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量子江湖風雨錄 (4) 魚與熊掌不可兼得
送交者: Viewer2 2010年06月24日21:33:42 於 [教育學術] 發送悄悄話

量子江湖風雨錄 zt (4) 魚與熊掌不可兼得,“漲落”與“無中生有”

貼一集吧。古人有云:心急吃不了熱豆腐。卡卡!

12。【PxQ不等於QxP,海森堡關於微觀粒子的“測不準”原理”, 玻爾的“量子態能量起伏”‘共軛’“互補”】


哥本哈根學派的海森堡,波恩和約爾當共同建立了量子理論的矩陣力學體系,愛因斯坦陣營的薛定諤另闢蹊徑也建立了量子力學的波動力學體系,兩派互相對峙,爭奪霸主。

幸好,從數學上證明這兩個系統在本質上是一致的,只是兩種不同的表達形式,可以互相轉換,原來他們本是一家人。但數學本質上的一致並沒有使得他們兩派言歸 於好,而真正的困難是對數學表達的解釋,這才是量子論不同於經典理論的最具區別的地方。正因為對數學解釋的不同,他們才打得天翻地覆,日月變色。

海森堡在哥廷根創立了矩陣力學後,有幸來到哥本哈根“教皇”玻爾的身邊工作,成了他的得力助手。

科學家也和我們一般人一樣,比較喜歡簡單明了,明快易懂的數學表達形式。薛定諤的波動力學體系就是這樣討人喜歡的理論,它用了科學家們喜歡並熟悉的微分方程的形式,就被艱澀難懂的矩陣力學體系占盡了優勢,反正大家覺得數學本質上他們是一樣的,何不採用簡單易懂的形式呢。

這使得矩陣力學的創始者海森堡很是生氣,他就是看不慣對手的理論。後來,自己陣營(哥本哈根學派)的波恩和玻爾也都開始喜歡薛定諤的理論形式,這使得海森堡更加鬱悶,他對自己精神領袖們對自己引以為驕傲的矩陣力學的“背叛”感到很傷心。

然而,海森堡大可不必過份傷心,因為雖然自己的精神導師們喜歡薛定諤的理論形式,但不代表他們接受薛定諤的解釋,象波恩對波函數的概率解釋就是例子。但海森堡可能當時還沒有深刻意識到這點,所以他很傷心。

1927年2月,玻爾出外度假去了,海森堡懷着複雜的心情反思自己的矩陣力學,他感覺矩陣力學在某些方面的優點是對手薛定諤那“該死”的波動力學所不能取 代的。他慢慢地想到了那個令人難以理解的不遵守乘法交換率的難題,也就是在矩陣力學裡面,動量P和位置Q相乘的次序不同會帶來不同的結果。

這時,愛因斯坦的一句話反覆在海森堡的腦海迴蕩,那就是:“理論決定了我們能夠觀察到的東西。”正是愛因斯坦的這句話,使其對方陣營的海森堡發現了一個驚天大秘密。

海森堡順着這個思路想下去。

理論說,P X Q 不等於Q X P,這是想要我們觀察什麼呢?他的腦海一亮,滑過了一道閃電。難道理論是在告訴我們先觀測動量P後再觀測位置Q,和先觀測位置Q後再觀測動量P,兩者的結果是不一樣的?

當這個念頭一出現,他就大吃一驚。在宏觀世界裡,對一個物體來講,你無論是先觀測其動量P或者其位置Q,不都是一樣的嗎?因為P和Q都是確定的,跟你先觀 測哪個沒關係。難道,這在微觀世界裡不成立?難道說在微觀世界裡,動量P和位置Q不能同時確定和觀測嗎?也就是說先確定了P,Q就不能確定了,或者先確定 了Q,而後P就不能確定了?

對這一不可思議的理論結果,海森堡首先能想到的就是測量本身對測量對象的干擾,他用思維實驗設計了各種情況,都證明同時準確測量微觀例子的動量P和位置Q 是不可能的。這更堅信了他對理論的解釋。最後,他更是從理論上推導出了觀測P和觀測Q的誤差,其乘積必定大於一個常數,與著名的普朗克常數有關。也就是說 隨着對動量P或者位置Q中任何一個變量知道的越精確,另外一個就越模糊,其模糊程度急劇曾大。當100%地確定其中某一個量時,另一個就無窮大的模糊,也 就是完全不知道怎麼回事了。

這就是後來名震整個科學界的“不確定性原理”,其表述是:我們沒法同時既準確知道一個微觀粒子的位置,同時又準確知道其動量,反之亦然。這是繼波恩對波函數的概率解釋之後,哥本哈根學派的第二個基本支柱。

象薛定諤發現了波函數卻對波函數的解釋錯誤一樣,海森堡發現了“不確定性原理”也對該原理的解釋存在很大的偏差。

在海森堡那裡,他一直鍾愛他的矩陣力學系統,在他的腦海里一直有一個傳統的“粒子”形象,所以他起初對“不確定性原理”的解釋就停留在“測量的干擾”這個 層次。他認為微觀粒子是有確定的動量P和確定的位置Q的,只是我們的任何測量手段都會對微觀粒子本身造成很大的干擾,所以,測量結果就存在不確定性。

然而,哥本哈根學派的精神領袖波爾對海森堡的這種錯誤理解給予了嚴厲的批評。玻爾敏銳地指出,海森堡應該放棄傳統粒子的觀念,“不確定性原理”告訴我們的 是更深層次的東西。也就是說,理論告訴我們不能同時準確知道電子的動量P和位置Q,就象理論告訴我們沒有永動機一樣,而實驗觀測的不可能性只是驗證了理 論,而不是實驗誤差造成的。在任何時候,大自然都固執地堅守這一底線,絕不讓我們有任何的花招得逞,同時準確知道電子的動量和位置。

更進一步,玻爾認為:沒有確定動量P同時有確定位置Q的粒子,我們要麼看一個有確定動量P的粒子,要麼看一個確定位置Q的粒子,魚與熊掌不可兼得。

玻爾的思想不容易理解,我們在介紹玻爾天才而偉大的的“互補原理”時再詳細討論,而這個“互補原理”與“波函數的概率解釋”和“不確定性原理”共同構成哥本哈根學派量子論的正宗解釋,一直出於霸主地位。

當然,在“不確定性原理”的解釋上,海森堡最後接受了玻爾的思想,他的論文發表在1927年3月份的《物理學雜誌》上。

後來我們知道,在物理上這種奇特的魚與熊掌不可兼得的物理量叫“共軛量”,有不少,海森堡很快就發現了微觀世界的能量E與時間T,也是一對冤家,也不共戴天,同樣遵守“不確定性原理”。

這個“不確定性原理”給我們深刻理解宇宙帶來的問題不是很嚴重,而是相當相當的嚴重。

首先,波恩對波函數的概率解釋將傳統理論的“決定論”拉下了馬,也就是說,即使我們知道目前宇宙中所有粒子的信息,並且我們擁有無限能力的計算機系統,從 理論上我們也不能準確預測宇宙的行為,只能有個概率可能性。然而,到了海森堡的“不確定性原理”這兒,事情干的更絕,這個原理告訴我們,我們宇宙中粒子的 目前狀況的準確信息從理論上你也永遠都沒有,那你想要準確預測宇宙的將來,不是痴人說夢嗎?

第二,海森堡的這個“不確定性原理”和波恩對波函數的概率解釋,共同對傳統的因果律提出挑戰。波恩對波函數的概率解釋是說,一個電子出現的位置是真正隨機 的,概率性的,沒有原因可以追蹤,可以描述,所以就“電子出現的位置”這一事件來說就成了無因之果。如果有原因,理論上那我們就可以追蹤,只要我們的信息 慢慢增多,我們就可以了解這些原因。而這裡說的是,理論上無因可尋。

同學們,我這裡要提醒大家一句,我們的描述會越來越不可思議,大家要做好思想準備,時刻記住玻爾的名言:“誰要不對量子論感到困惑,誰就是沒有真正理解量子力學”。

我們再看海森堡的“不確定性原理”帶來的對因果律的挑戰,以能量E與時間T這對冤家為例。

我們平時理解的“空”就是空無一物,但我們後來知道空無一物的空氣並不“空”,有大量的空氣分子。那我們就說真空是“空”,把空氣抽走。這也不行,因為真 空中有各種“場”,什麼電磁場啊,引力場啊,等等。那我們乾脆說,就只有空間是“空”,也不行,愛因斯坦的相對論說空間是個東西,它能彎曲變形,引力就是 空間的彎曲變形。這些好像都是有原因可以追尋的東西。

到了海森堡不確定性原理這兒,我們才真正有了沒有原因的生成物,有了真正的“無中生有”。能量E與時間T是一對冤家,遵守不確定性原理。當時間T控制在極 其小的一剎那間時,能量就極其不穩定,會發生巨大的能量起伏,而這些瞬時出現的能量起伏並不是從我們這個世界現有的能量來的,而是完全靠不確定性原理憑空出現的,在瞬間這個能量起伏是違背能量守恆原理的。這些巨大的能量起伏會瞬時有消失的無影無蹤,但在平均上維持能量守恆原理不被打破。這稱為“量子態能量 起伏”。

然而,這種量子太的能量起伏就是一個無因之果,違背傳統的因果律。也就是說微觀世界一直在沸騰着,到處都有神秘的能量產生來到我們的空間裡,很快又消失。由於愛因斯坦的相對論告訴了我們能量與物質的轉換關係,所以在微觀世界裡不斷有“幽靈”般的物質出現又很快消失。

這種巨大的量子態能量起伏在物理上被稱為“漲落”,著名的宇宙暴漲理論就是根據這種量子太的能量漲落原理提出來的,以解釋宇宙的“從無到有”和宇宙發展的 “各向同性”。他們的出發點是,宇宙起源時,沒有時間,沒有空間,沒有物質,當然也沒有能量,只有數學控制的“不確定性原理”。在時間開始的一剎那間,產 生能量極其巨大的漲落,也可以說是產生物質的巨大漲落。由於物質,時間,空間和引力那扯不斷的關係,量子效應使得瞬間從“無”產生的宇宙迅速暴漲,然後就 一切都發生了。所以,從根本上說,我們的宇宙就是違背因果律的,是從“無”中來的,物理上沒有原因

實際上,如果我們承認這種宇宙從無到有的生成論,我們看到的是不確定性原理產生了我們的宇宙,而不確定性原理只是一個原理,一個數學表達,一個數學思維。難道是數學思維產生了我們的物質世界?

這裡我們還只看到的是不確定性原理和波函數的概率解釋對因果律的衝擊,不確定性原理還會引起更不可思議的結果,它將與後來的“互補原理”對我們傳統理解的客觀物理實在構成巨大的威脅。下面我們就要討論玻爾的天才思想 – 互補原理,看看它是怎樣更把這個世界攪的天昏地暗。

 

13。【電子到底是粒子還是波?玻爾的此消彼長的互補原理; 白馬的“藍紫色”】

光是波還是粒子,牽動了量子力學出現前從牛頓開始的物理學界幾乎所有的牛派泰斗,到出現量子力學時,更是火上加油,連電子和一切微觀粒子都被拉下了水,都成了波-粒大戰的對象。

這很可怕!

當只是爭論光時,我們還好受些,那就去爭論光吧。但當把所有的微觀粒子拉下水後,我們的處境就極其不妙了。我們這個世界的一切物質包括我們自己都是這些微粒組成的,如果組成我們的粒子是波,我們是什麼?

我們就以電子為例。玻爾的電子躍遷,原子裡的光譜,海森堡的矩陣力學的不連續性,更有電子通過狹縫打到感光屏幕上的小點,都說明電子是個粒子。但薛定諤的波動力學的連續性,還有電子在雙縫實驗中形成的干涉條紋,又都說明電子是波。

那麼,電子到底是粒子還是波?你怎麼看,電子都沒法不是個粒子;你怎麼看,電子都沒法不是波。在這裡,我們陷入了絕境。而波-粒大戰又打得不可開交。

這時,天才的玻爾出手了。

他認為,既然電子沒法不是個粒子,既然電子沒法不是波,那麼只有一種可能性,那就是:電子既是粒子,同時又是波!很簡單,這就是玻爾提出的微觀粒子的“互補原理”。

問題是,你不認為玻爾的說法過分嗎?你能理解電子既是粒子,同時又是波這樣的圖像嗎?粒子是硬棒棒的實體,波是一片難以琢磨的彩雲般的幽靈,這能統一嗎?

實際上波爾是在海森堡發現了微觀粒子的不確定性原理後,逐漸發現了了這個驚世駭俗的互補原理。玻爾敏銳地意識到海森堡的不確定性原理,不光是在討論不能同 時確定粒子的動量和位置的問題,其背後隱藏着更加秘密,更加深遠的意義。也就是說不確定性原理是個根本的普適的原理,在電子的動量和位置那裡,一個量出現 的越清晰,另外一個量就越模糊,此消彼長,不共戴天,又不可分離。在電子的波-粒兩種特性方面,也是遵循不確定性原理,電子的粒子性越清晰,電子的波特性 就越模糊,反之亦然,他們不共戴天,又不可分離,互補互存使得電子的特性成為完整。

繼續,玻爾的思想是:電子在沒有觀察時是處於粒子性和波動性的一個混合疊加狀態,而電子要表現出粒子性還是波動性,完全取決於我們想看到什麼,也就是我們 的測量方式。你要看到粒子性,就把電子打到熒光屏上,你就看到一個小點,你看到了粒子。如果你要看電子是波,也成,讓電子通過雙縫,你就看到了干涉圖樣, 你看到了波。

這時候你可能要說,玻爾同學,你別給我這樣胡攪蠻纏,照你說的,電子就是個幽靈,一會是粒子,一會兒又是波,完全取決於我們的觀察方式,沒有一個客觀實在。你倒是告訴我,電子到底根本是什麼吧,我不想跟你泡蘑菇。

玻爾的回答會使得你很憤怒,很想發瘋。

玻爾的觀點是:電子本來就沒有一個客觀實在,就是個幽靈,就是粒子性和波動性疊加起來的一個混合態幽靈。那種特性出現就是取決於我們的觀察,而“電子真正的客觀實在是什麼”這樣的提法根本就沒有意義,我們的觀察決定了電子是粒子還是波。

或許你認為玻爾這傢伙肯定是瘋了,這樣的思維怎麼能搞科學。但是,且慢下這樣的結論,我來舉個簡單的例子,我們來看看玻爾的理論是否有道理。

著名的藝術家風滿樓同學(綠島掌柜)畫過一幅白馬圖,曾經名動江湖。如果我要問大家,風同學畫的那匹馬顏色是什麼?大家肯定異口同聲回答:白色,如果你不是色盲的話。

但問題恰好就出在這裡。

我們一般人,如果不是色盲,我們在普通光線下,也就是我們能感受的可見光波長在400 到760納米左右,在這個範圍內,我們看到那匹馬是“白色”。也就是說,我們首先選定了一個感受400到760納米左右波長範圍的儀器(我們的眼睛)來觀察那匹馬是“白色”。

現在我們把觀察那匹馬的觀察者換了,換成了蜜蜂。蜜蜂的眼睛感受的光譜與我們正常人差別很大,它看不見比黃光波長還長的光,但對紫外線很敏感。蜜蜂看了半 天那匹馬,看到的是一匹“藍紫色”的馬。這時,如果蜜蜂會說話,

我們就和蜜蜂爭論了。我們說馬是“白色”,蜜蜂說馬是“藍紫色”。我們說我們明明看是“白 色”,蜜蜂說它明明看是“藍紫色”。這樣,從科學的角度講,我們並沒有比蜜蜂有優先權決定馬是什麼顏色,我們確實看到的“白色”,蜜蜂確實看到的是“藍紫 色”。

這兒的關鍵問題是,當選取了不同的觀察儀器(我們的眼睛和蜜蜂的眼睛),就得到了不同的顏色“白色”和“藍紫色”。而馬的顏色則完全取決於我們怎樣觀察馬。當然,如果改變儀器的感光波長範圍,我們就會得到其它不同的顏色。

這裡,一個深刻的問題是,你已經不能說那匹馬的“本來”顏色是什麼了,它沒有本來顏色。你說是“白色”,前提是在人類眼睛的正常感光波長範圍;而蜜蜂說是 “藍紫色”,前提是在蜜蜂眼睛的感光波長範圍;在其它感光波長範圍的儀器觀察下,馬呈現不同顏色。所以,馬“本來是什麼顏色”這樣的客觀描述是不存在的, 是沒有意義的,馬的顏色完全取決於觀察方式。

這個思想又是一個很可怕!

當玻爾說電子(其實包括所有的微觀粒子)是呈現粒子性或者波動性取決於我們想看到什麼時,他是在告訴我們微觀粒子根本就沒有原本的客觀存在,而微觀粒子存 在的表現形式完全取決於我們的觀察方式。這種天才的思維在量子力學裡會推廣到我們整個的外部世界,都與我們的觀察方式有關, 我們看看玻爾具體是怎麼說的:

“電子的‘真身’?或者換幾個詞,電子的原型?電子的本來面目?電子的終極理念?這些都是毫無意義的單詞,對於我們來說,唯一知道的只是每次我們看到的電 子 是什麼。我們看到電子呈現出粒子性,又看到電子呈現出波動性,那麼當然我們就假設它是粒子和波的混合體。我一點都不關心電子‘本來’是什麼,我覺得那是沒 有意義的。事實上我也不關心大自然‘本來’是什麼,我只關心我們能夠‘觀測’到大自然是什麼。電子又是個粒子又是個波,但每次我們觀察它,它只展現出其中 的一面,這裡的關鍵是我們‘如何’觀察它,而不是它‘究竟’是什麼。”

一旦我們的觀察方式確定了, 電子就必須做出選擇, 表現一種特性, 再也不能處以混合疊加特性的幽靈方式了。但究竟怎樣定義這個“觀察方式” ,大有學問, 是另外一個難纏的問題, 它會把“精神意識”引進物理學中來, 這個我們以後再論述。

玻爾的思想很難理解,很難被接受。你大可不必為自己的不能理解它而生氣,而憤怒。實際上,比我們更憤怒的大有人在,他們的腦袋瓜比我們要聰明不知多少倍,他們就是以愛因斯坦為精神領袖的反對派陣營。

到此為止我們介紹了哥本哈根學派創立的正統量子力學的三大支柱:波恩對波函數的概率解釋,海森堡的不確定性原理,以及玻爾的互補原理。前兩個支柱挑戰傳統的因果律,後兩個支柱挑戰我們外部世界的客觀實在性。

而以愛因斯坦為精神領袖的反對派陣營要為“因果律”和“外部世界的客觀實在性”做“強有力的辯護”,要與哥本哈根的正統量子力學陣營決一死戰。一場震驚量子江湖的大決戰即將拉開戰幕,就是那個傳說中的超一流“華山論劍”。

 

14. 【觀察測量方式對物質微觀真相顯現的影響, 雙相疊加混合態的”幽靈”】

哥本哈根學派以三大原理為根基,構築了量子力學的堅實堡壘. 這三大根基是: 波恩的波函數的概率解釋, 海森堡的不確定性原理, 和玻爾的互補原理. 前兩個根基挑戰傳統的因果律, 後兩個根基挑戰物理世界的客觀實在性. 正宗量子力學的解釋就圍繞這三大根基展開.

讓我們看看哥本哈根學派對電子通過雙縫的行為解釋.

一個電子在雙縫前受不確定性原理和互補原理控制,它沒有行蹤, 沒有軌跡,是疊加態的”幽靈”. 我們可以選擇不同的觀察方式讓電子顯出不同的特性來.

首先,我們選擇任其通過雙縫, 則電子的波動性占上風,它以某種方式同時通過了左狹縫和右狹縫,完全按照波動方程的波函數在空間,自我發生干涉.

然後,我們在雙縫後放一個感應屏幕, 改變了觀察方式, 這也就迫使以波為形式的電子轉換它的特性, 因為我們要看電子的位置, 粒子性必須接管電子的特性. 這時在一剎那間, 電子突然從波動的分布狀態凝聚成一個點出現在了屏幕的一個確定的位置上, 我們看到了粒子性. 這個位置遵守波恩的概率分布. 而電子從波動的空間分布突然凝聚成一點, 叫波函數的”坍縮”

實際上, 上面我們只是電子為例, 一切微觀粒子都遵守這個規則. 由於我們的物質世界是由微觀粒子組成的,那麼我們的物質世界也是去取決於觀察測量嗎? 也沒有客觀實在性嗎?

哥本哈根創立的量子力學對這些問題的回答是肯定的, 也就是說我們的物質世界也是去取決於觀察測量, 沒有客觀實在性.

可想而知,這些革命性的思想受到人們巨大的反擊是百分之一萬二千肯定的.


15.威爾遜雲室實驗

哥本哈根學派提出了他們的三大理論支柱, 完成了量子力學的解釋框架. 其反對派陣營也積極地集聚力量, 要與哥本哈根學派決戰. 對於反對派陣營的精神領袖愛因斯坦來說, 一個沒有嚴格因果律的物理世界是不可想象的. 愛因斯坦認為, 物理規律應該統治一切, 物理學的簡單明確性不可置疑: A導致了B, B導致了C, 而C又導致了D, 等等, 應該構成一個嚴格的鏈條. 他不能接受一個沒有明晰原因的”隨機性”, 象哥本哈根學派的什麼”概率解釋”就沒有原因, 什麼”不確定性原理”就從理論上排出你同時準確知道微觀粒子的動量和位置的可能性, 完全沒有原因可尋. 令愛因斯坦更不能接受的是什麼”不確定性原理”和”互補原理”聯合起來否定物理世界的”客觀實在”性, 而要依賴於什麼”觀察測量方式”.

當年玻爾的原子模型提出電子在不同能級間的躍遷就是這種可惡的”隨機性”而不遵守因果律, 愛因斯坦就非常反感,

他在1924年給波恩寫信嚴厲地聲言: “我決不願意被迫放棄嚴格的因果性,並將對其進行強有力的辯護。我覺得完全不能容忍這樣的想法,即認為電子受到輻射的照射,不僅它的躍遷時刻,而且它的躍 遷方向,都由它自己的‘自由意志’來選擇。” 現在以玻爾為首的哥本哈根學派創立的量子力學以三大理論支柱為堡壘, 更加瘋狂, 竟然要否定物理世界的客觀實在性, “是可忍, 孰不可忍”!

哥本哈根學派門前遇到的挑戰從此便層出不窮,永無寧日,誰叫他們要與這些超一流的高手為敵呢?

以電子為例。哥本哈根學派不是說電子在屏幕上打出一點是完全隨機的,是完全概率分布的嗎?這說明什麼?這說明電子在屏幕上出現之前是沒有連續軌跡的,如果 有連續軌跡,我們就可以追尋這個軌跡,那麼電子出現在屏幕上的點就是可以往前追尋原因的,那就不是完全隨機的,是有連續原因的。如果可以追尋這個連續的原 因,那麼哥本哈根學派的純粹“概率解釋”理論上就不成立。而且,我們通過電子的這個連續軌跡,就可以既不但可以精確知道電子的瞬間位置,通過經過的時間記 錄我們也可以計算電子的精確速度(即動量)。這樣,哥本哈根學派的第二大支柱“不確定性原理”也就跟着破產。

這可真是一箭雙鵰的高招阿!而現成的實驗就有,反對派大喜過望,“真是天助我們也!”

那是在1911年,英國的科學家威爾遜發明了一種儀器,叫雲室。它的工作原理是讓微觀粒子通過水蒸汽,當微觀粒子過後,會以它們為中心凝結成一串水珠,而形成一條清晰可辯的軌跡,就象天空中的噴氣式飛機在天空中留下一條白霧帶一樣。

反對派很高興說,看,在威爾遜雲室實驗中,電子有連續的軌跡可尋,哥本哈根的解釋宣告破產。然而當人們興致勃勃地深入研究這種水珠的電子軌跡時,才發現大 謬不然。原來宏觀清晰可見的水珠式電子軌跡到了微觀放大後不但變的模糊不清,而且再也不是連續的了,成了間斷跳躍的虛線。這樣不但沒有打倒哥本哈根學派的 理論,反而從某種意義上證明了人家的觀點。

一計不成,再來一計。反對派這下就從電子通過雙縫的實驗着手。

哥本哈根學派不是說了嗎?一個電子在雙縫前受不確定性原理和互補原理控制,它沒有行蹤, 沒有軌跡,是疊加態的”幽靈”. 如果我們任其通過雙縫, 則電子的波動性占上風,它以某種方式同時通過了左狹縫和右狹縫,完全按照波動方程的波函數在空間,自我發生干涉. 現在我們就不信這個邪,不信電子以某種方式“同時”通過了左狹縫和右狹縫,我們要用實驗揭穿這個謊言。

實驗是這樣,在兩個狹縫的任意一個上面安裝儀器, 我們來測量電子通過了哪一個狹縫,看是否一個電子同時通過了雙縫,就可以很容易揭穿哥本哈根學派的謊言。當然,這樣的實驗你肯定確實發現電子只通過了一個 狹縫。反對派很高興說, 看, 電子並沒有同時通過兩個狹縫,而是只通過了一個狹縫。

然而, 反對派又高興的太早了。哥本哈根學派的解釋給他們有力地回擊出去。哥本哈根學派說,因為, 當你在一個狹縫上安裝了儀器後, 你就是選擇了另外一種觀察方式, 暗示電子你要看電子的粒子性, 因為你要探測電子的位置是在哪個狹縫.。由於你想看電子的粒子性, 電子就顯示其粒子性,只在一個狹縫出現。這時, 你會驚訝地發現, 由於你要看電子的粒子性, 電子就不會再顯示波動性了, 你就看不到電子的干涉現象了。果然,電子不再形成干涉圖案,而成了一個白條。 反對派又輸了一招。這個實驗又從某種意義上說明了我們的測量意圖規定了電子顯示什麼特性, 電子也善解人意, 就順着我們的意圖顯示我們想看的。

當然反對派的招數是層出不窮的,都讓哥本哈根學派的解釋給無情地反擊了回去。反對派又在想,你們哥本哈根學派認為沒有確定位置和動量的微觀粒子,我們也好 像是沒有本領同時準確測量微觀粒子的位置和動量(在花樣繁多的各種嘗試之後),但或許微觀粒子是同時具有確定的位置和動量的,只是我們沒辦法測量罷了。

對反對派的這些意見,哥本哈根學派給予了有力的回擊。他們認為,在物理上如果一個物理量不能被測量到,那麼它就應該認為是不存在的,就象有人說他車庫裡有 一條龍,但你摸不見,看不見,它也不留下任何痕跡,那我們就認為那條龍是不存在的。既然我們不能同時準確測量到微觀粒子的位置和動量,我們就認為電子同時 沒有位置和動量。實際上,哥本哈根學派走的更遠,他們把外界物理世界和我們的測量方式連接起來,連存在一個脫離我們的觀察測量的客觀外部世界都不承認。

哥本哈根學派與反對派的不斷衝突和局部戰爭終於釀成了一場面對面的激戰,華山論劍的日子終於來臨了。

後事如何,下回分解。

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