量子的不確定性意味著什麼?人們堅持的客觀實在論受到嚴重挑戰!

量子的不確定性意味著什麼?人們堅持的客觀實在論受到嚴重挑戰!

可能許多人已經感受到了量子力學對於人類認知的重大顛覆,但還是不明白量子的不確定性原理究竟意味著什麼,所以接下來你要知道的是:它可能還會再顛覆一次你的三觀。

我們先簡要回顧當時的量子論是如何衝擊經典物理學的

以伽利略和牛頓他們的經典物理學依賴於微積分,認為一切的自然過程都是連續不斷的。但是量子力學發現能量的傳輸是有一個最小單位的,這個單位就是量子,很多自然過程都是不連續的。這種非連續性的概念讓經典物理學的大廈是搖搖欲墜。

那為什麼又說量子力學是在擲骰子呢?

因為對於微觀粒子的研究發現,我們不能確定粒子的位置,只能夠掌握力子出現的概率,粒子的分佈是一個概率事件。這麼一來強調嚴格因果關係的決定論就被打破了。人們發現概率深藏在宇宙底層,上帝的確是以擲骰子的方式在維持宇宙的運行。

量子的不確定性意味著什麼?人們堅持的客觀實在論受到嚴重挑戰!

這樣看來,量子力學中的不確定性意味著什麼?

我們無法同時準確的測量電子的位置和速度,位置越精確,速度就越不精確,反過來也一樣。而且我們的觀測行為本身會對於測量結果造成干擾,這麼一來,觀測者和觀測對象的界線就被打破了。我們發現自己無法掌握世界的本質,甚至根本就不存在一個客觀實在的世界,客觀實在論受到嚴重的挑戰。

究竟為什麼會這樣呢?

不確定性原理其實告訴了我們這樣一個現實,那就是我們的觀測行為本身會影響我們的觀測結果。採取不同的觀測方式,會觀測到不同的結果。

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我們舉個例子,很多年以來科學家們一直為電子到底是什麼而爭論,有些科學家說呢它是一種粒子,有些說它是一種波,而且雙方都可以舉出各種各樣的證據來支撐自己的理論。

所以我們說電子是具有波粒二象性的,因為根據我們的觀測方法不同,電子既可以表現出波的性質,又可以表現出粒子的性質。

那麼問題又來了,說到底電子本質上究竟是一個什麼東西?

關鍵就在這,在量子力學看來,我們根本不知道電子的本來面目是什麼,只能說我們採用某種觀察方式的時候,所看到的電子是什麼樣的。

我們再舉個例子,假如你現在看到一匹棕色的馬,那麼如果戴上墨鏡,這匹馬的顏色在你眼中就變了。

而如果你是一位色盲患者,那麼馬在你眼中又是另外一種顏色。我們其實並不知道馬在本質上是什麼顏色的,只能說馬在我們的觀察當中是什麼顏色的,甚至可以說馬根本就沒有什麼本來的顏色。

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這個道理啊聽起來很玄乎,但事實的確就是這樣。無論是電子還是光子,這些量子力學中的測量對象都是非常微小的,我們的觀測會對於它們造成致命的干擾,而且是不可能被克服的。觀測的結果並不是客觀確定的。

在量子力學看來,除非我們先確定了測量這個物理量的方式,否則談論任何物理量都是沒有意義的。

那麼這麼一來就造成一個非常詭異的結論,在量子世界裡沒有一個絕對客觀的實體或者是外部事件。

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比如說一個電子或者光子,它根本就沒有一個客觀的速度,我們所能夠把握的只是測量得到的速度,而且這個測量速度還和我們的測量方式有關。甚至可以說,如果我們不進行測量的話,這個電子的速度根本就沒有意義,

只有可以被測量的物理量才是有意義的。

在經典物理學當中,我們認為有一個客觀實在的世界,即使我們還沒有對這個世界有清晰的認識,那也是我們自己的問題,世界本身肯定是客觀實在的,不以我們意志為轉移。這是人類一直以來認識世界的方法,叫做客觀實在論。

但在量子力學當中情況是完全不同了,一切都和測量行為掛上鉤,觀測對象和被觀測對象融為一體,相互影響,主客體之間的界限就消失了。

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也就是說物理學或者其他科學都沒法去研究一個所謂的客觀實在的世界。人類並不知道宇宙的客觀本質是什麼,只知道我們觀測到的宇宙是什麼樣的。任何事物都只有在被觀測的時候才有意義。

看到這裡,你應該可以感受到量子力學給整個物理學界和哲學界帶來多大的衝擊概率解釋顛覆了因果關係不確定性原理,顛覆了客觀實在論,這簡直可以說是顛覆了人類對於世界的一切認知。

而且由此引申出的種種結論,比如著名的處於生死疊加態的薛定諤的貓,或者是經常在科幻小說裡出現的平行宇宙理論等等,對於一般人來說簡直就是天方夜譚,甚至讓很多科學家都感到難以接受。

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只能說人類至今為止還是沒有完全明白量子力學背後究竟隱藏著怎樣的物理意義和哲學意義。

波爾曾經說過,如果誰不為量子論而感到困惑,那他就是沒有理解量子論!另一位大物理學家費曼說得更加直接,他說沒有人能夠理解量子力學。

量子的不確定性意味著什麼?人們堅持的客觀實在論受到嚴重挑戰!

最後我們總結一下:

不確定性原理意味著我們無法同時精確的測量電子或其他微觀粒子的位置和速度,並且我們的觀測行為本身會對於測量結果造成干擾。

所以我們不能說世界的本質是什麼樣的,只能說我們觀測到的世界是什麼樣的,甚至可以說根本就不存在一個客觀實在的世界。

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