「上帝不會擲骰子」到底是什麼意思?答案顛覆三觀

2020-12-03 鍾銘聊科學

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。相對論兩條基本假設之一就是光速不變原理

而關於「光到底是什麼?」,也引發而來持續幾百年的論戰。最早的論辯雙方分別是牛頓,惠更斯,胡克等人。牛頓認為光是一種粒子,並出版了著作《光學》,而以惠更斯為代表的學者們認為光是一種波。

在這個階段的論戰當中,牛頓以壓倒性的優勢獲得了勝利,不過牛頓的取勝除了學術實力了得之外,更重要的是牛頓自身的威望。

(實際上,牛頓的影響不止這些,他去世後,圍繞著微積分的發明權之爭就導致英國數學家和歐洲數學家徹底決裂,100多年都不曾進行交流,也直接導致當時的世界學術中心從英國轉向了法國。)

而第二回合是在100多年後,當時有個叫做託馬斯楊的人,做了一個物理學史上幾乎是最有名的雙縫幹涉實驗。

在這個階段,認為光是一種波的科學家層出不窮,並且他們拿出了許多過硬的證據,尤其是最終一錘定音的人,這個人在物理學史上堪比牛頓、愛因斯坦。他就是麥克斯韋,提出了麥克斯韋方程,統一了「電」和「磁」,並預言了電磁波的存在,光是一種電磁波。

而赫茲緊隨其後,利用另一個十分著名的實驗驗證了這個理論。

(後來,大神們就利用赫茲實驗的原理搞出了無線電,其中就包括馬可尼,尼古拉·特斯拉。)

也就是說,第一回合是「粒子說」的觀念勝了,第二回合來了一把反轉,「波動說」的觀念勝了。

第三回合的對決

我們把時間推薦到19世紀末到20世紀初,當時「波動說」是主流的學術觀念。但是科學家和工程師們卻遇到了麻煩,這個麻煩就是黑體輻射。

所謂黑體,就是能夠把入射的電磁波都給吸收了,不會反射和投射。但是,由於高於絕對零度的物體都會對外輻射電磁,因此叫做黑體輻射。

不太理解沒有關係,我們可以從電燈泡說起,當時愛迪生已經對電燈泡的技術進行了改良,歐洲開始流行電燈泡。而有個叫做普朗克的科學家,就受委託研究電燈泡為什麼發黃光?

而在研究的過程中,這位科學家就發現,我們必須假設「能量並不是連續」的(這其實就和波動說矛盾,因此在「波動說」中,能量應該是連續的。),而是存在一份份最小的單位形成,而這個最小的單位也就被稱為「量子」。

而這個概念的提出正是打開了「量子力學」的潘多拉之盒,一發而不可收拾。前前後後幾十位偉大的科學家加入其中。而對於量子力學有奠基作用的有好多人,其中量子力學基石理論是不確定性原理,這是海森堡提出來的

這種「不確定性」一直以來都讓一些科學家無法接受,而量子力學有個著名的哥本哈根學派提出了一個哥本哈根解釋。我們拿一個原子來說,我們都知道原子是由原子核和電子構成的。但是電子其實是很詭異的,它並不存在所謂的「軌道」,而是呈現概率雲的形式,也就是說,它同時存在於原子核外的這些位置。並且電子的位置和動量是無法同時被確定的。

而哥本哈根學派的宗師尼爾斯波爾在海森堡理論的基礎上提出了互補性原理,我們還拿電子來說,他認為電子是同時具有波動性和粒子性的,但是它沒有辦法同時展現出來。

對於這樣的解釋,以愛因斯坦、薛丁格為代表的一群科學家是非常排斥的。(雖然愛因斯坦、薛丁格都對量子力學作出了極為突出的貢獻。)他們還為此和波爾為首的哥本哈根學派進行論戰,在一次論戰中,愛因斯坦就對波爾說到:上帝不擲骰子。他的本意其實是這種不確定性是不合理的,是不完備的,雖然和實驗擬合得很完美。

而波爾其實當場就反擊了,他說:愛因斯坦,不要指揮上帝怎麼做。不僅愛因斯坦給波爾出難題,實際上,薛丁格在這方面也沒啥做出貢獻,著名的薛丁格的貓,就是薛丁格用來刁難波爾陣營才想出來的。(當然,這個思想實驗如今看來也存在各種問題,這裡就不贅述了。)

如今我們也知道,接近100年來的各種實驗結果都是偏向于波爾這一方的,這也才使得「不確定性原理」成為了主流科學理論。

相關焦點

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    毀三觀是什麼意思?毀三觀是哪三觀?時間:2015-04-21 10:27   來源:紅網   責任編輯:毛青青 川北在線核心提示:毀三觀是什麼意思?毀三觀是哪三觀? - 請問網絡上的毀三觀是什麼意思?毀三觀是哪三觀?三觀盡毀、三觀不正是什麼意思?
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  • 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:「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。哥本哈根詮釋的最基本原理就是不確定性原理、波函數塌縮、互補性原理,這種解釋就好像擲骰子一樣,在骰子落地之前,我們不可能確切地知道投出的到底是幾點,也就是投出骰子的六個面中,哪一個面朝上是隨機出現的,只有當骰子落地後,我們才能知道這次擲骰子事件到底投的是幾點!
  • 上帝不會擲骰子,但我會!
    「上帝不會擲骰子」正是愛因斯坦用宗教的術語來表達他對量子力學和客觀物理世界的根本看法。
  • 愛因斯坦為什麼要說「上帝不擲骰子」,他發現了什麼?
    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!」很多人認為,愛因斯坦不願意解釋哥本哈根詮釋中的不確定性原理,才說出了「上帝不擲骰子」這句話,如果把不確定性原理代入宇宙,就像是有一個人不斷的丟骰子,在無限的不確定性中,丟出了宇宙的全部。
  • 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。
  • 上帝到底擲不擲骰子?
    這些人認為我們一直觀察的太陽東升西落是在一段時間內的偶然現象,明天太陽會不會東升西落還是未知數。有一千個蘋果落到了地上,那第一千零一個蘋果會落到地上嗎……像劉慈欣的《三體》就是以量子力學不確定性為理論原點寫的。但實際上,微觀粒子的運動完全符合波動力規律,雙縫實驗的實質是微粒子通過兩個縫的概率。量子力學基本方程——薛丁格方程也是概率方程。
  • 上帝擲不擲骰子?
    「上帝不擲骰子」「量子力學是很酷炫。可內心的聲音告訴我,它並非真實之物。這理論說了一大堆,但並沒有真的帶領我們更加接近『老頭兒』(上帝)的秘密。無論如何,我都確信,上帝不擲骰子。」(Quantum mechanics is certainly imposing.
  • 上帝不會擲骰子|God Doesn't Play Dice with the Universe
    南藝美術館建築外觀|Architectural appearance of the AMNUA在展覽「滾動中的雪球」中,李怒作品《上帝不會擲骰子》是根據南藝美術館自身建築結構而設置>「上帝不會擲骰子」是著名物理學家愛因斯坦的名言。宇宙究竟是像發條裝置還是擲骰子的桌子?李怒通過擊打/叩問屋頂的鋼梁對社會發展和個人命運都提出了同樣的問題。試問,是誰在擲骰子?是誰做了骰子?又是誰成為被骰子偶然選中的對象?>12把「榔頭」擊打的力度極其微弱,就好比用手指輕叩桌面,遠遠不能危及鋼梁的安全。
  • 科學家為什麼說量子力學是在擲骰子呢?它打破了決定論
    比如,我們先知道什麼是力,什麼是質量和加速度,然後才發現力等於質量乘以加速度。但是在量子力學,包括現代物理學的其他領域,經常是科學家們用數學方法算出了一個函數或者是方程,然後才去尋找這個函數究竟是什麼意思。這就像是你在不知道什麼是力的情況下,先通過計算得出了一個數據,然後才發現原來這個數據代表了力的大小。
  • 愛因斯坦稱上帝不會擲骰子,薛丁格的貓卻正相反,我們究竟信誰?
    筆者:三體-小遙 愛因斯坦曾經說過:「上帝不會擲骰子。」對我們來說,這句話可能是在解釋宇宙中的一切都按照一定的規律發展,並不存在太多的隨機性,只有掌握了宇宙規律,才能更好地進行探索。這一說法完全顛覆了人們的認知,同時也為量子力學的相關研究提供了新的思路。這也就意味著,在人類的意識沒有參與進去之前,一切都是未知的,盒子被打開以後,貓的狀態才被確定,宇宙也是因為人類的意識而出現了改變。該實驗表達的理念或許有些深奧,但是同時也表明宇宙中的一切都存在隨機性,只是人類的意識將其打破,從而出現了規律。
  • 2020,上帝也在擲骰子
    雖然並未費什麼周折過了這段「意外之地」,也最終到達了目的地,但各中心情卻頗「天差地別」。有人撿根棍子清理著鞋上的泥土,說:「真是掃興,以後就在小區樓下跑跑算了。」而有些人手裡拎著一把野菜,說:「真是驚喜,下次再來或去新的地方跑跑。」兩種截然不同的表現,饒有趣味。
  • 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