第534章 推翻因果!世界隨機!三大概率分析!詭異莫測!越理解越膽寒!
第534章 推翻因果!世界隨機!三大概率分析!詭異莫測!越理解越膽寒!
李奇維提出的概率波理論,震撼了在場所有量子大佬們。
不管是普朗克這樣的老一輩物理學家,還是海森堡這樣的新晉天驕,全都駭然驚詫。
一時間,根本沒有人敢相信這個理論的真實性。
因為它在挑戰世界的本質:因果性!
如果真的存在概率波,那麼這個世界的本質將變成隨機的。
這是何等可怕的事實!
按照牛頓經典力學的理解,如果知道了小球在t時刻的運動狀態。
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那麼根據小球的受力情況,就能列出它的運動方程,從而求出t時刻後,小球的運動狀態。
小球的受力是因,小球的運動軌跡是果。
這完全符合人類的直覺。
先有因再有果。
但是把小球換成電子,一切都變了。
就算根據薛丁格方程,能計算出電子在t時刻及後續所有時刻的波函數。
但我們仍然不知道電子下一刻出現在哪裡。
因為哪怕電子出現在A點的概率是99.999%,它依然有一絲可能出現在B點。
波函數只能計算出電子出現在某處的概率,而不保證電子【一定】會出現在那裡。
如果把這種現象類比到小球,就會發現有多麼離譜。
按照牛頓力學的計算,小球在下一刻應該繼續向前運動。
但結果小球在下一刻直接出現在月球上了。
「聽聽,這是人話嗎?」
「這不是在扯淡嗎?」
概率波就是這麼離譜。
這就是在場所有物理大佬的內心寫照。
「太離譜了!」
此刻,房間內依然無比安靜。
眾人都在消化這個驚世駭俗的理論。
概率波和當初的電子躍遷概率還不太一樣。
前者更加匪夷所思。
過了好一會兒,洛倫茲眉頭微皺,神色凝重,他問道:
「布魯斯,你聽我給你捋一捋,看看我的理解對不對?」
李奇維微微一笑。
「請說。」
洛倫茲咳嗽一聲,嘗試著解釋道:
「目前為止,物理學領域一共出現了三種概率現象。」
「第一種。」
「幾天前,布魯斯你在演講時,分析了熱學和量子力學的關係。」
「量子力學中的某些靈感,是來自熱學理論。」
「其中概率統計,是統計力學中最為重要的概念。」
「每個粒子的運動軌跡都不同,有的粒子下一刻移動到A點,有的粒子下一刻移動到B點。」
「如果統計完所有粒子的運動狀態後,發現99.99%的粒子都運動到A,剩下的移動到BCD」
「那麼,我們就可以說這個粒子系統下一刻是運動到A點的。」
「但我們很【清楚】地知道,雖然系統整體運動到A點,其中有極少粒子並不是運動到A點。」
「甚至只要算力足夠,我們能【精確】地計算出這些粒子的運動軌跡。」
「但是那沒有必要,因為我們研究的是大量粒子的統計行為。」
「通過簡單的統計學和概率分布函數,我們就能滿足使用需求。」
「這就是概率在熱力學中的應用,很好理解。」
「再舉個形象的例子。」
「就好比拋硬幣實驗。」
「硬幣在拋出去的那一刻,如果我們能【精確】地知道引力、硬幣質量、空氣阻力等等參數。」
「那麼嚴格來說,我們可以直接【計算】出硬幣在下落那一刻的狀態。」
「但這種方法,需要的參數和精確度超越了人類能達到的極限。」
「所以,我們就通過概率來估算。」
「只要次數夠多,結果依然是正確的。」
「所以,所謂的概率並不是真正的隨機,而是我們對大自然的近似!」
「因為人類的計算能力有限,不能【實時】【精確】計算宇宙的一切行為。」
「所以有些過程,只好通過概率去描述。」
「但宇宙的本質是因果性的,概率只是大量因果的某種外在表現。」
「這是我對第一種概率的認識。」
眾人全都重重點頭,顯然非常贊同。
洛倫茲教授果然不愧是經典物理學大佬。
他的分析通俗易懂且極其深刻。
「但是第二種,情況變了。」
「也就是布魯斯教授曾提到的電子躍遷概率。」
「在舊量子論中,電子在不同能級之間的躍遷行為是概率性的。」
「也就是說,電子【何時】從A能級躍遷到B能級,是概率的。」
「電子從A躍遷到【B還是C】,也是概率的。」
「布魯斯教授認為這是一種真正的概率!」
「即:我們無法通過對電子列出運動方程,計算出它何時會躍遷到何地。」
「這和算力沒有關係。」
「哪怕知道了電子的一切參數,我們依然算不出它的躍遷行為。」
「還是用拋硬幣舉例。」
「那就是即便知道了硬幣拋出那一刻,引力、質量、阻力等所有參數。」
「落地的那一刻,硬幣是正是反,和算出的答案毫無關係。」
「這就是布魯斯教授的觀點。」
「當時物理學界幾乎沒有人贊同這種理論。」
「因為它違背了因果律。」
「我也是其中之一。」
「並且,愛因斯坦教授提出過一個很好的反駁理由。」
「他認為電子的概率躍遷,其實和熱力學的概率是一回事。」
「因為我們號稱知道了電子的一切參數,但仍然會存在某些參數,在現有的理論框架下無法被發現。」
「它們就像隱藏起來的變量,可以形象地稱為【隱變量】。」
「而電子的躍遷行為,其實是由這些隱變量控制的。」
「如此一來,世界的本質又回歸因果性了。」
「我個人非常贊同愛因斯坦教授的觀點。」
「總結下來就是:電子的概率躍遷行為,是因為人類暫時的無知。」
「這是我對第二種概率的認知。」
嘩!
眾人心神震動!
洛倫茲教授的分析太給力了!
愛因斯坦眼中精光一閃,從剛剛的震驚和迷茫中回過神來。
「我的隱變量理論,終於得到認可了!」
「布魯斯,這一次,恐怕我要站在你的對立面了!」
洛倫茲還在繼續。
「現在的第三種概率:概率波。」
「按照布魯斯教授的觀點,概率波的本質其實和電子躍遷概率一樣。」
「但是前者比後者更加的匪夷所思!」
「對於電子躍遷而言,電子不管怎麼躍,最終一定是在某個特定的軌道上。」
「但是概率波不一樣。」
「電子可以出現在原子內的任意位置,不受任何因素控制和影響。」
「比如我們給電子加速,讓它向前運動,但是由於概率性,電子反而會後退。」
「當我們第二次加速時,電子又往左運動了。」
「這再次更深刻地違背了因果律。」
「甚至用隱變量都不太好解釋。」
「此外,還有一點不可想像。」
「電子躍遷的概率,是常規數學意義上的概率。」
「比如電子從A軌道躍遷到B軌道的概率是0.5。」
「那麼這個0.5的概率本身,就是一個純粹的數學概念。」
「它和硬幣落地時正面的概率是0.5,二者毫無區別,是一種【數學抽象描述】。」
「就好比數字1和1個蘋果,是完全不同的兩種存在。」
「但是概率波不同,它不僅僅是概率,它更像是一種【物理實在】。」
「舉個例子。」
「電子出現在A點的概率是0.1,出現在B點的概率是0.2,出現在C點的概率是0.3」
「電子在不同點的概率分布情況,用數學公式表示,是波函數的形式。」
「如果只到這步,其實大家也能理解。」
「畢竟數學很奇妙,電子的概率分布公式長得和真實的波動公式一樣,也不稀奇。」
「但詭異的是,這種非真實的概率波可以像真實的波一樣,發生干涉、衍射等現象。」
「這就太太.」
洛倫茲甚至找不到精確的詞語來表達他的感覺。
但是在場大佬們都能明白,心有靈犀。
「俺們也是這樣想的!」
洛倫茲「嘶」了一聲,又搖搖頭,繼續道:
「就好像有人告訴你:x+y=1和x+y=3,這兩個數學方程發生干涉了。」
「產生的干涉條紋,甚至映在了你的臉上。」
「你肯定會覺得要麼是對方瘋了,要麼是世界瘋了。」
「這就是概率波的匪夷所思之處。」
「以上,就是我對三種概率的理解。」
說到這裡,洛倫茲仿佛用盡了全身的力氣。
接著,他苦笑著問道:
「布魯斯,你看我理解的對嗎?」
嘩!
眾人無不震撼!
經過洛倫茲教授的解釋,大家對概率波理論有了更深刻的理解。
然而,他們理解的越深,就越能感受到深深的膽寒!
電子的行為被詭異莫測的概率所支配。
而且這種概率是真正的隨機過程,不被客觀世界的任何物質能量信息存在所影響。
哪怕地球毀滅,也不能妨礙下一秒電子出現在月球上。
這就太可怕了!
不可思議!不可想像!不可描述!
仿佛進入了上帝禁區!
面對洛倫茲的糾結,李奇維輕輕一笑。
「您分析的非常對,洛倫茲教授。」
「概率波確實違反了因果律。」
「但是有一點,我需要糾正你。」
「概率波會發生干涉、衍射等真實波動的現象,並沒有那麼不可思議。」
「一切都是因為你的慣性思維在作祟。」
洛倫茲聞言,神色震撼!
其餘人也非常好奇。
這又是什麼意思?
李奇維繼續說道:
「剛剛吳有訓說,自然界目前只有兩種波動。」
「一種是機械振動引起的機械波,另一種是電場磁場交替形成的電磁波。」
「這兩種波的波函數,其實都是純粹的數學概念。」
「波函數和波函數的物質基礎是兩種不同存在。」
「以機械波中的水波為例。」
「所謂水波發生干涉,並不是指波函數ψ在物理意義上干涉。」
「而是指兩個不同的【水】遇在一起,發生了干涉,形成了一種新的水波。」
「此時這個新的水波,它的波函數也是新的,並且是原來兩個水波的波函數通過數學變換形成。」
「即波函數干涉,指的是數學狀態相加,對應到物理領域,是指兩個水波干涉迭加。」
「這是兩個完全不同的過程,不可混為一談。」
「【水波干涉】是物理現象,【水波的波函數干涉】是對應水波干涉的數學描述。」
「同理,如果你把概率波也視為一種波動。」
「那麼就很容易理解它的干涉現象。」
「電子具有波粒二象性,電子的概率波,描述的是【電子出現在某處的概率】這樣的狀態。」
「【電子出現在某處的概率】和【水波的形狀】是等同的事件。」
「所謂的概率波干涉,並不是指概率這個數字,發生了物理意義上的干涉。」
「而是指【電子出現在某處的概率】和【電子出現在某處的概率】,這兩個事件發生了干涉。」
「【電子出現在某處的概率干涉】是物理事實,【概率波干涉】是對應的數學描述。」
「我剛剛之所以說概率波並不是真實的波,其實是以機械波作為對比。」
「因為水波本身是物質,但是【電子出現在某處的概率】是現象。」
「就好比我們把人體視為真實,把思想視為虛幻。」
「您能理解嗎?」
嘶!
眾人倒吸一口冷氣!
布魯斯教授對於概念細節的嚴謹,簡直到了令人髮指的程度。
完全是一個字一個字的摳字眼。
洛倫茲機械地點點頭。
「布魯斯,我理解你的意思了。」
「這其實是語言描述所帶來的數學和物理的定義模糊。」
「但是,即便如此。」
「我還是很疑惑:【電子出現在某處的概率】,這分明是一個事件,它怎麼可能干涉呢。」
「就好比,我在吃飯跟你在吃飯,這兩個過程怎麼可能干涉呢?」
李奇維微微一笑。
「在微觀世界裡,【電子出現在某處的概率】這個事件,它確實就是可以發生干涉!」
「所以,我才堅定地認為,概率波是第三種波。」
「我們不能用機械波或者電磁波的思維,來理解這種全新的波動。」
全場駭然!
不管是概率波的干涉,還是概率波違反因果律,這些理論都在挑戰眾人的認知極限。
大家有著太多的疑惑。
「今天這頓午飯,怕是吃不成了。」
這下應該能理解概率波的干涉吧。
其實還有第四種波,不知道大家想起來沒。
(本章完)
(還有更新耶)