一切皆有可能,測不準原理顛覆你的世界觀,宇宙命運不再被決定

一切皆有可能,測不準原理顛覆你的世界觀,宇宙命運不再被決定

測不準原理是量子力學中的一個基本原理,又稱為不確定性原理,是由德國科學家海森堡於1927年提出。該原理說的是,一個微觀粒子的某些物理量,比如速度和位置,不可能同時測出確定的數值,其中一個量越精確,另一個量就越模糊,兩者誤差的乘積必然大於h/4π(h為普朗克常數)。

測不準原理給人的思想帶來的震撼是巨大的。我們已經習慣了牛頓經典物理的世界觀,簡單地說,就是一切都是確定的,位置、速度等等都可以精確測定。如果這些都無法精確測定,傳統科學的根基已經完全的動搖了。

測不準原理提出後,人們對此產生了激烈的爭論。海森堡對測不準原理的解釋是:要觀測某個粒子的位置,則至少要用波長較短的光子照射它,但光子有動量,如果波長較短,則能量越大,對粒子的影響也越大。總之,位置和速度不可精確測量。說白了,海森堡認為測不準是因為測量手段與被測物體之間不可避免要發生相互作用,從而形成擾動。

海森堡是測不準原理的創立者,按說他的解釋是最權威的。然而海森堡對測不準原理的理解卻遭到了佔據主流的哥本哈根學派的代表人物玻爾的猛烈抨擊。玻爾並不否認測不準原理,但他認為該原理的基本概念有問題。玻爾認為測不準原理的基礎在於波粒二象性,海森堡由傅立葉變換推導出測不準原理,基於這一過程的解釋已經將數學凌駕於物理之上。因此玻爾堅持“完備的物理解釋應當絕對地高於數學形式體系。”

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這樣的爭論可以說已經持續了幾十年,至今仍沒有定論。

唯物主義告訴我們先有物質後有意識,物質是不依賴於人的意識而存在,意識是物質在人腦中的反映等等。這些觀念在人們探索量子世界時受到了猛烈的挑戰。唯心主義和唯物主義的界限似乎在模糊。

由於測不準原理的存在,宇宙的命運也被蒙上了一層神秘的色彩。法國科學家拉普拉斯在牛頓的基礎上提出宇宙是完全被決定了的,只要知道宇宙某一時刻的狀態,那麼他可以清晰預言宇宙中的每一件事。而海森堡深刻地提出,所謂“若確切地知道現在,就能預見未來”,錯誤的並不是結論,而是前提,因為前提是“測不準”的。海森堡的測不準原理可以說為拉普拉斯的學說正式畫上了句號。

近年來,日本科學家精確測量出了超出海森堡不等式的極限值,加拿大科學家也進一步縮小了海森堡的誤差極限。可以說測不準原理得到了進一步的發展和修正。但它仍然作為一條基本原理被深刻地寫在量子力學教程中。

測不準原理影響了我們對宇宙的認識。有人習慣了決定論,覺得這樣更坦然。有人並不喜歡決定論,覺得這樣的世界更豐富多彩。到底是好是壞,只能說見仁見智了。

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