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喵群-量子化学简史:上帝掷色子吗?-20160909

更新时间:2023-10-11 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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问题的来历:光是哪些?rVc物理好资源网(原物理ok网)

我们的故事要从2000千多年原先的古埃及开始。现代学术界觉得,西方哲学源于古埃及的泰勒斯,他被觉得是哲学第一人。那位大哲学家除了转租过榨油机(说成榨橄榄油的工具更合适),并且成功预测过一次日蚀,但那些不是重点,重要的是,他曾提出世界的本源是“水”,这么问题来了,若果世界是水做的,那火和光是如何回事,那种时侯火和光不分。rVc物理好资源网(原物理ok网)

是啊,火和光究竟是如何回事?那种时代,人们在追问世界的本源时通常默认是颗粒,这可以牵强的觉得是光的粒子说的老祖宗了。几百年后,还是古埃及,另一位哲学家出现了,恩培多克勒,他提出“世界是由水、火(光)、土、气”四种元素组成。这样还是不行啊,人的耳朵可以看见东西,也就是说鼻子可以发光下来,那为何没看见耳朵上面冒烟下来,这个问题怎么解释?rVc物理好资源网(原物理ok网)

很快柏拉图就给了一个说法,光的来源有三种“火发光,鼻子也发光,被看到的物体也可以发光”,闻言一出,新问题立刻又来了,为何人在黑暗的房间的哪些都看不见?rVc物理好资源网(原物理ok网)

再到后来,公元前一世纪,古罗马正从共和国时代步入帝国时代。和凯撒大帝同时代的卢克莱修在《物性论》中提出:人之所以看到东西,是由于被看到的物体可以发光,但是这依然未能解决上面这个问题。rVc物理好资源网(原物理ok网)

直至公元1000年左右,一位阿拉伯数学学家阿尔哈曾总算给出了一个靠谱的解释:光源发出光,物体把光反射到人的耳朵里,于是人就看见东西了,他还发展了折射,小孔成像等原理。人们忠于确信无疑:光的确是一种粒子。rVc物理好资源网(原物理ok网)

文艺复兴以后,笛卡尔一句“我思故我在”开启了法国的理智主义时代,他对光的粒子性隐隐倍感有些不妥,于是提出:光是一种压力,在媒介中传播。后来,西班牙物理家格里马第则干脆直说:光是一种类似于水波的波动rVc物理好资源网(原物理ok网)

自古以来,哲学家和科学家们都觉得光是粒子,如今又有牛人跳下来说是波动,那光究竟是哪些?此时,据说闻到了一股火药味,就看有没有人来桶这个马蜂窝,很快,捅马蜂窝的人出现了。rVc物理好资源网(原物理ok网)

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第一次波粒之争rVc物理好资源网(原物理ok网)

1663年,苏格兰的波义耳提出:颜色不是物体本身的特点,而是光照的疗效。这顺利成为第一次波粒之争的导火索。rVc物理好资源网(原物理ok网)

第一回合rVc物理好资源网(原物理ok网)

1)波动军团:rVc物理好资源网(原物理ok网)

格里马第首先出招:“颜色不同是由于光波的频度不同”;紧接着,发觉弹簧定律的胡克先生也有了新发觉。他看见香皂泡和显微镜下的云母片都呈彩色,于是提出:“光是某种快速脉冲”rVc物理好资源网(原物理ok网)

2)粒子军团:rVc物理好资源网(原物理ok网)

1672.2.8牛顿通过色散实验后提出红色光是七色光混和而成。针对此事,他的老冤家胡克谴责牛顿是剽窃自己的理论,于是,牛顿就和胡克扛上了,开始专攻粒子说。rVc物理好资源网(原物理ok网)

第二回合rVc物理好资源网(原物理ok网)

1)波动军团:rVc物理好资源网(原物理ok网)

1690年德国科学家惠更斯发表《光论》,提出光是在以太中传播的纵波,并证明了折射率和反射率。可惜1695年那位科学家就离开人世,未能再见到粒子说的猛烈反扑。rVc物理好资源网(原物理ok网)

2)粒子军团:rVc物理好资源网(原物理ok网)

1704,胡克死后第二年。牛顿发表《光学》:从粒子角度阐述牛顿环,衍射等现象,并指责波动说:“如果光是波的话,为何不能像声波一样穿墙?”凭借牛顿在科学界的地位,粒子说成为不可撼动的真理,从此以后的近百年,波动说也无法翻身。rVc物理好资源网(原物理ok网)

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第二次波粒之争rVc物理好资源网(原物理ok网)

第一回合:rVc物理好资源网(原物理ok网)

1807年知名的杨氏双缝干涉实验证明了光的波动性,波动学说有起死回生的征兆。但是好景不长,1809年马吕斯发觉偏振光现象,此时的波动说难以解释。(因为当时未发觉横波(传播方向与震动方向垂直)的偏振光特点,而之前的惠更斯也觉得光是纵波)。rVc物理好资源网(原物理ok网)

第二回合:rVc物理好资源网(原物理ok网)

1819:日本菲涅尔理论《关于偏振光光线的互相作用》,他强调,光是横波在以太中传播,衍射现象是正常的。在进行论文答辩的时侯,粒子论的提倡者,大名鼎鼎的物理家泊松指责道:假如这样,照射小圆板时,为何没看到小亮点(衍射)。没等多久,奇迹发生了,菲涅尔通过实验果然发觉了这个小光点“泊松亮斑”。rVc物理好资源网(原物理ok网)

几六年以后,物理家麦克斯韦推导入麦克斯韦方程式,预测了电磁波的存在。不久以后,美国科学家赫兹也顺利发觉了电磁波。自此,光的波动学说成功逆袭粒子说。rVc物理好资源网(原物理ok网)

就在波动说狂欢的时侯,她们却忽视了一个致命的问题:既然广播在以太中传播,那“以太”在哪儿?rVc物理好资源网(原物理ok网)

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第三次波粒之争rVc物理好资源网(原物理ok网)

此次波粒之争情况比较复杂,要多花点篇幅介绍。rVc物理好资源网(原物理ok网)

1.两朵乌云rVc物理好资源网(原物理ok网)

19世纪的最后三天,美国知名化学学家开尔文说:数学学美丽而放晴的天空被两朵乌云映照了。我们就来瞧瞧是哪两朵乌云:rVc物理好资源网(原物理ok网)

第一朵:光波传播的媒介,以太在那里?;后来迈克尔逊莫雷通过实验证明,以太并不存在,试验中光速是恒定不变的。(后来爱因斯坦由此发展出相对论)rVc物理好资源网(原物理ok网)

第二朵:牛顿证明了热和运动也是光的特点,玻尔兹曼通过麦克斯韦方的理论,推导入宋体幅射应该符合玻尔兹曼均分理论。但是,当时有两个公式估算宋体幅射的分布情况,维恩公式只对长波幅射,而瑞利金斯的公式只对短波幅射有效,两者难以统一,违反了玻尔兹曼均分说。rVc物理好资源网(原物理ok网)

针对这个宋体幅射问题,美国化学学家普朗克开始研究两个幅射公式上帝投骰子吗 量子物理史话,后来成功推出一个兼容的公式,对长长波都有效,而且有一个前提条件:光是一种不连续的能量子,1900.12.14,普朗克的E=hv成为与E=MC2同样精典的方程式,标志着量子论的诞生。其中的h,也就是普朗克常数,也和光速c一样,成为宇宙基本常数之一。rVc物理好资源网(原物理ok网)

2.第一回合rVc物理好资源网(原物理ok网)

粒子革命:rVc物理好资源网(原物理ok网)

十九世纪后期,赫兹的电磁波实验中,发生的光电效应,仍然没被注重。此时,爱因斯坦用普朗克量子公式一算才发觉,原先这是粒子的特点,频度越高,能量就越大,就越容易打出电子,而波的硬度只能影响打出电子的数目,于是他引入了光量子的假说。1915年,法国人密立根企图用实验来指责爱因斯坦,谁知一实验正好证明爱因斯坦的光量子假说是对的。rVc物理好资源网(原物理ok网)

这个时侯,粒子军团另一个新生力量在崛起。原子模型又被重提上去,1910年卢瑟福通过阿尔法粒子轰击金箔的实验发觉,他师傅日本的汤姆逊在1897年提及的原子猕猴桃干模型是不对的,应当是行星轨道模型。1913年她们两人的中学生荷兰人玻尔则提出了一个波尔原子模型:电子围绕原子核旋转,电子在不同轨道间可以跃迁,因而幅射和吸收能量,而且电子在任何时刻都不可能存在于两个轨道之间的任何位置?就是说,我从办公室回到家或则从家到办公室,并且,任何时侯,我都不曾在两点之间的任何位置出现过!rVc物理好资源网(原物理ok网)

1919年,普朗克约请爱因斯坦和玻尔到柏林作客,量子三大鳄聚在一起,两人畅谈量子论的发展,但是爱因斯坦和玻尔之间却出现了分歧,波尔说:理论上难以估算出电子跃迁的条件;爱因斯坦则觉得:任何化学过程都是确定可预测的。两个人的分歧,为后来的那场旷世大论争埋下了伏笔。rVc物理好资源网(原物理ok网)

波动军团反扑rVc物理好资源网(原物理ok网)

1922年,来自美国一个贵族家庭的德布罗意用相对率和普朗克的量子公式推导入了一个奇怪的公式,在这个公式里,可以估算出波长,并预测电子可以像光一样发生衍射现象,莫非光还是波么?rVc物理好资源网(原物理ok网)

上帝投骰子吗 量子物理史话_量子力学骰子_量子纠缠上帝不会掷骰子rVc物理好资源网(原物理ok网)

1927年,法国工程师戴维逊和他的助手革末通过实验否认了德布罗意公式预测的电子衍射现象,和X射线衍射相同。rVc物理好资源网(原物理ok网)

粒子军团反击rVc物理好资源网(原物理ok网)

德布罗意公式发表后,粒子军团也没闲着。1923年在威尔逊云室实验中,科学家清晰的看见了电子的轨迹。1924年,性格冷酷的德国科学家泡利针对玻尔的原子模型,提出不相容原理,规定了特定的电子旋转轨道上只能有固定数目的电子数。同年,泰国合艾学院的玻色院长和爱因斯坦共同创办玻尔-爱因斯坦统计方式,预测了高温下玻骰子的汇聚现象(该现象在2001年得到实验否认)rVc物理好资源网(原物理ok网)

就这样,在量子论出现以后,粒子军团异军凸起,波动集团无法抵挡。但是巍峨的麦克斯韦方程式,就像难以逾越的天险,纵使粒子军团如何折腾都未能突破。她们难以解释电磁波现象。战争到了相持阶段。rVc物理好资源网(原物理ok网)

3.第二回合rVc物理好资源网(原物理ok网)

粒子军团:rVc物理好资源网(原物理ok网)

就在数学学被搅成一团糨糊的时侯,又一个牛人出现了,他就是美国的海森堡(后来负责希特勒原子弹项目的科学家)。1925年春天,他在自己的绵长周末中苦思冥想,制造了一次真正的矩阵革命。rVc物理好资源网(原物理ok网)

海森堡发觉,电子的基态都是相对的,没有绝对的基态,于是提出矩阵多项式来估算电子跃迁的能量,并精确的估算出量子跃迁的基态和幅射频度。但有一个头痛的问题,矩阵多项式不满足加法交换律,就是说pxq不等于qxp,这些情况,这在数学上意味着哪些,海森堡想不明白?rVc物理好资源网(原物理ok网)

波动军团:rVc物理好资源网(原物理ok网)

就在海森堡的矩阵多项式问世不到半年的时间,波动军团的一位牛人阿姨薛定谔出现了,他基于德布罗意公式推导入一个函数,觉得电子是一团波。这个知名的薛定谔多项式后来成为量子的本征函数。诡异的是,薛定谔多项式的估算结果和矩阵丝毫不差!但它比矩阵估算简单好多,这也让他吸引了不少粉丝,甚至量子三大鳄之二的普朗克和爱因斯坦都对他刮目相看。后来狄拉克在他的量子专著作手指出,这两个算法都可以用哈密尔顿函数推论下来,光作为粒子的运动性和作为波的波动性在哈密尔顿的的物理体系中早就是统一了,殊途同归。rVc物理好资源网(原物理ok网)

但是,物理虽然是物理,客观世界里,电子究竟是粒子还是波动?rVc物理好资源网(原物理ok网)

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三大会战:量子论的赫尔辛基解释rVc物理好资源网(原物理ok网)

1.机率论rVc物理好资源网(原物理ok网)

粒子军团的矩阵多项式,波动军团的薛定谔多项式,如同倚天剑遇见屠龙刀,两个利器难分高下!既然是利器,必然有神秘的地方,海森堡的矩阵多项式中,为什么不满足加法交换律,化学学意义是哪些?薛定谔函数究竟代表的是哪些?rVc物理好资源网(原物理ok网)

海森堡的老师玻姆首先发问:薛定谔多项式的分布函数究竟是指哪些?rVc物理好资源网(原物理ok网)

薛定谔:电子是一团波,这个函数就是电子波在空间的分布情况。rVc物理好资源网(原物理ok网)

玻姆:那为何电子在通过单缝时会出现小点,而不是波纹?rVc物理好资源网(原物理ok网)

薛定谔:那你说是哪些?rVc物理好资源网(原物理ok网)

玻姆:这个函数代表的是机率,是电子在空间运动时出现的位置的机率,是完全随机的,任何精确的条件都难以估算。rVc物理好资源网(原物理ok网)

2.不确定性rVc物理好资源网(原物理ok网)

海森堡比较主动,不等他人发问自己就开始动手了。矩阵多项式中,p(位置)和q(动量)不满足交换律的缘由是,两者不可能被同时检测到,当你在检测一个值的时侯,必然会引起另一个值偏差无限减小。同样的,他还发觉E(能量)和t(时间)也是一对冤家。rVc物理好资源网(原物理ok网)

哪些?已检测都会扰动,那要是我视力超级牛,就看一看也不行吗?rVc物理好资源网(原物理ok网)

也不行。这是大自然的底线,你看其中任何一个,他的搭档就罢课。rVc物理好资源网(原物理ok网)

3.互补原理rVc物理好资源网(原物理ok网)

量子论中,阿姆斯特丹派的灵魂人物,玻尔,发布了一个愈发惊世骇俗的理论:电子即是波动又是粒子,就像一个硬币的两面,尽管两面是相互抵触的,但他却在更高的层次上是统一的。rVc物理好资源网(原物理ok网)

“那电子究竟是哪些,原本是哪些样子?”rVc物理好资源网(原物理ok网)

“追问电子原本是哪些是没意义的,你不看电子的时侯,不存在这个粒子,也不存在这个波动。”rVc物理好资源网(原物理ok网)

谁都没想到,波粒之争到最后竟是这些话剧化的结局。rVc物理好资源网(原物理ok网)

用福尔摩斯的话来说:当排除所有的可能性以后,剩下的,无论多么诡异,也必定是事实。rVc物理好资源网(原物理ok网)

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新的危机:世界是客观的吗?rVc物理好资源网(原物理ok网)

机率解释,不确定性原理,互补原理构成了量子论阿姆斯特丹解释的核心,直至现今,依然不可撼动。我们都早已领教过了这三个理论,不但惊世骇俗,简直毁三观。rVc物理好资源网(原物理ok网)

1.机率解释rVc物理好资源网(原物理ok网)

针对这个问题,爱因斯坦很怀疑,早在1919年量子三大鳄在柏林派对时,他就对玻尔的随机性说法有点不满,最后玻姆居然直接把它说成是量子论的一个基本原则。先抛掉现实不谈,我们从抛硬币的风波来看,爱因斯坦觉得:如果给出了足够详尽的条件,例如,抛的角度,使劲的点,力的大小,空气的阻力,气温的影响,空气中各个分子的运动状态,硬币中每位粒子的运动状态都很详尽,这么,从理论上来讲,硬币落在椅子上是正还是反,都是可以估算下来的。但是机率轮觉得这种是随机的,不可预测的。莫非大自然不遵循精典热学,不违背相对论吗,这样一来不就间接否定了客观世界的因果关系吗?rVc物理好资源网(原物理ok网)

2.测不准原理&互补原理rVc物理好资源网(原物理ok网)

海森堡说任何主观的观测行为都可以造成客观风波的变化,如果视力足够好的话,连对量子看一眼也会影响客观风波的结果。还有玻尔的互补原理更不用说了,当你不看的时侯,客观世界就不存在吗?这两个理论合在一起,相当于否定了世界的绝对客观性,主观选择的观察方法决定了世界是哪些样子!rVc物理好资源网(原物理ok网)

如果有一匹白马,你能说它原本就是红色的吗?我们晓得颜色的本质是物体反射光线的疗效。人眼能辨别的光的波长范围大概是在400~760nm之间。而胡蜂未能看见比蓝色光波长还长的光,对蓝色波段比较敏感,它看见的马其实是一种类似于蓝或则紫的颜色,甚至是某种独特的紫外色。一个人假如和胡蜂争辩这匹马究竟是哪些颜色,究竟谁是对的?其实两者都是对的。这么马原本是哪些颜色?追问这个问题,虽然真的没哪些意义了。就是说,我们的观测方法决定了我们见到哪些。若果不追问原本是哪些,觉得主观意识决定了世界的模样,那我们这个世界是真实的吗,我们是活在庄子的梦里,还是在苏菲的世界里?rVc物理好资源网(原物理ok网)

在科学界,提出这种似是而非的理论,无疑会导致一场更激烈的争辩。rVc物理好资源网(原物理ok网)

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新的战争:上帝掷色子吗?rVc物理好资源网(原物理ok网)

1.三大流派rVc物理好资源网(原物理ok网)

实验派:代表人物,萨尔茨堡和康普顿,她们只关心实验结果,不关心主观客观问题。鸵鸟新政。rVc物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦派:代表人物,爱因斯坦,德布罗意,薛定谔。她们觉得,世界是客观实在的,是确定的。rVc物理好资源网(原物理ok网)

阿姆斯特丹派:代表人物,玻尔,海森堡,玻姆。她们觉得,没有观察的时侯,不存在一个客观世界。rVc物理好资源网(原物理ok网)

2.第一回合rVc物理好资源网(原物理ok网)

1927年,第五届索尔维大会,世界科学界顶尖科学家会议,堪称巫师大会。在这个大会上,爱因斯坦不断提出思想实验,都被玻尔逐一化解。rVc物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦:玻尔,上帝是不掷色子的。rVc物理好资源网(原物理ok网)

玻尔:爱因斯坦,别去指挥上帝怎样做。rVc物理好资源网(原物理ok网)

爱因斯坦败下阵来,阿姆斯特丹的理论声誉大噪,博得粉丝无数。rVc物理好资源网(原物理ok网)

3.第二回合rVc物理好资源网(原物理ok网)

1930年,第六届索尔维大会。爱因斯坦提出一个知名的思想实验:爱因斯坦光箱实验。通过定时挨个释放光子的形式,同时可以确切测出E和t,突破测不准原理。rVc物理好资源网(原物理ok网)

玻尔答复:在量子的尺度上,光速条件下,按照广义相对论的红移原理,时间会变慢,假若能量测到了,时间就测不准。爱因斯坦再败。rVc物理好资源网(原物理ok网)

4.第三回合rVc物理好资源网(原物理ok网)

1935年,此时爱因斯坦早已定居英国,他与朋友一起提出了另一个思想实验“EPR佯缪”。将载流子相反的一对电子分开到无限远处,改变其中一个的载流子方向,按照能量守恒原理,另一个粒子也会改变载流子方向,但是因为两者通讯讯号不可能突破光速,为此,这些情况不会立刻发生,所以不会符合玻尔的量子理论。rVc物理好资源网(原物理ok网)

玻尔惊到了,但他还是按照自己的理论坚定的人为,可以同时发生,由于在你观察之前,不管距离多远,虽然并不存在这两个粒子,它是连在一起的一个整体,以机率的形势存在。rVc物理好资源网(原物理ok网)

5.第四回合,薛定谔的猫rVc物理好资源网(原物理ok网)

这个回合又来了一个不嫌事儿大的。薛定谔先生提出了一个举世瞩目的思想实验:把猫放进黑袋子里,一个由放射元素控制的开关,一个小时内,该放射元素有50%的可能性衰变,假若发生衰变,开关触发毒气瓶,猫就被毒死,请问:一个小时后,猫是死的还是活的,甚或是既死又活的?这个思想实验直至明天仍广为留传,它成功的把一个微观问题弄成了一个宏观问题,相当考验量子论的世界观。rVc物理好资源网(原物理ok网)

对此,阿姆斯特丹派一点不惊慌,依据量子论的理论解释:猫的生死会在打开袋子的刹那间确定出来,在此之前,死活状态的叠加,讨论死活没有意义!rVc物理好资源网(原物理ok网)

6.贝尔不方程的裁定rVc物理好资源网(原物理ok网)

这场大论争,直至爱因斯坦和玻尔逝世也没有解决,谁也没劝说谁。到了后来,1964年,法国科学家贝尔,推导入一个不方程。按照这个贝尔不方程的判别,假如世界是定域的(没有超光速讯号),实在的(客观独立于主观),则贝尔不方程创立,反之不创立。rVc物理好资源网(原物理ok网)

1982年,在美国米兰,奥赛光学研究所,科学家们进行了一次知名的实验,阿斯派克特实验,证明两个粒子的通讯可以突破光速,这个世界并不是绝对客观的。爱因斯坦输了。rVc物理好资源网(原物理ok网)

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1.歧路上的探求rVc物理好资源网(原物理ok网)

这个世界并不是爱因斯坦觉得的那样绝对客观,人的意识的确决定了你看见的世界的样子的吗?化学学家并没有这么容易屈服,从奥斯陆解释确立上去之后,就开始旨在于怎样把把意识逐出化学学房门之外。爱因斯坦的相对论在量子论的解释上败给赫尔辛基解释以后,科学的探求在其他许多条大路上越走越远,正如王安石所说:“入之愈深,其进愈难,而其见愈奇。”既然意识对于客观世界这么重要,就先来瞧瞧意识究竟是如何回事。rVc物理好资源网(原物理ok网)

意识的问题rVc物理好资源网(原物理ok网)

1963年知名物理家冯诺伊曼,提出了无限复归理论,成为量子论的纯物理基础。也正是这个理论进一步把神秘的量子论推向一个愈发神秘的地方:假如人的意识不参与,即使用检测仪器去测试量子的特点,仪器本身也会列入到整个量子系统,进而确保函数不会坍缩。也就是说,假如人的意识不参与的话,用一连串的刻度表去测试一个风波的时侯上帝投骰子吗 量子物理史话,每位刻度表上的表针是在所有可能的值的叠加状态,直至人的意识参与其中,函数坍缩,表针才能确定出来。这几乎成了赤裸裸的意识决定论。rVc物理好资源网(原物理ok网)

冯诺伊曼自己是擅长物理,他有一位擅长数学学的好同事维格纳。当科学界还没有弄清楚薛定谔的猫的生死问题的时侯,他又引入了一位“维格纳的同事”把这潭浑水搅的更浑。维格纳假想有一个人带上防毒面具,和猫一起蹲在袋子里,一个小时后,他会不会听到猫的所谓生死叠加的状态?维格纳觉得不会,由于此时整个系统早已有了意识的存在,函数必然坍缩。rVc物理好资源网(原物理ok网)

为何只有猫的袋子里,函数不会坍缩,有人都会坍缩?莫非人有意识,猫就没有意识么?意识究竟是哪些?rVc物理好资源网(原物理ok网)

我们可以说,人与猫的区别在于,人能意识到自己的存在,具备具象的能力,例如:人类能意识到自己的生与死的问题,而猫不能。rVc物理好资源网(原物理ok网)

这么人的这些意识从何而至,假若世界是由无数个粒子组成,人的肉体本身也是粒子组合而成,意识与组成肉体的粒子集合产生一个整体,普遍意义上的人。我们都晓得,人的细胞不断新陈代谢,大约几年以后一个人的身体细胞都会全部更新一次,这个时侯的肉身早已和几年前的你不一样了,更直接一点,幼儿园时侯的我,和现今的我还是一个人吗?可能没人会否定这个问题,如果说科学技术足够发达,将你之前细胞因为更新流失的这些物质收集上去,完全复制一个人,哪一个才是你自己?谁会拥有你当前意义上的意识?我们也许真的不能确定这个世界是不是客观的,如果没有意识,是否还存在一个客观意义上的我,似乎真的如笛卡尔所说,我惟一能确定存在的就是思索本身,我思故我在。rVc物理好资源网(原物理ok网)

量子论完善以后,有人曾企图借助量子理论的方式来研究意识,称为量子意识。依照神经学的研究,神经元的细胞骨架蛋白是由一种微管组成,微管内有大量的粒子存在,量子意识觉得,微管内的这种粒子以量子态的方式存在,外部剌激使量子态函数坍缩成确定的状态,就形成了意识以进而产生对世界的认知。但是,对意识的研究过分神妙,无法验证,不可重复,量子意识这个领域也没有被主流的科学界所认可。rVc物理好资源网(原物理ok网)

至今为止,意识问题一直是科学难以抵达的地方,对意识的研究早已成为现今数学学面临的一个重大问题。rVc物理好资源网(原物理ok网)

在意识问题上,我们啰嗦了好多。实际上在量子论的阿姆斯特丹解释完善以后,化学学家仍然在做空方面的探求,企图去翻开量子论的神秘面纱,下边我们浅薄的来瞧瞧这几条路。rVc物理好资源网(原物理ok网)

1979年,加拿大科学家惠勒提出一个话剧化的思维实验构,他强调,我们可以“延迟”电子的决定,致使它在早已实际通过了双缝屏幕以后,再来选择到底是通过了一条缝还是两条。十五年以后,1984年德克萨斯学院,卡罗尔阿雷,通过镀金的半透镜来模拟双缝(50%机率透射,50%机率反射,类似于电子通过两个狭缝时侯,经过每一个狭缝的机率为50%),把这个实验弄成了现实。实验结果证明:粒子通过透镜后,主观的观察行为又让它回家重新选择了路径,因而符合量子论的原理。也就是说,意识改变了历史,这让化学学界大为吃惊!于是,对于量子论的解释,出现了各类各样的版本rVc物理好资源网(原物理ok网)

2.参与型宇宙:rVc物理好资源网(原物理ok网)

这些理论觉得,所谓的宇宙的历史并不是确定的,人们可以在发生以后再决定历史是如何发生的。字面上很容易理解。可问题是,我们自己也是活着漫漫的历史长河之中,明天我们的所作所为,所思所想,莫非要靠一个未来中的某个人去决定吗,而未来也会成为历史,未来以后的未来能够再一次决定我们如今或则过去的历史吗?rVc物理好资源网(原物理ok网)

3.多重宇宙理论(MWI)rVc物理好资源网(原物理ok网)

1957年,埃弗莱特首次在他的博士论文中论述了这个理论。意识根本没有影响客观世界,所有的结局都有,只是它们存在于不同的宇宙之中,宇宙有无穷多个。薛定谔的猫,虽然有两个,一个死的一个活的,当我们观察时侯,宇宙分裂了,于是来到这个宇宙中的我们,见到猫早已死了,而另一个宇宙中,我们看见那只猫还活着。原本,科学界对他的这一说法一点不发烧,由于我们从来没觉得到其他宇宙的存在,直至后来,退相干理论出现以后,这个理论愈发建立。多重宇宙论觉得:我们之所以看不到其他宇宙的存在,是因为宇宙有无穷多,每位宇宙之间是正交关系,这些情况下,她们之间退相干,因此也难以感应到对方了。这样一来,多重宇宙理论渐渐成为一个逻辑自洽的体系,随着时间的推移,吸引了大量的粉丝。rVc物理好资源网(原物理ok网)

4.多历史论(退相干历史论):rVc物理好资源网(原物理ok网)

她们觉得,宇宙只有一个,而历史有无穷多版本,任何一个小小的细节改变都是一个历史分支,例如:晚上在办公室午睡的时侯,窗前的叶子随风舞动,每一片叶子摇摆的方向和角度不同,都有不同的历史,甚至宇宙中每一个粒子运动方向不同,历史也不一样。在宏观的上来看,薛定谔的猫有四个历史状态,生,死,生死,死生。历史这么之多,以至于细枝末节的历史全部退相干,产生一串固定出来的历史。可问题是,我们看见过生,也见到过死,为何没见到过生死叠加,根据退相干理论,这也是历史的一种可能啊。rVc物理好资源网(原物理ok网)

5.还有一种精神分裂论rVc物理好资源网(原物理ok网)

她们觉得,人们在观察世界的时侯,宇宙并没有分裂,而是人的精神分裂了,所以当前的这个精神体验就只看见其中一个固定的状态。众多的理论探求听上去越来越唬人,虽然早已偏离了科学的轨道,除此之外,还有许多解释,因为篇幅的关系,我们就不做赘言,你们可以在我们的思维导图上简略看一看即可。rVc物理好资源网(原物理ok网)

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结束语:rVc物理好资源网(原物理ok网)

为了调和量子论与广义相对论之间的矛盾,圈量子引力学形成了,由这一理论体系推断出,真空是不连续的。广义相对论告诉我们,真空就是引力场,是一个连续的整体。而由圈量子引力推导入,这个引力场是许多比原子核小数亿亿倍的更小的粒子相互联接上去的网,真空不是连续的,我们所谓的真空似乎是那些小小的量子,看不见,摸不到,但它就是构成这个客观世界的主体。rVc物理好资源网(原物理ok网)

我们可以想像真空,也可以想像粒子,但是这种称作真空的粒子之间的地带又叫哪些,它不是空,也不是不空,我们只能用哲学的语言来描述:非是非非,或则如佛教所言的“非想小意想处天”?尽管圈量子理论推论下来的结果这么诡异,但是起码目前看来,它却能把广义相对论和量子论这对冤家整合上去,我们也期盼有更多的实验来检验这一理论。rVc物理好资源网(原物理ok网)

顺着科学的公路,数学学告诉我们的世界的模样,早已与我们的知觉相去甚远,它早已步入了一个光怪陆离而又神秘诡谲的窘境,虽然要在这儿与哲学相遇。rVc物理好资源网(原物理ok网)

我们也许真的难以确定,知觉中的世界是不是真实的,假若世界是物质的,意识从何而至,而假如物质是由一系列若有若无,若即若离的奇异粒子组成,这种虚无飘渺的东西又是怎样铸就我们这个可感知的世界的?rVc物理好资源网(原物理ok网)

如佛教所言,缘起性空,诸法空相,显然,这个世界真的就是我们的眼耳鼻舌身意虚构下来的,世界原本的面目如梦亦如电,难以亦无相,无我相,无人相,无寿者相,无芸芸众生相。rVc物理好资源网(原物理ok网)

看上去,数学学在这儿虽然与佛教的哲学有了共同语言,既然这么,我们下一次就走入禅学的世界里,看一看那儿的景色吧。rVc物理好资源网(原物理ok网)

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