測不準原理的必然性和局限性
人類從茹毛飲血開始,就想知道世界是什么樣的,宗教和自然科學同時發展,牛頓的出現,一舉將宗教的地位打成純信仰問題,自然科學第一次超過宗教的地位而發展起來,解決了很多我們常常疑惑不懂的情形。
從牛頓開始,自然科學家們認識世界的信心愈來愈大,是的,科學家們的地位和影響力已經超過了宗教的主教,而科學家們的發明和發現不斷的改變著人類的日常生活。理性戰勝了感性。數學、物理、機械超越了沙皇、總統、長官。從17世紀以來,西方尤其是歐美國家,上至總統、首相、軍事首領下至商人、普通官員、工人、農民等等都對自然科學家崇拜不已,認為他們無所不能。他們能夠用數字計算出任何事情的結果。這就是理智的形成。
伽利略、牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦,這四個人是代表人物,但絕不是全部,而只是一小部分。這四個人是智慧的代表,這四個人堅信世界上的一切都是理智并有規律的,這四個人也堅信人類能夠找到其規律,而且這四個人是為找尋世界的規律做出了劃時代貢獻的人物。更有意思的是,這四個人的生死年份緊緊相連。正是由于這些人物,西方人的理性遠遠大于了感性。而中國人民仍在接受皇帝詔曰和戰火的洗禮。人類歷史上最長、最深刻、最廣泛、最有意義的洗禮——理性的洗禮,沒有發生在中國。
除了以上四大人物為代表的世界可預測派,還有一個龐大的不可預測派。這不是說的宗教,也不是意識上的不同派別,而是確確實實的自然科學的一派,并且是發源于四大人物的可預測派的理論之中。這個派別誕生于20世紀20年代,因為他們屬于一個群體,最著名的就是哥本哈根學派。里面的頭是玻爾,一個有可能接替英國三一學院的人物,因為自認不擅長試驗,而回到丹麥成立了理論物理學派——這就是著名的哥本哈根學派。海森堡發現測不準原理,泡利發現不相容原理,玻爾總結出互補原理,不屬于哥本哈根學派內圈里的薛定諤將物理原理給出數學方程。期間還要和當時的偉大科學旗幟愛因斯坦爭辯——愛因斯坦直至逝世都在否定以測不準原理為基礎的量子理論。雖然,愛因斯坦也是量子理論的發現者之一。
愛因斯坦提出光子的波粒二象性,同時認為光子的能量是一份一份的發出來,而不是連續的。這個一份,就是量子的開端。因為以前一直以為,物質可以無限分割,而到了光子這里,就成了“有”最小的一份,增加也是增加一份,而不是半份。愛因斯坦提出了量子的概念,發現了狹義相對論,接著就去忙他的廣義相對論的發現。
而同時,微觀世界的深入發現,質子、電子、中子等等發現,同時難題又來了:電子怎么圍繞核運轉的。電子的運行軌跡和動量的測定,就成了難題。如果測定準確的電子的動量,電子的位置就不確定,如果電子的位置確定,電子的動量就不確定。這個不確定的關系,可以用函數表示。為什么會出現這個情況?很簡單,因為要測量電子這個微小的物質,需要借助其他物質來測定,在測定的時候,作為測定工具的物質,一定會干擾作為測定目標的物質。這就是測不準原理。
這是微觀世界的特殊性。我們同樣用光子觀測地球運轉和觀測電子運轉,光子對于地球運轉的影響,可以忽略不計,但是光子對于電子的影響就非常巨大了。
這也就是常說的眼見為實。有沒有辦法不用測量工具就能測量電子,現在看沒有。最好的工具就是光子,也是影響電子最小的一種方法,別的工具影響更大。
但是,眼見不一定為實。雖然眼是通過光子進入我們的眼睛而看到物質,并且光子是速度最快,質量最輕的物質(只有動質量),我們用來發現物質的速度最快。但光子是有速度的,只要不是無限速度,光子就要經過時間,所以,太陽光從太陽到地球是需要1分多鐘的。我們看到的星星,很多是幾十億年前的光線。我們看到的眼前發生的一切,都是晚了一點的。因為我們看的所有物體,都是光子從物體上反彈進入我們的眼睛,才看到的物體,這個過程需要時間。因為光速不變和相對性原理的發現,愛因斯坦發現了相對論。
而量子理論和相對論就是現在自然科學的兩大門派,都在實踐中得到驗證,但這兩大門派的基礎是矛盾不相容的。
量子理論用于微觀,但是從微觀到很大的分子,都適用。比如超導現象,比如半導體等等。都是量子理論為主的。
而相對論用于天體,用于宏觀的觀測,比如光線的彎曲。在微觀上,加速的電子質量同時增加,也驗證了相對論的正確。
兩者都正確,但又矛盾,必然存在還沒有發現的能夠統一這兩種學說的新理論。目前仍然沒有人完成。
從測不準,到明確算的準,中間一定有個坍縮。這個坍縮就是關鍵。目前沒有公式。
比如薛定諤的貓,這個貓按照薛定諤方程是處于既死又活的狀態。這明顯與人的認識相悖。而只有看一眼才能“決定”貓的生死。這個中間就有坍縮,這個坍縮,就在于看。
更有哥本哈根派的人提出,月亮其實也是既有也無狀態。你如果不看他,就是既有也無。
世界在哥本哈根派眼里,變得從理性重歸到意識決定論。
其實不只是哥本哈根派的測定決定一切,不能測定的就沒有意義,就是愛因斯坦也同樣認定了視覺決定一切。
所以,這兩種理論,一定都有正確的地方,而同時也都有錯誤的地方。正確的地方得到了后面的驗證,錯誤的地方讓他們相互矛盾。
1、薛定諤的貓試驗里。開關能夠用衰減的中子打開么。
2、有沒有衰變的粒子將月亮的運行軌跡改變呢。
3、人類是靠物體上反射的光子進入眼睛而看到物體的。那么人類直接看光子會是什么樣呢。
4、光速的不變是人類的視覺的局限造成的,還是光速就是不變的。
5、測不準原理適用于測量工具和測量目標的相互影響的大小。如果可以忽略不計,那么測不準原理失效。
6、測不準原理的測定才有意義是局限的。
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