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量子的不确定性意味着什么?人们坚持的客观实在论受到严重挑战!

可能许多人已经感受到了量子力学对于人类认知的重大颠覆,但还是不明白量子的不确定性原理究竟意味着什么,所以接下来你要知道的是:它可能还会再颠覆一次你的三观。

我们先简要回顾当时的量子论是如何冲击经典物理学的

以伽利略和牛顿他们的经典物理学依赖于微积分,认为一切的自然过程都是连续不断的。但是量子力学发现能量的传输是有一个最小单位的,这个单位就是量子,很多自然过程都是不连续的。这种非连续性的概念让经典物理学的大厦是摇摇欲坠。

那为什么又说量子力学是在掷骰子呢?

因为对于微观粒子的研究发现,我们不能确定粒子的位置,只能够掌握力子出现的概率,粒子的分布是一个概率事件。这么一来强调严格因果关系的决定论就被打破了。人们发现概率深藏在宇宙底层,上帝的确是以掷骰子的方式在维持宇宙的运行。

这样看来,量子力学中的不确定性意味着什么?

我们无法同时准确的测量电子的位置和速度,位置越精确,速度就越不精确,反过来也一样。而且我们的观测行为本身会对于测量结果造成干扰,这么一来,观测者和观测对象的界线就被打破了。我们发现自己无法掌握世界的本质,甚至根本就不存在一个客观实在的世界,客观实在论受到严重的挑战。

究竟为什么会这样呢?

不确定性原理其实告诉了我们这样一个现实,那就是我们的观测行为本身会影响我们的观测结果。采取不同的观测方式,会观测到不同的结果。

我们举个例子,很多年以来科学家们一直为电子到底是什么而争论,有些科学家说呢它是一种粒子,有些说它是一种波,而且双方都可以举出各种各样的证据来支撑自己的理论。

所以我们说电子是具有波粒二象性的,因为根据我们的观测方法不同,电子既可以表现出波的性质,又可以表现出粒子的性质。

那么问题又来了,说到底电子本质上究竟是一个什么东西?

关键就在这,在量子力学看来,我们根本不知道电子的本来面目是什么,只能说我们采用某种观察方式的时候,所看到的电子是什么样的。

我们再举个例子,假如你现在看到一匹棕色的马,那么如果戴上墨镜,这匹马的颜色在你眼中就变了。

而如果你是一位色盲患者,那么马在你眼中又是另外一种颜色。我们其实并不知道马在本质上是什么颜色的,只能说马在我们的观察当中是什么颜色的,甚至可以说马根本就没有什么本来的颜色。

这个道理啊听起来很玄乎,但事实的确就是这样。无论是电子还是光子,这些量子力学中的测量对象都是非常微小的,我们的观测会对于它们造成致命的干扰,而且是不可能被克服的。观测的结果并不是客观确定的。

在量子力学看来,除非我们先确定了测量这个物理量的方式,否则谈论任何物理量都是没有意义的。

那么这么一来就造成一个非常诡异的结论,在量子世界里没有一个绝对客观的实体或者是外部事件。

比如说一个电子或者光子,它根本就没有一个客观的速度,我们所能够把握的只是测量得到的速度,而且这个测量速度还和我们的测量方式有关。甚至可以说,如果我们不进行测量的话,这个电子的速度根本就没有意义,只有可以被测量的物理量才是有意义的。

在经典物理学当中,我们认为有一个客观实在的世界,即使我们还没有对这个世界有清晰的认识,那也是我们自己的问题,世界本身肯定是客观实在的,不以我们意志为转移。这是人类一直以来认识世界的方法,叫做客观实在论。

但在量子力学当中情况是完全不同了,一切都和测量行为挂上钩,观测对象和被观测对象融为一体,相互影响,主客体之间的界限就消失了。

也就是说物理学或者其他科学都没法去研究一个所谓的客观实在的世界。人类并不知道宇宙的客观本质是什么,只知道我们观测到的宇宙是什么样的。任何事物都只有在被观测的时候才有意义。

看到这里,你应该可以感受到量子力学给整个物理学界和哲学界带来多大的冲击概率解释颠覆了因果关系不确定性原理,颠覆了客观实在论,这简直可以说是颠覆了人类对于世界的一切认知。

而且由此引申出的种种结论,比如著名的处于生死叠加态的薛定谔的猫,或者是经常在科幻小说里出现的平行宇宙理论等等,对于一般人来说简直就是天方夜谭,甚至让很多科学家都感到难以接受。

只能说人类至今为止还是没有完全明白量子力学背后究竟隐藏着怎样的物理意义和哲学意义。

波尔曾经说过,如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论!另一位大物理学家费曼说得更加直接,他说没有人能够理解量子力学。

最后我们总结一下:

不确定性原理意味着我们无法同时精确的测量电子或其他微观粒子的位置和速度,并且我们的观测行为本身会对于测量结果造成干扰。

所以我们不能说世界的本质是什么样的,只能说我们观测到的世界是什么样的,甚至可以说根本就不存在一个客观实在的世界。

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