上帝到底會不會擲骰子?愛因斯坦VS波爾、海森堡,誰對誰錯呢?

2020-12-03 愛學習物理的小貓
上帝到底擲or不擲骰子

兩大頂尖學科的大神對決

21世紀的物理的兩大支柱學科——相對論和量子力學代表了最前沿的學科,是科技進步的動力。兩大學科研究的方向既有相同的,也有不同的,相同的都是研究這個世界的本質,不同的他們都走了兩個大極端,相對論研究「大的、快的」東西,而量子力學研究的是「小」的東西。按照道理他們不應該有衝突,但是在世界本質上他們學科代表大神卻對此有不同的見解,他們討論的是「上帝擲or不擲骰子」。

兩大學科研究的不同方向

科學家都是很嚴謹和苛刻的,任何理論都是經過深思熟慮後才會發表出來,一旦發表出來給發現是錯的,那麼這一輩子的科學之路算是走完了。相對論的橫空出世給這個世界一個不同方法去觀察這個宇宙,它偉大之處在於人們已經習慣了牛頓的經典理論後還能提出一種完全不同的方法去研究這個世界,同時也是人們發現牛頓定律的局域性,可以說相對論是應運而生的,順勢而來的。但是量子力學出現有點特殊,在19世紀40年代越來越多的粒子被發現了,人們對粒子的研究就越來越多後就發現粒子有一些現象沒辦法解釋,比如:黑體輻射問題、粒子的位置、動量等都是不可測的,物理學家給逼的沒辦法就提出了量子力學這個理論。

上帝是不擲骰子的這句話由來

量子力學創立快有100年了,它也分為經典量子力學和新的量子力學。在普朗克第一次提出能量子解決了黑體輻射問題後,愛因斯坦又根據普朗克的能量子理論提出了光量子理論解釋了光電效應,兩人都因此獲得了諾貝爾物理學獎,經典量子力學簡而言之就是不連續的、一份一份的。在這個時期愛因斯坦和薛丁格等物理大神都還是很認可的,但是到了波爾的疊加態原理和不確定性原理時,這就讓所有人坐不住了,連愛因斯坦都不能接受,他就調侃的說出了:上帝是不擲骰子的;而薛丁格大神養成了物理學四大神獸之一——薛丁格的貓。簡單的說就是:粒子的微粒位置你永遠不能預測它的位置,那你能理解嗎?既死又活的貓,那你又能相信嗎?

光到底是波還是粒子——詭異的雙縫幹涉實驗

量子力學中比較詭異的實驗就是雙縫幹涉實驗的各種版本,這個實驗主要是驗證光是波的實驗,但是後來的物理學家就把這個實驗玩壞了。一堆電子通關兩條細縫後,在細縫的後面放置光屏就會看到暗亮相間的幹涉條紋,出現幹涉條紋就說明電子是波。科學家總是嚴謹的,物理學家就想給這個實驗拍個錄像紀念一下,這一拍就不得了,幹涉條紋沒了,就只出現兩條亮線,這是典型的粒子表現。這就詭異了,咋回事呢?什麼條件都一樣,只是裝了一部高精度的攝像機跟蹤電子的行蹤而已,咋電子就突然由波變成了粒子了呢?根本哈根詮釋就是粒子既是波也是粒子,它是同時經過了兩條細縫,一個電子怎麼同時通過細縫,好比下圖一樣,右邊的人永遠不能理解左邊是怎麼經過電線桿的呢?還有詭異的地方是電子出現的位置是不確定的,海森堡的不確定原理就應運而生了。

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相關焦點

  • 愛因斯坦-薛丁格VS玻爾-海森堡,誰的量子理論是對的?上
    而耶魯大學的科學家做出來的實驗結果,其實就是在這兩派當中,判定了誰是對的。根據上面所說的,量子系統在未測量和已測量會有兩個狀態,這個狀態發生了改變,改變具體是怎麼發生的,中間過程是什麼樣的呢?愛因斯坦這一派和波爾這一派就有了一對截然相反的解釋。
  • 愛因斯坦錯了——我們的世界裡上帝不擲骰子!
    1927年比利時索菲爾科學大會上,當愛因斯坦面臨著神秘的量子世界裡喊出:上帝不擲骰子!世界是有秩序的。然而,事實證明他錯了。我們活著的世界是無法測量的!一、神一般存在的愛因斯坦愛因斯坦的成就有多麼偉大。有位科學家的著名的戲謔之言:自然和自然規律隱匿在黑暗之中。上帝說:『『讓牛頓出生吧!"
  • 愛因斯坦說的「上帝不會擲骰子」是什麼意思?
    上帝擲骰子其實是發生在一次索爾維會議上,這是科學家的峰會。在上世紀的20年代~30年代,科學家們有一個議題,那就是哥本哈根學派對於量子力學的詮釋「不確定性」到底靠不靠譜?光是粒子還是波?愛因斯坦進一步利用「量子」解決了光電效應的問題。不確定性原理可隨後問題就爆發出來了,科學家在研究原子結構時,就很難用經典理論去描述原子結構以及電子的行為。在這個過程中,科學家逐漸摒棄經典理論,最終在由海森堡提出的矩陣力學和薛丁格的薛丁格方程解決了這一切。
  • 愛因斯坦:「上帝不會擲骰子」玻爾:「你別指揮上帝該怎麼做!」
    「上帝不會擲骰子」這句話最早在出現在1926年愛因斯坦寫給波爾的一份信中!但是被眾人所熟知卻是在1927年比利時布魯塞爾召開的第五屆索爾維會議上,這屆索爾維會議被稱為史上最著名的一屆。為什麼這屆索爾維會議這麼著名呢?由於參與的物理學大咖多、討論的問題重要,所以被稱為最著名的一次。這屆會議上出席了我們所熟知的愛因斯坦、波爾、普朗克、居裡夫人、康普頓等等17位著名的諾貝爾學獎得主,被稱為最強大腦的雲集,號稱當時全球三分之一的智慧匯集於此次會議。
  • 「上帝不會擲骰子」到底是什麼意思?答案顛覆三觀
    波&粒大戰最早就有人在思考一個問題:光到底是什麼?其實關於光的一切都是各種學者十分關心的問題,伽利略就曾經自己操刀去測光速,結果以失敗而告終,而關於「光速」的探討直接引發了物理學的革命,也就相對論的誕生。
  • 愛因斯坦的「上帝不會擲骰子」與「薛丁格的貓」有什麼聯繫?
    愛因斯坦說:「上帝不會擲骰子」;波爾說:「別去管上帝能做什麼!」這是網絡上流傳的愛因斯坦與波爾之爭的精闢語言。其實這都不是原話,但意思差不多。爭論的兩邊都知道這個世界沒有上帝,他們爭論的「上帝」是指自然規律。那麼這個被號稱為世紀之爭的科學理論大戰具體是怎樣一個過程,最終鹿死誰手呢?我們一起來重溫一下這段歷史,看看這些科學大師們的風採。
  • 為什麼愛因斯坦一直認為世界是上帝設計好的?
    可是如果把你替換成光,之後會是怎樣呢?也就是300000公裡/秒的速度向前奔跑會怎麼樣呢?光的速度會不會加快呢?可是科學家們發現,光的速度並沒有變化,不管你這個高鐵速度有多快,光的速度還是不變的。這顯然不符合經典物理學常識的,荷蘭物理學家洛倫茲乾脆就說,光是個常數,也就是說它的速度一直是不變的,時間是可以長短變化的。
  • 愛因斯坦為什麼要說「上帝不擲骰子」,他發現了什麼?
    隨後,愛因斯坦,波爾,海森堡,薛丁格等人都參與進了量子力學的後續發展,因此愛因斯坦本人其實也是量子力學的奠基人之一。在五屆索爾維物理會議上,愛因斯坦和波爾進行了多次的討論,他一直對哥本哈根詮釋不夠滿意,以至於說出了著名的:「上帝是不擲骰子的!」
  • 量子力學最難理解的地方:上帝到底會不會擲骰子?愛因斯坦這樣說
    大家好,歡迎收看量子科普第97期,我是常常,今天和大家聊一聊關於量子力學中一個經久不衰的話題:上帝到底會不會擲骰子?牛頓的經典力學與愛因斯坦的相對論統治了物理學界將近四百年,愛因斯坦的相對論是牛頓經典力學的補充與發展,但本質上來說,量子觀點是劃分經典與非經典物理學的分水嶺,即非經典的=量子的,所以愛因斯坦的相對論仍然是一種經典的物理學,而量子力學作為一種全新的非經典物理學卻很難被大眾所接受,經典物理學與量子力學的根本區別就在於:上帝到底會不會擲骰子?
  • 科學家為什麼說量子力學是在擲骰子呢?它打破了決定論
    但是另外一位諾貝爾獎獲得者波恩卻認為薛丁格的這個解釋是錯的,波恩提出了一個驚世駭俗的預言,說Ψ(普西)函數代表的不是電子的實際分布,而是代表一種隨機分布,也就是電子在某個地點出現的概率。那麼到底誰是對的?
  • 愛因斯坦為什麼篤信「上帝不會擲骰子」,這是錯的嗎?
    愛因斯坦起初表達「上帝不會擲骰子」是為了否定量子力學哥本哈根學派對微觀粒子運動規律的詮釋。 他要弄清楚微觀粒子到底是真隨機還是假隨機 量子的概念自1900年被普朗克提出之後,首次成功應用到了愛因斯坦的光電效應,這也反向支持了量子的概念,光量子概念確定了量子力學的地位。 所以說普朗克和愛因斯坦是量子力學早期的奠基人,他們統屬舊量子學派。
  • 愛因斯坦-薛丁格VS玻爾-海森堡,誰的量子理論是對的?下
    因為如果只要觀測,它一定會給出你一個確定的值,就是它會告訴你,它到底有沒有粒子把它填滿。所以,就此看來愛因斯坦這一派是正確的。這也是為什麼主流媒體上,包括很多科普的自媒體都會說量子力學被推翻了。但是,這個論斷其實是不準確的,不能說量子力學被推翻了,你只能說海森堡跟波爾他們這種對量子力學,原來現有大部分人承認的這一套量子力學,有可能是不夠完備的。
  • 愛因斯坦說的:上帝不會擲骰子
    先是小王子德布羅意提出物質波的內功心法奠定了基礎,上帝之鞭泡利則提出了九陰真經,就是泡利不相容原理,簡直就是無所不包,自己親傳弟子海森堡琢磨出了矩陣力學,就好像獨孤九劍,號稱破盡天下招式,不過海森堡的內力不足(數學功底一般,居然不認識矩陣),被波恩帶領約爾當分享了發明權,不過也為量子學派招來了兩員大將,這事就不提了,老師兄薛丁格拿出來六脈神劍,就是波動方程
  • 為何愛因斯坦晚年認為一切都是安排好的?上帝真的不會擲骰子嗎?
    在這裡我就不多去解釋愛因斯坦是個無神論者,那麼,為什麼一直流傳著愛因斯坦認為一切都是安排好的呢?因為愛因斯坦也經常被誤解,甚至被錯誤引用,接下去我簡單地說一些我看到的相關報導,關於愛因斯坦的一些觀點,或者說,這個聰明的人是如何看待宇宙的。
  • 科學網—波爾與愛因斯坦之爭的由來
    愛因斯坦並不贊同,他用宗教術語來表達他對量子力學描述的客觀物理世界的看法:「上帝永遠不會擲骰子。」 愛因斯坦所謂的「上帝擲骰子」,不同於人擲骰子。當今的科學技術領域中,統計和概率是常用的數學工具。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……幾乎在各門學科中,都離不開「概率」。然而,我們在這些情況下應用概率規律,是由於我們掌握的信息不夠。
  • 上帝不擲骰子,愛因斯坦的這句話是什麼意思?世界是不是確定的?
    牛頓力學所描述的世界可以說是宏觀低速環境下的一種特例,並非宇宙的本質規律,當我們嘗試使用經典力學去處理高速運動的問題時,錯漏便出現了。在這樣的情況下,另一位偉大的科學家出現了,他就是愛因斯坦。愛因斯坦始終相信上帝不擲骰子。
  • 為何愛因斯坦會說「上帝不會擲骰子」?這回他錯了
    經典物理學的兩朵烏雲之後愛因斯坦受到這一觀點的啟發,也提出光量子的假說,他認為光具有記憶性和波動性。這一假說解決了過去幾百年關於光的波動性與粒子性爭論,這也讓愛因斯坦成為了舊量子論的先驅者。我們之所以稱他為舊量子論的先驅是因為愛因斯坦並沒有將量子理論完全發掘出來,這就導致了後來量子論乃至量子力學的話語權都轉移到了以玻爾為首的哥本哈根學派。
  • 「上帝不擲骰子」是什麼意思?愛因斯坦的這句名言顛覆認知
    在這個世界上,所有的生命無時無刻都在做著「選擇」,不同的選擇會給我們帶來不同的結果,從宏觀上來看,不論動物做出的選擇是對是錯,生物的基因總是會本能地根據環境的變化先一步做出改變,去適應周圍的環境,努力佔據靠上的生態位。
  • 《上帝擲骰子嗎?》讀書筆記下
    愛因斯坦1905年提出光量子假說的時候,也才26歲。玻爾1913年提出他的原子結構的時候,28歲。德布羅意1923年提出相波的時候,31歲(還應該考慮到他並非科班出身)。而1925年,當量子力學在海森堡的手裡得到突破的時候,後來在歷史上閃閃發光的那些主要人物也幾乎都和海森堡一樣年輕:泡利25歲,狄拉克23歲,烏侖貝克25歲,古茲密特23歲,約爾當23歲。
  • 上帝到底會不會擲骰子?量子力學實驗推進,這次愛因斯坦可能輸了
    筆者:三體-小遙愛因斯坦曾經說過,上帝不會擲骰子,萬事萬物都具有確定性,只要深入研究,就能夠發現它們的奧妙。然而,隨著量子力學的不斷發展,越來越多的人認識到宇宙的複雜性,尤其是疊加狀態的存在,給科學家們帶來了新的問題,相對來說更難破解。