科學的盡頭是神學?一個簡單物理實驗,卻得到顛覆認知的詭異結果

2020-11-22 騰訊網

相信許多人都知道「科學的盡頭是神學」這句話。乍看起來它似乎沒什麼問題,甚至可能還讓人覺得挺有道理,因為一些著名科學家晚年都將目光轉向了神學,比如牛頓。

事實上,由於年紀輕輕就發現了三大定律,牛頓對上帝幾乎沒有信仰,甚至常常跟哈雷彗星的發現者愛德蒙·哈雷辯論:上帝究竟是否存在。

一天,哈雷邀請牛頓來其家中做客。牛頓進屋後發現哈雷工作的桌子上,擺放著一個造型精美的太陽系模型,這立即讓對天體運動非常感興趣的牛頓愛不釋手。

牛頓把玩了一會之後問哈雷:「誰製造了這個精美的模型?」哈雷想了一會答:「它不是任何人製造的。」

牛頓對這個回答感到非常奇怪:「不是人製造的,那麼它是怎麼來的呢?」「它是自然存在的」哈佛不慌不忙地回答道。

「怎麼可能」牛頓立即對他進行了反駁,「如此精美的模型必然出自能工巧匠之手,不可能是自然形成的。」

聽到牛頓的言論,哈雷奇怪地說道:「這個模型根本沒有真實的太陽系精美,既然你認為它不可能是自然形成的,為什麼相信真正的太陽系是自然存在的,而不是更高級的智慧創造的呢?」

正因為此番對話,牛頓晚年開始對自己之前和正在研究的東西產生了懷疑,於是提出了「切線力」這個概念,認為上帝是宇宙運動的第一推動力。

不只是牛頓,愛因斯坦其實也是上帝的信仰者,不過他信仰的上帝和牛頓信仰的上帝有著本質上的區別。

愛因斯坦信仰的上帝是「斯諾賓莎的上帝」,即「自然」本身,也可以說是宇宙中一切的規則和規律,並不是人格化的上帝。

事實上,和大多數人想的不一樣,科學並不關心整個世界是誰創造的,它只關心整個世界運行的規律是什麼,從本質上看它只是人類認識和探索世界的工具。

既然是工具那就不能將它神化,而科學也從始至終處於推翻~重塑的過程中,如果認為科學一定是正確的、是真理,科學之外的全是糟粕和迷信,那麼就陷入了「科學宗教」的誤區中。

需要注意的是,科學同樣也不是萬能的,目前科學界有許多問題一直折磨著科學家們,例如被評為世界十大經典物理實驗之一的雙縫幹涉實驗。

這個實驗讓人類得到了一個堪稱詭異的實驗結果,甚至對宇宙產生了懷疑。它完美展示了量子力學中兩個「玄學」概念——測量和疊加態。而這個實驗的起因,主要是科學家想弄明白一個問題——光究竟是粒子還是波。

在正式敘述之前,我們需要知道一個問題。如果粒子是彈珠、波是水波,那麼在一塊板上開兩條互相平行的縫並將彈珠從縫中打出,我們在探射屏上看到的圖像應該是上面這樣的。

而如果是水波通過板上的兩條縫隙,那麼我們能夠在探射屏上看到上面這樣的圖像。之所以會呈現出這樣的景象,是因為通過一條縫隙的波紋恰好在另一個縫隙波紋的波峰上,科學家將其稱為「幹涉現象」。

其實光是波還是粒子一直是物理學爭論的核心。整個18世紀,在牛頓的壓制下「波動說」一直暗無天日,而轉機出現在了19世紀初。

1801年,英國物理學家託馬斯·楊(Thomas Young)進行了雙縫實驗。他在一塊板上開了兩條平行的縫,然後用一束髮散的光照射。

按照正常思路,如果光是以粒子形式存在,那麼從縫隙中穿過的應該是兩束光,探射屏上顯示的也應該是兩束光,但實際探射屏上卻出現了一系列明亮條紋和暗淡條紋相間的圖樣。

要知道幹涉衍射的圖樣是波獨有的性質,所以託馬斯·楊的實驗結果讓「波動說」得到了空前鼓舞。

實驗到這個地方其實還並沒有什麼異常,它僅僅是一個普通的物理實驗,可接下來發生的事情卻顛覆了所有人的認知。

科學家這回不用發散的光照射雙縫,而是讓光子一個一個地通過縫隙,就像前文彈珠通過縫隙一樣,此時探射屏上應該出現兩個光斑

但現實情況卻讓人大吃一驚,因為即便光子是一個一個通過縫隙的,探射屏上依舊出現了明暗相間的幹涉條紋。

這種情況可太詭異了,明明兩個縫隙中只有一個縫隙有光子通過,這單個光子是和誰幹涉呢?難道它還能跟自己幹涉嗎?答案正是如此,這個光子確實是和自己幹涉的。不僅僅是光子,後續的實驗證明電子或其他粒子,同樣具有自我幹涉的能力。

此時最詭異的事情來了,由於想弄清楚單個光子是如何自我幹涉的,科學家們在縫隙旁放置了觀察設備,但微觀世界的奇妙遠遠不是人類能夠輕易揣度的。

當他們打開觀察設備進行實驗時,幹涉圖樣離奇地消失了,變成了兩道簡單的光束,就像彈珠直接打到了探射屏上,中間沒出現任何花裡胡哨的變化,粒子們仿佛知道人類在觀察它們,於是選擇了不一樣的表現。

為什麼沒觀測的時候單個光子會自我幹涉,而一旦有人觀測之後它們就「正常」了呢?這正是該實驗最詭異的地方。

就好像一個東西在沒人觀察它的時候呈現蘋果的樣子,而一旦有人看到它了,立即就變成了香蕉的樣子,這當然會讓人覺得詭異。可為什麼會出現這種情況呢?其實這主要和量子力學中的疊加態有關。

在沒人觀測之前,粒子處於既從一條縫中通過又從另一條縫中通過的疊加態,所以才能夠自我幹涉。

而一旦在縫隙旁進行觀測之後,這兩個路徑的疊加態就坍縮成了只包含一個路徑的單態,也就是我們看到的「正常」狀態。

為什麼粒子知道有人在觀察它呢?這是不是說明意識真的能夠影響物質呢?科學家們至今仍在追尋著這些問題的答案。

而這個實驗所透露出來最讓人細思極恐、同時也最顛覆認知的地方莫過於——我們看到的世界可能不是世界真實的樣子,而是當前所使用的觀測方法讓我們看到的世界。

相關焦點

  • 科學的盡頭真的是神學嗎?一個簡單的物理實驗,結果卻顛覆認知
    科學的盡頭真的是神學嗎?一個簡單的物理實驗,結果卻顛覆認知 對於科學盡頭是神學的說法,很多人對此深信不疑,當然,這主要也是因為有很多非常著名的科學家在晚年的時候都將自己的研究方向改成了神學,最著名的就是牛頓和愛因斯坦,也正是因為這些在世界上頗具影響的科學家的行為,讓人們對於無法用科學解釋的事情全部歸結於神學。
  • 一個簡單的物理實驗,卻改變了人類認知,科學的盡頭真是神學嗎?
    在我們看來,科學家都是堅定的無神論者,但是很多人都聽說過這樣的一句話,科學的盡頭是神學,這句話並非沒有科學依據,有很多人都認為這句話也挺有道理的,因為很多的科學家到了晚年的時候,竟然都把目光轉向了神學,比如眾所周知的牛頓。
  • 植物「意識」實驗,結果顛覆人類認知,幸好被證明是偽科學
    從人類第一次仰望星空,到開始建立太陽系模型、甚至是宇宙模型,總是能看到「神學」的影子,在牛頓之前科學和神學傻傻分不清。當人們遇見科學無法解決的事情時,總是會不由自主的搬出上帝來說事,牛頓大神雖然在17世紀建立起了一套嚴密而完整的科學體系,推翻了神學千年的根基。
  • 科學的盡頭是神學嗎?別鬧,科學的盡頭只能是科學
    類似的言論還有多個版本,比如:「科學的盡頭是哲學,哲學的盡頭是神學」、「物理的盡頭是數學,數學的盡頭是哲學,哲學的盡頭是神學」……哪那麼多盡頭……科學有盡頭嗎?但問題是,我們能到達這個盡頭嗎?我給出的答案是:不能。隨著科學的進步和文明的發展,人類只能無限接近宇宙的真相,但永遠不可能獲得真相。原因很簡單,因為我們無法確定物理規律是亙古不變的。
  • 與其說「科學的盡頭是神學」,不如說「科學的盡頭是哲學」
    「科學的盡頭是神學」,我想,有人初聽這句話時,難免會要「嘲諷」這句話的,那不妨請你問問他,又如何解釋歐洲物理研究所門前所擺放的印度溼婆神像呢?凡對於哲學有一定研究的人們,並不會像普通群眾那樣拒絕所有對自己認知有衝擊性的信息,宇宙浩瀚,學海無涯,一個人至少做到永遠不要嘲諷自己認知以外的觀點,因為,每一個人的所知所學對於這無盡的宇宙而言,都只是「恆河沙數」罷了。人類龐大群體相互之間的認知,和能夠涉及的知識的差距是相差非常大的,謙虛樂於和進步為伍,驕傲則只剩下落後的結果。那麼,這座銅像又隱藏著怎樣的深奧哲理呢?
  • 科學的盡頭真的是神學嗎?聽完科學家的解釋恍然大悟
    當科學逐漸走進人類文明之後,自然界的很多事物可以用科學來得到解釋,於是過去的神創論就不攻自破了。可是後來一些偉大的科學家提出了這樣一個觀點:科學的盡頭是神學。有科學家將科學和神學聯繫了起來,其中比較有代表性的科學家就是牛頓和愛因斯坦。相信很多人對這位偉大的科學家都不陌生,他們可以說是人類進入科技時代以來,在物理學方面貢獻最大的兩個劃時代的偉大科學家。
  • 死亡可以得到科學解釋,那麼靈魂是什麼?科學的盡頭是神學
    幸運的是科學給我們的生活帶來了翻天覆地的改變,不幸的是對於整個世界的認知陷入了更加迷茫的狀態。如果說在過去的歲月裡,人們對於整個世界處於一種懵懂無知,那麼現在對整個世界的了解就處於一種清晰與模糊的範圍。
  • 著名的「無解實驗」,難道科學的盡頭,真的是神學嗎?
    當然這些神話虛無縹緲,也只是一些傳說而已,並沒有任何的科學證據可以證明。有人卻提出,甚至根本就不需要科學進行,正是因為科學的盡頭就是神學。兩個本來應該是成為對立面的東西,兩者之間又有怎樣的關聯呢?曾經一些著名的科學家在晚年就將自己的科學研究轉向了神學,這究竟是怎麼回事呢?
  • 一個簡單的物理實驗,卻向我們展示了一個科學無法解釋的神秘現象
    科技的快速發展離不開科學這一門偉大的學問,科學由很多的學科,揭密認知這個世界的主要學科是物理,正是人類走進科技時代之後,物理的快速發展,才讓人類對世界萬物的本質有了更多的認知,同時物理的快速發展也讓人類實現了飛天的夢想,走出地球探索宇宙。
  • 科學盡頭是神學?著名科學家晚年開始研究神學,為了證明什麼?
    相信大家都聽說過「科學盡頭是神學」這句話,甚至眾多帶有權威性的科學家,在晚年研究神學,比如著名科學家牛頓、愛因斯坦。牛頓在年輕的時候發現了三大定律,可是他並沒有信仰上帝,沒有任何宗教信仰,為何在晚年的牛頓會突然研究神學?莫非科學的盡頭真的是神學?難道用神學才能解釋世間的一切嗎?
  • 科學的盡頭是神學還是哲學?你怎麼看?
    科學與哲學的關係其實是很密切的,可以簡單認為哲學就是科學的「鼻祖」,科學研究的是具體的事物,而哲學研究的是抽象的事物,哲學為科學提供世界觀和方法論,而科學(自然科學)是哲學發展的基礎。科學與哲學是具體與一般,實踐與理論的關係。
  • 愛因斯坦:科學的盡頭就是神學
    我們一直都以為是我們發明了科學,但其實對於科學我們一直都是發現,是我們發現了科學而不是發明任何科學的誕生都是經過我們無數次的實驗,最終才換來結果,但這無數次的實驗無疑都是在證明這樣操作是否正確,所以最後我們在無數次的操作後,終於發現了正確的方法與調配,所以是我們發現了科學
  • 科學的盡頭真是神學嗎?(下)
    、以及熱力學中的麥克斯韋妖),就是對疊加態的一個不可能實現的思想實驗。既然此文所討論的「科學的盡頭真是神學嗎?」是隨著科學的發展而來的,那我就引用一下著名科學家、清華大學教授趙南元對這個問題的回應。趙南元教授說,要證明「科學的盡頭是什麼」,首先要搞清楚這個提問本身是不是正確。比如,有人提問,「為什麼鯊魚在天空翱翔?」,這個提問本身就是有問題的。因為鯊魚不可能在天空翱翔,它就是一種生活在海洋裡面的魚類。
  • 科學的盡頭是神學?不,科學的源頭才是神學
    科學,本身就是一種信仰,而不是「真理」的代稱。先來看何為「科學的盡頭」。科學的盡頭是神學——這句話總是經常看到。其大致的意思大概是科學經過無限推演,實證,最終卻可能抵達神學。儘管這是《物理學之道》是一部強調科學理論與古老宗教和神學概念之間聯繫的書,但個人覺得這部書立論也許偏於簡單,它很大程度上只是把科學與古老宗教神學理論的相同相似之處羅列比對。但僅是如此,也已足見在科學理論體系的內部頂級學者們,並沒有像大眾以為的那樣,把科學對立於宗教神學之外,將科學奉為唯一的「真理」。
  • 如何看待科學盡頭是神學的這句話?
    如何看待科學盡頭是神學的這句話?很多人對於現代基礎科學的發展有所困惑,或者糾結於整個世界存在原理的迷茫。懸入不可知的神秘論中,得出科學盡頭是這句話。看似有一定的道理。現代基礎物理學的研究標誌性的理論也還停留在相對論和量子力學。這兩個理論有著本質上經典物理學上是不一樣。
  • 物理的盡頭是數學, 數學的盡頭是哲學, 哲學的盡頭是神學?
    換句話說,人們只是把尚未可知的暫時付諸於哲學和神學,而隨著人類可知區域的不斷誇大,不確切的區域將越來越小,科學將引領人類文明走向越來越光明的明天,現代文明的一切物質成果都來自於科學就是明證。物理是一切科學的基礎,數學是物理研究世界的工具,神學不過是未知現象暫時的棲身之所,不可能引領人類文明走向未來。你能找出我們現在所享用的任何一個物質成果是來自於神學嗎?
  • 一個普通的物理實驗到底詭異在哪兒,能讓那麼多人著迷?
    作為一個長期充滿好奇心的人,我總是對各種奇聞異事懷有極大興趣。然而,沒想到,我作為一個物理極差,且對於理科毫無興趣的文科生,有一天,居然對物理產生了強烈的探索欲!這個實驗可以說也是全球網際網路上最神秘,最詭異,最讓人不解的現象之一,甚至於讓物理這個在很多人看來晦澀難懂又枯燥的東西出了圈。實驗是什麼 理解實驗之前,先做個最簡單的假設。
  • 科學有盡頭嗎?科學的盡頭是什麼?
    常常聽到有人說:「科學的盡頭是哲學,哲學的盡頭是神學」,那麼這句話對嗎?在展開討論之間,我們需先對這三者進行定義。何為科學?本人認為這完全取決於人類的認知能力,我們可以這樣簡單的理解,科學是人類認知能力最基本的體現,科學可以研究幾乎所有的可以用理論加實踐來得以證實或證偽的對象,哲學是人類認知能力的擴展,哲學的研究對象是抽象的,但具有邏輯性的,而神學研究的對象則是人類認知能力以外的事物。關於這三者的關係,我們可以舉個例子來說明。
  • 科學的盡頭是神學?牛頓、愛因斯坦等人晚年究竟發現了什麼?
    在很多人看來,一些科學解釋不了的問題在神學這一方面可以輕而易舉能解答出來。因此,「科學的盡頭是神學」這句話直到現在都深深地印在人們的腦子中。甚至有很多人說,一些科學家到了最後都會轉去研究神學,而不是科學。這可能說明了,神學才是世界最本源的學問。
  • 他們說科學的盡頭是哲學,哲學的盡頭是神學,你信嗎?
    哲學家羅素曾說,科學是我們已經知道的事情,哲學是我們還不知道的事情,哲學是人們胡說八道的一種特殊權力,哲學是有道理的猜想。你可以用一個圓圈表示人類已有的知識——這是我們已經知道的事情。圓圈之外就是我們還不知道的事情。