超越勇气之一:贞子,崩溃的爱因斯坦(精神病患者乱入)
You are famailar with this phrase “man's reach exceeds his grasp”, it's a lie, man's grasp exceeds his nerve.
请允许我用致命魔术中特斯拉的话作为开始:“人的极限超越了他的勇气”。有多少人在面对伟大的发现时视而不见,只因结论太过疯狂。
就在我们慢慢接受“地球是圆的”,“人和动物一样都是自然进化出来”这种疯狂思想的时候,新的不可思议之物又不断涌来震撼我们脆弱的神经。
这次我所要说的,是人类如何创造了现在的宇宙以及我们是如何获得永生而不死的事实。
不要怀疑你的眼睛,这些都是正而八经的科学,科学家们因为这些发现而获得诺贝尔奖。核能、计算机技能、新材料、能源技术、信息技术等无数新技术都在这门学科的基础上迅速发展起来。
而对于这门学科,爱因斯坦一直到死都无法接受,只留下一句“上帝不掷筛子”的名言。埃仑费斯特因为无法接受这门学科而举枪自杀。薛定谔则宁可自己从未涉足这个领域。
说到这里也许你已经猜到了,我要说的这门学科,叫作量子力学。
关于量子力学,最有代表性的见解是玻尔(哥本哈根派的领袖,他于1927年宣告量子力学诞生)的一句话:如果你没有因为量子力学而困惑,那说明你没理解量子力学。
《天才在左,疯子在右》一书记述了对许多精神病人的采访。由于里面大部分病人都在谈论量子力学,逼得作者不得不专门去大学恶补了一下,不然就跟他们没共同语言了(虽然学了之后仍不断被病人鄙视)。
我们没必要去分辨到底是量子力学使人疯颠,还是疯颠的人才能懂量子力学。我只是建议各位在把本文看下去之前,保证自己有足够的胆量和勇气。
(双缝实验包含量子力学所有的秘密。———费因曼)
还记得生活大爆炸里第一集第一句谢耳朵神叨叨说的话吗?有兴趣的同学可以去重温一下,他所描述的就是双缝实验。
所有的一切都从我们中学就已经做过的光的双缝实验开始。
在光源前挡一块板,板上有两条小缝,光穿过缝后,会在后面的屏上显示一条条衍射的花纹。这说明了光是一种波,然后光又具有粒子性,所以光是波粒两象性的,到此为止都是中学所教的内容。虽然当时我们满脑子疑问,怎么又是波又是粒子呢。大概是单个光子像粒子,而大量光子相互作用行为像是波,就像水波一样吧。
好,现在让我们鼓起勇气继续这个实验。这次我们让双缝实验中的光源每次只打出一个光子。正常的话这个光子应该穿过狭缝,笔直打在屏上。可是结果它却绕了个弯打在原先衍射的花纹上。问题是它怎么知道该衍射在哪儿?衍射的位置取决于两缝的距离,难道说它同时穿过了两条狭缝?
于是我们观察光子是如何同时穿过两条狭缝,观察结果是,光子只穿过了其中一条狭缝,并笔直地打在了屏上而不再衍射了!
不看狭缝,光子衍射;一看,直射;不看,又衍射。。。你直接摔了仪器说这到底是光子啊还是贞子啊!!(可以想象你背后有一只贞子,你一回头她就不见了,你不看,她又在那里了。不是清明节了我来吓你,对物理学家而言,实验的结果,跟大白天见鬼实在没什么区别。)
你不信邪,说抓贼要抓脏,我就等光子穿过狭缝了以后再观察。(惠勒专门设计了精巧的延迟实验)结果更诡异的事情发生了:哪怕是光子已经通过了狭缝,只要你一观察,仍然直射;不看,又衍射了。这就是说光子当初是如何穿过狭缝,甚至可以等到它穿过了以后再决定。
“咣铛”一声,因果论彻底破碎。结果居然可以反过来影响原因!
这等于在说我现在吃了不干净的东西,结果造成我一小时前抽风了。而我们的贞子同学可以直到你回头之后,才决定在不在你身后。
哎!哎!别跑去烧香啊,跟你说了这是科学!
好,不卖关子了。量子力学对此的解释是光子在没有被观察的时候是一个波,好像抹在面包上的黄油一样在空间扩散开来,所以光子穿过狭缝的时候,能够处于同时穿过两条狭缝的叠加态中。而一但被观察,光子马上就塌缩成一个粒子。
同样的,在观察之前不存在同时穿过两条狭缝的历史。只有被观察到的历史才是客观存在,并且不可改变的。而谈论未被观察的历史是没有意义的事情。
在量子的世界里,根本就不存在客观独立性,也没有绝对的因果。主观和客观的边界开始模糊,唯物与唯心纠缠在一起。原因和结果变成了互补而不是先后关系。原因可以影响到结果,结果也一样可以影响到原因。你我即是观众又是演员,观测本身不可避免地影响着观测的结果。当我们看光子的时候,光子也同样“看”着我们。这就是著名的测不准原理,量子力学最核心的思想。
说到这里可能有同学的脑子开始嗡嗡作响了,也有同学开始同情爱因斯坦了。
作为坚决的决定论者,爱因斯坦的终级梦想是用一个公式来统一整个宇宙的定理,他的E=mc2是多么优美。现在告诉他,上帝是掷筛子的,物质的客观实在性取决于你看不看它,甚至连基本的因果定律都是可以反过来的。这种事情就算是叔叔能忍,婶婶也不能答应啊。
于是一代奇才爱因斯坦怪招迭出,设计了各种精巧的思维实验来反驳量子力学的观点。
当时情况根据埃仑费斯特(后来自杀的那位)的描述:爱因斯坦就像一个弹簧玩偶一样,每天带着新点子从盒子里跳了出来。
但在无数次与玻尔的交锋中,爱因斯坦都一一败下阵来,甚至包括他的最后决杀——EPR实验的结果也最终证明了自己的错误。
极限显然冲击着我们这位可怜天才的神经,使他在量子理论被提出之后,没有任何建树。更有人坦言就算爱因斯坦从1925年开始每天钓鱼为生,世界也不会因此有任何改变。
就在我们为爱因斯坦扼腕叹息的时候,你安慰说,毕竟这是微观世界,也许它的法则诡异到令人发指,但只要宏观世界正常就行了。
话音刚落,薛定谔“嘿嘿”一声冷笑,放出了传说中的科学神兽——薛定谔的猫。伴随着它的一声怪叫,天空中一阵电闪雷鸣,人世间将再无宁日。
未完待续。。。
请允许我用致命魔术中特斯拉的话作为开始:“人的极限超越了他的勇气”。有多少人在面对伟大的发现时视而不见,只因结论太过疯狂。
就在我们慢慢接受“地球是圆的”,“人和动物一样都是自然进化出来”这种疯狂思想的时候,新的不可思议之物又不断涌来震撼我们脆弱的神经。
这次我所要说的,是人类如何创造了现在的宇宙以及我们是如何获得永生而不死的事实。
不要怀疑你的眼睛,这些都是正而八经的科学,科学家们因为这些发现而获得诺贝尔奖。核能、计算机技能、新材料、能源技术、信息技术等无数新技术都在这门学科的基础上迅速发展起来。
而对于这门学科,爱因斯坦一直到死都无法接受,只留下一句“上帝不掷筛子”的名言。埃仑费斯特因为无法接受这门学科而举枪自杀。薛定谔则宁可自己从未涉足这个领域。
说到这里也许你已经猜到了,我要说的这门学科,叫作量子力学。
关于量子力学,最有代表性的见解是玻尔(哥本哈根派的领袖,他于1927年宣告量子力学诞生)的一句话:如果你没有因为量子力学而困惑,那说明你没理解量子力学。
《天才在左,疯子在右》一书记述了对许多精神病人的采访。由于里面大部分病人都在谈论量子力学,逼得作者不得不专门去大学恶补了一下,不然就跟他们没共同语言了(虽然学了之后仍不断被病人鄙视)。
我们没必要去分辨到底是量子力学使人疯颠,还是疯颠的人才能懂量子力学。我只是建议各位在把本文看下去之前,保证自己有足够的胆量和勇气。
(双缝实验包含量子力学所有的秘密。———费因曼)
还记得生活大爆炸里第一集第一句谢耳朵神叨叨说的话吗?有兴趣的同学可以去重温一下,他所描述的就是双缝实验。
所有的一切都从我们中学就已经做过的光的双缝实验开始。
在光源前挡一块板,板上有两条小缝,光穿过缝后,会在后面的屏上显示一条条衍射的花纹。这说明了光是一种波,然后光又具有粒子性,所以光是波粒两象性的,到此为止都是中学所教的内容。虽然当时我们满脑子疑问,怎么又是波又是粒子呢。大概是单个光子像粒子,而大量光子相互作用行为像是波,就像水波一样吧。
好,现在让我们鼓起勇气继续这个实验。这次我们让双缝实验中的光源每次只打出一个光子。正常的话这个光子应该穿过狭缝,笔直打在屏上。可是结果它却绕了个弯打在原先衍射的花纹上。问题是它怎么知道该衍射在哪儿?衍射的位置取决于两缝的距离,难道说它同时穿过了两条狭缝?
于是我们观察光子是如何同时穿过两条狭缝,观察结果是,光子只穿过了其中一条狭缝,并笔直地打在了屏上而不再衍射了!
不看狭缝,光子衍射;一看,直射;不看,又衍射。。。你直接摔了仪器说这到底是光子啊还是贞子啊!!(可以想象你背后有一只贞子,你一回头她就不见了,你不看,她又在那里了。不是清明节了我来吓你,对物理学家而言,实验的结果,跟大白天见鬼实在没什么区别。)
你不信邪,说抓贼要抓脏,我就等光子穿过狭缝了以后再观察。(惠勒专门设计了精巧的延迟实验)结果更诡异的事情发生了:哪怕是光子已经通过了狭缝,只要你一观察,仍然直射;不看,又衍射了。这就是说光子当初是如何穿过狭缝,甚至可以等到它穿过了以后再决定。
“咣铛”一声,因果论彻底破碎。结果居然可以反过来影响原因!
这等于在说我现在吃了不干净的东西,结果造成我一小时前抽风了。而我们的贞子同学可以直到你回头之后,才决定在不在你身后。
哎!哎!别跑去烧香啊,跟你说了这是科学!
好,不卖关子了。量子力学对此的解释是光子在没有被观察的时候是一个波,好像抹在面包上的黄油一样在空间扩散开来,所以光子穿过狭缝的时候,能够处于同时穿过两条狭缝的叠加态中。而一但被观察,光子马上就塌缩成一个粒子。
同样的,在观察之前不存在同时穿过两条狭缝的历史。只有被观察到的历史才是客观存在,并且不可改变的。而谈论未被观察的历史是没有意义的事情。
在量子的世界里,根本就不存在客观独立性,也没有绝对的因果。主观和客观的边界开始模糊,唯物与唯心纠缠在一起。原因和结果变成了互补而不是先后关系。原因可以影响到结果,结果也一样可以影响到原因。你我即是观众又是演员,观测本身不可避免地影响着观测的结果。当我们看光子的时候,光子也同样“看”着我们。这就是著名的测不准原理,量子力学最核心的思想。
说到这里可能有同学的脑子开始嗡嗡作响了,也有同学开始同情爱因斯坦了。
作为坚决的决定论者,爱因斯坦的终级梦想是用一个公式来统一整个宇宙的定理,他的E=mc2是多么优美。现在告诉他,上帝是掷筛子的,物质的客观实在性取决于你看不看它,甚至连基本的因果定律都是可以反过来的。这种事情就算是叔叔能忍,婶婶也不能答应啊。
于是一代奇才爱因斯坦怪招迭出,设计了各种精巧的思维实验来反驳量子力学的观点。
当时情况根据埃仑费斯特(后来自杀的那位)的描述:爱因斯坦就像一个弹簧玩偶一样,每天带着新点子从盒子里跳了出来。
但在无数次与玻尔的交锋中,爱因斯坦都一一败下阵来,甚至包括他的最后决杀——EPR实验的结果也最终证明了自己的错误。
极限显然冲击着我们这位可怜天才的神经,使他在量子理论被提出之后,没有任何建树。更有人坦言就算爱因斯坦从1925年开始每天钓鱼为生,世界也不会因此有任何改变。
就在我们为爱因斯坦扼腕叹息的时候,你安慰说,毕竟这是微观世界,也许它的法则诡异到令人发指,但只要宏观世界正常就行了。
话音刚落,薛定谔“嘿嘿”一声冷笑,放出了传说中的科学神兽——薛定谔的猫。伴随着它的一声怪叫,天空中一阵电闪雷鸣,人世间将再无宁日。
未完待续。。。