第十三届学术研讨会
参选论文
金刚诚雄
(二)

 

现代科学呼唤着灵性的哲学(续)

金刚诚雄

 

 
转自 薄伽梵 智及维摩诘 宗师微信朋友圈:

3. 量子脱散和一些怪异的实验[6,7,8,9]

作为一个基本理论,量子力学原则上,应该适用于任何大小的物理系统,也就是说不仅限于微观系统,那么,它应该提供一个过渡到宏观「经典」物理的方法。量子现象的存在提出了一个问题,即怎样从量子力学的观点,解释宏观系统的经典现象。尤其无法直接看出的是,量子力学中的叠加状态,如何应用到宏观世界上来。

直到1970年左右,人们才开始真正领会到,上述的思想实验,实际上并不实际。事实证明,叠加状态非常容易受周围环境的影响。比如说,在双缝实验中,电子或光子与空气分子的碰撞或者发射辐射,就可以影响到对形成衍射非常关键的各个状态之间的相位的关系。在量子力学中这个现象,被称为量子脱散。它是由系统状态与周围环境影响的相互作用导致的。这个相互作用可以表达为每个系统状态与环境状态的纠缠。其结果是只有在考虑整个系统时(即实验系统+环境系统)叠加才有效,而假如孤立地只考虑实验系统的系统状态的话,那么就只剩下这个系统的「经典」分布了。量子脱散是今天量子力学解释宏观量子系统的经典性质的主要方式。

量子理论之所以如此神秘,一是因为它主要研究的是微观世界的粒子行为,不向宏观世界那样很容易被我们观察和理解,而是量子理论中的几个神秘的让人匪夷所思的现象,直接颠覆了我们的人生观和世界观。第一就是电子双缝干涉实验(具体内容不再详解,可以简单百度下),简单来说,在实验中单个的电子可以同时穿过两条缝隙,在屏幕上留下干涉条纹,如果说这种特性可以用光既是粒子也是波的二重性来解释,那么接下来的实验结果就很难解释了。

当科学家在实验中利用侦测仪器试图观察电子到底是如何同时穿过两条缝隙时,电子又表现出了粒子的特性,只是穿过了其中的一条缝隙,在屏幕上留下的不再是干涉条纹,而是点状的图像。

这样的结果出乎了所有人意料,就好像电子知道有人在观察它,观察这种行为可以影响电子的选择。我们认为这在某种程度上意味着量子或电子有灵性。

直到今天,电子双缝干涉实验的结果也没有完美的解释,其中有些科学家试图用「平行宇宙」(多重宇宙)的概念加以解释,说实际上电子的选择有很多种,而当我们观察时,其它的选择立即消失,只能呈现一种选择结果,但是其它的选择在其他平行宇宙也在上演,就犹如有无数个你存在于不同的平行世界,只不过在不同平行世界的人生会各不相同。

第二就是量子纠缠,说的是两个相互纠缠的粒子可以相互感应到彼此,即使距离十分遥远,哪怕数光年,也能在瞬间感应到对方的变化并做出相应改变,这看起来两个量子之间发生了超光速的联系,这种瞬间的改变,根据潘建伟团队的测定,其速度至少在光速的10,000亿倍以上。之所以量子理论看起来如此神秘和不可思议,支配量子纠缠的,不是任何本宇宙中存在的客观因素。让量子产生纠缠的原因,存在于物质之上,它说明了背后很可能有不为我们所知的东西存在,它究竟是什么呢?

第三就是量子隧穿。在宏观世界,人不可能直接穿过一堵墙,但在微观世界就不一样了,粒子有一定的几率能直接穿过障碍物。由于量子理论的描述与宏观世界的相对论格格不入,如何将两大理论融合在一起成为物理学家们研究的圣杯,于是弦理论应运而生。

量子理论表现出来的几个匪夷所思的现象确实是存在的,而这个理论也成为现代物理学家普遍接受的理论。但是理论中的电子双缝干涉实验和量子纠缠等,让我们似乎看到了平行世界的存在,同时意识甚至可以决定行为的存在。

4. 量子力学不能解释的宏观现象[6,7,8,9]

以上我们谈的是量子力学中一些奇妙的无法解释的量子实验现象。同时也存在量子力学无解释的一些非量子的宏观现象。

绝大多数物理学家认为黑洞是一种密度令人难以置信的天体,根据广义相对论,黑洞会吸入附近的任何物质,同时不向外喷射任何物质。这是很多人眼中的黑洞一个基本特征。能够扭曲时空,任何物质都无法逃脱它们的可怕引力。但这一基本观点与量子力学定律相抵触,量子力学定律说明这种天体不可能存在。而黑洞我们知道是确确实实存在的实体,它一般是由恒星衰老变化而来。

量子力学尽管成绩辉煌,但如上所述的问题等,尽管进行了近一个世纪的辩论和实验,物理学家和哲学家、认知科学家、生命科学家等之间,至今没有就哪种解释最能「代表」现实达成一致的共识。这些解释的观点主要在量子力学数学表述的认知,量子力学是确定性的还是随机的,量子力学的哪些元素可以被认为是「真实的」,叠加态的属性,观察与测量的本质等基本问题上有所不同。还有许多不为学界所认可的看法,包括很多单纯地从宗教、意识等玄虚的角度出发的、被认为是伪科学的诠释。因为诠释不清,所以许多人,包括了解还是不了解量子力学的,都可以加以解释,反正谁也说不服谁。

量子力学有这么多样的诠释,为什么一个都不行?问题的核心就在于,量子力学的种种诠释反映了人的认知的局限性。那么为什么会是人的认知的局限性?量子就是量子,对于量子的「庐山真面目」及其无限风光,我们人类还在不断地摸索。可以相信的是,量子远非我们通常所想象的就是一会儿象「波」和一会儿象「粒」那样简单。

 

 

 

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