量子力學與相對論並稱為現代物理學的兩大支柱,1916年當愛因斯坦發表他的科學巨作《廣義相對論》時,雖然在物理學屆立即引起了軒然大波,但是很多人、其中包括一些著名的物理學家在內的都表示沒有看懂,據說只有兩個人真正理解了愛因斯坦相對論的含義,這主要是因為愛因斯坦相對論第一點真的很晦澀難懂,第二點就是顛覆了很多牛頓經典物理學的觀點,人們一時無法接受,而量子力學理解的難度相較於相對論來說可謂是:有過之而無不及,量子領域中的很多現象則完全顛覆了宏觀世界理論與正常邏輯。
下面給大家講一講量子領域中最令人無法、顛覆正常思維邏輯的兩個原理,請認真看,看懂了它,才真正能領悟了量子領域的神奇。
一、態疊加原理(不確定性原理)
簡單來說就是一種以觀察為結果導向的狀態,量子領域的粒子處於一種疊加狀態,例如電子A此時可能位於1點、也可能位於2點,那麼電子A就處於一種既在1又不在1,既在2又不在2的疊加狀態,那麼這個疊加狀態什麼時候被打破呢?也就是當我們觀察它的時候,一旦電子A此時的狀態被觀察,那麼它的疊加狀態就崩塌了。
二、單體疊加態
根據量子領域的不確定性原理,物理學家薛丁格提出了一個有趣的實驗,也就是量子領域中最著名的實驗:薛丁格貓
將一隻貓放置於一個密閉盒子中,盒子中有一個放射性裝置與一瓶毒氣,放射性裝置有百分之五十的機率會發生發射性衰變,觸發毒氣,並且將貓毒死,那麼問題來了:在外界的人如果不打開盒子進行觀察,就無法確定貓的死活,那麼貓就處於一種既死又活的狀態,只有打開盒子進行觀察,才能最終確定貓的死活。
後來獲得諾貝爾物理學獎的維格納想了一個辦法:讓一個人帶著防毒面罩進入盒子中,那麼對於盒子外面的人來說:這隻貓的狀態是又死又活,但是對於盒子裡面的人來說:由於他可以直接觀察到貓,所以這隻貓要麼就是死了,要麼繼續活著,肯定不會產生這隻貓又死又活的答案。
那麼問題來了,相同的實驗、相同的觀察者,為何由於一個盒子的阻礙卻會得出兩個完全不同的結論呢?
得出兩個截然不同的結論的根本原因是在於:是否觀察,進行觀察的人能夠確定貓的最終狀態,而沒有進行觀察的人只能得出一個貓的疊加狀態,但是觀察這一行為是實驗之外的行為,觀察並沒有幹擾、參與、破壞實驗的進行,觀察並不是客觀的物質行為,而是人的主觀意識活動,那是不是可以得出這樣一個結論:人的主觀意識參與或決定了微觀粒子的最終狀態。
這個結論明顯違背了唯物論,唯物論的核心就是人的主觀意識不可能改變客觀存在,人的主觀意識只能依託於客觀物質而存在,但是量子領域中觀察行為(主觀意識)又是決定粒子最終狀態的根本因素,兩者截然對立、相互矛盾,顛覆了唯物論與人的正常思維邏輯。
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