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上帝擲骰子嗎——量子物理史話(12)
送交者: 一葉扁舟 2007年01月31日09:06:21 於 [史地人物] 發送悄悄話

  四
  三百年硝煙散盡,波和粒子以這樣一種奇怪的方式達成了妥協:兩者原來是不可分割的一個整體。就像漫畫中教皇善與惡的兩面,雖然在每個確定的時刻,只有一面能夠體現出來,但它們確實集中在一個人的身上。波和粒子是一對孿生兄弟,它們如此苦苦爭鬥,卻原來是演出了一場物理學中的絕代雙驕故事,這教人拍案驚奇,唏噓不已。
  現在我們再回到上一章的最後,重溫一下波和粒子在雙縫前遇到的困境:電子選擇左邊的狹縫,還是右邊的狹縫呢?現在我們知道,假如我們採用任其自然的觀測方式,它波動的一面就占了上風。這個電子於是以某種方式同時穿過了兩道狹縫,自身與自身發生干涉,它的波函數ψ按照嚴格的干涉圖形花樣發展。但是,當它撞上感應屏的一剎那,觀測方式發生了變化!我們現在在試圖探測電子的實際位置了,於是突然間,粒子性接管了一切,這個電子凝聚成一點,按照ψ的概率隨機地出現在屏幕的某個地方。
  假使我們在某個狹縫上安裝儀器,試圖測出電子究竟通過了哪一邊,注意,這是另一種完全不同的觀測方式!!!我們試圖探測電子在通過狹縫時的實際位置,可是只有粒子才有實際的位置。這實際上是我們施加的一種暗示,讓電子早早地展現出粒子性。事實上,的確只有一邊的儀器將記錄下它的蹤影,但同時,干涉條紋也被消滅,因為波動性隨着粒子性的喚起而消失了。我們終於明白,電子如何表現,完全取決於我們如何觀測它。種瓜得瓜,種豆得豆,想記錄它的位置?好,那是粒子的屬性,電子善解人意,便表現出粒子性來,同時也就沒有干涉。不作這樣的企圖,電子就表現出波動性來,穿過兩道狹縫並形成熟悉的干涉條紋。
  量子派物理學家現在終於逐漸領悟到了事情的真相:我們的結論和我們的觀測行為本身大有聯繫。這就像那匹馬是白的還是紅的,這個結論和我們用什麼樣的方法去觀察它有關係。有些看官可能還不服氣:結論只有一個,親眼看見的才是唯一的真實。色盲是視力缺陷,眼鏡是外部裝備,這些怎麼能夠說是看到“真實”呢?其實沒什麼分別,它們不外乎是兩種不同的觀測方式罷了,我們的論點是,根本不存在所謂“真實”。
  好吧,現在我視力良好,也不戴任何裝置,看到馬是白色的。那麼,它當真是白色的嗎?其實我說這話前,已經隱含了一個前提:“用人類正常的肉眼,在普通光線下看來,馬呈現出白色。”再技術化一點,人眼只能感受可見光,波長在400-760納米左右,這些頻段的光混合在一起才形成我們印象中的白色。所以我們論斷的前提就是,在400-760納米的光譜區感受馬,它是白色的。
  許多昆蟲,比如蜜蜂,它的複眼所感受的光譜是大大不同的。蜜蜂看不見波長比黃光還長的光,卻對紫外線很敏感。在它看來,這匹馬大概是一種藍紫色,甚至它可能繪聲繪色地向你描繪一種難以想象的“紫外色”。現在你和蜜蜂吵起來了,你堅持這馬是白色的,而蜜蜂一口咬定是藍紫色。你和蜜蜂誰對誰錯呢?其實都對。那麼,馬怎麼可能又是白色又是紫色呢?其實是你們的觀測手段不同罷了。對於蜜蜂來說,它也是“親眼”見到,人並不比蜜蜂擁有更多的正確性,離“真相”更近一點。話說回來,色盲只是對於某些頻段的光有盲點,眼鏡只不過加上一個濾鏡而已,本質上也是一樣的,也沒理由說它們看到的就是“虛假”。
  事實上,沒有什麼“客觀真相”。討論馬本質上“到底是什麼顏色”,正如我們已經指出過的,是很無聊的行為。根本不存在一個絕對的所謂“本色”,除非你先定義觀測的方式。
  玻爾也好,海森堡也好,現在終於都明白:談論任何物理量都是沒有意義的,除非你首先描述你測量這個物理量的方式。一個電子的動量是什麼?我不知道,一個電子沒有什麼絕對的動量,不過假如你告訴我你打算怎麼去測量,我倒可以告訴你測量結果會是什麼。根據測量方式的不同,這個動量可以從十分精確一直到萬分模糊,這些結果都是可能的,也都是正確的。一個電子的動量,只有當你測量時,才有意義。假如這不好理解,想象有人在紙上畫了兩橫夾一豎,問你這是什麼字。嗯,這是一個“工”字,但也可能是橫過來的“H”,在他沒告訴你怎麼看之前,這個問題是沒有定論的。現在,你被告知:“這個圖案的看法應該是橫過來看。”這下我們明確了:這是一個大寫字母H。只有觀測手段明確之後,答案才有意義。
  測量!在經典理論中,這不是一個被考慮的問題。測量一塊石頭的重量,我用天平,用彈簧秤,用磅秤,或者用電子秤來做,理論上是沒有什麼區別的。在經典理論看來,石頭是處在一個絕對的,客觀的外部世界中,而我——觀測者——對這個世界是沒有影響的,至少,這種影響是微小得可以忽略不計的。你測得的數據是多少,石頭的“客觀重量”就是多少。但量子世界就不同了,我們已經看到,我們測量的對象都是如此微小,以致我們的介入對其產生了致命的干預。我們本身的擾動使得我們的測量中充滿了不確定性,從原則上都無法克服。採取不同的手段,往往會得到不同的答案,它們隨着不確定性原理搖搖擺擺,你根本不能說有一個客觀確定的答案在那裡。在量子論中沒有外部世界和我之分,我們和客觀世界天人合一,融和成為一體,我們和觀測物互相影響,使得測量行為成為一種難以把握的手段。在量子世界,一個電子並沒有什麼“客觀動量”,我們能談論的,只有它的“測量動量”,而這又和我們的測量手段密切相關。
  各位,我們已經身陷量子論那奇怪的沼澤中了,我只希望大家不要過於頭昏腦漲,因為接下來還有無數更稀奇古怪的東西,錯過了未免可惜。我很抱歉,這幾節我們似乎沉浸於一種玄奧的哲學討論,而且似乎還要繼續討論下去。這是因為量子革命牽涉到我們世界觀的根本變革,以及我們對於宇宙的認識方法。量子論的背後有一些非常形而上的東西,它使得我們的理性戰戰兢兢,汗流浹背。但是,為了理解量子論的偉大力量,我們又無法繞開這些而自欺欺人地盲目前進。如果你從史話的一開始跟着我一起走到了現在,我至少對你的勇氣和毅力表示讚賞,但我也無法給你更多的幫助。假如你感到困惑彷徨,那麼玻爾的名言“如果誰不為量子論而感到困惑,那他就是沒有理解量子論”或許可以給你一些安慰。而且,正如我們以後即將描述的那樣,你也許應該感到非常自豪,因為愛因斯坦和你是一個處境。
  但現在,我們必須走得更遠。上面一段文字只是給大家一個小小的喘息機會,我們這就繼續出發了。
  如果不定義一個測量動量的方式,那麼我們談論電子動量就是沒有意義的?這聽上去似乎是一種唯心主義的說法。難道我們無法測量電子,它就沒有動量了嗎?讓我們非常驚訝和尷尬的是,玻爾和海森堡兩個人對此大點其頭。一點也不錯,假如一個物理概念是無法測量的,它就是沒有意義的。我們要時時刻刻注意,在量子論中觀測者是和外部宇宙結合在一起的,它們之間現在已經沒有明確的分界線,是一個整體。在經典理論中,我們脫離一個絕對客觀的外部世界而存在,我們也許不了解這個世界的某些因素,但這不影響其客觀性。可如今我們自己也已經融入這個世界了,對於這個物我合一的世界來說,任何東西都應該是可以測量和感知的。只有可觀測的量才是存在的!
  卡爾•薩根(Karl Sagan)曾經舉過一個很有意思的例子,雖然不是直接關於量子論的,但頗能說明問題。
  “我的車庫裡有一條噴火的龍!”他這樣聲稱。
  “太稀罕了!”他的朋友連忙跑到車庫中,但沒有看見龍。“龍在哪裡?”
  “哦,”薩根說,“我忘了說明,這是一條隱身的龍。”
  朋友有些狐疑,不過他建議,可以撒一些粉末在地上,看看龍的爪印是不是會出現。但是薩根又聲稱,這龍是飄在空中的。
  “那既然這條龍在噴火,我們用紅外線檢測儀做一個熱掃描?”
  “也不行。”薩根說,“隱形的火也沒有溫度。”
  “要麼對這條龍噴漆讓它現形?”——“這條龍是非物質的,滑不溜手,油漆無處可粘。”
  反正沒有一種物理方法可以檢測到這條龍的存在。薩根最後問:“這樣一條看不見摸不着,沒有實體的,飄在空中噴着沒有熱度的火的龍,一條任何儀器都無法探測的龍,和‘根本沒有龍’之間又有什麼差別呢?”
  現在,玻爾和海森堡也以這種苛刻的懷疑主義態度去對待物理量。不確定性原理說,不可能同時測准電子的動量p和位置q,任何精密的儀器也不行。許多人或許會認為,好吧,就算這是理論上的限制,和我們實驗的笨拙無關,我們仍然可以安慰自己,說一個電子實際上是同時具有準確的位置和動量的,只不過我們出於某種限制無法得知罷了。
  但哥本哈根派開始嚴厲地打擊這種觀點:一個具有準確p和q的經典電子?這恐怕是自欺欺人吧。有任何儀器可以探測到這樣的一個電子嗎?——沒有,理論上也不可能有。那麼,同樣道理,一個在臆想的世界中生存的,完全探測不到的電子,和根本沒有這樣一個電子之間又有什麼區別呢?
  事實上,同時具有p和q的電子是不存在的!p和q也像波和微粒一樣,在不確定原理和互補原理的統治下以一種此長彼消的方式生存。對於一些測量手段來說,電子呈現出一個準確的p,對於另一些測量手段來說,電子呈現出準確的q。我們能夠測量到的電子才是唯一的實在,這後面不存在一個“客觀”的,或者“實際上”的電子!
  換言之,不存在一個客觀的,絕對的世界。唯一存在的,就是我們能夠觀測到的世界。物理學的全部意義,不在於它能夠揭示出自然“是什麼”,而在於它能夠明確,關於自然我們能“說什麼”。沒有一個脫離於觀測而存在的絕對自然,只有我們和那些複雜的測量關係,熙熙攘攘縱橫交錯,構成了這個令人心醉的宇宙的全部。測量是新物理學的核心,測量行為創造了整個世界。
  *********
  飯後閒話:奧卡姆剃刀
  同時具有p和q的電子是不存在的。有人或許感到不理解,探測不到的就不是實在嗎?
  我們來問自己,“這個世界究竟是什麼”和“我們在最大程度上能夠探測到這個世界是什麼”兩個命題,其實質到底有多大的不同?我們探測能力所達的那個世界,是不是就是全部實在的世界?比如說,我們不管怎樣,每次只能探測到電子是個粒子或者是個波,那麼,是不是有一個“實在”的世界,在那裡電子以波-粒子的奇妙方式共存,我們每次探測,只不過探測到了這個終極實在於我們感觀中的一部分投影?同樣,在這個“實在世界”中還有同時具備p和q的電子,只不過我們與它緣慳一面,每次測量都只有半面之交,沒法窺得它的真面目?
  假設宇宙在創生初期膨脹得足夠快,以致它的某些區域對我們來說是如此遙遠,甚至從創生的一剎那以光速出發,至今也無法與它建立起任何溝通。宇宙年齡大概有150億歲,任何信號傳播最遠的距離也不過150億光年,那麼,在距離我們150億光年之外,有沒有另一些“實在”的宇宙,雖然它們不可能和我們的宇宙之間有任何因果聯繫?
  在那個實在世界裡,是不是有我們看不見的噴火的龍,是不是有一匹具有“實在”顏色的馬,而我們每次觀察只不過是這種“實在顏色”的膚淺表現而已。我跟你爭論說,地球“其實”是方的,只不過它在我們觀察的時候,表現出圓形而已。但是在那個“實在”世界裡,它是方的,而這個實在世界我們是觀察不到的,但不表明它不存在。
  如果我們運用“奧卡姆剃刀原理”(Occam's
  Razor),這些觀測不到的“實在世界”全都是子虛烏有的,至少是無意義的。這個原理是14世紀的一個修道士威廉所創立的,奧卡姆是他出生的地方。這位奧卡姆的威廉還有一句名言,那是他對巴伐利亞的路易四世說的:“你用劍來保衛我,我用筆來保衛你。”
  剃刀原理是說,當兩種說法都能解釋相同的事實時,應該相信假設少的那個。比如,地球“本來”是方的,但觀測時顯現出圓形。這和地球“本來就是圓的”說明的是同一件事。但前者引入了一個莫名其妙的不必要的假設,所以前者是胡說。同樣,“電子本來有準確的p和q,但是觀測時只有1個能顯示”,這和“只存在具有p或者具有q的電子”說明的也是同一回事,但前者多了一個假設,我們應當相信後者。“存在但觀測不到”,這和“不存在”根本就是一碼事。
  同樣道理,沒有粒子-波混合的電子,沒有看不見的噴火的龍,沒有“絕對顏色”的馬,沒有150億光年外的宇宙(150億光年這個距離稱作“視界”),沒有隔着1厘米四維尺度觀察我們的四維人,沒有絕對的外部世界。史蒂芬•霍金在《時間簡史》中說:“我們仍然可以想像,對於一些超自然的生物,存在一組完全地決定事件的定律,它們能夠觀測宇宙現在的狀態而不必干擾它。然而,我們人類對於這樣的宇宙模型並沒有太大的興趣。看來,最好是採用奧卡姆剃刀原理,將理論中不能被觀測到的所有特徵都割除掉。”
  你也許對這種實證主義感到反感,反駁說:“一片無人觀察的荒漠,難道就不存在嗎?”以後我們會從另一個角度來討論這片無人觀察的荒漠,這裡只想指出,“無人的荒漠”並不是原則上不可觀察的。
  五
  正如我們的史話在前面一再提醒各位的那樣,量子論革命的破壞力是相當驚人的。在概率解釋,不確定性原理和互補原理這三大核心原理中,前兩者摧毀了經典世界的因果性,互補原理和不確定原理又合力搗毀了世界的客觀性和實在性。新的量子圖景展現出一個前所未有的世界,它是如此奇特,難以想象,和人們的日常生活格格不入,甚至違背我們的理性本身。但是,它卻能夠解釋量子世界一切不可思議的現象。這種主流解釋被稱為量子論的“哥本哈根”解釋,它是以玻爾為首的一幫科學家作出的,他們大多數曾在哥本哈根工作過,許多是量子論本身的創立者。哥本哈根派的人物除了玻爾,自然還有海森堡、波恩、泡利、狄拉克、克萊默、約爾當,也包括後來的魏扎克和蓋莫夫等等,這個解釋一直被當作是量子論的正統,被寫進各種教科書中。
  當然,因為它太過奇特,太教常人困惑,近80年來沒有一天它不受到來自各方面的置疑、指責、攻擊。也有一些別的解釋被紛紛提出,這裡面包括德布羅意-玻姆的隱函數理論,埃弗萊特的多重宇宙解釋,約翰泰勒的系綜解釋、Ghirardi-Rimini-Weber的“自發定域”(Spontaneous Localization),Griffiths-Omnès-GellMann-Hartle的“脫散歷史態”(Decoherent Histories, or Consistent Histories),等等,等等。我們的史話以後會逐一地去看看這些理論,但是公平地說,至今沒有一個理論能取代哥本哈根解釋的地位,也沒有人能證明哥本哈根解釋實際上“錯了”(當然,可能有人爭辯說它“不完備”)。隱函數理論曾被認為相當有希望,可惜它的勝利直到今天還仍然停留在口頭上。因此,我們的史話仍將以哥本哈根解釋為主線來敘述,對於讀者來說,他當然可以自行判斷,並得出他自己的獨特看法。
  哥本哈根解釋的基本內容,全都圍繞着三大核心原理而展開。我們在前面已經說到,首先,不確定性原理限制了我們對微觀事物認識的極限,而這個極限也就是具有物理意義的一切。其次,因為存在着觀測者對於被觀測物的不可避免的擾動,現在主體和客體世界必須被理解成一個不可分割的整體。沒有一個孤立地存在於客觀世界的“事物”(being),事實上一個純粹的客觀世界是沒有的,任何事物都只有結合一個特定的觀測手段,才談得上具體意義。對象所表現出的形態,很大程度上取決於我們的觀察方法。對同一個對象來說,這些表現形態可能是互相排斥的,但必須被同時用於這個對象的描述中,也就是互補原理。
  最後,因為我們的觀測給事物帶來各種原則上不可預測的擾動,量子世界的本質是“隨機性”。傳統觀念中的嚴格因果關係在量子世界是不存在的,必須以一種統計性的解釋來取而代之,波函數ψ就是一種統計,它的平方代表了粒子在某處出現的概率。當我們說“電子出現在x處”時,我們並不知道這個事件的“原因”是什麼,它是一個完全隨機的過程,沒有因果關係。
  有些人可能覺得非常糟糕:又是不確定又是沒有因果關係,這個世界不是亂套了嗎?物理學家既然什麼都不知道,那他們還好意思呆在大學裡領薪水,或者在電視節目上欺世盜名?然而事情並沒有想象的那麼壞,雖然我們對單個電子的行為只能預測其概率,但我們都知道,當樣本數量變得非常非常大時,概率論就很有用了。我們沒法知道一個電子在屏幕上出現在什麼位置,但我們很有把握,當數以萬億記的電子穿過雙縫,它們會形成干涉圖案。這就好比保險公司沒法預測一個客戶會在什麼時候死去,但它對一個城市的總體死亡率是清楚的,所以保險公司一定是賺錢的!
  傳統的電視或者電腦屏幕,它後面都有一把電子槍,不斷地逐行把電子打到屏幕上形成畫面。對於單個電子來說,我並不知道它將出現在屏幕上的哪個點,只有概率而已。不過大量電子疊在一起,組成穩定的畫面是確定無疑的。看,就算本質是隨機性,但科學家仍然能夠造出一些有用的東西。如果你家電視畫面老是有雪花,不要懷疑到量子論頭上來,先去檢查一下天線。
  當然時代在進步,俺的電腦屏幕現在變成了薄薄的液晶型,那是另一回事了。
  至於令人迷惑的波粒二象性,那也只是量子微觀世界的奇特性質罷了。我們已經談到德布羅意方程λ=
  h/p,改寫一下就是λp=h,波長和動量的乘積等於普朗克常數h。對於微觀粒子來說,它的動量非常小,所以相應的波長便不能忽略。但對於日常事物來說,它們質量之大相比h簡直是個天文數字,所以對於生活中的一個足球,它所伴隨的德布羅意波微乎其微,根本感覺不到。我們一點都用不着擔心,在世界盃決賽中,眼看要入門的那個球會突然化為一縷波,消失得杳然無蹤。
  但是,我們還是覺得不太滿意,因為對“觀測行為”,我們似乎還沒有作出合理的解釋。一個電子以奇特的分身術穿過雙縫,它的波函數自身與自身發生了干涉,在空間中嚴格地,確定地發展。在這個階段,因為沒有進行觀測,說電子在什麼地方是沒有什麼意義的,只有它的概率在空間中展開。物理學家們常常擺弄玄虛說:“電子無處不在,而又無處在”,指的就是這個意思。然而在那以後,當我們把一塊感光屏放在它面前以測量它的位置的時候,事情突然發生了變化!電子突然按照波函數的概率分布而隨機地作出了一個選擇,並以一個小點的形式出現在了某處。這時候,電子確定地存在於某點,自然這個點的概率變成了100%,而別的地方的概率都變成了0。也就是說,它的波函數突然從空間中收縮,聚集到了這一個點上面,在這個點出現了強度為1的高峰。而其他地方的波函數都瞬間降為0。
  哦,上帝,發生了什麼事?為什麼電子的波函數在一剎那發生了這樣的巨變?原本形態優美,嚴格地符合薛定諤方程的波函數在一剎那轟然崩潰,變成了一個針尖般的小點。從數學上來說,這兩種狀態顯然是沒法互相推導的。在我們觀測電子以前,它實際上處在一種疊加態,所有關於位置的可能性疊合在一起,瀰漫到整個空間中去。但是,當我們真的去“看”它的時候,電子便無法保持它這樣優雅而面面俱到的行為方式了,它被迫作出選擇,在無數種可能性中挑選一種,以一個確定的位置出現在我們面前。
  波函數這種奇蹟般的變化,在哥本哈根派的口中被稱之為“坍縮”(collapse),每當我們試圖測量電子的位置,它那原本按照薛定諤方程演變的波函數ψ便立刻按照那個時候的概率分布坍縮(我們記得ψ的平方就是概率),所有的可能全都在瞬間集中到某一點上。而一個實實在在的電子便大搖大擺地出現在那裡,供我們觀賞。
  在電子通過雙縫前,假如我們不去測量它的位置,那麼它的波函數就按照方程發散開去,同時通過兩個縫而自我互相干涉。但要是我們試圖在兩條縫上裝個儀器以探測它究竟通過了哪條縫,在那一剎那,電子的波函數便坍縮了,電子隨機地選擇了一個縫通過。而坍縮過的波函數自然就無法再進行干涉,於是乎,干涉條紋一去不復返。
  奇怪,非常奇怪。為什麼我們一觀測,電子的波函數就開始坍縮了呢?
  事實似乎是這樣的,當我們閉上眼睛不去看這個電子,它就不是一個實實在在的電子。它像一個幽靈一般按照波函數向四周散發開去,虛無飄渺,沒有實體,而以概率波的形態漂浮在空間中。隨着時間的演化,這種概率波嚴格地按照薛定諤波動方程的指使,聽話而確定地按照經典方式發展。這個時候,與其說它是一個電子,不如說它是一個鬼魂,一團混沌,一幅浸潤開來的水彩畫,一朵概率雲,愛麗絲夢境中那難以捉摸的柴郡貓的笑容。不管你怎麼形容都好,反正它不是一個實體,它以概率的方式擴散開來,這種概率似波動一般起伏,可以干涉和疊加,為ψ所精確描述。
  但是,當你一睜開眼睛,奇妙的事情發生了!所有的幻影,所有的幽靈都消失了。電子那散發開去的波函數在瞬間坍縮,它重新變成了一個實實在在的粒子,隨機地出現在某處。除了這個地方之外,一切的概率波,一切的可能性都消失了。化為一縷清風的妖怪重新凝聚成為一個白骨精,被牢牢地摁死在一個地方。電子回到了現實世界裡來,又成了大家所熟悉的經典粒子。
  你又閉上眼睛,剛剛變回原型的電子又化為概率波,向四周擴散。再睜開眼睛,它又變回粒子出現在某個地方。你測量一次,它的波函數就坍縮一次,隨機地決定一個新的位置。當然,這裡的隨機是嚴格按照波函數所嚴格描述的概率分布來決定的。
  我們不如敘述得更加生動活潑一些。金庸在《笑傲江湖》第二十六回里描述了令狐沖在武當腳下與沖虛一戰,沖虛一柄長劍幻為一個個光圈,讓令狐沖眼花繚亂,看不出劍尖所在。用量子語言說,這時候沖虛的劍已經不是一個實體,它變成許許多多的“虛劍”,在光圈裡分布開來,每一個“虛劍尖”都代表一種可能性,它可能就是“實劍尖”所在。沖虛的劍可以為一個波函數所描述,很有可能在光圈的中心,這個波函數的強度最大,也就是說這劍最可能出現在光圈中心。現在令狐沖揮劍直入,注意,這是一次“測量行為”!好,在那瞬間沖虛劍的波函數坍縮了,又變成一柄實劍。令狐沖運氣好,它真的出現在光圈中間,於是破了此招。要是猜錯了呢?那免不了斷送一條手臂,但沖虛劍的波函數總是坍縮了,它無論如何要實實在在地出現在某處,這才能傷敵。
  在《三國演義》評話里,有一個類似的情節。趙雲在長坂坡遇上高覽(有些說是張繡),後者使一招百鳥朝鳳,槍尖幻化為千百點,趙雲僥倖破了此招——他隨便一擋,迫使其波函數坍縮,結果正好坍縮到兩槍相遇的位置,然後高覽心慌意亂,反死於趙雲之蛇盤七探槍下,這就不多說了。
  我們還是回到物理上來。這種哥本哈根解釋聽起來未免也太奇怪了,我們觀測一下,電子才變成實在,不然就是個幽靈。許多人一定覺得不可思議:當我們背過身,或者閉着眼的時候,電子一定在某個地方,只不過我們不知道而已。但正如我們指出的,假使電子真的“在”某個地方,它便只能通過一道狹縫,這就難以解釋干涉條紋。而且我們以後也會看到,實驗完全排除了這種可能。也許我們說“幽靈”太聳人聽聞,嚴格地說,電子在沒有觀測的時候什麼也不是,談論它是無意義的,只有數學可以描述——波函數!按照哥本哈根解釋,不觀測的時候,根本沒有個實在!自然也就沒有實在的電子。事實上,不存在“電子”這個東西,只存在“我們與電子之間的觀測關係”。
  我已經可以預見到即將扔過來的臭雞蛋的數量——不過它現在還是個波函數,等一會兒才會坍縮,哈哈——然而在那些扔臭雞蛋的人中,有幾位是讓我感到十分榮幸的。事實上,哥本哈根派這下遇到真正的麻煩了,他們要面對一些強大的懷疑論者,這些人中間不少還剛剛和他們並肩戰鬥過。二十世紀物理史上最激烈,影響最大,意義最深遠的一場爭論馬上就要展開,這使得我們能夠對自然的行為和精神有更加深刻的理解。下一章我們就來談這場偉大的辯論——玻爾-愛因斯坦之爭。

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