
谁有好的理论物理或宇宙学的书推荐
呵呵,建议你看看量子力学方面的书籍 上帝掷骰子吗:量子物理史话 购买过的顾客平均评分 5星心情指数:122人 开心 阅读场所:117人 床上 (*请先完成邮箱验证) 29 54 hhkong 北京 中级评论员 非常精彩、通俗的一本好书 个人评分: 心情指数: 受益匪浅 阅读场所: 沙发 发表于 2008-04-09 03:32没有想到一本量子物理的史话会写得如此精彩,同时也没有想到一本量子物理的书籍读到最后竟然幻化成一本哲学的书籍
目瞪口呆之余,隐隐的竟有一丝感悟,虽然是那么飘渺,飘渺得连自己都说不上究竟领悟到的到底是什么
以前接受的教育,使我在骨子里面就深深的觉得唯物主义那是天经地义的正确。
可是,那些量子力学大师关于意识在世界中的作用的推论,彻底地颠覆了我固有的理念。
这份震撼远远大于当年读《时间简史》时的感受
这样的好书当然要和好友们一起分享,于是广而告之,逐个的给朋友们发短信。
呵呵,希望他们都能开卷有益
而我目前是又在看第二遍,或许还会看第三遍还有第四遍吧······回复(3) | 举报 有4人认为此评论有用。
3 3 chua72@***.*** 初级评论员 书很好,就是印刷质量差 个人评分: 心情指数: 过瘾 受益匪浅 阅读场所: 咖啡馆 沙发 发表于 2007-05-25 02:17书写得通俗易懂,还穿插许多物理史的轶事、典故,很有趣味性。
比起其他的科普书,作者写作手法特别,看着看着就上瘾,欲罢不能。
我学理工科的(非物理专业),印象中里面量子的知识大学的普通物理学课本从来没有学到(可能我记性不好),这么神奇的东西竟然大学课本不教,失望啊。
希望作者能再写新书,我一定捧场
不过,书的印刷质量实在不敢恭维,特别是纸张很差,给人感觉象D版。
书装订得不好,有些页已经脱落了。
回复(3) | 举报 有5人认为此评论有用。
6 8 papalamama 初级评论员 从头看到尾..... 个人评分: 心情指数: 过瘾 受益匪浅 阅读场所: 床上 沙发 办公室 厕所 发表于 2009-02-04 01:59从头看到尾,一会觉得自己明白了,过了一会又觉得自己不明白了,到终了,就像作者自己说的,我还是没明白:光,到底是波还是粒
关键要看你是如何观察光的
回复 | 举报 还没有人对此评论进行投票。
0 5 zsuchq 广州市 初级评论员 不错不错 个人评分: 心情指数: 开心 阅读场所: 办公室 发表于 2009-02-05 12:31非常喜欢这本书。
买来后已经有好几个朋友借去看了呢。
很有成就感啊,买了本大家都喜欢的书
.为什么说近代自然科学革命具有科学独立及反宗教的性质?
让科学思想成为我们思维的基础。
——评瑶岭草的科学思想 科学是检验真理的试金石,使人类走向文明理性昌盛的一大法宝,科学思想是具有科学精神的人对宇宙、生命等问题的理性认识并进而能指导人类行为的世界观和人生观,尊重有科学思想的人,是每一位追求真理者必备的品德。
在各类书籍当中,我最喜欢的科学类、哲学类和思想类,我曾在海拔四千米的祁连山上当发电工时对随身带去的两本科普文选着迷,去年在网络上搜索有关时间议题时突然看到了霍金的《时间简史》,便连续不停地读了下去,今年博网上出现的《上帝掷骰子——量子物理史话》,也是从头至尾读完了,我对广义相对论、量子力学、超弦理论、宇宙全息论等非常着迷,从中我更加细致地认识了上帝,对上帝的崇拜和敬畏渗入到了膏肓的地步,当我们沿着科学的曙光去探索宇宙时空生命的奥秘时,一种来自内心世界的强烈激动油然而生,科学,为生命禅院插上了翅膀,科学思想将带领我们进入一个神奇莫名的世界,一个无限广阔的世界。
我经常想,如果我们进入一个芝麻粒,向其纵深前进一光年,会出现什么景色呢
奇妙啊
那是一个庞大的宇宙,在芝麻粒的纵深处,我们就能看到上帝,看到宇宙的结构,看到生命的无限空间。
每当夜深人静,我的思维进入这个无限的空间时,我的那份激动无以言表,我经常幻想着什么时候有时间,能把我看到的情景写出来,让大家分享,那该多好
科学,是我思维的基础,没有这个基础,想了解宇宙、时空、生命的奥秘是绝对不可能的,不仅不可能,还会走入歧途,走入魔幻。
那么,什么是科学
科学的内涵和外延是什么
科学的功能和目的是什么
什么是科学精神
科学与神学的关系如何处理
生命禅院的科学使者给我们做了比较简明扼要的阐述,这是截止目前我读到的最好的有关对科学的解释,从中,我们也可以发现瑶岭草的科学思想。
让瑶岭草的科学思想指导我们的思维和行为,使我们不偏离大道,坚定地向真理靠近,让科学思想带领我们进入无限的时空,直达仙岛群岛。
“迷信科学”是个伪命题 瑶岭草 有人说,相信科学也是一种迷信。
于是,有些人也跟着疑惑起来:科学还该不该相信
相信科学是不是一种迷信
那么,科学是该信还是不该信的东西呢
一 、科学是什么
1〕科学是对自然规律的总结,是用确切含义的文字、数学公式所表达出来的一种知识体系。
科学的正确性在于a)对自然现象的解释,科学理论跟实际发生的事实在允许的误差范围内是相符的;b)对尚未发现的自然现象做出预测并且能够验证这种预测是符合实际的。
2)科学是一种求真务实的态度,在理论和实验发生冲突时,需要修正的只能是理论自身;检验理论的唯一标准就是客观经验事实。
3)科学是一种对没有经过考察和验证的断言所具有的怀疑和批判精神,在科学词汇里根本不存在事实以外的权威。
4)科学是一种严密的研究方法,从观察入手,经过多次的实验,对实验结果进行记录、整理、分析,从中得到一般性结论,再运用数学手段,将其表示为相应的数学形式A,然后将A在进行反复实践检验,那么A就升格为科学“定律”。
5)科学必须随时接受最苛刻的检验,必须具有可“证伪”的性质,即任何科学理论必须有确定适用范围,当超出了这个范围,理论就失效。
小结 为了求得确切的知识,科学在实践中形成了一整套工作方法。
比如大量的观察,尽可能全面地占有材料;然后对这大量的“实事”进行认真而合乎逻辑的分析,作出判断和结论。
为了保证观察的正确,科学还制造了大量的仪器,以弥补感官的不足。
为了排除干扰,或者为了透过现象认识本质,科学建立了一整套实验制度和规则。
为了保证结论的正确,科学还建立了自己严格的检验制度,并只把通过严格检验的结论接纳为科学的结论。
这样,实事求是的科学态度,不轻信、不盲从、敢于怀疑的科学精神,严格制定的科学方法,最后是经过严格检验的科学成果或者说是科学结论,就构成了科学活动的全过程。
作为一个具体的科学过程,经过检验,就算完成。
然而,这些经过当前实践检验的结论,还要在今后的实践中继续接受检验。
在今后的实践检验中,这些结论或被继续确认,或被淘汰,或被限制于一定的范围。
二、科学与怀疑 有人说,科学不是讲怀疑精神吗,那么,科学为什么就不能怀疑自己呢
怀疑不就是要有否定吗,科学为什么不能否定自己呢
从科学发展的历史来看,科学无时无刻不在怀疑着自己,也无时无刻不在否定着自己。
正因为科学不断地怀疑自己、否定自己,科学才有今日的面貌,才得以不断更新,向着更高的目标前进。
这是尽人皆知的事实。
问题在于,怀疑什么
否定什么
怀疑决不是科学的目的,怀疑是为了剔出谬误,为了求真,为了建立更可靠的科学知识,为了相信,相信科学理论的指导会把科学转化为技术成果。
这里首先要解决的理论问题是,有怀疑,就必然有相信。
这是一个问题的两个方面。
相信一切,肯定是个傻瓜;怀疑一切,也将寸步难行。
假如真有对一切都要怀疑的人,那么,他在走路之前,首先应怀疑面前的土地是否坚实
而为了解除怀疑,他应该进行检验。
然而,用于检验的工具是否可靠
他也应该怀疑。
如此推论下去,他不仅寸步难行,而且根本无法生活。
实际上,一切都要怀疑的人,他也要有所相信,他相信的就是“一切都要怀疑”。
所以,只讲怀疑,而忘记和怀疑如影随形相伴的、不可分离的相信,就是哲学上的无知。
世界上从来就不存在只怀疑而无所相信的人或事,问题仅仅在于相信什么。
科学,过去和现在都在不断怀疑:自己的结论是否正确
所用的方法是否恰当
因而不断修正自己的结论,改进自己的方法,抛弃过时的、错误的,留下正确的、仍适用的。
科学的怀疑、批判精神,是科学得以不断发展的宝贵品质。
科学需要怀疑,但不停留于怀疑。
科学要把被怀疑的东西付诸实践检验,经过检验,怀疑消除,以得出合乎实际的结论,这才是科学追求的目标,也才是科学精神的核心。
或者说,科学的怀疑是为了释疑,而不是也不能否定自身。
从逻辑上讲,科学无法否定科学。
因为否定科学的那个东西,还是科学。
通过怀疑、实验、检验,然后得出的结论,正是科学结论。
因此,如果说要否定不足,科学无时不在否定着自己;如果说要科学否定整个科学自身,那在逻辑上就不能成立。
问题还不在于逻辑的思辨,而在于客观的实际。
科学,本质上是不断发展着的人类追求与客观实际相符合的知识的认识活动。
科学不能整个否定自己,因为人类无法不进行认识活动。
而人类要进行认识活动,并且要获得和客观实际相符合的确切的知识,除了科学,没有第二条路。
那么,信任科学是不是迷信呢
三、科学与迷信 迷信是“相信不该信、不可靠、无法验证的东西”,从认识论上说,“不该信的东西”就是谬误。
那么,相信科学,是不是相信了谬误呢
事实恰恰相反,我们相信科学,正是因为科学不断清除着自身的谬误,趋向着真理。
从这个意义上说,科学就是正确、真理的代名词。
相信正确的认识结论,相信真理,怎么是迷信呢
假如有人执著于某些过时的科学结论不放,比如仍然相信地心说、燃素说,那确实是一种迷信,因为他相信的是谬误,是被科学所抛弃的东西。
他恰恰违背了科学的实事求是态度,违背了科学的求真、批判精神。
假如有人提出一种新的说法,说他可以和宇宙人对话,说他吹口气就能打下敌方的导弹,说疾病是由于前世造业,说按如何如何修炼就可以长生不老,甚至说精神就是物质,人死灵魂不灭,说和人的世界对应还有一个由灵魂组成的世界,并且还说这就是最新的科学、超常的科学、将来的科学,是现在的科学所解释不了的,等等。
面对这些完全背离科学轨道的结论,科学首先要做的事是:运用自己的怀疑精神和批判头脑,问一个“根据何在”
假如提供论断者仅仅提供论断,而不能或者拒绝提供根据和论证,那么,任何一个正常人都不可相信这些论断,何况科学。
那些抨击相信科学是迷信的人是否想过,自己所相信的东西究竟有什么根据
为什么值得相信
然后再想一想:究竟什么是迷信
是相信反科学、伪科学的东西呢,还是相信科学
四、否定科学的目的何在 假如人类否定了科学,那么,他们将从哪里获得真理呢
或者说,这样一来要把人类的认识活动引向哪里呢
只有以神学为归宿,以新有神论者提倡的东西为归宿。
这样的东西,从自然科学方面来看,是伪科学,因为它不是科学而冒充科学。
传统宗教的生命力决不是冒称科学。
事实上,科学的历史如果从哥白尼的日心说算起至今也不过500年,然而宗教的历史要漫长得多。
在现代社会,科学与宗教是两股道上跑的车,二者的目的、功能和价值观都不同。
从目的来看,科学是为了探索物质世界的运动规律,满足人的物质需求;宗教是对人精神世界的追求,是为了寻求人灵魂的归宿。
从功能来看,科学是为了丰富人的物质财富;宗教是是为了提高人的道德水准。
从价值观来看,科学是为了对物质世界进行更合理的解释,宗教是为了建立人与人、人与自然、人与彼岸的和谐关系。
科学的进步和对现代社会的重要性是的那些仇视科学的反科学之举显得越来越力不从心,就往往采取冒称科学的伪科学手段,借用科学词汇将自己包装起来,伪称自己是宇宙中最玄奥的“科学”,是对宇宙中的任何现象都能提供圆满解释的天理,是能解决任何难题的万能大法。
但是这些美妙的允诺从本质上就是反科学的。
因为能声称解释一切的“理论”在操作程序上必然什么都不能解释,声称能解决任何问题的方法必然什么问题都不能解决。
所以也没有任何科学理论敢于说出如此的大话,科学是有限的、可证伪的。
结论:说相信科学是“迷信科学”的论断是一个不能成立的伪命题。
宇宙是多元的吗
多宇宙(或者称为多世界、平行宇宙)理论,来自于休•埃弗莱特(Hugh Everett III)对量子力学的解释。
首先我不清楚楼主您对量子力学了解的程度,因此我把我的回答扯得长一点。
众所周知,量子力学哥本哈根解释认为观测者对微观世界是有影响的,特别值得一提的有趣实验是“电子究竟穿越了哪条缝”“量子自杀”“薛定谔的猫”等等。
但是把人类意识牵扯到对微观世界的决定上面似乎存在重重哲学上的困难,以至于后来的许多科学家都提出了区别于此的其他解释,其中尤以埃弗莱特的多宇宙理论赢得了众多的支持。
为了你能更好的理解多宇宙解释,我不妨把电子双缝实验叙述的详尽一些。
经典理论看来,在电子双缝干涉的实验中单个电子只通过了一条狭缝,在一条狭缝中穿过的粒子却发生了干涉,我们若想在两道狭缝处都安装上某种仪器,为的是记录下来电子路径或者发出警报,那不就成了
这种仪器又不是复杂而不可制造的。
而实际上我们的确可以装上这种仪器。
但是,一旦我们试图测定电子究竟通过了哪条缝时,我们永远只会在其中的一处发现电子。
两个仪器不会同时响电子是一个粒子,它每次只能通过一条狭缝,奇妙的是,一旦我们展开这种测量的时候,干涉条纹也就消失了。
哥本哈根的解释认为人意识的参与导致了电子波函数的坍缩。
(以下内容选自参考资料《上帝掷骰子吗——量子物理史话》,) 我们无法准确地定义一个“观测者”
一个人和一台照相机之间有什么分别,大家都说不清道不明,于是给“意识”乘隙而入。
而把我们逼到不得不去定义什么是“观测者”这一步的,则是那该死的“坍缩”。
一个观测者使得波函数坍缩
这似乎就赋予了所谓的观测者一种在宇宙中至高无上的地位,他们享有某种超越基本物理定律的特权,可以创造一些真正奇妙的事情出来。
真的,追本朔源,罪魁祸首就在暧昧的“波函数坍缩”那里了。
这似乎像是哥本哈根派的一个魔咒,至今仍然把我们陷在其中不得动弹,而物理学的未来也在它的诅咒下显得一片黯淡。
拿康奈尔大学的物理学家科特•戈特弗雷德(Kurt Gottfried)的话来说,这个“坍缩”就像是“一个美丽理论上的一道丑陋疤痕”,它云遮雾绕,似是而非,模糊不清,每个人都各持己见,为此吵嚷不休。
怎样在观测者和非观测者之间划定界限
薛定谔猫的波函数是在我们打开箱子的那一刹那坍缩
还是它要等到光子进入我们的眼睛并在视网膜上激起电脉冲信号
或者它还要再等一会儿,一直到这信号传输到大脑皮层的某处并最终成为一种“精神活动”时才真正坍缩
如果我们在这上面大钻牛角尖的话,前途似乎不太美妙。
那么,有没有办法绕过这所谓的“坍缩”和“观测者”,把智能生物的介入从物理学中一脚踢开,使它重新回到我们所熟悉和热爱的轨道上来呢
让我们重温那个经典的双缝困境:电子是穿过左边的狭缝呢,还是右边的
按照哥本哈根解释,当我们未观测时,它的波函数呈现两种可能的线性叠加。
而一旦观测,则在一边出现峰值,波函数“坍缩”了,随机地选择通过了左边或者右边的一条缝。
量子世界的随机性在坍缩中得到了最好的体现。
要摆脱这一困境,不承认坍缩,那么只有承认波函数从未“选择”左还是右,它始终保持在一个线性叠加的状态,不管是不是进行了观测。
可是这又明显与我们的实际经验不符,因为从未有人在现实中观察到同时穿过左和右两条缝的电子,也没有人看见过同时又死又活的猫(半死不活,奄奄一息的倒有不少)。
事到如今,我们已经是骑虎难下,进退维谷,哥本哈根的魔咒已经缠住了我们,如果我们不鼓起勇气,作出最惊世骇俗的假设,我们将注定困顿不前。
如果波函数没有坍缩,则它必定保持线性叠加。
电子必定是左\\\/右的叠加,但在现实世界中从未观测到这种现象。
有一个狂想可以解除这个可憎的诅咒,虽然它听上去真的很疯狂,但慌不择路,我们已经是nothing to lose。
失去的只是桎梏,但说不定赢得的是整个世界呢
是的
电子即使在观测后仍然处在左\\\/右的叠加,但是,我们的世界也只不过是叠加的一部分
当电子穿过双缝后,处于叠加态的不仅仅是电子,还包括我们整个的世界
也就是说,当电子经过双缝后,出现了两个叠加在一起的世界,在其中的一个世界里电子穿过了左边的狭缝,而在另一个里,电子则通过了右边
波函数无需“坍缩”,去随机选择左还是右,事实上两种可能都发生了
只不过它表现为整个世界的叠加:生活在一个世界中的人们发现在他们那里电子通过了左边的狭缝,而在另一个世界中,人们观察到的电子则在右边
量子过程造成了“两个世界”
这就是量子论的“多世界解释”(Many Worlds Interpretation,简称MWI)。
要更好地了解MWI,不得不从它的创始人,一生颇有传奇色彩的休•埃弗莱特(Hugh Everett III,他的祖父和父亲也都叫Hugh Everett,因此他其实是“埃弗莱特三世”)讲起。
1930年11月9日,爱因斯坦在《纽约时报杂志》上发表了他著名的文章《论科学与宗教》,他的那句名言至今仍然在我们耳边回响:“没有宗教的科学是跛足的,没有科学的宗教是盲目的。
”两天后,小埃弗莱特就在华盛顿出生了。
埃弗莱特对爱因斯坦怀有深深的崇敬,在他只有12岁的时候,他就写信问在普林斯顿的爱因斯坦一些关于宇宙的问题,而爱因斯坦还真的复信回答了他。
当他拿到化学工程的本科学位之后,他也进入了普林斯顿攻读。
一开始他进的是数学系,但他很快想方设法转投物理。
50年代正是量子论方兴未艾,而哥本哈根解释如日中天,一统天下的时候。
埃弗莱特认识了许多在这方面的物理学生,其中包括玻尔的助手Aage Peterson,后者和他讨论了量子论中的观测难题,这激起了埃弗莱特极大的兴趣。
他很快接触了约翰•惠勒,惠勒鼓励了他在这方面的思考,到了1954年,埃弗莱特向惠勒提交了两篇论文,多世界理论(有时也被称作“埃弗莱特主义-Everettism”)第一次亮相了。
按照埃弗莱特的看法,波函数从未坍缩,而只是世界和观测者本身进入了叠加状态。
当电子穿过双缝后,整个世界,包括我们本身成为了两个独立的叠加,在每一个世界里,电子以一种可能出现。
但不幸的是,埃弗莱特用了一个容易误导和引起歧义的词“分裂”(splitting),他打了一个比方,说宇宙像一个阿米巴变形虫,当电子通过双缝后,这个虫子自我裂变,繁殖成为两个几乎一模一样的变形虫。
唯一的不同是,一个虫子记得电子从左而过,另一个虫子记得电子从右而过。
惠勒也许意识到了这个用词的不妥,他在论文的空白里写道:“分裂
最好换个词。
”但大多数物理学家并不知道他的意见。
也许,惠勒应该搞得戏剧化一点,比如写上“我想到了一个绝妙的用词,可惜空白太小,写不下。
”在很长的一段时间里,埃弗莱特的理论被人们理解成:当电子通过双缝的时候,宇宙神奇地“分裂”成了两个独立的宇宙,在一个里面电子通过左缝,另一个相反。
这样一来,宇宙的历史就像一条岔路,每进行一次观测,它就分岔成若干小路,每条路对应于一个可能的结果。
而每一条岔路又随着继续观察而进一步分裂,直至无穷。
但每一条路都是实在的,只不过它们之间无法相互沟通而已。
假设我们观测双缝实验,发现电子通过了左缝。
其实当我们观测的一瞬间,宇宙已经不知不觉地“分裂”了,变成了几乎相同的两个。
我们现在处于的这个叫做“左宇宙”,另外还有一个“右宇宙”,在那里我们将发现电子通过了右缝,但除此之外一切都和我们这个宇宙完全一样。
你也许要问:“为什么我在左宇宙里,而不是在右宇宙里
”这种问题显然没什么意义,因为在另一个宇宙中,另一个你或许也在问:“为什么我在右宇宙,而不是左宇宙里
”观测者的地位不再重要,因为无论如何宇宙都会分裂,实际上“所有的结果”都会出现,量子过程所产生的一切可能都对应于相应的一个宇宙,只不过在大多数“蛮荒宇宙”中,没有智能生物来提出问题罢了。
这样一来,薛定谔的猫也不必再为死活问题困扰。
只不过是宇宙分裂成了两个,一个有活猫,一个有死猫罢了。
对于那个活猫的宇宙,猫是一直活着的,不存在死活叠加的问题。
对于死猫的宇宙,猫在分裂的那一刻就实实在在地死了,不要等人们打开箱子才“坍缩”,从而盖棺定论。
从宇宙诞生以来,已经进行过无数次这样的分裂,它的数量以几何级数增长,很快趋于无穷。
我们现在处于的这个宇宙只不过是其中的一个,在它之外,还有非常多的其他的宇宙。
有些和我们很接近,那是在家谱树上最近刚刚分离出来的,而那些从遥远的古代就同我们分道扬镳的宇宙则可能非常不同。
也许在某个宇宙中,小行星并未撞击地球,恐龙仍是世界主宰。
在某个宇宙中,埃及艳后克娄帕特拉的鼻子稍短了一点,没有教恺撒和安东尼怦然心动。
那些反对历史决定论的“鼻子派历史学家”一定会对后来的发展大感兴趣,看看是不是真的存在历史蝴蝶效应。
在某个宇宙中,格鲁希没有在滑铁卢迟到,而希特勒没有在敦刻尔克前下达停止进攻的命令。
而在更多的宇宙里,因为物理常数的不适合,根本就没有生命和行星的存在。
严格地说,历史和将来一切可能发生的事情,都已经实际上发生了,或者将要发生。
只不过它们在另外一些宇宙里,和我们所在的这个没有任何物理接触。
这些宇宙和我们的世界互相平行,没有联系,根据奥卡姆剃刀原理,这些奇妙的宇宙对我们都是没有意义的。
多世界理论有时也称为“平行宇宙”(Parallel Universes)理论,就是因为这个道理。
宇宙的“分裂”其实应该算是一种误解,不过直到现在,大多数人,包括许多物理学家仍然是这样理解埃弗莱特的
这样一来,这个理论就显得太大惊小怪了,为了一个小小的电子从左边还是右边通过的问题,我们竟然要兴师动众地牵涉整个宇宙的分裂
许多人对此的评论是“杀鸡用牛刀”。
爱因斯坦曾经有一次说:“我不能相信,仅仅是因为看了它一眼,一只老鼠就使得宇宙发生剧烈的改变。
”这话他本来是对着哥本哈根派说的,不过的确代表了许多人的想法:用牺牲宇宙的代价来迎合电子的随机选择,未免太不经济廉价,还产生了那么多不可观察的“平行宇宙”的废料。
MWI后来最为积极的鼓吹者之一,德克萨斯大学的布莱斯•德威特(Bryce S. DeWitt)在描述他第一次听说MWI的时候说:“我仍然清晰地记得,当我第一次遇到多世界概念时所受到的震动。
100个略有缺陷的自我拷贝贝,都在不停地分裂成进一步的拷贝,而最后面目全非。
这个想法是很难符合常识的。
这是一种彻头彻尾的精神分裂症……”对于我们来说,也许接受“意识”,还要比相信“宇宙分裂”来得容易一些
不难想象,埃弗莱特的MWI在1957年作为博士论文发表后,虽然有惠勒的推荐和修改,在物理界仍然反应冷淡。
埃弗莱特曾经在1959年特地飞去哥本哈根见到玻尔,但玻尔根本就不想讨论任何对于量子论新的解释,也不想对此作什么评论,这使他心灰意冷。
作为玻尔来说,他当然一生都坚定地维护着哥本哈根理论,对于50年代兴起的一些别的解释,比如玻姆的隐函数理论(我们后面要谈到),他的评论是“这就好比我们希望以后能证明2×2=5一样。
”在玻尔临死前的最后的访谈中,他还在批评一些哲学家,声称:“他们不知道它(互补原理)是一种客观描述,而且是唯一可能的客观描述。
” 受到冷落的埃弗莱特逐渐退出物理界,他先供职于国防部,后来又成为著名的Lambda公司的创建人之一和主席,这使他很快成为百万富翁。
但他的见解——后来被人称为“20世纪隐藏得最深的秘密之一”的——却长期不为人们所重视。
直到70年代,德威特重新发掘了他的多世界解释并在物理学家中大力宣传,MWI才开始为人所知,并迅速成为热门的话题之一。
如今,这种解释已经拥有大量支持者,坐稳哥本哈根解释之后的第二把交椅,并大有后来居上之势。
为此,埃弗莱特本人曾计划复出,重返物理界去做一些量子力学方面的研究工作,但他不幸在1982年因为心脏病去世了。
在惠勒和德威特所在的德州大学,埃弗莱特是最受尊崇的人之一。
当他应邀去做量子论的演讲时,因为他的烟瘾很重,被特别允许吸烟。
这是那个礼堂有史以来唯一的一次例外。
在《上帝掷骰子吗——量子物理史话》,作者还用了两个篇幅的内容解释了WMI,我就不一一粘贴了,您有兴趣的话网络上可以所寻到这本书。
特别是关于这个理论的前因后果,读完后一定会有一个相当全面的收获。
多元宇宙
来自于休。
埃弗莱特(Hugh Everett III)对量子力学的解释。
高中各科都怎么学,怎么考高分
哈,我刚毕业。
你说的事我也懂一点啦。
高中时基础很重要。
题海战术行不通。
要做就要做经典题型。
心境很重要,每做一道就要慢慢揣摩其中的思路,结合老师所讲的内容,高考其实就是考基础。
当然我也是在高三时才明白的。
现在就告诉你啦。
语文:1、广泛阅读各类书刊,扩展知识面。
《读者》、《语文报》、《小小说选刊》、《读写月报》、中外名著、你所佩服的作家的系列作品。
2、善于积累,不仅要读,还要记笔记。
要思考生活中类似的事情。
3、工具书是学识最渊博的老师。
你要准备两本工具书,一是《现代汉语词典》,一是《古代汉语字典》,有条件还可以准备一本《成语词典》。
4、买本字帖,练练字。
数学:数学是一门基础学科,是一门工具学科。
尤其是高中数学,它能充分锻炼、展示你的空间想象能力,逻辑思维能力,是你在科学探索道路上乘坐的飞行器,是你在知识海洋中遨游的军舰。
在即将步入高中的假期中,希望你:首先培养对数学的兴趣,独立思考初中阶段感兴趣的数学问题,在没有任何压力的情况下享受其中的乐趣。
其次,可以认真阅读高一数学课本,仔细揣摩字里行间所蕴涵的玄机,最好能带着疑问入校,激发入校后的求知欲。
第三,认真锻炼你的徒手运算能力,远离计算器。
英语:高中阶段对英语词汇的要求提高。
一词多义、一词多词性的现象较普遍;阅读量、阅读速度、理解深度、表达能力都较初中阶段增加或提高,大家可以利用暑假进一步复习巩固初中阶段所学的词汇、语法,特别是句子结构和时态;为了尽快适应高中阶段课堂教学以听说为主的特点,同学们应适当恢复加强口语听力的训练;学会利用工具书(《牛津高阶第六版英语字典》等)、网络及报刊扩大阅读量。
物理:1、“物质”准备。
认真地把初中教材通读一遍,尤其是力学、电学部分要精读,为顺利实现从初中物理到高中物理的知识跨越奠定基础。
2、“精神”准备。
常言道“兴趣是最好的老师”,长期研究和实践表明,有的同学之所以学不好物理,其根本原因就是对物理不感兴趣。
通过读书或上网查询你会发现物理和我们的生活关系竟是如此密切,物理世界是如此奥妙无穷,变化莫测,博大精深,精彩纷呈。
化学:1、借一本高一化学课本预习第一章,认识和分析氧化还原反应(可将初中所有方程式都写出逐一判断,也可借助高一课本第二章和第四章中的部分方程式练习)。
2、从化学对生活和生产的指导意义中体会化学学科的重要性,培养对化学的浓厚的学习兴趣。
并根据自己的成绩及爱好,从时间上适当安排对化学的投入,以确保新学期自己在年级中的霸主地位。
生物:有时间翻翻初中课本或上网时多关注一些生物学的发展,高中所学的知识有些与之紧密相连。
有机会参加社会实践,接进大自然获得感性认识。
自己写个计划,慢慢来,学习方法别人说的都是别人的,自己摸索出来的才是自己的,每个人都不一样,不一定要好,只要适合自己就行了 。
注意:千万要学好理综。
作为理科生,我可以负责的告诉你,学不好理综,你别想高考考好,嘻嘻,希望我能帮到你点什么。
帮忙写观后感。
谢谢
(*^__^*) 嘻嘻……
我立志发一个之家有史以来最长的水贴,不要和我抢,因为没人抢得过我
虽然很长,但绝对不是懒婆娘的裹脚布,相反,非常经典。
我敢打赌,没有文中提到的这些人,我们现在还生活在科学的黑暗中
献给坛上热爱科学的乖小孩
:D好下面开始:上帝掷骰子吗——量子物理史话 本文的作者好像是上海的某位网友,他通过通俗而引人入盛的语言,将量子力学的历史娓娓道来,完全没有讲述历史搬枯燥乏味,同时通过一些恰当的比方,将一些复杂的道理讲的透彻而易理解。
是难得的科普读物。
比起那些大讲某某定理,动辄让人头晕目眩的长篇的公式,这篇确是它们的典范。
序 如果要评选物理学发展史上最伟大的那些年代,那么有两个时期是一定会入选的:17世纪末和20世纪初。
前者以牛顿《自然哲学之数学原理》的出版为标志,宣告了现代经典物理学的正式创立;而后者则为我们带来了相对论和量子论,并最彻底地和重建了整个物理学体系。
所不同的是,今天当我们再谈论起牛顿的时代,心中更多的已经只是对那段光辉岁月的怀旧和祭奠;而相对论和量子论却仍然深深地影响和困扰着我们至今,就像两颗青涩的橄榄,嚼得越久,反而更加滋味无穷。
我在这里先要给大家讲的是量子论的故事。
这个故事更像一个传奇,由一个不起眼的线索开始,曲径通幽,渐渐地落英缤纷,乱花迷眼。
正在没个头绪处,突然间峰回路转,天地开阔,如河出伏流,一泄。
然而还未来得及一览美景,转眼又大起大落,误入白云深处不知归路……量子力学的发展史是物理学上最激动人心的篇章之一,我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌,却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重生。
我们会看到最革命的思潮席卷大地,带来了让人惊骇的电闪雷鸣,同时却又展现出震撼人心的美丽。
我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来,却更加坚定了对胜利的信念。
量子理论是一个复杂而又难解的谜题。
她像一个神秘的少女,我们天天与她相见,却始终无法猜透她的内心世界。
今天,我们的现代文明,从电脑,电视,到核能,,生物技术,几乎没有哪个领域不依赖于量子论。
但量子论究竟带给了我们什么
这个问题至今却依然难以回答。
在自然哲学观上,量子论带给了我们前所未有的冲击和震动,甚至改了整个物理世界的基本思想。
它的观念是如此地革命,乃至最不保守的科学家都在潜意识里对它怀有深深的惧意。
现代文明的繁盛是理性的胜利,而量子论无疑是理性的最高成就之一。
但是它被赋予的力量太过强大,以致有史以来第一次,我们的理性在胜利中同时埋下了能够毁灭它自身的种子。
以致量子论的奠基人之一玻尔(Niels Bohr)都要说:“如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论。
” 掐指算来,量子论创立至今已经超过年,但它的一些基本思想却仍然不为普通的大众所熟知。
那么,就让我们再次回到那个伟大的年代,再次回顾一下那场史诗般壮丽的革命,再次去穿行于那惊涛骇浪之间,领略一下晕眩的感觉吧。
我们的快艇就要出发,当你感到恐惧或者震惊时,请务必抓紧舷边。
但大家也要时刻记住,当年,物理史上最伟大的天才们也走过同样的航线,而他们的感觉,和我们是一模一样的。
第一章 黄金时代 一 我们的故事要从年的德国开始。
位于莱茵河边的卡尔斯鲁厄是一座风景秀丽的城,它的城中心,矗立着著名的18世纪的宫殿。
郁郁葱葱的森林和温暖的气候也使得这座小城成为了欧洲的一个旅游名胜。
然而这些怡人的景色似乎没有分散海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)的注意力:现在他正在卡尔斯鲁厄大学的一间实验室里专心致志地摆弄他的仪器。
那时候,赫兹刚刚30岁,也许不会想到他将在科学史上成为和他的老师赫耳姆霍兹(Hernnvon Helmholtz)一样鼎鼎有名的人物,不会想到他将和卡尔·本茨(Carl Benz)一样成为这个小城的骄傲。
现在他的心思,只是完完全全地倾注在他的那套装置上。
赫兹的装置在今天看来是很简单的:它的主要部分是一个电火花发生器,有两个相隔很近的小铜球作为电容。
赫兹全神贯注地注视着这两个相对而视的铜球,然后合上了电路开关。
顿时,电的魔力开始在这个简单的系统里展现出来:无形的电流穿过装置里的感应线圈,并开始对铜球电容进行充电。
赫兹冷冷地注视着他的装置,在心里面想象着电容两段电压不断上升的情形。
在电学的领域攻读了那么久,赫兹对自己的知识是有充分信心的,他知道,随着电压的上升,很快两个小球之间的空气就会被击穿,然后整个系统就会形成一个高频的振荡回路(LC回路),但是,他现在想要观察的不是这个。
果然,过了一会儿,随着细微的“啪”的一声,一束美丽的蓝色电花爆开在两个铜球之间,整个系统形成了一个完整的回路,细小的电流束在空气中不停地扭动,绽放出幽幽的荧光。
赫兹反而更加紧张了,他盯着那串电火花,还有电火花旁边的空气,心里面想象了一幅又一幅的图景。
他不是要看这个装置如何产生火花短路,他这个实验的目的,是为了求证那虚无飘渺的“电磁波”的存在。
那是一种什么样的东西啊,它看不见,摸不着,到那时为止谁也没有见过,验证过它的存在。
可是,赫兹是坚信它的存在的,因为它是麦克斯韦(Maxwell)理论的一个预言。
而麦克斯韦理论……哦,它在数学上简直完美得像一个奇迹
仿佛是上帝的手写下的一首诗。
这样的理论,很难想象它是错误的。
赫兹吸了一口气,又笑了:不管理论怎样无懈可击,它毕竟还是要通过实验来验证的呀。
他站在那里看了一会儿,在心里面又推想了几遍,终于确定自己的实验无误:如果麦克斯韦是对的话,那么在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场,同时引发一个向外传播的电磁波。
赫兹转过头去,在实验室的另一边,放着一个开口的铜环,在开口处也各镶了一个小铜球。
那是电磁波的接收器,如果麦克斯韦的电磁波真的存在的话,那么它就会穿越这个间到达另外一端,在接收器那里感生一个振荡的电动势,从而在接收器的开口处也激发出电火花来。
实验室里面静悄悄地,赫兹一动不动地站在那里,仿佛他的眼睛已经看见那无形的电磁波在空间穿越。
铜环接受器突然显得有点异样,赫兹简直不住要大叫一声,他把自己的鼻子凑到铜环的前面,明明白白地看见似乎有微弱的火花在两个铜球之间的空气里飘浮:赫兹飞快地跑到窗口,把所有的窗帘都拉上,现在更清楚了:淡蓝色的电花在铜环的缺口不断地绽开,而整个铜环却是一个隔离的系统,既没有连接电池也没有任何的能量来源。
赫兹注视了足足有一分钟之久,在他眼里,那些蓝色的火花显得如此地美丽。
终于他揉了揉眼睛,直起腰来:现在不用再怀疑了,电磁波真真实实地存在于空间之中,正是它激发了接收器上的电火花。
他胜利了,成功地解决了这个8年前由柏林普鲁士科学院提出悬赏的问题;同时,麦克斯韦的理论也胜利了,物理学的一个新高峰——电磁理论终于被建立起来。
伟大的法拉第(Michael Faraday)为它打下了地基,伟大的麦克斯韦建造了它的主体,而今天,他——伟大的赫兹——为这座大厦封了顶。
赫兹小心地把接受器移到不同的位置,电磁波的表现和理论预测的丝毫不爽。
根据实验数据,赫兹得出了电磁波的波长,把它乘以电路的振荡频率,就可以计算出电磁波的前进速。
这个数值精确地等于30万公里\\\/秒,也就是光速。
麦克斯韦惊人的预言得到了证实:原来电磁波一点都不神秘,我们平时见到的光就是电磁波的一种,只不过它的频率限定在某一个范围内,而能够为我们所见到罢了。
无论从哪一个意义上来说,这都是一个了不起的发现。
古老的光学终于可以被完全包容于新兴的电磁学里面,而“光是电磁波的一种”的论断,也终于为争论已久的光本性的问题下了一个似乎是不可的定论(我们马上就要去看看这场旷日持久的精彩大战)。
电磁波的反射、衍射和干涉实验很快就做出来了,这些实验进一步地证实了电磁波和光波的一致性,无疑是电磁理论的一个巨大成就。
赫兹的名字终于可以被闪光地镌刻在科学史的名人堂里,可是,作为一个纯粹的严肃的科学家,赫兹当时却没有想到他的发现里面所蕴藏的巨大的商业意义。
在卡尔斯鲁厄大学的那间实验室里,他想的只是如何可以更加靠近大自然的终极奥秘,根本没有料到他的实验会带来一场怎么样的时代革命。
赫兹英年早逝,还不到37岁就离开了这个他为之醉心的世界。
然而,就在那一年,一位在伦巴底度假的20岁意大利青年读到了他的关于电磁波的论文;两年后,这个青年已经在公开场合进行了无线电的通讯表演,不久他的成立,并成功地拿到了专利证。
到了年,赫兹死后的第7年,无线电报已经可以穿越大西洋,实现实时通讯了。
这个来自意大利的年轻人就是古格列尔莫·马可尼(GuglielmoMarconi),与此同时的波波夫(Aleksandr Popov)也在无线通讯领域做了同样的贡献。
他们掀起了一场革命的风暴,把整个人类带进了一个崭新的“信息时代”。
不知赫兹如果身后有知,又会做何感想
但仍然觉得赫兹只会对此置之一笑。
他是那种纯粹的科学家,把对真理的追求当作人生最大的价值。
恐怕就算他想到了电磁波的商业前景,也会不屑去把它付诸实践的吧
也许,在美丽的森林和湖泊间散步,思考自然的终极奥秘,在秋天落叶的校园里,和学生探讨学术问题,这才是他真正的人生吧。
今天,他的名字已经成为频率这个物理量的单位,被每个人不断地提起,可是,或许他还会嫌我们打扰他的安宁呢
二 上次我们说到,年,赫兹的实验证实了电磁波的存在,也证实了光其实是电磁波的一种,两者具有共同的波的特性。
这就为光的本性之争画上了一个似乎已经是不可更改的句。
说到这里,我们的故事要先回一回头,穿越时空去回顾一下有关于光的这场大战。
这也许是物理史上持续时间最长,程度最激烈的一场论战。
它几乎贯穿于整个现代物理的发展过程中,在历史上烧灼下了永不磨灭的烙印。
光,是每个人见得最多的东西(“见得最多”在这里用得真是一点也不错)。
自古以来,它就被理所当然地认为是这个宇宙最原始的事物之一。
在远古的神话中,往往是“一道亮光”劈开了混沌和黑暗,于是世界开始了运转。
光在人们的心目中,永远代表着生命,活力和希望。
在《圣经》里,神要创造世界,首先要创造的就是光,可见它在这个宇宙中所占的独一无二的地位。
可是,光究竟是一种什么东西
或者,它究竟是不是一种“东西”呢
远古时候的人们似乎是不把光作为一种实在的事物的,光亮与黑暗,在他们看来只是一种环境的不同罢了。
只有到了古希腊,科学家们才开始好好地注意起光的问题来。
有一样事情是肯定的:我们之所以能够看见东西,那是因为光在其中作用的结果。
人们于是猜想,光是一种从我们的眼睛里发射出去的东西,当它到达某样事物的时候,这样事物就被我们所“看见”了。
比如恩培多克勒(empedocles)就认为世界是由水、火、气、土四大元素组成的,而人的眼睛是女神阿芙罗狄忒(aphrodite)用火点燃的,当火元素(也就是光。
古时候往往光、火不分)从人的眼睛里喷出到达物体时,我们就得以看见事物。
但显而易见,这种解释是不够的。
它可以说明为什么我们睁着眼可以看见,而闭上眼睛就不行;但它解释不了为什么在暗的地方,我们即使睁着眼睛也看不见东西。
为了解决这个困难,人们引进了复杂得多的假设。
比如认为有三种不同的光,分别来源于眼睛,被看到的物体和光源,而视觉是三者综合作用的结果。
这种假设无疑是太复杂了。
到了罗马时代,伟大的学者卢克莱修(lucretius)在其不朽著作《物性论》中提出,光是从光源直接到达人的眼睛的,但是他的观点却始终不为人们所接受。
对光成像的正确认识直到公元年左右才被一个波斯的科学家阿尔\\\\;哈桑(al-haytham)所提出:原来我们之所以能够看到物体,只是由于光从物体上反射到我们眼睛里的结果。
他提出了许多证据来证明这一点,其中最有力的就是小孔成像的实验,当我们亲眼看到光通过小孔后成了一个倒立的像,我们就无可怀疑这一说法的正确性了。
关于光的一些性质,人们也很早就开始研究了。
基于光总是走直线的假定,欧几里德(euclid)在《反射光学》(catoptrica)一书里面就研究了光的反射问题。
托勒密(ptolemy)、哈桑和开普勒(johannes kepler)都对光的折射作了研究,而荷兰物理学家斯涅耳(w.snell)则在他们的工作基础上于年总结出了光的折射定律。
最后,光的种种性质终于被有“业余数学之王”之称的费尔马(pierre de fert)所归结为一个简单的法则,那就是“光总是走最短的路线”。
光学终于作为一门物理学科被正式确立起来。
但是,当人们已经对光的种种行为了如指掌的时候,却依然有一个最基本的问题没有得到解决,那就是:“光在本质上到底是一种什么东西
”这个问题看起来似乎并没有那么难回答,但人们大概不会想到,对于这个问题的探究居然会那样地旷日持久,而这一探索的过程,对物理学的影响竟然会是那么地深远和重大,其意义超过当时任何一个人的想象。
古希腊时代的人们总是倾向于把光看成是一种非常细小的粒子流,换句话说光是由一粒粒非常小的“光原子”所组成的。
这种观点一方面十分符合当时流行的元素说,另外一方面,当时的人们除了粒子之外对别的物质形式也了解得不是太多。
这种理论,我们把它称之为光的“微粒说”。
微粒说从直观上看来是很有道理的,首先它就可以很好地解释为什么光总是沿着直线前进,为什么会严格而经典地反射,甚至折射现象也可以由粒子流在不同介质里的速度变化而得到解释。
但是粒子说也有一些显而易见的困难:比如人们当时很难说清为什么两道光束相互碰撞的时候不会互相弹开,人们也无法得知,这些细小的光粒子在点上灯火之前是隐藏在何处的,它们的数量是不是可以无限多,等等。
当黑暗的中世纪过去之后,人们对自然世界有了进一步的认识。
波动现象被深入地了解和研究,声音是一种波动的认识也逐渐为人们所接受。
人们开始怀疑:既然声音是一种波,为什么光不能够也是波呢
十七世纪初,笛卡儿(des cartes)在他《方》的三个附录之一《折光学》中率先提出了这样的可能:光是一种压力,在媒质里传播。
不久后,意大利的一位数学教授格里马第(francesco ria grildi)做了一个实验,他让一束光穿过两个小孔后照到暗室里的屏幕上,发现在投影的边缘有一种明暗条纹的图像。
格里马第马上联想起了水波的衍射(这个大家在中学物理的插图上应该都见过),于是提出:光可能是一种类似水波的波动,这就是最早的光波动说。
波动说认为,光不是一种物质粒子,而是由于介质的振动而产生的一种波。
我们想象一下水波,它不是一种实际的传递,而是沿途的水面上下振动的结果。
光的波动说容易解释投影里的明暗条纹,也容易解释光束可以互相穿过互不干扰。
关于直线传播和反射的问题,人们很快就认识到光的波长是很短的,在大多数情况下,光的行为就犹同经典粒子一样。
而衍射实验则更加证明了这一点。
但是波动说有一个基本的难题,那就是任何波动都需要有介质才能够传递,比如声音,在真空里就无法传播。
而光则不然,它似乎不需要任何媒介就可以任意地前进。
举一个简单的例子,星光可以穿过几乎虚无一物的太空来到地球,这对波动说显然是非常不利的。
但是波动说巧妙地摆脱了这个难题:它假设了一种看不见摸不着的介质来实现光的传播,这种介质有一个十分响亮而让人印象深刻的名字,叫做“以太”(aether)。
就在这样一种奇妙的气氛中,光的波动说登上了历史舞台。
我们很快就会看到,这个新生力量似乎是微粒说的前世冤家,它命中注定要与后者开展一场长达数个世纪之久的战争。
他们两个的命运始终互相纠缠在一起,如果没有了对方,谁也不能说自己还是完整的。
到了后来,他们简直就是为了对手而存在着。
这出精彩的戏剧从一开始的伏笔,经过两个起落,到达令人眼花缭乱的。
而最后绝妙的结局则更让我们相信,他们的对话几乎是一种可遇而不可求的缘分。
17世纪中期,正是科学的黎明到来之前那最后的黑暗,谁也无法预见这两朵小火花即将要引发一场熊熊大火。
******** 饭后闲话:说说“以太”(aether)。
正如我们在上面所看到的,以太最初是作为光波媒介的假设而提出的。
但“以太”一词的由来则早在古希腊:亚里士多德在《论天》一书里阐述了他对天体的认识。
他认为日月星辰围绕着地球运转,但其组成却不同与地上的四大元素水火气土。
天上的事物应该是完美无缺的,它们只能由一种更为纯洁的元素所构成,这就是亚里士多德所谓的“第五元素”——以太(希腊文的αηθηρ)。
而自从这个概念被借用到科学里来之后,以太在历史上的地位可以说是相当微妙的,一方面,它曾经扮演过如此重要的角色,以致成为整个物理学的基础;另一方面,当它荣耀不再时,也曾受尽嘲笑。
虽然它不甘心地再三挣扎,改换头面,赋予自己新的意义,却仍然逃不了最终被抛弃的命运,甚至有段时间几乎成了伪科学的专用词。
但无论怎样,以太的概念在科学史上还是占有它的地位的,它曾经代表的光媒以及绝对参考系,虽然已经退出了舞台,但直到今天,仍然能够唤起我们对那段黄金岁月的怀念。
它就像是一张泛黄的照片,记载了一个贵族光荣的过去。
今天,以太(ether)作为另外一种概念用来命名一种网络协议(ethernet),看到这个词的时候,是不是也每每生出几许慨叹
向以太致敬。
什么是多元宇宙理论
多宇宙(或者称为界、平行宇宙)理论,来休•埃弗莱(Hugh Everett III)对量子力学释。
首先我不清楚楼主您对量子力学了解的程度,因此我把我的回答扯得长一点。
众所周知,量子力学哥本哈根解释认为观测者对微观世界是有影响的,特别值得一提的有趣实验是“电子究竟穿越了哪条缝”“量子自杀”“薛定谔的猫”等等。
但是把人类意识牵扯到对微观世界的决定上面似乎存在重重哲学上的困难,以至于后来的许多科学家都提出了区别于此的其他解释,其中尤以埃弗莱特的多宇宙理论赢得了众多的支持。
为了你能更好的理解多宇宙解释,我不妨把电子双缝实验叙述的详尽一些。
经典理论看来,在电子双缝干涉的实验中单个电子只通过了一条狭缝,在一条狭缝中穿过的粒子却发生了干涉,我们若想在两道狭缝处都安装上某种仪器,为的是记录下来电子路径或者发出警报,那不就成了
这种仪器又不是复杂而不可制造的。
而实际上我们的确可以装上这种仪器。
但是,一旦我们试图测定电子究竟通过了哪条缝时,我们永远只会在其中的一处发现电子。
两个仪器不会同时响电子是一个粒子,它每次只能通过一条狭缝,奇妙的是,一旦我们展开这种测量的时候,干涉条纹也就消失了。
哥本哈根的解释认为人意识的参与导致了电子波函数的坍缩。
(以下内容选自参考资料《上帝掷骰子吗——量子物理史话》,)我们无法准确地定义一个“观测者”
一个人和一台照相机之间有什么分别,大家都说不清道不明,于是给“意识”乘隙而入。
而把我们逼到不得不去定义什么是“观测者”这一步的,则是那该死的“坍缩”。
一个观测者使得波函数坍缩
这似乎就赋予了所谓的观测者一种在宇宙中至高无上的地位,他们享有某种超越基本物理定律的特权,可以创造一些真正奇妙的事情出来。
真的,追本朔源,罪魁祸首就在暧昧的“波函数坍缩”那里了。
这似乎像是哥本哈根派的一个魔咒,至今仍然把我们陷在其中不得动弹,而物理学的未来也在它的诅咒下显得一片黯淡。
拿康奈尔大学的物理学家科特•戈特弗雷德(Kurt Gottfried)的话来说,这个“坍缩”就像是“一个美丽理论上的一道丑陋疤痕”,它云遮雾绕,似是而非,模糊不清,每个人都各持己见,为此吵嚷不休。
怎样在观测者和非观测者之间划定界限
薛定谔猫的波函数是在我们打开箱子的那一刹那坍缩
还是它要等到光子进入我们的眼睛并在视网膜上激起电脉冲信号
或者它还要再等一会儿,一直到这信号传输到大脑皮层的某处并最终成为一种“精神活动”时才真正坍缩
如果我们在这上面大钻牛角尖的话,前途似乎不太美妙。
那么,有没有办法绕过这所谓的“坍缩”和“观测者”,把智能生物的介入从物理学中一脚踢开,使它重新回到我们所熟悉和热爱的轨道上来呢
让我们重温那个经典的双缝困境:电子是穿过左边的狭缝呢,还是右边的
按照哥本哈根解释,当我们未观测时,它的波函数呈现两种可能的线性叠加。
而一旦观测,则在一边出现峰值,波函数“坍缩”了,随机地选择通过了左边或者右边的一条缝。
量子世界的随机性在坍缩中得到了最好的体现。
要摆脱这一困境,不承认坍缩,那么只有承认波函数从未“选择”左还是右,它始终保持在一个线性叠加的状态,不管是不是进行了观测。
可是这又明显与我们的实际经验不符,因为从未有人在现实中观察到同时穿过左和右两条缝的电子,也没有人看见过同时又死又活的猫(半死不活,奄奄一息的倒有不少)。
事到如今,我们已经是骑虎难下,进退维谷,哥本哈根的魔咒已经缠住了我们,如果我们不鼓起勇气,作出最惊世骇俗的假设,我们将注定困顿不前。
如果波函数没有坍缩,则它必定保持线性叠加。
电子必定是左\\\/右的叠加,但在现实世界中从未观测到这种现象。
有一个狂想可以解除这个可憎的诅咒,虽然它听上去真的很疯狂,但慌不择路,我们已经是nothing to lose。
失去的只是桎梏,但说不定赢得的是整个世界呢
是的
电子即使在观测后仍然处在左\\\/右的叠加,但是,我们的世界也只不过是叠加的一部分
当电子穿过双缝后,处于叠加态的不仅仅是电子,还包括我们整个的世界
也就是说,当电子经过双缝后,出现了两个叠加在一起的世界,在其中的一个世界里电子穿过了左边的狭缝,而在另一个里,电子则通过了右边
波函数无需“坍缩”,去随机选择左还是右,事实上两种可能都发生了
只不过它表现为整个世界的叠加:生活在一个世界中的人们发现在他们那里电子通过了左边的狭缝,而在另一个世界中,人们观察到的电子则在右边
量子过程造成了“两个世界”
这就是量子论的“多世界解释”(Many Worlds Interpretation,简称MWI)。
要更好地了解MWI,不得不从它的创始人,一生颇有传奇色彩的休•埃弗莱特(Hugh Everett III,他的祖父和父亲也都叫Hugh Everett,因此他其实是“埃弗莱特三世”)讲起。
1930年11月9日,爱因斯坦在《纽约时报杂志》上发表了他著名的文章《论科学与宗教》,他的那句名言至今仍然在我们耳边回响:“没有宗教的科学是跛足的,没有科学的宗教是盲目的。
”两天后,小埃弗莱特就在华盛顿出生了。
埃弗莱特对爱因斯坦怀有深深的崇敬,在他只有12岁的时候,他就写信问在普林斯顿的爱因斯坦一些关于宇宙的问题,而爱因斯坦还真的复信回答了他。
当他拿到化学工程的本科学位之后,他也进入了普林斯顿攻读。
一开始他进的是数学系,但他很快想方设法转投物理。
50年代正是量子论方兴未艾,而哥本哈根解释如日中天,一统天下的时候。
埃弗莱特认识了许多在这方面的物理学生,其中包括玻尔的助手Aage Peterson,后者和他讨论了量子论中的观测难题,这激起了埃弗莱特极大的兴趣。
他很快接触了约翰•惠勒,惠勒鼓励了他在这方面的思考,到了1954年,埃弗莱特向惠勒提交了两篇论文,多世界理论(有时也被称作“埃弗莱特主义-Everettism”)第一次亮相了。
按照埃弗莱特的看法,波函数从未坍缩,而只是世界和观测者本身进入了叠加状态。
当电子穿过双缝后,整个世界,包括我们本身成为了两个独立的叠加,在每一个世界里,电子以一种可能出现。
但不幸的是,埃弗莱特用了一个容易误导和引起歧义的词“分裂”(splitting),他打了一个比方,说宇宙像一个阿米巴变形虫,当电子通过双缝后,这个虫子自我裂变,繁殖成为两个几乎一模一样的变形虫。
唯一的不同是,一个虫子记得电子从左而过,另一个虫子记得电子从右而过。
惠勒也许意识到了这个用词的不妥,他在论文的空白里写道:“分裂
最好换个词。
”但大多数物理学家并不知道他的意见。
也许,惠勒应该搞得戏剧化一点,比如写上“我想到了一个绝妙的用词,可惜空白太小,写不下。
”在很长的一段时间里,埃弗莱特的理论被人们理解成:当电子通过双缝的时候,宇宙神奇地“分裂”成了两个独立的宇宙,在一个里面电子通过左缝,另一个相反。
这样一来,宇宙的历史就像一条岔路,每进行一次观测,它就分岔成若干小路,每条路对应于一个可能的结果。
而每一条岔路又随着继续观察而进一步分裂,直至无穷。
但每一条路都是实在的,只不过它们之间无法相互沟通而已。
假设我们观测双缝实验,发现电子通过了左缝。
其实当我们观测的一瞬间,宇宙已经不知不觉地“分裂”了,变成了几乎相同的两个。
我们现在处于的这个叫做“左宇宙”,另外还有一个“右宇宙”,在那里我们将发现电子通过了右缝,但除此之外一切都和我们这个宇宙完全一样。
你也许要问:“为什么我在左宇宙里,而不是在右宇宙里
”这种问题显然没什么意义,因为在另一个宇宙中,另一个你或许也在问:“为什么我在右宇宙,而不是左宇宙里
”观测者的地位不再重要,因为无论如何宇宙都会分裂,实际上“所有的结果”都会出现,量子过程所产生的一切可能都对应于相应的一个宇宙,只不过在大多数“蛮荒宇宙”中,没有智能生物来提出问题罢了。
这样一来,薛定谔的猫也不必再为死活问题困扰。
只不过是宇宙分裂成了两个,一个有活猫,一个有死猫罢了。
对于那个活猫的宇宙,猫是一直活着的,不存在死活叠加的问题。
对于死猫的宇宙,猫在分裂的那一刻就实实在在地死了,不要等人们打开箱子才“坍缩”,从而盖棺定论。
从宇宙诞生以来,已经进行过无数次这样的分裂,它的数量以几何级数增长,很快趋于无穷。
我们现在处于的这个宇宙只不过是其中的一个,在它之外,还有非常多的其他的宇宙。
有些和我们很接近,那是在家谱树上最近刚刚分离出来的,而那些从遥远的古代就同我们分道扬镳的宇宙则可能非常不同。
也许在某个宇宙中,小行星并未撞击地球,恐龙仍是世界主宰。
在某个宇宙中,埃及艳后克娄帕特拉的鼻子稍短了一点,没有教恺撒和安东尼怦然心动。
那些反对历史决定论的“鼻子派历史学家”一定会对后来的发展大感兴趣,看看是不是真的存在历史蝴蝶效应。
在某个宇宙中,格鲁希没有在滑铁卢迟到,而希特勒没有在敦刻尔克前下达停止进攻的命令。
而在更多的宇宙里,因为物理常数的不适合,根本就没有生命和行星的存在。
严格地说,历史和将来一切可能发生的事情,都已经实际上发生了,或者将要发生。
只不过它们在另外一些宇宙里,和我们所在的这个没有任何物理接触。
这些宇宙和我们的世界互相平行,没有联系,根据奥卡姆剃刀原理,这些奇妙的宇宙对我们都是没有意义的。
多世界理论有时也称为“平行宇宙”(Parallel Universes)理论,就是因为这个道理。
宇宙的“分裂”其实应该算是一种误解,不过直到现在,大多数人,包括许多物理学家仍然是这样理解埃弗莱特的
这样一来,这个理论就显得太大惊小怪了,为了一个小小的电子从左边还是右边通过的问题,我们竟然要兴师动众地牵涉整个宇宙的分裂
许多人对此的评论是“杀鸡用牛刀”。
爱因斯坦曾经有一次说:“我不能相信,仅仅是因为看了它一眼,一只老鼠就使得宇宙发生剧烈的改变。
”这话他本来是对着哥本哈根派说的,不过的确代表了许多人的想法:用牺牲宇宙的代价来迎合电子的随机选择,未免太不经济廉价,还产生了那么多不可观察的“平行宇宙”的废料。
MWI后来最为积极的鼓吹者之一,德克萨斯大学的布莱斯•德威特(Bryce S. DeWitt)在描述他第一次听说MWI的时候说:“我仍然清晰地记得,当我第一次遇到多世界概念时所受到的震动。
100个略有缺陷的自我拷贝贝,都在不停地分裂成进一步的拷贝,而最后面目全非。
这个想法是很难符合常识的。
这是一种彻头彻尾的精神分裂症……”对于我们来说,也许接受“意识”,还要比相信“宇宙分裂”来得容易一些
不难想象,埃弗莱特的MWI在1957年作为博士论文发表后,虽然有惠勒的推荐和修改,在物理界仍然反应冷淡。
埃弗莱特曾经在1959年特地飞去哥本哈根见到玻尔,但玻尔根本就不想讨论任何对于量子论新的解释,也不想对此作什么评论,这使他心灰意冷。
作为玻尔来说,他当然一生都坚定地维护着哥本哈根理论,对于50年代兴起的一些别的解释,比如玻姆的隐函数理论(我们后面要谈到),他的评论是“这就好比我们希望以后能证明2×2=5一样。
”在玻尔临死前的最后的访谈中,他还在批评一些哲学家,声称:“他们不知道它(互补原理)是一种客观描述,而且是唯一可能的客观描述。
”受到冷落的埃弗莱特逐渐退出物理界,他先供职于国防部,后来又成为著名的Lambda公司的创建人之一和主席,这使他很快成为百万富翁。
但他的见解——后来被人称为“20世纪隐藏得最深的秘密之一”的——却长期不为人们所重视。
直到70年代,德威特重新发掘了他的多世界解释并在物理学家中大力宣传,MWI才开始为人所知,并迅速成为热门的话题之一。
如今,这种解释已经拥有大量支持者,坐稳哥本哈根解释之后的第二把交椅,并大有后来居上之势。
为此,埃弗莱特本人曾计划复出,重返物理界去做一些量子力学方面的研究工作,但他不幸在1982年因为心脏病去世了。
在惠勒和德威特所在的德州大学,埃弗莱特是最受尊崇的人之一。
当他应邀去做量子论的演讲时,因为他的烟瘾很重,被特别允许吸烟。
这是那个礼堂有史以来唯一的一次例外。
在《上帝掷骰子吗——量子物理史话》,作者还用了两个篇幅的内容解释了WMI,我就不一一粘贴了,您有兴趣的话网络上可以所寻到这本书。
特别是关于这个理论的前因后果,读完后一定会有一个相当全面的收获。



