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量子創造效應

發布時間:2021-02-13 07:21:14

① 什麼是量子論

量子論是現代物理學的兩大基石之一。量子論提供了新的關於自然界專的觀察、思考和表屬述方法。量子論揭示了微觀物質世界的基本規律,為原子物理學、固體物理學、核物理學、粒子物理學以及現代信息技術奠定了理論基礎。它能很好地解釋原子結構、原子光譜的規律性、化學元素的性質、光的吸收與輻射,粒子的無限可分和信息攜帶等。尤其它的開放性和不確定性,啟發人類更多的發現和創造

② 怎樣解釋量子力學多世界理論中的量子永生悖論

量子自殺(quantum suicide)是量子力學中的 一個思想實驗,由漢斯·莫拉維克和布魯諾· 馬查爾(Bruno Marchal)於1980年代末分 別提出。該實驗由薛定諤的貓實驗推廣而來,可 以用來區分哥本哈根詮釋與多世界詮釋。

實驗將「薛定諤的貓」中的貓改為一個實驗者。此 時根據哥本哈根詮釋,實驗者在實驗中存活與否 的幾率各有50%。而根據多世界詮釋,實驗後會 在兩個不相乾的世界中各存在一個實驗者,其中 一個活著,而另一個則死了。那幺如果多世界詮 釋是正確的話,在經過任意次實驗後,總會存在 某個世界,其中實驗者永遠不會死(只有這個世 界對實驗者有意義的),這便被稱為量子永生(quantum immortality)。

要是多宇宙解釋是正確的 ,那麼對於某人來說 ,他無論如何試圖去自殺都不會死 !要是他拿刀抹脖子,那麼因為組成刀的是一群符合薛定諤波動方程的粒子 ,所以總有一個非常非常小,但確實不為 0的可能性,這些粒子在那一剎那都發生了量子隧道效應 ,以某種方式絲毫無損地穿透了該人的脖子 ,從而保持該人不死 !當然這個概率極小極小 ,但按照 MWI(many worlds interpretation,多宇宙理論),一切可能發生的都實際發生了 ,所以這個現象總會發生在某個世界 !在 「客觀 」上講 ,此人在 99 . 99999 … 99%的世界中都命喪黃泉,但從他的「 主觀視角 」來說,他卻一直活著 !不管換什麼方式都一樣,跳樓也好,卧軌也好,上吊也好,總存在那麼一些世界,讓他還活著 。從該人自身的視角來看,他怎麼死都死不掉 !

只要從主觀視角來看,不但一個人永遠無法完成自殺,事實上他一旦開始存在,就永遠不會消失!總存在著一些量子效應,使得一個人不會衰老,而按照 MWI,這些非常低的概率總是對應於某個實際的世界!如果多宇宙理論是正確的,那麼我們得到的推論是:一旦一個「意識 」開始存在,從它自身的角度來看,它就必定永生!

③ 什麼是量子起伏

一九八五年的一個學期末,加州理工大學 (California Institute of Technology)
的理論物理學教授 Kip S. Thorne 剛剛上完一學年的課,正慵懶地靠在辦公室的椅
子上休息,電話鈴卻忽然響了起來。打來電話的是他的老朋友,著名行星天文學家
Carl Sagan。 Sagan 當時正在撰寫一部描寫人類與外星生命首次接觸的科幻小說。
寫作已經接近尾聲,但身為科學家的 Sagan 希望自己的作品 - 即便是一部科幻小說
- 也盡可能地不與已知的物理學理論相矛盾。在這部小說中 Sagan 安排女主人公通
過黑洞 (Black Hole) 穿越了 26 光年的距離, 到達遙遠的織女星 (Vega)。這是整
部小說中最具震撼性的情節, 但是從物理學的角度來看, 卻也是最可疑的細節。於
是 Sagan 打電話給從事引力理論研究的 Thorne,為這一細節尋求技術咨詢。經過一
番思考和粗略的計算,Thorne 告訴 Sagan 黑洞是無法作為星際旅行的工具的,他建
議 Sagan 使用 wormhole (蟲洞) 這個概念,於是便有了隨後出版並被拍成電影的著
名科幻小說 ?Contact?。

Sagan 的小說順利地出版了,Thorne 對 wormhole 的思考卻沒有因此而結束。三年
後,Thorne 和他的學生 Mike Morris 在 American Journal of Physics 上發表了
題為 「時空中的 wormhole 及其在星際旅行中的用途」 的論文 [1],由此開創了對
所謂 「可穿越 wormhole」 (traversable wormhole)[注一] 進行研究的先河。作為
教學性刊物的 American Journal of Physics 也因此而有幸在一個全新研究領域的
開創上留下了值得紀念的一筆。

Morris 和 Thorne 的文章在 wormhole 研究中具有奠基性的意義,不過 wormhole
這一名詞卻並非是他們兩人的發明。早在一九五七年 C. W. Misner 和 J. A. Wheeler
就在一篇文章 [2] 中提出了這一名詞。那篇文章討論的主題是所謂的 「幾何動力
學」 (Geometrodynamics) - 一種試圖把物理學幾何化的理論。Misner 和 Wheeler
的 「幾何動力學」 後來並沒有走得很遠,但他們在文章中提出的 wormhole 這一
概念卻在事隔三十一年之後得到了全新的發展,並成為以星際旅行為題材的科幻小說
中的標准詞彙,可謂是 「有心栽花花不開,無心插柳柳成蔭」。

二. 什麼是 wormhole?

那麼究竟什麼是 wormhole 呢?形象地說 wormhole 是連接兩個空間區域的一種 「
柄」 狀的結構。 [圖一] (插圖請見文末的原文網址) 便是一種很流行的 wormhole
圖示,圖中用藍色輪廓線表示的倒 U 字形曲面代表我們生活在其中的空間,連接兩
個空間區域 A 和 B 的黃色線段代表的便是這種 「柄」 狀結構,即 wormhole 結構
。 [圖一] 是一種抽象化的圖示,黃色線段實際上代表的是具有一定線度的結構,類
似於後面圖三所示。不難看到,由於這種 「柄」 狀結構的存在,在 A 和 B 之間存
在著兩種不同類型的路徑:一類由綠色曲線表示,代表在普通空間中的路徑;另一類
由黃色線段表示,代表由於 wormhole 的存在而形成的新路徑。由 [圖一] 可以看到
,沿黃色路徑從 A 到 B 顯然要比沿綠色路徑近得多。通常科幻小說 (包括前面提到
的 Carl Sagan 的小說 Contact) 中描述的通過 wormhole 進行星際旅行指的就是沿
圖中黃色路徑進行的。

[圖一] 所示的 wormhole 被稱為 「宇宙內 wormhole」 (intra-universe wormhole
),它連接的是同一個宇宙中的兩個不同的空間區域。除此之外,在理論上還有一類
所謂的 「宇宙間 wormhole」 (inter-universe wormhole),這類 wormhole 連接的
則是兩個不同的宇宙。我們所討論的星際旅行中的 wormhole 通常屬於前一類。不過
由於這兩類 wormhole 的差別僅在於空間的大范圍拓撲結構,對於討論 wormhole 本
身的結構來說它是屬於哪一類的並不重要。

在進一步討論 wormhole 之前,有必要先澄清一個或多或少存在於文獻中的概念誤區
(或者說即使文獻的作者心中並無誤區,卻特別容易在讀者中造成誤區的概念),那
就是 wormhole 的存在並不意味著它們就是空間中的短程連接 (short-cut),也就是
說並不意味著它們可以作為有意義的星際旅行手段。仔細觀察 [圖一] 不難發現 wormhole
之所以成為 A B 之間的短程連接完全是由於空間彎曲成倒 U 字型所致。按照廣義
相對論,空間 (確切的說是時空) 的彎曲是由物質分布決定的,因而 [圖一] 所表示
的 wormhole 除了 wormhole 本身外,還對遠離 wormhole 的背景空間中的物質分布
作了十分苛刻的假定。如果不作這種相當人為的假定,wormhole 的結構更有可能類
似於 [圖二] 所示。在 [圖二] 中,由 wormhole 所形成的連接 A B 的黃色路徑要
比普通空間中的路徑 (綠色路徑) 更長。很明顯,利用 [圖二] 所示的 wormhole 做
A B 之間的星際旅行是不明智的舉動。因此在概念上 wormhole 並不等同於星際旅
行的捷徑。

三. Carl Sagan 式的問題

盡管如此,wormhole 無論對於物理學家,天文學家還是星際旅行家來說都依然是一
個極富魅力的概念。前面提到的行星天文學家 Carl Sagan 對於星際旅行的許多問題
有一種很獨特提法,即從一個無限發達的文明 (infinitely advanced civilization
) 的角度來看星際旅行的可行性。對於 wormhole,一個 「Carl Sagan 式」 的問題
可以表述為:

一個無限發達的文明是否可能利用 wormhole 作為星際旅行的工具?

Sagan 所謂的 「無限發達的文明」 指的是在物理規律許可的情況下擁有一切能力的
智慧生命。對於這種無限發達的文明來說 [圖一] 和 [圖二] 所示的 wormhole 並無
實質的差別,只要 wormhole 存在,即使它的結構如 [圖二] 所示,他們也可以通過
改變背景空間的曲率使之變為 [圖一] 的形式。因此在這種 「Carl Sagan 式」 的
問題中背景空間的具體結構並不重要。

要利用 wormhole 作為星際旅行的工具當然首先得要有 wormhole。宇宙間究竟有沒
有 wormhole?這歸根結底是一個觀測的問題。迄今為止在天文學上並沒有觀測到任
何有關 wormhole 存在的直接或間接的證據,因此現階段我們對 wormhole 的探討僅
限於理論范疇。自 Morris 和 Thorne 以來物理學家們在對 wormhole 的研究上又獲
得了一些重要的結果。這些結果主要是在引力和時空的經典理論 - 廣義相對論 - 的
框架內獲得的。經過近一個世紀的研究,物理學家們對廣義相對論的數學結構已經了
解得十分透徹。尤其是近三十餘年來,隨著現代微分幾何手段的應用,許多非常普遍
的命題被相繼證明,其中的一些對於 wormhole 的研究具有十分重要的意義。

為了獲得可做星際旅行用途的 wormhole, 一個無限發達的文明可以作兩方面的努力


如果宇宙中不存在 wormhole,他們可以試圖 「創造」 wormhole。
如果宇宙中存在 wormhole,他們可以試圖 「改造」 wormhole,使之適合於星際旅
行的需要。
四. Wormhole 「創世記」 - 惱人的因果律

所謂 「創造」 wormhole,指的是在原本沒有 wormhole 的空間區域中產生 wormhole
。我們已經知道 wormhole 是空間中的一種 「柄」 狀的結構,在拓撲學上具有這種
「柄」 狀結構的空間被稱為是復連通的,而沒有這種 「柄」 狀結構 (即沒有 wormhole
) 的普通空間則是單連通的。因此從拓撲學角度看,「創造」 wormhole 意味著使空
間的拓撲結構發生變化。

那麼空間的拓撲結構有可能發生變化嗎?物理學家們對此進行了一系列的研究。一九
九二年,著名理論物理學家 S. W. Hawking 證明了這樣一個定理 [3]:

[定理] 在廣義相對論中,如果空間的拓撲結構在一個有界的區域內發生了變化,那
么在這個變化所發生的時空范圍內存在閉合的類時曲線。

不熟悉相對論的朋友可能不知道什麼叫做類時曲線。在相對論中類時曲線是物理上可
以實現的運動在時空中的軌跡。一個運動的空間軌跡閉合是十分尋常的事,比如鍾擺
的運動,行星的運動,其空間軌跡在適當的參照系中都是 (近似) 閉合的。但一個物
理上可以實現的運動在時空中的軌跡閉合 (即形成所謂 「閉合的類時曲線」) 卻是
非同小可的事,因為時空中的軌跡不僅記錄了運動所經過的各個空間位置,而且還記
錄了經過各空間位置的時刻。因此時空軌跡的閉合意味著不僅在空間上回到原點,而
且在時間上也回到原點!換句話說時間失去了實際意義上的單向性,或者說構造時間
機器成為了可能!

我們都知道自然萬物的演化具有明顯的不可逆性,最直接的經驗莫過於我們的生命本
身,從出生到成長到衰老到死亡,每一步都是那樣的無可抗拒,不可逆轉。時間的單
向性是物理學乃至整個科學界最基本的觀測事實之一。如果時間不是單向的,那麼物
理世界中的因果關系也將不復存在,因為一個逆時間而行的旅行者可以在 「結果」
發生後返回過去將產生結果的 「原因」 破壞掉[注二]。

因此 Hawking 所證明的定理可以通俗地描述為:

[定理 (通俗版)] 在廣義相對論中,「創造」 wormhole 意味著放棄因果律。

如果放棄因果律,那麼不僅物理學的大部分將會被改寫,連科學本身的存在都將受到
挑戰,因為科學本質上就源於人類對自然現象追根溯源的努力,而正是因果律的存在
使得這種努力成為可能。因此依據 Hawking 所證明的上述定理,在有足夠的證據表
明因果律可以被破壞之前,我們必須認為改變空間的拓撲結構 (即 「創造」 wormhole
) 是被廣義相對論所禁止的。

廣義相對論是現代物理學中最優美的理論之一,是引力理論和現代時空觀念的基石,
但它只是一個經典理論。物理學家們普遍認為關於引力和時空的真正描述就象對宇宙
中其它基本相互作用的描述一樣,必須是量子化的。對廣義相對論的量子化被稱為量
子引力理論。

那麼在量子引力理論中情況如何呢?早在量子理論出現之初物理學家就發現許多被經
典理論所禁止的過程在量子理論中會成為可能,比如說電子可以出現在經典理論不允
許出現的區域中。空間拓撲結構的改變會成為這種 「幸運」 的量子過程中的一員嗎
?遺憾的是,對這一問題目前還沒有明確的答案。引力的量子化是當今理論物理面臨
的最困難的問題之一,迄今為止不僅尚未建立完整的理論,連一些基本的出發點也還
在爭議之中。在量子引力理論的早期研究中人們曾經認為時空就象海面一樣,在大尺
度上看平滑如鏡,隨著尺度的縮小漸漸顯出起伏,當尺度縮小到一定程度時,就可以
看到洶涌的波濤和飛散的泡沫。這個極小的距離尺度被稱為 Planck 尺度。在 Planck
尺度上時空的結構會出現劇烈的量子漲落,不僅空間拓撲結構的變化是可能的,甚
至於還會產生所謂的時空泡沫 (spacetime foam)。這種有關量子時空的直觀想像在
量子引力理論的具體方案提出後卻在各個方案中均遇到了不同程度的困難。初步的分
析表明,量子引力理論並不完全禁止空間拓撲結構的改變,但是 由產生 wormhole
所導致的空間拓撲結構的改變即使在量子引力理論中也極有可能是被禁止 [4][5]。

因此我們可以有保留地認為,就目前人類所了解的物理學規律而言, 「創造」 wormhole
有可能是連一個無限發達的文明也無法做到的。

五. Wormhole 工程學 - 負能量的困惑

即使 「創造」 wormhole 果真是不可能的,一個無限發達的文明仍然可以通過改造
宇宙中已經存在的 wormhole (如果有的話)[注三],使之成為可穿越 wormhole。這
並不改變空間的拓撲結構,因而不違背任何禁止空間拓撲結構改變的物理學定理。

那麼要改造並維持一個可穿越 wormhole 需要什麼樣的條件呢?

前面提到的 Morris 和 Thorne 的文章就對這個問題進行了定量的分析。他們研究了
維持一個穩定的球對稱 wormhole 所需要的物質分布。所謂球對稱 wormhole,指的
是 wormhole 的出入口,通常也稱為 「嘴巴」 (mouth - 見 [圖三]),是球對稱的
。Morris 和 Thorne 發現,為了維持這樣一個 wormhole,在 wormhole 所形成的通
道的最窄處,即所謂的 「喉嚨」 (throat - 見 [圖三]) 部位,必須有負能量物質
的存在!Morris 和 Thorne 的分析雖然對 wormhole 作了球對稱這樣一個簡化假設
,但是運用廣義相對論和現代微分幾何理論所做的進一步研究表明他們得到的 「維
持 wormhole 需要負能量物質」 的結論卻是普遍成立的。

因此想當一名 wormhole 工程師首先必須有負能量物質。那麼什麼是負能量物質呢?
舉一個簡單的例子來說,學過 Newton 定律的人都知道,用力推一個箱子,箱子就會
沿推力的方向運動 (假定阻力可以忽略),推力的大小等於運動的加速度和箱子質量
的乘積。這是大家熟悉的結果[注四]。但是假如把普通的箱子換成 wormhole 工程師
的負能量箱子,那情況就大不相同了,由於負能量箱子的質量小於零,這時加速度和
推力的方向就變得相反了。也就是說你用力去推一個負能量箱子,非但不能把它推開
,箱子反而會朝你滑過來!很顯然我們誰也沒見過這么古怪的箱子,迄今為止人類在
宏觀世界中發現的所有物質都具有正的能量,物質越多,通常能量就越高。按照定義
只有真空的能量才為零,而負能量意味著比一無所有的真空具有 「更少」 的物質,
這在經典物理中是近乎於自相矛盾的說法。

但是量子理論的發展徹底改變了經典物理學關於真空的觀念。在量子理論中,真空不
僅具有極為復雜的結構,而且是高度動態的,每時每刻都有大量的虛粒子對產生和湮
滅。在這種全新的真空圖景下負能量的出現至少在概念上就不再是不可思議的了。事
實上早在一九四八年荷蘭物理學家 Casimir 就發現真空中兩個平行導體板之間會出
現負的能量密度,並由此預言了存在於這樣一對導體板之間的一種微弱的相互作用。
後來人們在實驗上證實了這種被稱為 Casimir 效應的相互作用的存在,從而間接地
為負能量的存在提供了證據。二十世紀七十年代, S. W. Hawking 等物理學家在研
究黑洞的幅射效應時發現在黑洞的事件視界 (event horizon) 附近也會出現負的能
量密度。二十世紀八十年代,物理學家們又發現了所謂的壓縮真空 (squeezed vacuum
),即量子態分布異常的真空,在這種真空的某些區域中同樣會出現負的能量密度。

所有這些令人興奮的研究結果表明宇宙中看來的確是存在負能量物質的。可惜的是上
述所有這些已知的負能量物質都是由量子效應產生的,因而數值十分微弱。以 Casimir
效應為例,其負能量所對應的質量密度大約為:

能量密度 = - 10-44 公斤每立方米 / (以米為單位的平板間距)4

這個結果表明如果平板間距為一米的話,所產生的負能量密度只有 10-44 公斤每立
方米,相當於在每十億億立方米的體積內才有相當於一個基本粒子質量的負能量物質


其它量子效應產生的負能量密度也大致相仿,只需把平板間距換成那些效應中涉及的
空間尺度即可。由於能量密度和空間尺度的四次方成反比,因此在任何宏觀尺度上由
量子效應產生的負能量都是微乎其微的。

另一方面,物理學家們對維持一個可穿越 wormhole 所需要的負能量物質的數量也做
了估算,結果發現:

負能量的數量 (以地球質量為單位) = - (以厘米為單位的 wormhole 半徑)

也就是說僅僅為了維持一個半徑為一厘米的 wormhole 就需要相當於整個地球質量的
負能量物質!而且 wormhole 的半徑越大所需要的負能量物質就越多,為了維持一個
半徑為一千米的 wormhole 所需要的負能量物質的數量竟相當於整個太陽系的質量!

這無疑是一個令所有 wormhole 工程師頭疼的結果。因為一方面迄今所知的所有產生
負能量物質的效應都是量子效應,所產生的負能量物質即使用微觀尺度來衡量也是極
其微小的。而另一方面為了維持任何宏觀意義上的 wormhole 所需要的負能量物質的
數量卻是一個天文數字!

六. 穿越 wormhole - 張力的挑戰

雖然數字看起來不那麼樂觀,但是別忘了我們是在考慮一個 「Carl Sagan」 式的問
題。我們的想像力已經無數次地低估過人類自身科學技術的發展速度,因此讓我們暫
且對來自無限發達文明的 wormhole 工程師的技術水平做一個比較樂觀的估計,假定
他們利用某種遠不為我們所知的技術手段真的獲得了相當於整個太陽系質量的負能量
物質,並成功地建立起了一個半徑達一千米的 wormhole。

那麼他們是否就可以利用這樣的 wormhole 進行星際旅行了呢?

初看起來半徑一千米的 wormhole 似乎應當滿足星際旅行的要求了,因為一千米的半
徑在幾何尺度上已經足以讓相當規模的星際飛船通過了。看過科幻電影的人可能對星
際飛船穿越 wormhole 的特技處理留有深刻的印象。從屏幕上看,飛船周圍充斥著由
來自遙遠天際的星光和幅射組成的無限絢麗的視覺幻象,看上去飛船穿越的似乎是時
空中的一條狹小的通道 ([圖四])。

但實際情況遠比人們想像的復雜。事實上為了能讓飛船及其乘員安全地穿越 wormhole
,幾何半徑的大小並不是星際旅行家所要考慮的主要問題。按照廣義相對論,物質在
通過象 wormhole 這樣空間結構高度彎曲的區域,尤其是在負能量密集的區域附近,
會遇到的一個十分嚴重的問題就是張力,即施加在單位面積物質上的力量。由於無論
飛船還是飛船乘員所能承受的張力都是有限的,因此 wormhole 所產生的張力的大小
對於星際旅行來說是至關重要的。以球對稱的 wormhole 為例,計算表明在星際飛船
經過 wormhole 的 「喉嚨」 時 wormhole 中的負能量物質對飛船和乘員所產生的張
力大小為:

張力 = (物質所能承受的最大張力) / (以光年為單位的 wormhole 半徑)2

這里 「物質所能承受的最大張力」 指的是物質中的原子結構所能承受的最大張力。
超越了這一極限,連組成物質的原子都將受到破壞,更遑論宏觀物質如飛船或飛船乘
員了。這是一個任何程度的文明都很難突破的物理極限。從這個計算結果中我們看到
穿過 wormhole 的物質所受到的張力和 wormhole 的半徑成平方反比, wormhole 的
半徑越大,對穿越其中的物質所施加的張力就越小,也就越適合於作為星際旅行的通
道。特別需要看到的是, 半徑小於一光年的 wormhole 由於產生的張力超過物質所
能承受張力的理論極限,因而無法作為星際旅行的通道。

雖然以上這些計算都是比較粗略的估算,具體的數值會因 wormhole 的具體結構而有
所不同。但是在數量級的意義上這些計算已經足以使我們看到維持一個可供星際旅行
用的 wormhole 所面臨的巨大的 「工程學」 困難:為了能讓星際飛船安全通過,wormhole
的半徑至少要在一光年以上。前面曾經提到維持一個半徑為一千米的 wormhole 所
需要的負能量物質的數量大約相當於整個太陽系的質量,而一光年大約是十萬億千米
,因此維持一個半徑為一光年的 wormhole 所需的負能量物質的數量大約相當於太陽
系質量的十萬億倍。 「太陽系質量的十萬億倍」 是個什麼概念呢?我們知道整個銀
河系中所有發光星體的總質量大約是太陽系質量的一千億倍,因此維持一個可供星際
旅行用的最小的 wormhole 所需要的負能量物質的數量大約相當於銀河系中的所有發
光星體質量總和的一百倍!如果考慮到生物體所能承受的張力要遠小於理論極限,對
wormhole 半徑的要求將更高,所需的負能量物質的數量也將遠大於上述估計值。使
用數量如此驚人的物質,別說這些物質都是迄今尚未在任何宏觀尺度上發現的負能量
物質,即便是普通的物質,也是近乎於天方夜譚式的想法。

目前還不清楚存在於微觀尺度上的負能量物質是否有可能積累成宏觀的數量,如果這
種積累是可能的,那麼將一個已經存在的 wormhole 改造成適合星際旅行的 wormhole
在純理論上是可能的。但是改造和維持這樣一個 wormhole 所需的負能量物質的數
量即使從宇宙學尺度上看也是極其驚人的。這種數量對於任何存在於我們這個宇宙中
的文明 - 即使是無限發達的文明 - 來說都是工程學上一個幾乎不可逾越的困難。

④ 量子力學為什麼神奇

量子力學中最神奇的實驗,雙縫實驗為什麼讓科學家感到不安?

雙縫實驗是量子力學中,最為神奇的實驗之一。該實驗由英國科學家托馬斯·楊在1807年提出的,證明了光波動性;到了20世紀初,量子力學的出現,給雙縫實驗增加了新的解釋。
光的歷史
牛頓是光學的鼻祖人物,在17世紀建立經典力學,認為光是由許多微小粒子組成的粒子流,也就是「光的粒子學說」,該理論成功解釋了光的折射、反射等等現象,在後來的100多年時間里,粒子學說一直被視為光的正統學說。

直到1807年,英國科學家托馬斯·楊發現了光的雙縫干涉實驗,這一實驗證明光是波而非粒子,因為干涉是波的特徵,從此,光的波動學說逐漸代替粒子學說成為正統。
又過了100多年,光的波動學說遇到一些無法解釋的現象,比如黑體輻射、光電效應等等,然後普朗克、愛因斯坦等人,再次把光的粒子學說搬上科學舞台。

隨著量子力學的發展,科學家提出了光的波動二向性,大物理學家費恩曼曾說過:「雙縫干涉是量子力學的核心實驗,其中包含了量子力學最深刻的奧秘。」
雙縫干涉
在經典力學的波動學說中,雙縫干涉就是對光的波動解釋,並沒有神秘的地方;但是在量子力學中,雙縫干涉就沒那麼容易解釋了,其中有很多地方,科學家到現在都沒有弄清楚。
對於該實驗,首先量子力學認為,光是由一份一份的光量子組成,每份的能量大小為E=hυ,其中h為普朗克常數,υ為光子的頻率。

一束單色光穿過狹窄的單縫後再次穿過雙縫,就會在雙縫後面的屏幕上產生干涉條紋;該實驗的神秘之處在於,如果我們一個一個地發射光子,也能得到干涉條紋,甚至我們把光子換成電子,甚至是分子,也能得到干涉條紋。

如果從粒子的角度看,粒子穿過單縫後,再次穿過雙縫時只有兩個選擇,應該在屏幕上得到兩條亮紋;可事實是得到了多條明暗相間的干涉條紋,說明單個粒子在該實驗中能進行自我干涉。
換句話說,單個粒子不是通過了一條縫,而是同時通過了兩條縫;你沒聽錯,是單個粒子在同一時間,同時通過了雙縫,就好似單個粒子一分為二後通過了雙縫,然後再進行干涉組成一個粒子落到屏幕上。

該實驗的神秘之處還在於,一旦我們試圖探測粒子到底穿過了哪條縫,比如在雙縫處加上探測器,那麼干涉條紋會立刻消失,就好像粒子知道你對它進行觀測了一般。
實驗過程的觀察與否,居然會影響到實驗結果,這是非常令人費解的;當初愛因斯坦還對量子力學嘲笑到:難道在你不觀察時,月亮就不存在!
這個解釋讓人非常難以接受,但這正是量子力學對雙縫實驗的詮釋,無數頂尖級的物理學家,都試想過你能想到的任何可能,最後都認為這個解釋是最合理的。

該實驗經過延伸,還引出薛定諤的貓、量子延遲選擇實驗等等;比如在薛定諤的貓中,貓死與貓活,對應的就是雙縫干涉實驗中的兩條縫,兩個實驗本質上是一樣的,如果解決了雙縫干涉實驗,也就解決了那隻半死不活的貓。

⑤ 量子論的基本內容和觀點是什麼 什麼是量子論

量子論是現代物理學的兩大基石之一。量子論提供了新的關於自然界的觀察、思考和表述方法。量子論揭示了微觀物質世界的基本規律,為原子物理學、固體物理學、核物理學、粒子物理學以及現代信息技術奠定了理論基礎。它能很好地解釋原子結構、原子光譜的規律性、化學元素的性質、光的吸收與輻射,粒子的無限可分和信息攜帶等。尤其它的開放性和不確定性,啟發人類更多的發現和創造。

內涵

不確定性

量子理論中原子

盡管人們對量子理論的含義還不太清楚,但它在實踐中獲得的成就卻是令人吃驚的。尤其在凝聚態物質——固態和液態的科學研究中更為明顯。用量子理論來解釋原子如何鍵合成分子,以此來理解物質的這些狀態是再基本不過的。鍵合不僅是形成石墨和氮氣等一般化合物的主要原因,而且也是形成許多金屬和寶石的對稱性晶體結構的主要原因。用量子理論來研究這些晶體,可以解釋很多現象,例如為什麼銀是電和熱的良導體卻不透光,金剛石不是電和熱的良導體卻透光?而實際中更為重要的是量子理論很好地解釋了處於導體和絕緣體之間的半導體的原理,為晶體管的出現奠定了基礎。1948年,美國科學家約翰·巴丁、威廉·肖克利和瓦爾特·布拉頓根據量子理論發明了晶體管。它用很小的電流和功率就能有效地工作,而且可以將尺寸做得很小,從而迅速取代了笨重、昂貴的真空管,開創了全新的信息時代,這三位科學家也因此獲得了1956年的諾貝爾物理學獎。另外,量子理論在宏觀上還應用於激光器的發明以及對超導電性的解釋。

而且量子論在工業領域的應用前景也十分美好。科學家認為,量子力學理論將對電子工業產生重大影響,是物理學一個尚未開發而又具有廣闊前景的新領域。時下半導體的微型化已接近極限,如果再小下去,微電子技術的理論就會顯得無能為力,必須依靠量子結構理論。科學家們預言,利用量子力學理論,到2010年左右,人們能夠使蝕刻在半導體上的線條的寬度小到十分之一微米(一微米等於千分之一毫米)以下。在這樣窄小的電路中穿行的電信號將只是少數幾個電子,增加一個或減少一個電子都會造成很大的差異。

美國威斯康星大學材料科學家馬克斯·拉加利等人根據量子力學理論已製造了一些可容納單個電子的被稱為「量子點」的微小結構。這種量子點非常微小,一個針尖上可容納幾十億個。研究人員用量子點製造可由單個電子的運動來控制開和關狀態的晶體管。他們還通過對量子點進行巧妙的排列,使這種排列有可能用作微小而功率強大的計算機的心臟。此外,美國得克薩斯儀器公司、國際商用機器公司、惠普公司和摩托羅拉公司等都對這種由一個個分子組成的微小結構感興趣,支持對這一領域的研究,並認為這一領域所取得的進展「必定會獲得極大的回報」。

科學家對量子結構的研究的主要目標是要控制非常小的電子群的運動即通過「量子約束」以使其不與量子效應沖突。量子點就有可能實現這個目標。量子點由直徑小於20納米的一團團物質構成,或者約相當於60個硅原子排成一串的長度。利用這種量子約束的方法,人們有可能製造用於很多光碟播放機中的小而高效的激光器。這種量子阱激光器由兩層其他材料夾著一層超薄的半導體材料製成。處在中間的電子被圈在一個量子平原上,電子只能在兩維空間中移動。這樣向電子注入能量就變得容易些,結果就是用較少的能量就能使電子產生較多的激光。

美國電話電報公司貝爾實驗室的研究人員正在對量子進行更深入的研究。他們設法把量子平原減少一維,製造以量子線為基礎的激光器,這種激光器可以大大減少通信線路上所需要的中繼器。

美國南卡羅來納大學詹姆斯·圖爾斯的化學實驗室用單個有機分子已製成量子結構。採用他們的方法可使人們將數以十億計分子大小的裝置擠在一平方毫米的面積上。一平方毫米可容納的晶體管數可能是時下的個人計算機晶體管數的1萬倍。紐約州立大學的物理學家康斯坦丁·利哈廖夫已用量子存儲點製成了一個存儲晶元模型。從理論上講,他的設計可把1萬億比特的數據存儲在大約與現今使用的晶元大小相當的晶元上,而容量是時下晶元儲量的1·5萬倍。有很多研究小組已制出了利哈廖夫模型裝置所必需的單電子晶體管,有的還製成了在室溫條件下工作的單電子晶體管。科學家們認為,電子工業在應用量子力學理論方面還有很多問題有待解決。因此大多數科學家正在努力研究全新的方法,而不是仿照時下的計算機設計量子裝置。

爭議

量子理論提供了精確一致地解決關於原子、激光、X射線、超導性以及其他無數事情的能力,幾乎完全使古老的經典物理理論失去了光彩。但我們仍舊在日常的地面運動甚至空間運動中運用牛頓力學,在這個古老而熟悉的觀點和這個新的革命性的觀點之間一直存在著沖突。

宏觀世界的定律保持著頑固的可驗證性,而微觀世界的定律具有隨機性。我們對拋射物和彗星的動態描述具有明顯的視覺特徵,而對原子的描述不具有這種特徵,桌子、凳子、房屋這樣的世界似乎一直處於我們的觀察之中,而電子和原子的實際的或物理性狀態沒有緩解這一矛盾。如果說這些解釋起了些作用的話,那就是他們加大了這兩個世界之間的差距。

對大多數物理學家來說,這一矛盾解決與否並無大礙,他們僅僅關心他們自己的工作,過分忽視了哲學上的爭議和存在的沖突。畢竟,物理工作是精確地預測自然現象並使我們控制這些現象,哲學是不相關的東西。

廣義相對論在大尺度空間、量子理論在微觀世界中各自取得了輝煌的成功。基本粒子遵循量子論的法則,而宇宙學遵循廣義相對論的法則,很難想像它們之間會出現大的分歧。很多科學家希望能將這兩者結合起來,開創一門將從宏觀到微觀的所有物理學法則統一在一起的新理論。但迄今為止所有謀求統一的努力都遭到失敗,原因是這兩門20世紀物理學的重大學科完全矛盾。是否能找到一種比現有的這兩種理論都好的新理論,使這兩種理論都變得過時,正如它們流行之前的種種理論遇到的情況那樣呢?

⑥ 量子是什麼意思

量子:一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,並把最專小單位稱為量子屬。量子一詞來自拉丁語quantus,意為「有多少」,代表「相當數量的某物質」,它最早是由德國物理學家M·普朗克在1900年提出的。他假設黑體輻射中的輻射能量是不連續的,只能取能量基本單位的整數倍,從而很好地解釋了黑體輻射的實驗現象。

(6)量子創造效應擴展閱讀:

從經典力學來看,能量不連續的概念是絕對不允許的。但是在詮釋這個公式時,通過將物體中的原子看作微小的量子諧振子,不得不假設這些量子諧振子的總能量不是連續的,即總能量只能是離散的數值(經典物理學的觀點恰好相反)。普朗克進一步假設單獨量子諧振子吸收和放射的輻射能是量子化的,這一觀點嚴重地沖擊了經典物理學。量子論涉及物質運動形式和運動規律的根本變革。

⑦ 《秘密》里說現代量子物理學證明了吸引力法則的科學性,是怎麼個證明法

1,量子力學,這個東西確實存在,而且是現代物理的兩大支柱之一(另一個是相對論),發源與100年前,目前應用廣泛。
2,但是,量子力學,按照愛因斯坦的說法,是一個「不完備、不自洽」的體系。愛因斯坦也說過量子力學確實很偉大,但直覺告訴他,量子力學並不是天使。
3,量子力學是微觀的科學,研究對象都是微觀粒子,生活在宏觀世界的我們,雖然也由微觀粒子組成,但是受到的量子效應微乎其微。量子力學里波粒二象性、德布羅意波什麼的都不假,但都是針對微觀粒子而言的。你把人看成概率波也可以,關鍵是你λ=h/(m*v)計算一下「人」這個數量級上的波長:人走路時,波長約等於1*10的負35次方米,算出來影響微乎其微!拋離那麼多主要因素不談,而過分放大這么微乎其微的因素,偷換概念.......令人抓狂.......所以量子力學跟所謂吸引力法則八竿子打不著。
4,順便給你透露一下這個《秘密》電影里的「量子物理」磚家,約翰.賀格林,John Hagelin,一個基本上神馬都不懂的偽專家。不信?看看維基里的一個內容:
In 1994, Hagelin received the Ig Nobel Prize for Peace, an annual parody award presented at Harvard University which "honor[s] achievements that first make people laugh and then make them think".[87] The Master of ceremony and award's founder Mark Abrahams called it the world's most "(un)coveted award for achievements that cannot or should not be reproced" which are given to "honor the world's largely overlooked scientists and other contributors to modern culture, who bring smiles and guffaws to others, whether intentional or not."[88][89] Hagelin received the prize for his "experimental conclusion that 4,000 trained meditators caused an 18 percent decrease in violent crime in Washington, D.C."[90]
大概意思:一次約翰.賀格林帶領四千之眾的超越冥想信徒聚集在美國首都華盛頓「發」了幾星期的功。事後在公布發功研究結果的新聞發布會上, 這位賀教授大言不慚地說: 在發功時期,當地的犯罪率下降了18%, 而當然這一變化是發功造成的。當一位記者問他,這18%是與什麼相比得出來的? 賀教授竟說是與如果超越冥想信徒當時沒有發功才會有的犯罪率相比。後來人們發現,在發功時期當地的犯罪率幾乎達到有史以來的頂峰。賀教授一夥人對此的解釋竟然是: 如果沒有發功,犯罪率會更高! 美國有一個惡搞獎叫做「非諾貝爾獎」(IgNobel Prize),每年獎給「不可能或不應該被重復的成就」 。(注:「非諾貝爾」在英文中的原意是「卑鄙」 。) 因為這一次臭名昭著的偽科學研究,賀教授榮獲1994年的「非諾貝爾獎」。在這以後,曾經與他合作過的物理學家停止了和他的來往。賀教授轉而研究「超越冥想與量子力學之關系」,卻再也沒有發表過一篇物理學論文。

5,吸引力法則的本質只是心理學上的知覺選擇效應。吸引力法則技巧旨在優化我們的知覺和感知,但是並不是什麼傳說中的唯一的、偉大的、毫無例外的法則。相關解釋請看我貼吧發言。

6,總結。愛因斯坦的相對論和量子力學作為現代物理學的兩大支柱,但是這二者卻是互不相容,互相排斥的。相對論是從宏觀的角度來描述世界的,而量子力學是從微觀的角度來描述世界的。宏觀性質與微觀性質的迥異本來就是這個世界的性質之一,正如我提出的核心:雖然在宏觀上事物表現出差異性,但在微觀上事物表現出同一性。
所以我認為,類似於相對論和量子力學的關系,唯物主義和唯心主義也是從不同角度來描述這個世界的。在宏觀上,唯心效應不明顯,因此在宏觀上唯物主義佔主導。而在微觀上,唯心效應不可忽略,因此在微觀上唯心佔主導,正如微觀粒子收到觀察著影響一樣。
所以,不是說唯心不正確,而是說在宏觀世界上過分強調唯心的影響力是令人抓狂的。。。

7,如果您認同我的看法,那麼就請跟其他人說說吧。不是說吸引力法則沒用,但是現在正有一種危險的、吸引力法則誇張化的現象悄然發生,吾輩,看不慣。無其他目的,僅此而已。

⑧ 什麼是量子瞬間傳輸技術看完你就懂了

相距遙遠的兩個量子所呈現出得關聯性。科學家早就發現,處於特定系統中的兩個或多個量子,即使相距遙遠也總是呈現出相同的狀態,當其中一個量子狀態改變時,其他量子也會隨之改變。量子瞬間傳輸技術就是基於此的傳輸技術。

一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,我們就說這個物理量是量子化的,把這個最小單位稱為量子。光子就是光量子,一束光至少包含一個光子,再少就不存在了。實驗發現,原子中電子的能量不是連續變化的,而是只能取一些分立的值,也就是說,原子中的電子能量是量子化的。量子化是微觀世界的普遍現象。20世紀上半葉(主要是從1900年到1930年),普朗克、愛因斯坦、德布羅意、玻爾、海森堡、薛定諤、狄拉克、玻恩、泡利等偉大的物理學家們創立了量子力學,這是我們目前對微觀世界最准確的描述。相對論幾乎是愛因斯坦獨力創造出來的,量子力學卻是群星璀璨的產物。愛因斯坦在其中也發揮了非常重要的作用(提出光量子,這是他得諾貝爾物理學獎的原因,居然不是相對論!),但並不是最重要的,最重要的兩個貢獻者是普朗克和海森堡。不過上面無論哪一位,都比在世的物理學家偉大多了(楊振寧可能跟泡利相差不是很遠?),這是時代的垂青,個人無法改變的。

量子力學描述世界的語言跟經典力學有根本區別。經典力學描述一個粒子的狀態,說的是它在什麼位置,具有什麼動量。不言而喻的是,在任何一個時刻這個粒子總是位於某個位置,具有某個動量,即使你不知道是多少。量子力學描述一個粒子的狀態,卻是給出一個態函數或者稱為態矢量,這個態矢量不是位於日常所見的三維空間,而是位於一個數學抽象的線性空間。在這里我們不需要深究這是個什麼空間,關鍵在於兩個態矢量之間可以進行「內積」的運算。內積是什麼?在三維空間中,兩個長度為1的單位矢量a和b做內積(a, b),得到的是它們夾角的餘弦,即兩個矢量方向相同時得到1,方向相反時得到-1,互相垂直時得到0,所以內積也可以理解為一個矢量在另一個矢量上的投影。對兩個態矢量也可以求這樣的內積,結果是個復數(即有實部虛部,不一定是實數),而這個復數的絕對值小於等於1。

現在不可思議的新概念來了:對於任何一個物理量P(例如位置、動量),態矢量都可以分為兩類,一類具有確定的P,稱為P的本徵態,P的取值稱為這個本徵態的本徵值;另一類不具有確定的P,稱為P的非本徵態。非本徵態比本徵態多得多,如同無理數比有理數多得多。也就是說,絕大多數情況下,一個粒子是沒有確定的位置的!等等,什麼叫做「沒有確定的位置」?是因為粒子跑得太快了,我們看不清嗎?量子力學說的不是這種常規(而錯誤)的理解,而是說:非本徵態是一個客觀真實的狀態,跟本徵態同樣客觀真實,它沒有確定的位置是因為它本質上就是如此,而不是因為我們的信息不全。來打個比方,有些狀態可以用指向上下左右的箭頭來表示,於是你定義「方向」為一個物理量,但是還有些狀態是一個圓!圓狀態跟箭頭狀態同樣真實,只是沒有確定的方向而已。

但是讀者還會困惑,因為我們總是可以用儀器去測量粒子的位置,測量的結果總是粒子出現在某個地方,而不是同時出現在兩個地方,或者哪裡都測量不到。好,下面就是量子力學的關鍵思想:對P的本徵態測量P,粒子的狀態不變,測得的是這個本徵態的本徵值。而對P的非本徵態s測量P,會使粒子的狀態從s變成某個P的本徵態f,概率是s與f的內積的絕對值的平方|(s, f)|^2,發生這個變化後測得的就是f的本徵值。用上面的例子來說,對箭頭狀態測方向,狀態不變,得到的就是箭頭的方向;對圓狀態測方向,圓狀態會以相同的幾率變成任何一個箭頭狀態,得到的是這個新的箭頭狀態的方向。對位置的非本徵態測量位置,就會測得粒子出現在某個隨機的位置,而出現在空間所有位置的幾率之和等於1。怎麼知道測量結果是隨機的呢?制備多個具有相同狀態的粒子,把實驗重復多次,就會發現實驗結果每次都不一樣。沒錯,量子力學具有本質的隨機性,同樣的原因可以導致不同的結果,這是跟經典力學的又一大區別。
你也許會覺得上面這些說法簡直莫名其妙,但是現在絕大多數科學家都對它們奉若圭臬。為什麼呢?因為這套奇怪的理論跟實驗符合得很好,而經典力學卻不能。當然,這是哲學性的原因,而操作性的原因很簡單:現在的科學家受的都是量子力學的教育。普朗克有一句非常有趣的話:「新的科學真理並不是由於說服它的對手取得勝利的,而是由於它的對手死光了,新的一代熟悉它的人成長起來了。」

事實上,現在仍然有不少人對量子力學提出各種各樣的挑戰,包括不少專業科學家,民科就更多了(當然挑戰相對論的民科更多)。歷史上,挑戰量子力學的勢力更加強大,其中的帶頭大哥就是--愛因斯坦!老愛堅信粒子應該具有確定的位置和動量,世界的演化應該是決定性的,對前面說的量子力學的不確定性和隨機性十分不滿。用他自己的話來說,他相信「沒有人看月亮的時候,月亮仍然存在」,以及「上帝不擲骰子」。

如果是一般人,表達完信念也就沒事了。但愛因斯坦是超級偉大的科學家,神一樣的人物,他不會滿足於只做口舌之爭,而是要設計一個判決性的實驗,以可驗證的方式證明量子力學的錯誤。於是乎,1935年,愛因斯坦(Einstein)、波多爾斯基(Podolsky)和羅森(Rosen)提出了一個思想實驗,後人用他們的首字母稱為EPR實驗。你可以制備兩個粒子A和B的「圓」態,使得在這個狀態中兩個粒子的某個性質(如電子的自旋角動量、光子的偏振)相加等於零,而單個粒子的這個性質不確定。這樣一對粒子稱為EPR對。然後你把這兩個粒子在空間上分開很遠,任意的遠,然後測量粒子A的這個性質。好比你測得A是「上」,那麼你就立刻知道了B現在是「下」。問題是,既然A和B已經離得非常遠了,B是怎麼知道A發生了變化,然後發生相應的變化的?EPR認為A和B之間出現了「鬼魅般的超距作用」,信息傳遞的速度超過光速,違反相對論。所以,量子力學肯定有錯誤。

這個問題非常深邃,直到現在都不斷給人以啟發。不過量子力學的正統衛道士有一個標准回答:處於「圓」態的A和B是一個整體,當你對A進行測量的時候,A和B是同時發生變化的,並不是A變了之後傳一個信息給B,B再變化,所以這里沒有信息的傳遞,不違反相對論。這個回答怎麼樣?無論你信不信,反正我信了。不過愛因斯坦一直都不信,以這個他參與創建的理論的反對者的身份走完了一生。

在愛因斯坦的時代,EPR實驗只能在頭腦中進行。隨著科技的進步,這個實驗可以實現了。1980年代,阿斯佩克特等人做了EPR實驗,結果你猜怎麼著?完全跟量子力學的預言符合!真的是你測得一個EPR對中的A是「上」的時候,B就變成了「下」。本來是設計出來否定量子力學的,反而驗證了量子力學的正確性。這種事在科學史上屢見不鮮。17世紀的時候,牛頓主張光是粒子,惠更斯主張光是波動。牛頓按照惠更斯的理論計算出一個現象:把一束光射向一個不透明的小圓片,在圓片的背後中心位置會出現一個亮點,而不是暗點。牛頓認為這是不可能的,宣布駁倒了惠更斯。可是別人一做這個實驗,發現真的就是如此,結果成了牛頓親手證明惠更斯的正確。

EPR現象既然是一個真實的效應,而不是愛因斯坦等人以為的悖論,人們就想到利用它。量子隱形傳態(quantum teleportation)就是一個重要的應用。英文單詞teleportation就是科幻藝術中biu的一聲把人傳過去的瞬間傳輸,tele是遠,port是傳,所以小編們報道這種新聞總是配傳人的圖片,《星際迷航》中的Spock發來賀電!可是,在量子信息研究中實際做的是把一個粒子A的量子態傳輸給遠處的另一個粒子B,讓B復制A的狀態,注意傳的是狀態而不是粒子。當然你可以說傳人也是把人的所有原子的狀態傳到遠處的另外一堆原子上,組合成一個同樣的人。OK我沒意見,只不過為了避免混淆,中國的科學家們還是小心謹慎地把teleportation翻譯成了隱形傳態。

量子隱形傳態是怎麼操作的呢?基本思路是這樣:讓第三個粒子C跟B組成EPR對,而C跟A離得很近,跟B離得很遠。讓A按照某個密碼跟C發生相互作用,改變C的狀態,於是B的狀態也發生了相應的變化。再通過經典的通訊手段(比如電話、光纜)把密碼告訴B那邊的人,對B按照密碼進行反向操作,就得到了A的狀態。這里的基本元素包括作為中介的C、密碼和傳輸密碼的經典信道。

⑨ 是什麼導致了量子領域和我們所觀察到的實際世界之間的區別

量子層面上的事物怎麼可能與我們在日常生活中觀察到的事物如此不同呢?為什麼會這樣呢?

新量子理論的基本觀點是,宇宙是由量子場構成的,這些量子場被「捆綁」在高度統一的空間擴展的場能「包」中。這些束通常被稱為「粒子」,但它們不是粒子,因為每個束都在空間中展開,沒有明確的邊界。許多物理學家稱這些能量束為「量子」。「最簡單的例子就是電磁場。

但是光子是一個空間擴展的對象,而整個擴展的對象必須同時創建。所以光子內部的不同點必須協調,以確保,如果光子存在於某一點,它也存在於其他所有點。這種不同空間點之間的瞬時協調被稱為「量子非定域性」,是許多奇量子效應的來源,例如一個量子能夠同時出現在兩個或多個地方。舉個具體的例子,在光的雙縫實驗中,每個光子都通過兩個縫。

⑩ 量子理論真的與神秘主義有關系量子力學是唯物主義學科嗎

我在網路上經常看見一些宣傳量子力學與神秘主義的文章,比如,有一篇網路文章叫《從量子糾纏到量子計算機,未來的某一時刻人類或許解開宇宙的起源》,還有用朱清時的演講做成的《朱清時:量子力學證實,人類意識是物質世界的基礎》、《物質並非實有的存在》等等,這些文章千篇一律的把量子力學與神秘主義掛鉤,甚至認為量子力學證明了唯心主義。我把這個事情告知研究宗教的塗建華教授,他寫了一篇文章,專門談這個事情。他的文章說:


量子力學已經在很多領域實用,因此,盡管許多猜測匪夷所思,但它的科學性是不庸置疑的。但是,這里有一些問題值得注意。首先,以上多篇文章使用的術語和范疇,與經典的唯物主義哲學相混淆。比如你從法蘭克福到北京,是走莫斯科還是新加坡,在哲學里說是兩個可能性。如果這個飛行已經實現,那麼,不管你是否睡著了,都只有一個路線為真。形式邏輯也是這么說的。哲學里就是可能性與現實性這對范疇的問題。但是在上述文章講述的量子世界裡,如果你睡著了,這兩態都是真的,是並存糾纏的。是薛定諤的貓,又死又活。是既可能又現實,既確定又不確定,這就匪夷所思了。就是說,量子理論、馬克思主義哲學、形式邏輯等不同話語體系使用了相同的術語。用量子理論造福人類是好事,因為量子理論出現一些新奇的東西就說顛覆了唯物辯證法、意識決定物質了。那就荒謬了。實際上,量子力學依然是一門百分之百的唯物學科,從來沒有形而上學化。


潘建偉院士說,朱清時校長說量子力學爬到山頂的時候,佛學已經在山頂等我們了,這我不是特別認同。我覺得量子力學可以用來算東西,可以算小數點後面十幾位都是正確的,當然佛學是非常好的,我們叫做佛教,也有非常好的一些觀點,但讓你來算一下氫原子能譜是什麼,這算不了,這不是我們解決的東西。所以說兩者有聯系,但是屬於不同范疇的東西。但它還是無限的,科學只能解決有限的問題,我們能力是有限的,我只能說我能解決哪些問題,哪些問題我現在不清楚。不清楚的問題,就讓宗教暫時先解決一下,等到將來科學進步了,能夠再往前解決。


李淼對朱清時將量子力學與宗教和神秘主義掛鉤也表達強烈的反對。


李淼是著名物理學家,中國科學院理論物理研究所研究員、博士生導師。現為中山大學天文與空間科學研究院院長。我為此曾經邀請李淼寫一篇文章,李淼欣然答應,於是有了後面發表在《知識分子》上的批評朱清時的文章。在那篇文章的最後,李淼寫道:


費曼在一篇文章里說,科學與宗教的區別是,前者的核心是不確定性,後者的核心是確定性。比如說,解釋一個現象的科學學說是臨時的,是需要越來越多的證據的,所以永遠是統計性質的。在物理學中,我們往往說某個現象的證據是幾個標准誤差,換句話說,只是十分可能的,而不是百分之百確定的。理論和模型也是如此,當科學家需要的時候,牛頓力學被修正為相對論力學,諸如此類。宗教則相反,一個斷言是百分之百正確的。


因此,科學和宗教爬的不是一座山,佛學大師一生等在那裡,只會等來更多的信眾,而不是科學家。


我們生活在知識經濟的時代,知識越來越重要,所以,前面說的某些宗教人士借重科學是一個悖論。因為宗教只是人類的心理和倫理實踐,與知識本身沒有多大關系。

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