Re: [推薦] 上帝擲骰子嗎－量子物理史話
看板historia作者kyoyagami (Sympathy for the Devil)時間11年前 (2013/04/14 02:00)推噓4(5推 1噓 14→)留言20則, 11人參與討論串2/8 (看更多)
既然有人有興趣愛因斯坦到底跟量子力學在爭什麼
這邊就簡單說明一下，資料來源都是標題的這本書
在說明這個問題之前，我們先考慮一個問題：
「世界是否獨立於我們的認識存在？」
或許對有些人來說，這個問法太哲學了，我們也可以理解成這個問題
「你認為這個宇宙，沒有人（或其他高等生物)去認識他時，宇宙存不存在?」
先考慮一下，我們下面會解答。
愛因斯坦的提問「上帝擲骰子嗎？」實際上並不是在反駁機率問題。
對愛因斯坦來說，這是一個世界本體該如何組成的問題。
我們先說明量子物理中，哥本哈根詮釋的主張
海森堡在1925年提出了矩陣力學
矩陣力學本來是為了解決波耳原子模型問題而提出的
在波耳的原子模型中，電子擁有各個位階，我們不能觀察到那個位階的物理量
我們只知道兩個位階的物理量差。
海森堡是個經驗主義者，他認為傳統的物理學假設了太多不能觀測的東西
所以他採用了矩陣力學來解決這個問題。
詳細的數學以及邏輯論證請看書，
總之，矩陣力學完美的解決波耳模型原本遇到的困難，但除了有個小問題以外。
在矩陣力學中，如果我們把動量設定成代號p，位置設定成代號q
p x q不等於q x p。這下可好玩了，傳統的交換率竟然不管用。到底是怎麼回事？
海森堡不愧是當代最偉大的物理學家之一，他在1927年想通了這個問題
關鍵就出在「測量行為」上。我們要知道動量與位置，就不得不測量
但是要怎麼測量呢？不管是觸摸到，看到或是聽到，總之不是透過感知就是儀器吧
我們現在只考慮「看到」，我們要怎麼「看到」一個量子呢？
那就必定得有光反射了。一般狀況，光子的反射能量對物體很難產生干涉
光子撞到一般物體就像螞蟻撞到藍鯨一樣，幾乎無法影響觀測數據。
我們大可先測量動量，再測量位置，誤差微不足道。
可是量子跟光子，那就不一樣了，光子撞到量子，兩個能量差不多的東西相撞
你愈想要想要精確測量量子的動量，那對於位置的誤差就會愈大。
海森堡給了一個誤差乘積的公式，詳請請參閱本書。
這樣的東西，台灣過去翻譯成測不準原理，現在大多稱呼為不確定性原理。
簡單來說，要把一個量子的所有物理量都精確測量是不可能的
波耳進一步說，因此，要確定量子是波還是粒子也是不可能的。
當你愈精確定義量子的波動性質，量子的粒子性質就愈少。反之亦然
說到這邊或許你已經想問了，這三小？我們還是不知道量子「本來」是什麼？
對，波耳會說，當我們覺得量子是波動，他就是波動。
我們覺得他是粒子，他就是粒子，這世界沒有什麼「本來」。
所以，一個量子唯有我們觀測時才存在，如果我們不觀測，那量子就無意義
而無意義=不存在！
這樣的主張，與不確定性原理，波恩的量子機率分布合稱「哥本哈根解釋」
看到這裡各位是不是已經發現問題了？
是的，如果我們不觀測，量子就不存在，可是這世界（宇宙）可是量子組成的啊！
波耳的主張也可以做一個邏輯延伸，如果沒有人（或高等生物）來觀測
世界就不存在。
所以我們回到一開始的問題：「世界是否獨立於我們的認識存在？」
如果你的答案是yes，恭喜你，你是愛因斯坦的盟友
這看起來很像廢話，世界要是沒有高等生物就不存在，這不是太扯了嗎？
持這種觀點，哲學上叫做「客觀實在的本體論」
這樣的觀點，最極端的是18～19世紀法國科學家拉普拉斯
他認為只要我們能夠發現所有的物理法則與數據
我們就可以完全預測世界的過去與未來。
這也是古典物理學背後的形上學，美麗，和諧，有規律的因果決定論。
不過量子物理把這個形上學k得支離破碎
1927年跟1930年的索爾維會議上，愛因斯坦提出了好幾個思維實驗
想把物理學的本體論重新「導正」回那古典物理的黃金景像。
但接招的波耳每每都指出愛因斯坦思維實驗的遺漏
並且證明哥本哈根詮釋的更有效性。
古典物理的世界從此傾然崩塌，那個美麗且遵循因果律，擁有無上確定性的
古典物理世界，如今只剩下斷垣殘壁。
當然，對古典物理那個美好時代緬懷的物理學家仍大有人在
60年代貝爾提出「貝爾不等式」，試圖繼承愛因斯坦的遺志，回復那古典的榮光
在80年代時，我們終於有能力將愛因斯坦的思維實驗附諸實行，看起來
古典派枕戈待旦，大有一舉翻盤之勢，可惜實驗成果出來，量子物理顛撲不破
反而讓古典物理形上學僅剩的斷垣殘壁更加滄桑與斑駁。
可是量子力學就沒問題了嗎？不不不，衍伸出來的問題可更多
哥本哈根詮釋說：「當我們不觀測，量子就以機率形式於空間中無所不在。」
又說：「只要你一觀測，就會造成量子態的塌陷，機率就消失了。」
好了，為什麼一觀測量子態就塌陷？ 觀測這件事情為什麼這麼重要？
後來就衍伸成為了解決量子物理困境的某一條路線：「意識研究。」
冥冥之中歷史又來了一次循環，唯物與經驗主義的古典物理原本已經把唯心主義
殺到歷史的角落，結果到最後，量子物理中的哥本哈根詮釋卻要倚賴唯心主義的
「意識」。不禁讓人感嘆，難道這樣的循環才是世界的根本法則嗎。
如果要知道更詳細的狀況，還是看書吧，書中對於量子物理衍伸出來的學術以及
哲學問題詳盡非常多，意識只是其中一種還沒成功的解套方法而已。
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您老還真奇怪，三天兩頭說他人無知或一知半解
我們什麼時候有討論到「哲學家」的本體論了？
因為你的主張很短，我想應該可以這樣列出以理解
1.Kant以後的觀念論不反對客觀實在的本體論。
2.根據1，因此，西方的科學家也不可能反對客觀實在的本體論。
這個主張一看就知道total nonsense。誰證明過哲學家的哲學概念可以影響到科學家了？
要證成這樣的主張，就變成得考察科學史，可是您對科學史又自稱外行，所以到底是誰
無知？不過我可以理解，這也不是您第一次犯這種論證毛病了。
還望您下次要指責別人無知或一知半解之前，先看看自己的主張是不是漏洞百出。
而不是犯這種很基本的論證失誤，卻還指責他人無知，這是很可笑的。
※ 編輯: kyoyagami 來自: 220.136.161.86 (04/14 21:12)
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