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我怀疑科学 第三弹——关于量子物理的疑点

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发表于 2011-7-25 04:22 |只看该作者 |倒序浏览
本帖最后由 3Q.GOD 于 2011-7-25 04:23 编辑

自从上两弹“怀疑科学”发出之后,令八达有些水友感到十分不安,甚至非常愤怒。原因我可以理解。因此在写这篇文章之前,我想我得发表一下我的个人立场,免得有些水友不明白我写这些东西的观点和目的所在。
我写这些文章,并不是反科学,否认科学的作用和意义。相反,我一直非常热爱科学,而且一直在持续的研究科学,并且希望能有更多人去了解科学。
科学不是盲从,不是人云亦云,科学需要“怀疑”的治学精神。我们现在的一切科学成果,都是一步一步经过反复推倒重建,修正论证而得来的。
因此,我写这个系列的文章,旨在希望从另一个角度去看待科学。去客观的评价我们人类目前所掌握的一些知识和不足之处。
名为“怀疑”,实则探究。我尽量用通俗的语言来描绘,虽然也许会说的不是那么精确和专业。各位看官完全可以当成科普读物或者科幻悬疑小说来读。重要的不是文体,语言。重要的是我们之间的真正交流,以及我希望通过我所写的文字,能让各位真正意识到“独立思考”的重要性。哪怕是权威的科学领域,仍然有很多需要我们去思考的东西,而不仅仅是一知半解不加思考的随声附和和盲目崇拜。
因此,如果你看了我的文字,能引起自身的思考,那我的目的也就达到了。
当然,囿于自身水平,我肯定有很多错漏和不当。八达人才济济,比我高明的人士多了去了,望不吝赐教。再次感谢。

今天就谈谈量子物理学吧。
“量子”一词,是德国物理学家普朗克发明的,是指一些分开的小东西。当时,他发现热的物体的放射就像是分开的一团或小堆的能量。他称之为“量子”。
“量子”之所以在现代物理学有着重要的地位,是因为这是一种全新的打破人们思维常规的东西。
“量子”,让人们看到能量的改变并非我们过去一直认为的那样是连续性的,相反,是离散跳跃式的。
但是,从莱布尼茨和牛顿开始至今,微积分的基础都是建立在连续性的推理关系上,所以我们被迫面临一个需要重新整理的物理概念。这是一道难题。

通过一系列实验和观察,人们开始发现微观粒子与宏观物理定理出现了各种矛盾。
其中一个著名的例子就是光子具有“波粒二象性”。
一开始,牛顿认为光具有“粒子”的性质。
之后,惠更斯和托马斯.杨认为光是“波浪”性质的。
1906年,物理学家汤姆森用实验方法证实电子是“粒子”而获得诺贝尔奖;然而讽刺的是,30年后,他的儿子却用实验方法证实电子是“波浪”而获得诺贝尔奖。
直到后来,人们终于认为,这种粒子乃是具备粒子和波浪的双重性质,即“波粒二象性”,该问题才被解决。
但问题的关键是,波浪和微粒是两个完全不同,彼此冲突的概念,为什么会出现在同一个物体上?
因此,当科学家最开始面对这个矛盾时,显得不知所措,甚至有人说:“大自然似乎是不理性的,这是一种使人难忘的奇怪感觉。”(Sir George Thomson,The Inspiration of Science(伦敦,牛津大学1961年版)第117页)
因为粒子具备的这种“矛盾的双重性质”,让粒子变得无法捉摸,它可能出现在量子波浪中的任何一个位置。因此,我们只能用“概率”去形容它。

再来说著名的“测不准原则”。
经典物理学中,我们研究运动最主要的特性有位置与速度。如果我们知道一个物体的位置和速度,我们可以计算出它未来某时刻的位置。
因此当时很多人都认为宇宙乃是一架巨大的机器,按照不变的规律持续不停的运转。拉普拉斯曾预言,当我们人类能掌握宇宙中的每一个粒子,及影响它的动力时,我们就能预测未来。没有任何事是不确定的,将来和过去的一切,都将呈现在我们人类眼前。
但是,海森堡发现的“测不准原则”毁灭了这一切美好的愿望。

我们在日常中看见一些东西,是因为光线撞击那些东西,反射进了我们的眼里。
比如我们用手电筒照射书本,然后我们看清了书中的文字。
在这里,书本足够大,它不会被你的手电筒照飞。但是,如果照射的对象换成微小的电子时,光线会对它产生撞击,从而使之偏离原来的轨道。因此我们看到的电子的状态,已经不是它本来的状态,而是被光子撞击后的状态。
所以我们要做一个选择,第一,可以用高频光波照射电子,这样我们更容易确定电子的所在,但它却将电子的轨道改变了,所以无法预测其动力。
第二,用低频光波照射,它不会过多的改变电子的轨道,但电子的照相便变得模糊,使人难以辨别电子的确切位置。
所以我们得出结论,我们无法同时确定一个粒子的位置和它的动量。在微观世界中内含了量度精确的极限。我们可以测量粒子的位置,或者动量。但若越发精确去测量其中一个性质时,另一个性质就会相应的越发模糊。

“测不准原则”在当时科学界引起了广泛的关注。
一部分科学家认为这一原则体现了当今人类的无知,因为我们现在的观测方法是不恰当的,这只不过是我们知识的限制而已,总有一天,我们人类会找到新的合适的方法去准确的测量。
另一部分科学家则认为这一原理并非人类暂时无知造成的,而是无法避免的知识限制。我们根本就不了解微观世界的状况。我们只能说,在怎样的实验情况下会出现什么样的结果,我们是为了选择某种结果而去进行某种实验。
还有人认为这一原则支持了唯心论的立场。等等。

“测不准原则”也再次冲击了因果律。
经典物理假设宏观世界的规律乃是基于微观世界的性质。但假如原子并非有着严谨精确的规律,那么又如何决定由它所构成的物质具有严格的规律呢?
这曾被称为因果的危机。虽然经典物理在宏观世界中依然十分准确,但过去认为支持它的原则,却都已经变得脆弱。

对于“测不准原则”,据现在占据主导地位的看法,认为电子本身不具备任何位置和动力,但通过实验观察可以得到一定的结果,这都是与仪器互动的结果。这是基于“不能观察到的事物不能存在于物理科学中”这一原则而来。
但有批评者认为,这一立场赋予了观察测量本身太重要的地位。“薛定谔的猫”这个有趣的故事正是对这一立场提出的挑战。
还有人认为并非测量仪器赋予了电子属性,乃是观察者赋予了电子属性。
之后还有人提出量子整体主义,多宇宙理论,新现实主义等等企图解释该原则。确都不能令人完全信服和满意。
这也算是量子力学方面的不解之谜之一吧。
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世味年来薄似纱,
谁令骑马客京华。
小楼一夜听春雨,
深巷明朝卖杏花。
Sophia 该用户已被删除
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发表于 2011-7-25 04:49 |只看该作者
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仲裁者

ㄝ圭ㄝ圭

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发表于 2011-7-25 05:38 |只看该作者
.........................
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大和

今晚打老虎

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发表于 2011-7-25 05:55 |只看该作者
推荐  《上帝掷骰子吗》 很不错的一本科普
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主区版主

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发表于 2011-7-25 07:38 |只看该作者
原创内容
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大和

战队
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发表于 2011-7-25 10:31 |只看该作者
这是什么狗屁怀疑?
。。。
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大象

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发表于 2011-7-25 10:51 |只看该作者
怀疑什么???
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大象

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发表于 2011-7-25 10:52 |只看该作者
这文章不值一看,
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大象

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发表于 2011-7-25 11:10 |只看该作者
mlgb的这次哥真不能忍了
完全是毫无基础胡扯一通啊

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3Q.GOD  本人确实很业余,请不吝赐教。期待您的大作。  发表于 2011-7-25 11:56
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飞龙

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发表于 2011-7-25 11:35 |只看该作者
今天你百度了吗
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航母

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发表于 2011-7-25 11:46 |只看该作者
这个没什么难理解的
就是光子会撞击物体
观察的结果是光子撞击后反射到人眼的结果
所有量子级别的东西
在观察的同时必然被光子撞击
由此其原来的状态已无法测量
只要我们不丧失自我,什么样的生活都可容忍;
我们尽可以失去一切,只要我们依旧是我们
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大象

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发表于 2011-7-25 11:54 |只看该作者
gave.me.a.kiss 发表于 2011-7-25 10:51
怀疑什么???

怀疑的是:
“波粒二象性”这个矛盾统一体是否真实存在?
微观世界的物理定理为什么与宏观世界无法统一?
目前占据主流地位的“哥本哈根解释立场”是否正确?
。。。。。。
世味年来薄似纱,
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大象

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发表于 2011-7-25 12:03 |只看该作者
好贴,难得一见得好贴
经过严格调查,发现本人是星际界的桌球第一高手兼桌球界的星际第一高手
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大象

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发表于 2011-7-25 12:04 |只看该作者
你要有空且足够蛋疼,可以去看狄拉克的量子力学原理
我可干不了熊大那种给业余人士开智的境界

点评

3Q.GOD  这本书就是研究生教材啊。  发表于 2011-7-25 12:17
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大和

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发表于 2011-7-25 12:07 |只看该作者
3Q.GOD 发表于 2011-7-25 11:54
怀疑的是:
“波粒二象性”这个矛盾统一体是否真实存在?
微观世界的物理定理为什么与宏观世界无法统一 ...

这个还需要你来怀疑 ?哥本哈根只不过是众多解释的一种 说他主流只不过是在应用上比较有优势
在量子力学科学家中它 的支持率还不如多世界理论

点评

3Q.GOD  为什么我不能怀疑?我不但怀疑了,还写出来了。既然你也说了,哥本哈根解释目前还不是确定的,那就更加值得去怀疑了。  发表于 2011-7-25 12:20
。。。
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航母

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发表于 2011-7-25 12:51 |只看该作者
民科啊
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蔡国庆`` 该用户已被删除
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发表于 2011-7-25 13:49 |只看该作者
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航母

18
发表于 2011-7-25 16:14 |只看该作者
诞生一百多年了
竟然还能算前沿科学
也算奇葩一件了
只要我们不丧失自我,什么样的生活都可容忍;
我们尽可以失去一切,只要我们依旧是我们
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大和

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发表于 2011-7-25 17:38 |只看该作者

你可以拿诺贝尔奖了
忍!!!
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键盘上的舞者

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发表于 2011-7-26 14:49 |只看该作者
中国本土还没有诺贝尔奖,LZ你行的

If possible,I will seize your hand forever...
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发表于 2011-7-26 16:33 |只看该作者
楼主量子力学绝对不及格啊
e=nhv,h是普朗克常数,且非常的小。n是整数被,这个公式就是说明了能量是以整数被的形式存在。其实你用这个公式来看宏观世界的话,肉眼根本看不出物体的能量在做不连续变化,因为h太小太小了能量阶太小太小,如果你把这个公式用在微观的粒子上v(读:miu)的值就变大了你就可以看出能量是一级一级的跳,并不是连续的变化。
我汗啊,就这个水平也来怀疑这个怀疑哪个
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发表于 2011-7-26 16:33 |只看该作者
楼主量子力学绝对不及格啊
e=nhv,h是普朗克常数,且非常的小。n是整数被,这个公式就是说明了能量是以整数被的形式存在。其实你用这个公式来看宏观世界的话,肉眼根本看不出物体的能量在做不连续变化,因为h太小太小了能量阶太小太小,如果你把这个公式用在微观的粒子上v(读:miu)的值就变大了你就可以看出能量是一级一级的跳,并不是连续的变化。
我汗啊,就这个水平也来怀疑这个怀疑哪个
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发表于 2011-7-26 16:46 |只看该作者
民科诞生记。
今天你用了neo的代理没有?今天你在neo门口上的网吗?
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发表于 2011-7-26 16:46 |只看该作者
爱因斯坦已经把光的波、粒二象性全整合成一个理论了。
在牛顿时代他认为光是粒子,可虎克认为光是波,他俩吵了一架后牛顿精神崩溃,发誓如果虎克还活着他不发表任何著作。
后来双狭缝干涉实现再次证明光是波,在1700-1900前大家都这样好无疑问相信了。
打个比方吧,班上有个同学G(就是光),另一个同学A说他是男的,这个A同学说我证明过了。可过了好久这个G同学的同座B说G是女的,他也验过身了。
后来有个非常疯狂的同学D说:G他就是女的也是男的。这个D同学就是爱因斯坦。以前光是波还是粒子都是有争议的,后来受因斯坦的一往篇论文统一了让所有人都无话可以了。
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发表于 2011-7-26 16:51 |只看该作者
楼主还是要从量子力学的第一章复习呀,看看黑体辐射这个实验对古典物理的冲击。看看温度的变化让黑体放出的辐射是不是做连续变化,用热力学、电磁学能不能解释。。。
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大和

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发表于 2011-7-26 16:59 |只看该作者
测不准原理,你说出这5个字,就说明你根本不理解这个原理。

明确的说,跟翻译无关系,不是测不准,是根本就不准,所以叫  不确定性原理
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大和

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发表于 2011-7-26 17:00 |只看该作者
本来科学就不是能解释一切的 其实《易》早已解答
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大象

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发表于 2011-7-26 17:42 |只看该作者

"本来科学就不是能解释一切的 其实《易》早已解答" 这句话有问题

易只是一个模糊概念,一点都不细化。看了好像什么都可通,但细节化什么都不通。
举个例子:三个秀才去赶考,过河时在等船,见河边有个易经算命的先生,他们去算了一卦,那个算命先生算了算后什么也不说,只举起一个手指。
三个人琢磨来琢磨去是什么意思,
如果三个人中有一个人中,那先生算对了一个手指代表一个人中。
如果一起中,也算对了一个手指代表一起中。
如果一个也不中,还是对了。
如果中了二个,一个手指代表一定会中,不管怎么样都是对。
其实按照易这种思想就是一个模糊概念,怎样想都是对的。
易这种哲学思想只能做方向引导。
还有科学的含意不要搞错了,科学:对自然规律客观的描述与总结就是科学
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航母

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发表于 2011-7-26 18:08 |只看该作者
照楼主这个解释 应该无法理解薛定谔的猫
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大象

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发表于 2011-7-26 18:23 |只看该作者
这篇就算了。毫无新意,拿50年代的概念来忽悠。我看《物理世界奇遇记》都比这个生动有趣
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