9 {, B9 d" p6 l: I  h* j夕阳西下,古道秋风,残阳如血。爱因斯坦和他的勇士们擦干了身上的血迹,提枪上马,他们要苦练神功,再战哥本哈根学派,与量子理论不共戴天,誓与经典理论 共存亡。* u' f8 t: L5 a; A9 S; D

; s8 e; x$ c0 J# ?1930年,爱因斯坦在闭门苦练三年后,再度向哥本哈根学派的量子力学重拳出击。他用自己的独门绝技相对论,设计了一个电子箱思想实验,力图釜底抽薪从理 论上重创量子力学的核心基础 – 不确定性原理。那成想,哥本哈根学派的掌门人玻尔,大智若愚,重剑无锋,大巧不工,以其人之道还治其人之身,硬生生地用爱因斯坦的独门绝技相对论把爱因斯 坦给挡了回去,砸的爱因斯坦吐血。$ m+ g1 K6 W5 d, W6 v$ X  [8 \

% N7 v0 E  [9 i9 W" a! i然而,爱因斯坦虽败犹荣,让我们见证了这位物理大师的精湛武功,精奇招数和横溢才气。也见证了玻尔这位量子力学开山鼻祖的致密思虑,深远视野和敏捷才智。 他们两位旷世奇才的这次比拼实为江湖上所罕见。3 M% v" C) m: k( E6 N$ A" G. M2 ]

3 C5 M! {- ?  e, R$ K既生爱,何生玻?, a/ J- U+ ^2 p" k! ~) U

$ T7 f8 R2 ^$ L2 U' _毕竟爱因斯坦不是周瑜,他不会给玻尔气死。爱因斯坦还要向哥本哈根学派的量子力学投掷出一个威力无比的手雷 – EPR 佯谬,薛定谔也趁机放出了他那驯养多年的“毒猫”,量力江湖不断地出现着高智慧的较量。有爱因斯坦在,哥本哈根学派就永无宁日,玻尔也永无宁日。直到爱因 斯坛去世,他和玻尔的论战还没有结束。到上世纪八十年代,一系列精巧的实验才给玻尔和爱因斯坦的世纪之争,做出了最后的决定性裁决,才真正用实验解答了爱 因斯坦的EPR 佯谬,爱因斯坦彻底地错了,但他却不能看到那个决定性的实验。这是后话,我们这里暂且按下不表,我们先看看令量子江湖“谈猫色变” 、“闻猫丧胆” 的薛定谔的“猫”。1 Y" L* w- F% h  ~; G8 _. _

* C8 v* N  P  G3 j17。
% `9 _5 A; F: ?2 w! S) _3 n$ }6 Q6 K, a, F# @( m) A- ]
华山论剑及之后的较量,都没能摧毁哥本哈根学派创立的量子力学及其解释,量子力学反而更被很多人普遍接受。爱因斯坦也无力回天,当他和同事们提出EPR佯 谬时,不再提量子力学是错误的,而是改成量子力学是不完备的,存在解释的漏洞。这时,薛定谔非常高兴,趁机放出了他那驯养已久的“猫” ,要来撕裂哥本哈根学派的灵魂,其论文在1935年发表。
% c/ |7 |% B/ I. _" |
% e1 l" h. \$ t' q$ ^3 G1 G$ o薛定谔这样来建立他的挑战:根据哥本哈根学派的解释,一个微观粒子在没有被观察测量前,这个粒子是处于一个模棱两可的叠加态,象个幽灵。只有观察测量后, 微观粒子才从幽灵的叠加混合状态坍缩成物理实在。很好,那我们就来设计一个实验来拆穿这个谎言。! G8 h. e9 V' ~

' ]' k# D+ ]7 L7 Q2 W( r5 u) ]1 _我们设计一个不透明的密闭箱子,箱子里放一个猫进去,再放一个放射性原子进去,还放一瓶巨毒的毒气。进一步,我们有一个非常巧妙的理想装置也在箱子里面 (反正是思想实验,你想是什么装置都成) ,这个理想装置受放射性原子衰变出来的中子控制。如果放射性原子衰变出中子,这个中子就会启动那个理想装置,而理想装置就把毒气瓶打开,放出毒气,猫就一 命呜呼,魂归西天。如果放射性原子不衰变,就不会有中子,理想装置也不启动,毒气就不放出来,猫就幸福地活着。
( k% h) [7 o& T/ r. e* }1 c9 S
6 N1 C- p4 n8 ?- V/ o- j1 d: ?: R现在我们用哥本哈根学派创立的量子力学来解释这个实验。放射性原子是微观粒子,符合哥本哈根学派的量子力学描述对象。那么在我们还没打开箱子观察测量之 前,这个放射性原子处于幽灵状态,确切地说,它处于衰变与不衰变中子的叠加态,或者说两可态。正因为这样,那么理想装置也处于打开和不打开毒气瓶的两可混 合态,进而,猫也就处于被毒死和活着的两可混合态。只有当我们打开箱子观察测量的那一瞬间,一切才从两可的混合态坍缩,或者看到死猫,或者看到活猫,两者 比居其一。. ?& W, J7 L0 m8 {2 z# y- v

0 I, G0 d2 P; u3 @薛定谔这下高兴了。他要看哥本哈根学派的笑话,他说,我就不打开箱子观看,我就让那个可怜的猫处于要死要活、半死不活、又死又活的两可混合叠加态。要说这 么折磨这个可怜的猫,那全是哥本哈根学派的功劳,谁让他们发明那些古怪的量子力学解释呢?
9 N6 ?& S, t! X, b" L2 W) Y* J0 T6 L
同学们,你们大家能想象得出一个处于死和活的两可混合叠加状态猫吗?薛定谔真是够狠的,这种撕裂我们理性思维的绝活就他能干出来。
% c, J* F- i7 A! f/ g. i" f& q( ?) |1 [, ]  \
在这个绝活面前,哥本哈根学派也没脾气,只能硬着脖子说:就是那样,谁让你用猫来做实验呢?: M9 I5 Q1 ^+ ?
4 h: G# V3 Q2 A* W$ {! [7 l
其实,这不是用不用猫来做实验的问题。薛定谔的猫只是把哥本哈根学派的解释从微观粒子世界拉到了我们宏观世界而已。哥本哈根学派的三大解释,不确定性原 理、互补原理和概率解释就以这样的形式影响到了我们所处的世界,影响到了我们的生活层面。也就是说,按照哥本哈根学派创立的量子力学及其解释,我们周围的 一切,如果没有被观察测量时,都是处于一个叠加的混合幽灵状态,只有观察测量才使得这一切瞬间成为实在。; v  x: o* p0 @

* q5 h+ T% s% `( ]- Z这也太玄了吧?
5 w1 T& @! \" H5 r
$ b4 A! h- N' ^1 J9 J# @! f玄是玄了点,但想想也不太算离谱,因为有人早就这样想过。据说中国文化中的心学大师王阳明就说过:“你未看此花时,此花与汝同归于寂;你来看此花时,则此 花颜色一时明白起来” ,就是说你看花时花才是花,没看时什么都不是 。好象西方有位贝克莱主教也有句名言:“存在就是被感知” ,也就是说,你感知了才有了存在,你没感知时就什么都不是。这些都与哥本哈根学派创立的量子力学解释有异曲同工之妙。4 G% D) ^! k: u1 U, k0 N0 |

) r2 l( l# A0 S) m1 K虽然我们这里说着,觉得好玩,但在物理学上却不象我们说说这么惬意。悄悄地,一只令玻尔也胆战心惊的“意识猛兽” 站在了哥本哈根学派的面前。
+ t$ }& m6 ]3 r/ s. ~" \  n
3 Z0 {6 w8 m3 C0 ?/ w2 H8 n17。
( e, w/ a# ^6 ~3 \2 G, K. v7 o& ]; k% O  X7 U7 ~
前面我们已经述及哥本哈根学派创立的量子力学有三大解释理论支柱:不确定性原理,互补原理和概率解释,这适用于任何微观粒子,我们就特别以电子为例。
1 \+ V! \& Y* r! r9 D% ~" _0 X& j2 O9 v# a9 _5 F
互补原理是说,在我们没有观察测量之前,电子本身什么都不是,它就是一个“幽灵” ,按照薛定谔的波动方程发展 。当我们一旦采取某种方式观察测量这个电子时,不确定性原理起作用,给我们展现电子的某一种特性,由概率解释来跳出一个实际的结果供我们观察。电子由幽灵 状态突然变成可观察的实际状态的过程,称为“波函数的坍缩” 。
0 q( t2 t4 N" W, f0 x8 s2 S0 e
, E2 T9 b  w4 p5 f这里出现了两种截然不同的图景。在没有观察测量前,电子是一个幽灵处于各种特性的混合叠加状态,严格按照方程发展,是个连续的过程,数学上是可逆的。但当 观察测量发生后,波函数坍缩了,一个确定的状态出现了,是不可逆的,而这个确定状态的出现是完全随机的,概率性的。
) z, `0 M. l- S0 `. k( O2 g
- g) U; A. ^2 h. W现在的问题是,是什么东西,或者什么机理使得波函数坍缩,然后产生了这么巨大的变化,使得一个幽灵变成了实在?
2 h& V4 y; N' s
- D8 |- w7 w' a& n9 e1 _2 F同学们可能说了,这不很简单吗?前面不是说观察测量使得波函数坍缩吗?不是观察测量使得幽灵电子出现了我们想看到的物理特性吗?
& T) n+ J, ?9 C9 d' |( o, v, O- R. X# q- N: N0 X" e
你说的对,是测量观察使得波函数坍缩了。但问题是这个观察测量怎么定义?我们拿眼睛看算观察测量,还是要用仪器才算观察测量?
$ K% d+ |; b) m9 n, y9 X7 Y6 ^4 [( d% M  H' [. f$ x/ M
首先我们考虑仪器的测量算观察测量。其实这不用我们来考虑,有位天才的大脑已经为我们考虑过了,这个天才的大脑就是伟大的冯诺伊曼。他是现代计算机的奠基 人之一,非常杰出的一位数学家,在量子力学的发展中贡献卓著,于1932年出版了他的名著《量子力学的数学基础》。
$ f2 Z5 U5 p0 _7 v
+ R. s6 P* [/ y; O0 L6 N7 i冯诺伊曼详细考察了量子力学中遇到的这个观察测量难题,提出一种理论叫“无限后退理论” 。他的理论大概是这样的:假设电子波函数的坍缩是由我们观察测量电子的仪器(例如仪器A)引起的,那么这个仪器A就需要另外的仪器B来测量,才能使得A自 己的波函数坍缩成为实体,因为A本身也是由无数微观粒子组成,有自己的波函数需要首先坍缩。这样我们将B仪器拉进来了去坍缩A的波函数,但问题是,B仪器 的波函数也需要其它仪器C来坍缩。2 t0 S- Z9 `; C4 z
: F+ q8 d& ?% N( b# O' {
这样就麻烦了,我们需要一系列的仪器的波函数先坍缩,直到我们无限后退,总有仪器没有别的仪器来坍缩它的波函数。这样,整个链条就轰然倒塌了,波函数都没 法坍缩。如果我们继续思考整个宇宙物质这个大体系,它的波函数由什么仪器来观察测量使其波函数坍缩?) X, W: W+ y; `. x1 K! F( e, r

; o; v0 g8 l3 A& n3 m, |真的麻烦了。显然,认为一个电子的波函数坍缩是由测量仪器造成的这个论点在理论上站不住脚。7 V% f( J( G4 g9 B* U; |
- X- g  d& u! R# N6 \
这里大家要小心了,继续的思考就会引出更大的麻烦,你会非常震惊,可能都不相信自己的理智推理能力了。( c' _# ?* P8 O+ q  q
: {0 V, F4 _4 H3 i9 [1 O
好,大家稳住神,我们继续推理,管它刀山火海。) L% I' l: V& n0 B! ~' }+ C

% x! z4 k7 |! O% N0 N在我们的电子双缝实验中,当我们选取了一种测量方式,确定了我们想要看到电子的某种特性后,我们就看到了电子的这种特性,电子的波函数就从幽灵状态坍缩 了,一切结束。如果我们排除了物理的测量仪器使得电子波函数坍缩这个可能性(前边伟大的冯诺伊曼已经给我们做了) ,那还剩下那种可能性?
7 R8 W  `1 h* y5 C
) F$ Y$ W# k- B我们只剩下“精神意识” !对,是我们的“精神意识” 使得我们要观察的电子波函数坍缩了!“精神意识”被引进了物理学中来,是它创造了物质的实在性!
1 W1 ?9 O/ c. }1 L8 i
" R, z$ g6 r2 T% ^5 `/ s& R我想现在很多同学已经很愤怒了,为我把“精神意识” 说成是微观粒子幽灵变成物质实在需要的波函数坍缩的原因而愤怒。
" H. l. {' e8 w# t' ]0 O3 F2 ?* P; z  i% @! k
我很理解同学们的愤怒,我也很愤怒。我愤怒的原因是,前面的推论不是我的推论,那是一个鼎鼎大名的量子力学名家的推论,他获得过诺贝尔物理学奖,他就是伟 大的尤金·维格纳!
1 Y6 y! Q: o. @3 j' d' T9 A7 r, z& ^* x' I
这个维格纳是20世纪最伟大的物理学家之一,也是量子力学的奠基人之一。他与前面提到的天才冯诺伊曼是一对互补的搭档,一个在数学上绝顶聪明,一个在物理 上绝顶聪明。正是这两个绝顶,一个排除了仪器使得波函数坍缩的可能性,另外一个把“精神意识” 引进来了。9 q) D3 B" J1 M; L9 O) d  s3 B
$ s! w# n8 @- A8 j8 O0 L
维格纳论证,精神意识作用于外部世界,使得波函数坍缩很好理解。因为外部世界能引起我们精神意识的改变,说明外部世界和我们的精神意识能发生某种微妙的作 用,那么我们的精神意识能作用于外部世界也就不是什么大问题,因为牛顿定律告诉我们,作用与反作用总是相辅相成的。维格纳的论文题目是《对于灵肉问题的评 论》,收入他1967年的论文集里。# ?+ c3 D. u& Q9 M$ p! Z
+ E# D$ q6 _+ ~1 X1 n  c7 Z
实际上,精神意识与物质的相互作用问题是个非常有意义的科学问题。试想想我们的精神意识是怎样与我们的身体行为相作用的。我们的头脑中出现一个思想说想上 网,我们的手就去打开计算机,联网,然后上网。现在的问题是,作为精神意识的思想,是通过什么机理与我们身体的各种敏感元件作用的,去触动这些敏感元件发 出信号,使得我们能完成各种动作?
! }4 z# |( N6 Q  i5 x9 u& h# w  [, m  k$ d" A/ o
不管怎么样,维格纳从哥本哈根学派的正统量子力学理论中推论得出结论,精神意识使得微观粒子从幽灵的量子叠加态坍缩成为真正的物理现实。但这使得我们要面 对更加难缠的严峻问题,非常挑战我们的理性思维的极限。因为我们马上就会想到,当我们人类还没有来到这个世界上时,我们的宇宙是怎样从幽灵状态坍缩成为物 理实在的?9 R2 X9 i. m& w  K! l. Q
% X$ a) R1 ?5 Q
对这个问题,爱因斯坦的同事,玻尔的密切合作者,著名物理学家约翰-惠勒提出了一个相当令人吃惊的构想,会使得各位同学们气的闭过气去。
# i3 I. m  O) y& F% s# S+ ]- N& a1 ]+ _% i7 S. o5 }3 ~2 P) R
那是1979年在爱因斯坦诞辰100周年的纪念会上,惠勒提出了一个独特的实验设想,使得电子双缝实验能出现一个惊人的结果,那就是当电子已经通过了双缝 之后,实验人员再来选定是要电子通过一条缝还是两条缝。
( T8 F0 {9 S% A+ H. o
6 b1 ~1 I% ~4 g5 S同学们没有必要去思考他的实验是怎样设计的,我们只要明白惠勒这个实验的精髓就行,那就是当结果发生之后,我们再决定怎样使得这个结果发生。一句话就是, 结果在前,引起这个结果的原因在后。这个实验被称为“逆动因果”或者“延迟决定”实验。这个实验如果成功,就意味着以玻尔为首的哥本哈根学派的量子力学解 释是对的,而爱因斯坦是错的。
4 v. M  Y, R: _) a0 A( i3 r
0 G7 E) ?2 ~$ c. S: H- }2 d+ l是否大家的理性听着这个思想就想发疯?前段时间在一个论坛上,有人听说了这个事后,就说“惠勒”是个神经病。
9 v. g2 i- I9 N5 P5 I! G3 F. Z9 a* @' w9 |
惠勒当然不是“神经病”,他是著名的物理学家。在他的天才思想提出后五年,美国马里兰大学的物理学家就作出了这个实验,结果与玻尔的量子力学预言相一致, 与爱因斯坦的预言相反。很快,德国慕尼黑大学的一个研究组也作出了相似的结果。
1 l- J8 t6 J% I- W6 d+ e9 S  e" q7 W4 J& Y
根据这个思想,惠勒他们提出一个宇宙创生模型,叫“参与性宇宙”模型。就是说我们人类的精神意识以某种方式倒回去参与了还没有我们人类时的宇宙实在生成过 程,而后来才有了我们人类自己,包括我们的精神意识。/ ^0 _; I/ P) J2 Z7 r
% {' N5 b( Z5 Q1 w: z( ~
这个模型是个怪圈。尽管有那些“逆动因果”的实验作为基础,但我不相信这个宇宙生成模型。原因是,那些实验室中的“逆动因果”的实验是我们精心安排的,但 现在是谁精心安排没有我们人类之前的宇宙生成这样的伟大实验呢?3 R7 u: X+ f$ c0 S" R( s

, }! ^. G/ m" K5 @4 Y' o或许,上帝的精神意识才是宇宙实在生成的根本原因。
& O, M5 y  Z" h% \: z% I
- k2 j& s, v4 q1 T# y不管怎么样,“精神意识”创造了我们外界的物理实在的奇妙思想激起了不少物理学家的热情和好奇心,他们沿着维格纳的方向继续前进,其中的佼者包括美国伯克 利劳伦斯国家物理实验室的物理学家亨利?斯塔普和阿姆斯特丹大学的比尔曼,他们试图用理论和实验来支持他们的研究,我们只能拭目以待。
; ]9 @6 r7 A5 v* d1 H& X; G# b* k, n) [$ b9 I9 o
虽然从量子力学的正统哥本哈根解释出发,精神意识被引进了物理学的殿堂,但这令很多人不舒服,就像爱因斯坦一样。一个新的思想被提了出来,要对抗这种“精 神意识”引起波函数坍缩的解释,这就是“平行多宇宙”理论。但令人意想不到的是,这个理论却导致了骇人听闻的“量子自杀”和“灵魂永生”困境。* [5 \6 a$ [; W$ ~% u

8 m1 a- @, W* a" G20。0 X' ]6 w5 H, a$ r$ F) w

* T' M; f$ `5 ~* N0 c3 K根据哥本哈根学派的正统量子力学解释,伟大的维格纳堂而皇之地把“精神意识” 引入到了物理学的殿堂里。虽然物理学家们没有太多的理由去反驳维格纳的前卫,甚至很有不少人顺着这条路子摸索前行,例如惠勒提出的“逆动因果” 的“参与模型” ,及后来者包括美国伯克利劳伦斯国家物理实验室的物理学家斯塔普和阿姆斯特丹大学的比尔曼等的理论及实验。$ n3 u0 p2 |8 e  O! m
. L6 c2 @- [4 @% o, m! d$ P
但是,把“精神意识” 引入还是令很多物理学家不舒服,因为这与他们曾经信奉的客观物理实在性不一致。虽然,爱因斯坦等科学大师们已经在反对量子力学的道路上一输再输,可以说头 破血流。但勇士们的信仰使得他们仍然会前仆后继,奋战不休。$ X8 R8 E7 ?) L" E$ M

6 R7 F: k$ p/ i1 P1 ~# x% u% V- [也难怪,量子力学的思想太颠覆,太革命,太反传统,无疑会受到无休无止的攻击。可能从量子力学诞生的那天起,就注定了它要将物理学搞得天昏地暗,也注定对 它的挑战会绵延不断。2 \+ A$ X0 \( k& Y# h

9 A( {. Z, f2 `2 g我们仔细分析一下为什么精神意识会被伟大的维格纳堂而皇之地引入到了物理学的殿堂里?就是因为量子力学提出了波函数坍缩这个解释。那么为了避免“精神意 识” 的引入,那些反对派物理学家就认定,只有从波函数坍缩这一概念下手方可成功。
/ d  T0 a8 P; D& r# Z1 b& \8 I) l1 Y6 b% e
按照哥本哈根学派的解释,在波函数坍缩前,一切微观粒子不是处于模棱两可的线性叠加混合态吗?那我们就假定这些模棱两可的线性叠加混合态跟观察测量没有关 系,它本身描述的就是不同的实际状态,只不过我们只能看到其中的某一态而已。每次对那怕一个粒子的小小的观察测量都使得包含这个粒子的宇宙以众多可能的状 态分裂,成为多个宇宙。这个理论叫“平行多世界理论” ,是由物理学家埃弗莱特在1954年提出的,他是爱因斯坦的忠实信徒。& [; V9 D9 D% ~$ w, D7 g1 X
5 {7 y8 O/ b6 O5 x
就以薛定谔的猫为例。在“平行多世界理论” 中,猫并没有处于什么死和活的叠加状态,而是一旦原子衰变,就产生了两个世界,一个世界里猫是死的,另外一个世界里猫是活的,因为猫死猫活就两个状态。我 们观测是只能看到一个状态,要么猫死,要么猫活,因为宇宙分裂时我们也分裂了,要么在猫死的世界里,要么在猫活的世界里。
- A9 l3 ?9 G' l* {0 y" v$ z' R* a- j) p  Q4 Y0 e
如果这个“平行多世界理论” 是正确的,那么宇宙中的任何粒子的微小动作都有不同的可能状态,宇宙就跟着分裂,这样从宇宙创生到现在的一两百亿年中,宇宙已经分裂成了无穷无尽多的世 界,我们在有生之年也被分裂到无穷多其它世界中去了。在不同的世界里,我们过着不同的生活,有不同的人生轨迹。
* z/ b. a0 j& g3 B. R5 m5 [/ \- ~: L+ S
想想也挺好。如果在这个世界里,我深深地、刻骨铭心地爱着一个人,但由于某种现实的原因,我不能与心爱的人结合,有了这个“平行多世界理论” ,我们就会出现在其它无穷多的世界里,总有某些世界里我们可以如愿以偿,结合在一切,过着甜蜜而美好的生活。. B4 M5 h& C6 P) J

2 x! c5 t- K) G! D( P, V这个“平行多世界理论” 为了一个小小电子的跃迁,就把整个宇宙拖下水,让宇宙分裂,也没有太多令人信服的理由,更没有实验上的任何支持,但是由于它把“精神意识” 排除在了物理学的外边,世界又成为了客观的外部世界,就获得了不少物理学家的支持。看来有时候科学界也不是那么客观,信仰的作用可以使得一些人强烈地反对 一种理论(如爱因斯坦等) ,也可以使很多人支持一个没有多少依据的理论。这次爱因斯坦却相反,他非常反对“平行多世界理论” ,曾不无调侃地说:“我不能相信,仅仅是因为看了它一眼,一只老鼠就使得宇宙发生剧烈的变化” 。
  R& o0 I! ?& F2 X4 o
% }! b+ ]0 f! ]' N4 ], Z4 ], o然而,就在“平行多世界理论” 的倡导者和支持者高兴的时候,一个“灵魂不死” 的幽灵随着可怕的“量子自杀” 悄悄地出现了。0 P4 K) S! U: c, i6 t* B" r) S

$ }4 d6 L/ r$ y2 E4 c* r( ?21。- b# A  T+ G) q. M5 U
, A% w! y, e7 _/ q8 L3 e& f
量子力学已经带给我们太多的奇迹和困惑,我想大家可能都已经疲倦了这些量子革命的疯狂思想和各种无休无止的挑战。我不打算仔细介绍“平行多世界理论” 遇到的“量子自杀” 和“灵魂不死” 的困境,只是给大家提一下。
' W6 b8 g' {3 I# G. f
7 P& P9 m1 Y: T4 y+ v令人毛骨悚然的“量子自杀” 实验上上世纪80年代有两位物理学家提出,后在1998年被宇宙学家提格马克广为宣传。
# [: [# i$ F2 K, L$ l8 L! v- _$ `
这个实验是把薛定谔的猫实验中的猫还成了某个愿意为科学现身的仁人志士。根据哥本哈根的量子力学,这个实验中的同志,在箱子打开前是处于不死不活的叠加 态;一旦箱子打开,这个同志不活就死,二者必选其一。
2 F) a" E. K# h( U% c
9 v9 @$ G! |3 C4 {- H1 H) X, Q, Q但到了“平行多世界理论” 这里,每次实验,都要同时产生两两个结果,一个活人世界,一个死人世界。
7 {4 Z5 }# d2 b8 i0 f4 n) V  @8 L6 D5 D5 X, ^; W
或许大家刚才听过了“平行多世界理论” 的世界裂变,不觉得这个“量子自杀” 实验有什么稀奇。但你仔细想想就有了问题。
- R7 Y- h! Z* e) Z9 C$ I, g7 V4 z! N) z  _; U% y+ q9 @( C, k
在“平行多世界理论” 任何一次实验,或者选择,都会产生各种不同结果,使得宇宙分裂成不同的世界。那么我们想想,如果一个人想自杀,在自杀的一瞬间,总有两个结果,一个是这个 人死了,另外一个就是这个人还活着,只不过在不同的世界里。同样的推理,我们只要来到这个宇宙里,无论我们是生老病死,或者自杀,或者他杀,当那个时间发 生时,总有一个世界里我们是不死的。如果我们继续推理,那我们就不会完全从这个宇宙里消失,总会在某个世界里活着。
+ k8 s# C. x4 w: H! |' \( Y
/ Q, L1 n7 X' M$ z9 S. Y$ D( f% n这就是“平行多世界理论” 导致的“灵魂永生” 问题。
6 x9 @: k) A7 U. ~' c
/ z8 L3 y) e  G- Y. e这是否真有点乱套了,我们为了逃避“精神意识” 进入物理学的殿堂,才提出“平行多世界理论” ,怎么七拐八拐又出现了“灵魂永生” 的绝境?
# I& X2 G0 F8 H+ y" c4 N" O/ T* y
0 x. Y7 u1 N% k' z: u5 k% U. m+ \算了,我不想管这些事情了,爱因斯坦攻击量子力学的EPR佯谬我也不想讲了,判定爱因斯坦EPR佯谬的神秘不等式及其爱因斯坦败北的最终决定性的实验我也 不想讲了,其它诸多挑战哥本哈根量子力学解释的各种新理论,我也不想讲了。因为我累了,爱谁谁去。反正,我知道玻尔后来也累了,对任何新的挑战都麻木不 仁,也是爱谁谁去。
7 C& G8 R9 r' {! v" T0 n
0 y2 l  U6 F/ N7 u: f但我负责地告诉大家,哥本哈根学派创立的量子力学至今还是屹立不倒,在最新的超弦理论里和更新的M理论里,哥本哈根学派创立的量子力学仍然是基础。将来量 子力学会否被推翻,我不知道。
/ w1 \8 z1 H7 C# x1 R; k1 J8 c6 _( N% o7 S+ q2 g/ X& r  w" J
管它呢,爱谁谁去。本掌柜也潇洒一回!呵呵。0 J+ P% j0 R5 o8 \4 P
3 Y4 ^  B$ O- n% o& v. F
(不知道什么时候,本掌柜可能就又心动了,会把决定爱因斯坦与玻尔最终命运的精彩实验再整理出来。)
 楼主| 发表于 2010-7-6 12:49:15 | 显示全部楼层
我不得不说,我宁可相信“精神意识”的作用,也不愿意相信平行世界。。。这个更离谱了
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

客户端