第586章 不看月亮,月亮就不存在!什么是测量!世界的本质!李爱之争!
真实历史上,哥本哈根诠释就是量子力学对世界本质的正统解释。
它几乎成为了量子力学的代名词,哥本哈根诠释就等于量子力学。
而这一世,由玻恩、海森堡、玻尔等人发展出的哥本哈根诠释,被李奇维一人独自提出。
原本的哥本哈根诠释也变成了布鲁斯诠释!
布鲁斯诠释就代表了量子力学的正统!
它包含三个最核心的概念:概率波、不确定性原理、互补原理(态迭加原理和波函数坍缩是其推论)。
三大概念分别颠覆了经典物理学中的三个“常识”。
概率波否定了因果性,不确定性原理否定了决定性,互补原理否定了客观存在。
此刻,场上众多大佬忍不住相互讨论。
布鲁斯诠释带给他们的震撼实在太大了!
这已经涉及到关于世界本质的讨论。
按照互补原理,电子在没有被测量之前,什么也不是。
严格来说,电子既不是概率波也不是粒子,这些都只是它的某一面。
佛教中有个概念叫“佛乃千面一心”。
这个一心就是电子的本质,它是不可描述的。
而千面,则是指电子表现出的波动性或者粒子性。
电子的状态只能由波函数ψ来描述,而ψ本身又是一个复数,没有任何物理意义,不代表任何物理实在。
只有|ψ|才有物理意义,代表了电子出现在某个位置的概率。
而波函数ψ随着时间和空间的演化过程,遵循薛定谔方程。
所以,【在没有测量前】,电子就会一直以波函数ψ的形式存在。
这种状态下,你不能说电子是概率波,也不能说电子是粒子。
你也不能说电子既是概率波又是粒子。
甚至你还不能说电子既不是概率波,也不是粒子。
只要你想尝试对电子的图景进行描述,那就必然是错的。
你只能说:【电子什么都不是】!
它没有任何意义,就如鬼魅的幽灵。
【只有当你测量时】,电子才会表现出特定的性质。
实在令人匪夷所思。
普朗克喃喃自语:
“我有预感,今天的会议结果,恐怕会彻底颠覆整个物理学!”
以在场诸多大佬们的绝世智慧,也被互补原理搞得晕头转向。
然而,爱因斯坦却眉头微皱。
一直以来,他都对量子力学抱着怀疑的态度。
他认为量子力学之所以看起来匪夷所思,其实是因为隐变量没有被发现。
概率波和不确定性原理,他勉强还能接受。
虽然他之前在与李奇维的争论中,提出“上帝不掷骰子”。
但是现实中存在的原子衰变、电子跃迁等现象,确实证明了概率的存在。
因此,爱因斯坦抵触不是特别大。
然而,今天布鲁斯提出的最后一点,他无论如何也接受不了。
“没有观察,就没有客观存在?”
“这怎么可能!”
在爱因斯坦看来,客观现实肯定是独立于观察者的。
就算人类突然消失,地球依然存在,宇宙依然存在。
不可能因为没有人类的观察,世间的一切都不存在了。
互补原理对于客观存在的否定,让爱因斯坦无论如何也不敢认同。
他朝着薛定谔看了一眼,心中顿时凉了半截。
“完了,小薛都快被惊呆了。”
“看来只能靠我一个人孤军奋战了!”
很快,作为主持人的洛伦兹最先反应过来。
尽管他的脸上还残留着震惊,但是依然要主持会议流程。
“下面,请针对布鲁斯教授的理论开始提问。”
会场内开始躁动起来。
年轻一辈们,你看看我,我看看你,想站起来,又不知如何开口。
老一辈们则气定神闲,心中默念:“一定不能暴露自己听不懂的事实”。
就在这时,爱因斯坦深吸一口气。
他环顾一圈,提出了那个经典的质疑:
“布鲁斯,难道我们不看月亮,月亮就不存在了吗?”
哗!
众人震撼!
这句话所蕴含的信息实在令人胆寒!
细思极恐!
根据互补原理,当没有观察月亮时,月亮处于各种状态的迭加态之中。
这时候的月亮,并不是人类认知中的月亮。
它可能是个苹果、是个美女,或者干脆什么也没有。
只有当你观察了,月亮才会从迭加态坍缩成【月亮本征态】。
此时的月亮,才是我们一直看见和熟知的月亮。
但这个说法实在有点太惊悚了!
只要往前推广一步,就能得出一个匪夷所思的命题:
“如果没有人类,宇宙中的一切还存在吗?”
面对爱因斯坦的质疑,李奇维微微一笑。
“爱因斯坦,那要看你是如何理解【客观存在】这个概念。”
“我想用一个形象的例子来说明这个问题。”
“目前我们对世界的一切描述,都是基于人类的感官。”
“人眼能看到的波长在400nm-760nm之间。”
“在这个波段内,我们看到的世界是丰富多彩,充满了各种颜色。”
“苹果是红色的,香蕉是黄色的,西瓜是绿色的。”
“最近,我曾阅读过一些生物学方面的论文。”
“有些研究证明,猫和狗能看到的波长范围比人窄很多,大约是450nm-550nm。”
“所以,在猫狗的眼中,世界并不是五颜六色的,而是黑白的。”
“它们看这个世界,就好像在看黑白电影一样。”
“苹果不再是红色,香蕉不再是黄色,西瓜不再是绿色。”
“现在,如果假设有一种外星生物,他们只能看到红外线以外的波段。”
“那么这些外星人眼中的世界将更加奇特。”
“但我们很容易承认这样一个事实。”
“不管苹果在人类、猫狗、外星人眼中的具体颜色是什么,【苹果】都是一种客观存在。”
“红色只不过是用人类眼睛这种测量方式所得到的某一个颜色性质而已。”
“如果用外星人的眼睛去看,就会得到另一种颜色性质。”
“回到月亮这个问题。”
“当没有观测月亮时,月亮确实符合波粒二象性,它什么也不是。”
“但月亮依然存在那里,只不过是以一种我们无法得知的状态存在。”
“月亮之所以表现为物质,是因为我们用粒子的手段去测量了月亮,所以它就表现为粒子性。”
“如果存在一种奇特的生物,它们依靠感知波动观察这个世界。”
“那么在这种生物的眼里,月亮就是以概率波的形式存在。”
“虽然按照物质波理论计算,月亮的德布罗意波长太短太短,远小于可观测范围。”
“但是从理论上而言,它确实有这种可能。”
“不管是人类眼中实实在在的月亮,还是奇特生物【眼中】波动的月亮,它们都只是月亮这个客观存在的某一面。”
“这就是互补原理的核心理念。”
嘶!
所有人被震撼的目瞪口呆!
这个解释太吓人了!
“布鲁斯教授和爱因斯坦教授的争论,已经关系到世界的本质!”
就在众人惊叹时,爱因斯坦却神色凝重。
他坚信,即便没有测量,月亮也肯定是以某种【确定的形式】存在。
不存在你用波动的手段测量就是波,你用粒子的手段测量就是粒子。
客观存在就是客观存在,不以任何人的意志为转移。
在后世,绝大多数人都和爱因斯坦有同样的观点。
他们无法相信客观存在会依附于观察者的行为。
但这就是量子力学的神奇之处。
至今还没有任何实验结果违反布鲁斯诠释的情况。
这足以证明量子力学的正确性。
因此,如果你认可了布鲁斯诠释,那么你就理解了量子力学。
否则,你就只能选择拒绝布鲁斯诠释,继续寻找新的解释世界本质的理论。
很明显,爱因斯坦选择了后者。
而且,他敏锐地发现了一个问题。
“布鲁斯,你说测量会影响客观存在,使其发生波函数坍缩,展示某一个性质。”
“那么到底什么样的行为才算是真正意义上的【测量】呢?”
“人眼看算测量吗?”
“猫眼看也算测量吗?”
哗!
众人再次震惊!
爱因斯坦教授果然犀利!
在互补原理中,最难准确理解的概念就是【测量】。
量子力学中,怎样才算是测量呢?
李奇维淡定一笑,回答道:
“仪器的测量很好理解。”
“用直尺量长度,用天平量质量,都属于测量。”
“在微观量子领域,我们用光子或者电子去撞击待测物质,通过分析撞击后光子和电子的情况,就能分析待测物质的信息。”
“这也是测量。”
“人眼看当然也算测量。”
“以看苹果为例。”
“空间中的光照射到苹果表面后,发生反射和散射。”
“这些反射和散射后的光,被人眼中的视锥细胞接收。”
“接着我们的大脑对光的信息进行解析和拟合。”
“最终,在我们的眼睛里呈现出【苹果】的样子。”
“人眼测量的过程和仪器测量的过程非常相近。”
“空间中的光,就是仪器发射的光子或者电子。”
“苹果反射的光,就是光子与电子跟待测物质作用后的新状态。”
“所以,人眼看当然也是测量。”
“同理,猫眼狗眼看同样是测量。”
“当我们讨论观察者时,并不是指【用眼睛看的人类】。”
“而是指以上这样的过程!”
“以爱因斯坦教授刚刚提的月亮问题为例。”
“就算此刻人类全部消失,或许干脆宇宙中所有的生物都消失,那么依然存在观察者。”
“因为只要有一束光照在了月球上,或者一颗陨石砸在了月球上,对于月球而言,这都是一次测量!”
“这一次测量过程,就是观察者!或者说观察者效应!”
“观察者不是一个人或者一只猫,又或者一块石头,它是一个测量过程!”
“只不过测量的结果,因为没有智慧生物的参与,无法被解析而已。”
“但是对于月亮本身而言,只要有了【测量】这个行为,它就会从迭加态坍缩到本征态。”
“至于测量的结果是粒子月亮,还是波动月亮,只和测量方式有关。”
哗!
众人震撼!
大部分人已经开始听的晕头转向了。
“上帝啊!布鲁斯教授的理论实在太难懂了!”
“这tm还是我熟知的量子力学吗?”
此刻,玻尔神色兴奋,浑身颤抖。
“哈哈哈,我明白了!”
“布鲁斯教授和爱因斯坦教授分歧的根本,是【量子当前的状态】。”
“以电子为例。”
“布鲁斯教授认为【电子处于迭加态,什么也不是】,你必须用某种方式测量后,才能确定它是粒子还是波。”
“爱因斯坦教授否定这种观点,但是他并没有给出自己的解释,他无法描述【电子此刻是什么状态】。”
玻尔的分析让众人眼睛一亮。
他们好像明白是怎么回事了。
而且这样一看,高下立判!
毕竟布鲁斯教授提出了一种解释模型,而爱因斯坦教授没有!
不过众人并没有因此看低爱因斯坦。
开玩笑,他们自己也提不出一个合理的理论,能够自恰的解释电子的波粒二象性。
而布鲁斯教授的理论虽然惊世骇俗,但仔细一想,确实有点道理。
只要你承认了电子的迭加态,测量会导致波函数坍缩等概念,那么波粒二象性也没什么难理解的。
这时,薛定谔忽然在思考一个问题。
“人类、猫狗、仪器,都是测量,它们之间有什么差异呢?”
“难道是人类的意识?”
“嘶!”
就在薛定谔仿佛要抓住什么时。
李奇维的气势陡然一变!
所有人立刻感受到一股霸天绝地的气息!
神威如狱!
恐怖如斯!
李奇维狂热地说道:
“两百多年前,牛顿在《自然哲学的数学原理》的开篇中写道:现在,我要演示世界体系的框架。”
“两百多年后的今天,我布鲁斯·李欲效仿先贤,继往圣之绝学,为物理开天地。”
“现在,我要用实验揭示世界的本质!”
出来吧!
单电子双缝实验!
轰!
全场骇然!
“布鲁斯教授难道要当场用实验证明互补原理吗?”
“恐怖如斯!”
(本章完)