|
不要過早否定愛因斯坦的理論 班明峰 【前言：本文我的個人觀點，按照邏輯學進行分析 ，不隨大流的觀點，僅供討論問題參考，不一 定正確，僅供科學研究在爭論中提質(zhì)疑性問題。'量子力學’為什么上是很難科普的一個科目？因為 不管是社會科學和自然科學的概念必須前前后后不能混亂，必須是在經(jīng)典理論的基礎上進行研究和發(fā) 展。邏輯學是一切科學思維的'尺寸’。如果一個概念錯誤了會導致多米諾骨牌效應的一連串錯誤。 邏輯學囊括自然科學和社會科學的領域，凡是某一個理論違背邏輯學， 就可以不需要實干去檢驗而可 以一票否決此結論，（例如破案結論上某人同時是英雄好漢同時又是犯罪分子；一秒鐘內(nèi)在中國殺死 一只狗同時再美國殺死一只貓）讓全世界判斷， 都是不可能成立的。因為這些結論違背邏輯性和 科學原理，與人們科學概念的差別完全是背道而馳。凡是某一個理論不利用原有的概念在其適用范圍 內(nèi)進行穩(wěn)步發(fā)展， 就會形成‘理論的斷層’導致混亂。微觀世界也是物質(zhì)世界，不能違背邏輯學原理 。量子力學相當于這一個理論。】 目前量子力學通信幾十公里已經(jīng)實現(xiàn)，使用如火如荼。 簡單地說：量子力學和經(jīng)典力學的根本區(qū)別在 于：量子力學認為一個事件發(fā)生的可能性，不能用來作實數(shù)的概率來描述，但是， 世界是物質(zhì)的，虛 數(shù)已經(jīng)不能單獨表示物質(zhì)在大自然的存在。而復數(shù)的概率更加'虛無縹緲’。數(shù)學家發(fā)明的理論描述 大自然存在，以概率幅來描述就會容易匪夷所思?；コ馐录怕史锌杉有?，對應于經(jīng)典力學中的 實際存在內(nèi)涵更加廣泛。但是實際上實數(shù)才能夠與大自然的物質(zhì)世界一一對應的描述。例如活著的人 的人數(shù)沒有分數(shù)；虛數(shù)可表示‘欠債’是錢的流動性變化過程。 用概率的可加性表示具體的物質(zhì)是是否恰當？所以愛因斯坦開始是反對的。即使是描述亂糟糟 的一窩 蜂，文學創(chuàng)作可以使用百分比， 但微觀世界的‘概率幅’究竟是指什么呢？在宏觀儀器參與的觀測微 觀世界的過程中，一定會存測量誤差。概率幅的模方等于宏觀的概率。由于量子力學適用于微觀體 因此概率幅到概率的過渡，實際上是微觀概念到宏觀概念的過渡。而概念的適用范圍的人為改變在科 學研究中是非常'危險’的，因為導致研究得到的結論容易產(chǎn)生不可靠性。 和經(jīng)典力學可以共同用一套人們可理解的理論方式一樣。本來科學家用位置和速度來標記宏觀物體的 運動，某一個物體在某一點如果有確定的速度，它的行為就是可預測的，這是牛頓力學的基礎。 后來，為了更方便地分析問題和解決問題，科學家又發(fā)展了一些等價的，適于用微積分處理的力學理 論，微積分極限的精確度已經(jīng)非常了不起，用某一個變化的物理量的理論極限計算出其他的物理量。 而用實干 是無法精確地檢驗理論的。因為總是存在測量誤差。由于實干檢驗，精密度不高就不能推翻 微積分的理論計算的答案。（加上修正數(shù)值才能夠?qū)嵱茫?/div> 并且實干 本身沒有邏輯性，所以實干 不能檢驗一個命題是否有邏輯性錯誤。而物理學是一門實驗科 學。 科學家發(fā)明了位置和速度的概念，他們不一定是只需要有這樣的因素，而是為了描述變量的規(guī)律，還 可以用溫度、角度、密度等概念進行研究，只要給出，用這些變量表示的能量，就可以按照一般性的 原理得到系統(tǒng)滿足的方程。這就是拉格朗日力學的基礎。哈密頓力學是進一步演繹推廣。不限于坐標 和速度，只要是兩個變量，滿足一些條件就行，可以把這樣的成雙成對的變量描述為坐標和動量。 量子理論本質(zhì)是解決同樣的問題：某一個系統(tǒng)有某種運動狀態(tài)，可以用一些變量來標定，這些狀 態(tài)按照‘量子論的規(guī)定’來變化，這一個理論就是‘量子論’。 既然是‘標定態(tài)’，就不必要用坐標和動量了。但是，更進一步的量子論卻規(guī)定，不能同時用坐標和 動量，因為他們不能同時確定。新聞，日本科學家發(fā)現(xiàn)違反量子力學基本原理現(xiàn)象。[導讀]最近日本 一研究小組發(fā)現(xiàn)，當中子處于特定狀態(tài)的時候，他們能夠以超越“測不準原理”限度的高精度成功測 量中子位置與動量兩方面的值。而根據(jù)量子力學的“測不準原理”，中子自旋時這兩個方面的測量值 會出現(xiàn)偏差。對“測不準原理”抱有疑問的小澤正直在2003年曾指出“測不準原理”可能存在缺陷， 并提出了“小澤不等式”。本次實驗的結果雖然與“測不準原理”存在矛盾，但是利用小澤正直的理 論卻能夠解釋?？茖W界普遍認為，這一發(fā)現(xiàn)如果得到完善，將對處理微觀世界的技術產(chǎn)生巨大影響， 可能促進有劃時代意義的測量和控制技術的產(chǎn)生。（騰訊網(wǎng)） 郭光燦說，愛因斯坦認為，量子力學理論的不完備導致了量子世界的概率性、非局域性；而堅持“眼 見為實”的玻爾認為，量子世界是虛幻的，只有對量子世界進行測量后的結果才是真實的?！傲孔恿?/div> 學的二次革命，就是要打開房間里的窗戶，看看外面到底是什么。”韓永建說，量子信息發(fā)展的新技 術、新概念，有可能對房間外面的信息進行實驗檢驗。 量子論其實已經(jīng)100多歲了，比相對論的年紀還大。愛因斯坦的相對論剛出生，便受到世人的矚目。而 量子論雖然已經(jīng)超過100歲，但它或許尚未進入自己的“青春期”。 既生“波”，何生“?！?。應該是兩者都是正確，可以分別使用不同的理論描述粒子規(guī)律，否則公式 過于復雜 。愛因斯坦證明光依然還只是一種微粒(光子)。雖然量子力學在理論上遠未達到成熟期，它 令上世紀人類技術文明爆發(fā)出巨大的能量。很多持實用主義態(tài)度的科學家避開了理論上的討論，而把 量子力學放入到實際的研究中去，取得了很多成果。（與對于中醫(yī)科學的態(tài)度一樣， 是一門實驗科 學，能夠應用就好，不管是否可以具體研究到‘微粒的層面規(guī)律’去解釋）放眼望20世紀的諾貝爾獎 獲得者，很多人都是因為和量子力學有關的實際科學發(fā)明成就而獲獎。而理論研究發(fā)展難度大。量子 力學還促進了許多的科學的發(fā)展（生物學、數(shù)學、核物理學、化學、心理學、哲學） 對人類技術和日常生活來看，量子力學的實用性影響可能是要超過相對論。相對論改變了人們的時空 觀，但量子論直接導致了晶體管等出現(xiàn)。 應該是有一個數(shù)學分支“動力系統(tǒng)”在繼續(xù)研究量子力學，科學家主要研究的內(nèi)容，是給定方程系統(tǒng) 怎么演化的問題。而物理學更多的是，怎么樣給出適用于微觀世界粒子的一套物理法則方程式。 描述原子核，質(zhì)子，分子的運動規(guī)律。因為宏觀理論的適用范圍的經(jīng)典力學的在微觀世界已經(jīng)失效。 所以原子彈，量子計算等就得使用另一套量子物理的理論。但是經(jīng)典直觀的生活經(jīng)驗無助于這些概念 的理解，所以過于抽象量子力學理論還在完善中。定義量子力學：量子力學是建立在五條公設（參見 北師大喀興林《高等量子力學》第二章）上的一套物理理論體系。量子力學理論的宏觀極限就是經(jīng)典 力學（'宏觀’概念是粗糙地說明，如果涉及‘量子糾纏’（比喻一對男女擁抱總是不放開，檢查其中 一個人， 另外一個就會‘尋死覓活’讓你永遠不能夠‘檢查身體’。利于身體保密）的話，極限如 何取，就不一定是以微觀世界尺度大小為界限了）。因此，量子力學可以被經(jīng)典力學包括。量子力學 分支是‘量子場論’，是描述得更嚴謹?shù)捏w系。 從哪兒能找到更深的解釋和推導的假設呢？是目前面臨的難題。 因為過于抽象。比如量子多體系統(tǒng)，涉及‘量子糾纏態(tài)’，簡單說，各個粒子之間是和廣場開大會一 樣，人們‘有相互關聯(lián)’的，不能看做簡單的單個粒子的性質(zhì)疊加起來。但太復雜，這種關聯(lián)是沒有 已知數(shù)學語言可描述的！因為各個“體”之間相互關聯(lián)?？梢越凶觥嗳藥汀墒强茖W家一點也不知 道怎么描述！好像是人類社會，是多體系統(tǒng)，人們知道該怎么與公式來描述規(guī)律嗎？所以經(jīng)濟學、社 會學，都沒法準確地描述人類社會，如果大膽者提出半路出家的‘地心說’一樣的理論模型，9成是模 模糊糊的，因為我們不知道該如何處理這個特別龐大的‘粒子’體系，有團結協(xié)作和鉤心斗角的，任 何公式都是使用不了的。對于此量子力學理論，看很多書《上帝擲骰子嗎--量子力學史話》，《尋找 薛定諤的貓》之類的書等，老百姓覺得量子力學像魔術一樣，難以捉摸它的‘不確定性原理’，有‘ 能量量子化’可出現(xiàn)《物理世界奇遇記》中描述的奇怪的現(xiàn)象，如同神話故事很神奇。 但這些書因為原來的物理概念被篡改所致。會妨礙人對物理的理 解。會誤導學生。所謂“能量量子化”也好，“薛定諤方程”也好，正是我們初入門的時候接觸的對 量子力學的定性解釋——經(jīng)典物理認為能量是連續(xù)的，是用原子光譜推理得到。后來人認為 不連續(xù)。因為抽象的‘能量量子化’！都是極其表淺的東西。現(xiàn)在我們知道牛頓力學是牛頓三定律這 么一套體系。重要的是推導。而沒有推導過而感覺‘能夠成立的結論’永遠都是不可靠的東西。數(shù)學 是物理的描述基礎。數(shù)學內(nèi)涵范圍比物理學廣得多。你不砍掉一部分不適用范圍范圍就會結論錯誤。 例如客觀世界沒有‘無窮大與小’。只有‘非常大’、‘非常小’。微觀粒子的狀態(tài)都是運動的難以 精確的確定，但是人類‘避重就輕’能低難度算出，處于各個狀態(tài)的概率（機會），這差不多就是量 子物理的‘高級’本領。（例如我預言‘今年一定會有一天下雨’一定會百試不爽） 量子物理學引發(fā)奇談怪論：薛定諤的貓等等與人類日常生活的經(jīng)驗如此格格不入。同一個世界，竟 然理論上有很多個宇宙？并且實踐不能檢驗‘殺龍術’。 物理學家嘗試了各種遠大于客觀世界的‘數(shù)學和物理學混合物理論’演繹得到的小的理論，其中最著 名的是上世紀50年代興起的“平行宇宙”(多世界理論)。 支持這個理論的科學家認為，在“薛定諤的貓”實驗中，‘箱子’在被打開觀測之前，一個‘貓’（ 粒子）處于一種‘既死又活’的狀態(tài)，讓人們幾乎暈倒（不如描述同一只貓同時處于不同的“宇宙” 中更加容易理解。有的“宇宙”中貓是活的，有的“宇宙”中貓是死的。你聽起來是不是感覺很奇怪 ？不亞于“從墳墓里拉人出來一塊吃飯’的故事一樣。 但這個理論的確‘成功’避開了很多悖論問題，將微觀世界的理論發(fā)展到宏觀領域‘和宏觀世界手牽 手’地聯(lián)系在了一起。然而，這個理論依然如此深奧莫測而前衛(wèi)，令人無法理解。最近20年間，它才 開始受到 人們的好奇關注，并重新成為量子力學的熱門理論?；艚鸫竽懙貙⑦@一理論用來演繹宏觀世界，解釋 時空旅行的可能性。因為平行宇宙的理論上存在，時間就會好像是裁縫師的布料一樣產(chǎn)生了‘分叉’ ，出現(xiàn)了多重“歷史”，人們因此可以放心進行時空旅行。但是實踐卻目瞪口呆無法檢驗。也解決了 此前人們在時空旅行理論中 的中關于“他不能殺死過去的它的祖先”的悖論。 現(xiàn)在，“多世界理論”首先得到科學幻想的“時空穿梭”電影的熱熱鬧鬧開拍，和古代人做愛，控制 古代某一個皇帝的下面的宮廷政變等等，已經(jīng)成為驚聲尖笑的很多科幻作品中的主題。但這個理論完 全是嚴格遵循數(shù)學方程內(nèi)涵遠大于客觀世界內(nèi)涵，而演化得來的結論，就會屬于不可靠的結論。因為 隨大流的理論往往就會讓人們默認成為真理。以前人們認為“物理學的前提是所有宇宙都包 容在同一個宇宙時空”中（宇宙到底有多大？可視直徑至少920億光年）而現(xiàn)在認為這個“時空”是多 維度的，所以，霍金所提出的進行“時空旅行”的“蟲洞”目前只存在于理論層面，還沒有任何物理 證據(jù)證明其真實存在。霍金說按照目前的方式發(fā)展，人類未來的生存只有一千年時間！ 量子糾纏理論，挑戰(zhàn)光速！“量子糾纏”現(xiàn)象是說，一個粒子衰變成兩個粒子，朝相反的兩個方向飛 去，同時會發(fā)生相反方向的自旋。兩者保持總體守恒。此兩個處于“糾纏態(tài)”的粒子，無論相隔多遠 （920億光年以上也可以），同時測量時都會“互相感知”對方的狀態(tài)。那么，這兩個粒子如何實現(xiàn)瞬 間的溝通？這種感知中 量子力學里是超光速的，但是卻否違背了相對論。 在量子力學中，微觀物質(zhì)展現(xiàn)出和日常生活中的常識相悖的結論，如“在物理世界中，某些定義的速 度是可以超越真光速的，但是到目前為止，還沒有一個可以讓人信服的實驗結果支持‘物理信號可以 超越真空光速’這一論斷。”但是實干是 粗略的不能證明真理成立的。中科院量子信息重點實驗室副 主任周正威強調(diào)，不可能在人和石頭之間建立某種感應，不經(jīng)接觸就令石頭發(fā)生改變。但瞬間感應卻 可能發(fā)生在量子世界中。愛因斯坦也不滿地將“量子糾纏”理論稱為“遙遠的鬼魅行為”。 20世紀下半葉至今的各類實驗中，不斷有人‘證實’各種超光速現(xiàn)象的出現(xiàn)。（也會有許多的‘永動 機制造成功’的消息，中國有一個企業(yè)血本無歸）但是退一萬步即使是局部實干 成立也不 能得出整體成立的結論。好像是墜落的人體速度可以超過100公里/小時可以得到體育吉尼斯世界紀錄 嗎？）1982年，巴黎大學的物理學家證實，亞原子粒子在向相反方向發(fā)射后，在運 動時依然可以彼此互通信息。2008年，日內(nèi)瓦大學的物理學家再次進行類似實驗。這次，兩個相互感 應的粒子距離超過17千米。奧地利科學家蔡林格(Anton Zeilinger)甚至在兩個相距144千米的島嶼之 間觀測到光子的量子糾纏現(xiàn)象。盡管如此，依然沒人能讓物理信號宏觀上超越光速。 量子論是20世紀出現(xiàn)的最成功的理論，它和《相對論》成為現(xiàn)代物理學的兩 大基石，但這兩個基石之間卻鬧矛盾互不包容，又都不完整。而相對論卻很好地解釋了時空扭曲等問 題，改變了人類的時空觀；量子論是年輕的理論。挑戰(zhàn)相對論是不大可能的。因為僅僅是依靠實干（ 實踐）去挑戰(zhàn)就極為不可靠。（如果哪一個人能夠發(fā)現(xiàn)愛因斯坦的《相對論》演繹過程有邏輯學錯誤 就可以得多諾貝爾物理學獎） 各種'假設’雖然不斷被粗略的微觀世界實驗所證實，然后大膽推理到整個宇宙，反正是人類的知識有 限。對于重力本質(zhì)還是莫名其妙，實踐也會無法檢驗。但理論卻始終沒法解釋量子世界和宏觀世界的 交界面上所發(fā)生的一切。 為了將量子論和相對論結合起來，理論界于是出現(xiàn)了如“量子引力”、“超弦”等更加復雜難懂的理 論。 可以肯定，如果將來出現(xiàn)一個更加先進的能替代量子論和相對論的理論，它必定能首先解釋，為什么 現(xiàn)有的各種實驗能夠如此符合量子理論而非量子理論就不能釋清楚？ 費曼曾說，“我們要記住，或許有一天量子理論會被證明是失敗的，因為它和我們?nèi)粘５纳罱?jīng)驗、 哲學是如此地不同。” 而理論物理學家曾謹言也在《物理》雜志所發(fā)表的《量子物理學百年回顧》一文中表達了他的看法： “迄今所有實驗都肯定了量子力學的正確性，但這只表明：它在人類迄今實踐所及的領域是正確的。 量子力學并非絕對真理。量子力學并沒有，也不可能關閉人們進一步認識自然界的道路。量子力學與 廣義相對論之間的矛盾并未解決。”所我評量子力學準確度50分。 波爾所指出的：這時候必須把兩個粒子當做一個客觀地獨立物體來看待，這樣物理圖像就不是兩個粒 子之間的詭異關聯(lián)，就是一個客觀的物體。當然從物理意義上還有不同的理解，比如隱變量說等。其 實量子力學最大的特征就是物理原理以上的東西應該無比成熟，整個體系框架都十分完善，但如果涉 及到物理意義來說，很多近乎哲學的討論和物理圖像的討論至今仍然沒有一個讓物理界都完全信服的 觀點，這也是費曼所說的：‘至今沒人能懂量子力學’。一個理論如果不能被清晰地理解，幾乎是盲 目摸索的理論，就是非常模模糊糊而可怕的模棱兩可的東西。就會演繹得到許多的錯誤的結論（例如 現(xiàn)代人可以殺死古代人避免兩次世界大戰(zhàn)；未來的人類可以挽救今天還有１０００年壽命的地球人的 生命；未來共產(chǎn)主義社會的人類可以制止今天的人類的人口爆炸而實現(xiàn)共產(chǎn)主義共同富裕；然而會實 現(xiàn)了 嗎？所以在理論得到多方面的實干 與真理把關檢驗之前，不能盲目崇拜人類違背哲學的模模糊 糊的新的理論。沒有質(zhì)疑 和爭論就不能夠?qū)ふ腋泳艿恼胬怼?/div> -------------------------------
|
|
|
來自： 昵稱34577017 > 《特別社與科重要文件夾》
