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量子世界從未停止的爭論 ---- 科學
2023/11/01 20:27:15瀏覽152|回應0|推薦0

2019-03-06 由 全球聯 實業集團 發表于 科學

聽過薛丁格的貓,是不是就感覺距離量子科學的世界又近了一步呢?科學聽起來龐大深奧,走進去又發覺其樂趣無窮。尤其是量子信息科學,在零基礎的情況下,想要學習和了解貌似不切實際,但其實你會發現,一切皆有規律可循,因為我們並不需要自己一定能把它弄懂,把它讀透。或許,量子科學只是能夠讓我們對這個世界有更深刻的認知並引發我們對生命的深刻思考。當走進全球聯,當開始接觸量子科學,我們的世界也在發生著改變。其實,著名的科學家們也無法給出正確的結論。

他們的爭論和探討的確是推動科學發展的因素之一。就像玻爾和愛因斯坦有關量子理論的爭論,轟動整個科學界。兩人都是偉大的物理學家,對量子理論的發展都做出了傑出的貢獻。分別因為解決光電效應問題量子化原子模型而獲得 1921 年、1922 年的諾貝爾物理學獎。愛因斯坦玻爾的爭論主要是有關量子力學的理論基礎及哲學思想方面。實際上,也正因為這兩位大師的不斷論戰,量子力學才在辯論中發展成熟起來。愛因斯坦一直對量子論及玻爾一派的解釋持懷疑態度,他提出了一個又一個的思想實驗,企圖證明量子論及正統詮釋的不完備性和荒謬性,直到他們逝世之後,這場論戰仍在物理學界繼續進行。但遺憾的是,直到目前為止,每次的實驗結果似乎並沒有站在愛因斯坦這位偉人這邊。 這場有關量子論的大論戰攪得它的創立者們夜不能寐、寢食難安,當年在世的物理學家幾乎全都被牽扯其中。

玻愛兩人的第一次交鋒是 1927 年的第五屆索爾維會議。那可能算是一場前無古人後無來者的物理學界群英會。在這次會議的歷史照片中,列出來的鼎鼎大名使你不能不吃驚。在這次與會的 29 人中,有 17人獲得了諾貝爾物理學獎。 索爾維是一位對科學感興趣的實業家,因發明了一種制鹼法而致富。據說索爾維財大氣粗後自信心倍增,發明了一種與物理實驗和理論都扯不上關係的有關引力和物質的荒謬理論。儘管物理學家們對他的理論不屑一顧,但對他所舉辦的學術會議卻是趨之若鶩。因此,當年那幾屆索爾維會議就變成了量子論的大型研討會,也就是玻愛之爭的重要戰場。玻愛之爭有三個回合值得一提,前兩次起始於 1927 年和 1930 年的索爾維會議,第三次則是第七屆索爾維會議後的 1935 年。

愛因斯坦對量子論的質疑要點有三個方面,也就是愛因斯坦始終堅持的經典哲學思想和因果觀念:一個完備的物理理論應該具有確定性、實在性和局域性

1.愛因斯坦認為,量子論中的海森伯原理違背了確定性。根據海森伯的測不準原理,一對共軛變量(比如:動量和位置,能量和時間)是不能同時準確測量的:當準確測定一個粒子在此刻的速度時,就無法測准其在此刻的位置如果要想準確測定位置,就不可能準確地測量速度。因此他說:"上帝不擲骰子!" 這兒所謂的"上帝擲骰子",不同於人擲骰子。在當今的科學技術領域中,統計學和概率學是常用的數學工具。人們應用統計方法來預測氣候的變化,股市的走向,物種的繁衍,人心的向背。幾乎在各門學科中,都離不開"概率"這個詞。然而,我們在這些情況下應用概率的規律,是由於我們掌握的信息不夠,或者是沒有必要知道那麼多。比如說,當人向上丟出一枚硬幣,再用手接住時,硬幣的朝向似乎是隨機的,可能朝上,可能朝下。但這種隨機性是因為硬幣運動不易控制,從而使我們不了解硬幣從手中飛出去時的詳細信息。如果我們對硬幣飛出時的受力情況知道得一清二楚,就完全可以預知它掉下來時的方向,因為硬幣實際上遵從的是完全確定的宏觀力學規律。而量子論不同於此,量子論中的隨機性是本質的。換句話說:人擲骰子,是外表的或然;上帝擲骰子,是本質的或然。

2.所謂實在性,則類似於我們熟知的唯物主義,認為物質世界的存在不依賴於觀察手段。月亮實實在在地掛在天上,不管我們看它還是不看它。

3.局域性的意思則是說,在互相遠離的兩個地點,不可能有瞬時的超距作用

或許我們還會因此產生更多思考,而未來,需要物理學家們的不斷思考和研究去推動更深一輪的學術變革。人類能否完成最終的使命,我們不得而知,量子究竟能存在這個世界多久,我也十分好奇。神秘的量子世界很大,而我們,還很小,走進去不容易,就讓我們在邊緣處慢慢的吸取能量吧!

( 知識學習隨堂筆記 )
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