第585章 互補原理！態迭加原理！波函數坍縮

  第585章 互補原理！態迭加原理！波函數坍縮！布魯斯詮釋！驚駭全場！

  當討論「光的波粒二象性」時，這裡的波指的是「電磁波」。

  當討論「電子的波粒二象性」時，這裡的波指的是「概率波」。

  當討論「單個光子的波動性」時，這裡的波既包含電磁波的性質又包含概率波的性質。

  若從量子的角度看待光子，那它就符合量子力學的描述，以概率波的形式存在。

  若從經典電磁學的角度看待光子，那它就是宏觀電磁波的一部分，當然也是電磁波。

  概率波和電磁波並不是同一種波動。

  但不管是哪一種波動，其與粒子的存在形式都是矛盾的。

  由於光子的特殊性，在討論量子力學中的波粒二象性時，一般都以電子為例。

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  所以，波動性是指電子的概率波性質，而粒子性就是指電子以質量存在的這種形式。

  目前的量子力學無法統一兩者。

  這個問題不解決，不管量子力學發展的多麼璀璨輝煌，都有著極大的風險。

  就好比數學領域的幾次危機。

  科學理論必須建立在堅實的基礎之上，一旦基礎崩塌，其上的大廈也會瞬間分崩離析。

  雖然不理解波粒二象性，並不影響大家對量子力學的使用。

  但是在座的大佬們，肩負著夯實地基的責任。

  想不出來也得想！

  而現在，布魯斯教授語出驚人！

  那個男人難道真的解決了波粒二象性的本質嗎？

  大佬們立刻屏住呼吸，聚精會神。

  他們知道接下來的內容，必將改變物理學界！

  這時，李奇維繼續說道：

  「在量子微觀世界，粒子性和波動性是既矛盾又互補的兩個方面。」

  「對單個量子客體，這裡我以電子為例，進行描述的時候，如果只從其中一個角度描述是不完整的。」

  「只有從粒子性和波動性兩個方面描述，才能形成對單個電子的完整描述。」

  「而且單個電子的粒子性和波動性不會同時出現，我們只能在某一次測量中觀察到其中的一個性質。」

  「如果用粒子性的測量手段去觀察電子，電子就會表現出粒子性。」

  「比如電子的碰撞實驗、吳-康普頓散射效應、光電效應等等。」

  「如果用波動性的測量手段去觀察電子，電子就會表現出波動性。」

  「典型的是電子的衍射實驗。」

  「那麼，最後還有一種情況。」

  「當我們不去測量這個電子時，電子是什麼呢？」

  「我認為，此時的電子處在兩種可能性的迭加之中！」

  「既不能說電子是概率波，也不能說電子是粒子。」

  「也不能說電子既是概率波又是粒子。」

  「只能說它什麼都不是。」

  「只要試圖對電子進行描述，那都是錯誤的。」

  「如果你非要下一個描述性的定義，那我寧願稱之為幽靈。」

  「不可知、不可視、不可想像的幽靈。」

  「所以，在電子沒有被測量的情況下，對電子這樣的單個量子客體的狀態描述是毫無意義的。」

  「如果你想描述，那就必須先測量。」

  「這就是我提出的【互補原理】。」

  嘶！

  會場內安靜的可怕！

  所有人都被互補原理震撼的無以復加！

  仿佛聽到了這個世界上最不可思議的事情！

  這怎麼可能？

  「上帝啊，布魯斯教授竟然把測量這種和人主觀意識有關的行為，納入了物理框架之中！」

  「那豈不是把意識牽扯到科學之中？」

  「這簡直如天方夜譚一般！」

  眾人只感覺頭皮發麻。

  按照互補原理的解釋，電子在測量之前，什麼也不是。

  沒有任何辦法能描述它的狀態。

  只有當你去測量的時候，電子才會表現出波動性和粒子性的某個性質。

  你用波動性的測量方法，電子就表現出波動性；你用粒子性的測量方法，電子就表現出粒子性。

  這種感覺，就好像電子有意識一般！

  它能知道人類在用哪種方式測量！

  眾人想到這裡，簡直不寒而慄。

  玻爾、海森堡、泡利，這三位量子力學的忠實守護者，也覺得不可思議。

  互補原理實在超出了他們的想像。

  研究到最後，電子的狀態竟然是不可知的。

  這太誇張了！

  而愛因斯坦和薛丁格相視一眼，都從對方眼中看到了不可置信。

  本來他們今天是準備質疑概率波和不確定性原理的。

  結果還未開始，布魯斯教授竟然提出了一個更加匪夷所思的理論！

  按照對方的描述，互補原理確實算是解釋了波粒二象性的本質。

  但是這種解釋，反而讓人更加難以接受。

  這不僅是滑向不可知領域那麼簡單，而是把測量和意識代入了科學之中。

  細思極恐！

  愛因斯坦當即忍不住問道：

  「布魯斯，你的互補原理是純粹的語言描述。」

  「我認為它不足以支撐起如此豐富的內涵！」

  「你能給出數學描述嗎？」

  眾人皆是一驚！

  愛因斯坦教授可是布魯斯教授的至交好友。

  他竟然當即提出反對。

  不過，大家轉念一想。

  「這才是真正的知己！」

  在追求真理的這條志同道合的路上，思想的碰撞就是他們友誼的光芒！

  哪怕是玻爾等人也不得不承認，愛因斯坦的質疑有道理。

  物理學從來沒有哪個理論是只有語言描述的。

  布魯斯教授必須要給出互補原理的數學語言！

  面對愛因斯坦的問題，李奇維微微一笑，胸有成竹地說道：

  「當然可以！」

  「這正是我接下來要講的內容。」

  「根據互補原理，當沒有觀察電子的時候，電子就處於概率波和粒子性兩種狀態的迭加之中。」

  「我們無法想像這是一種什麼樣的狀態。」

  「就好比有一枚硬幣，它能同時展現出正面和反面，我們無法想像那種形式。」

  「因此，我們只能從數學的角度寫下電子此刻的狀態。」

  接著，李奇維啟動投影儀，一邊寫，一邊說道：

  「這裡我需要引入兩個概念：本徵態和迭加態。」

  「所謂的本徵態，就是指電子經過測量後，可以確定的狀態。」

  「當電子處於粒子性的狀態時，這是一個本徵態，用ψ(粒)表示。」

  「當電子處於概率波的狀態時，這又是一個本徵態，用ψ(波)表示。」

  「而迭加態就是指電子在沒有測量前，那個無法描述的狀態，用ψ(迭)表示。」

  「現在，就可以重新用數學語言描述互補原理。」

  「當電子沒有被觀察前，它處於本徵態的線性迭加態中。」

  「公式表示為：ψ(迭)=ψ(粒)+ψ(波)。」

  「我把這個過程稱為【態迭加原理】。」

  「態迭加原理導致了電子處於概率波和粒子性的迭加態之中。」

  「這種迭加態並沒有現實的對應物，所以我們才無法想像，只能通過數學計算。」

  「這時，可能有人會問：那電子要如何從迭加態轉變到本徵態呢？」

  「很簡單。」

  「只要對電子進行觀察，那麼電子就會瞬間從線性迭加態轉變成某個特定的本徵態。」

  「這個過程，我稱之為【波函數坍縮】。」

  這時，在眾人的呆滯中，李奇維繼續說道：

  「如圖所示，這是薛丁格方程。」

  「按照我的概率波理論，方程中的ψ代表了電子的概率幅，而|ψ|表示電子出現在某個位置的概率。」

  「現在，有了互補原理、態迭加原理、波函數坍縮這三個概念，我們就能對概率波進行更底層的詮釋了。」

  「在沒有測量之前，電子的位置就處於各種可能位置的迭加態。」

  「這個時候，電子可以同時處在任何位置。」（注意【同時】這個詞，非常非常關鍵）

  「薛丁格方程就是對電子位置迭加態的描述。」

  「雖然我們不知道電子在哪裡，但是通過理論，可以計算出電子出現在某處的概率。」

  「一旦對電子進行測量，電子就會發生波函數坍縮，它就會瞬間隨機出現在某個確定的位置。」

  「所以，在測量之前，電子並不是我們想像中的小球。」

  「它不是世界上存在的任何一種存在形式，比如蘋果、石頭、水等等。」

  「我們無法構建出它的物理圖景。」

  「以上，就是我對波粒二象性的解釋。」

  靜！

  死一般的寂靜！

  所有人震驚的目瞪口呆！

  態迭加原理和波函數坍縮這兩個概念，仿佛擊穿了他們的三觀。

  實在太駭人了！

  這還是大家認識中的電子嗎？

  越來越神秘莫測。

  眾人忽然發現，量子力學怎麼如此陌生？

  「上帝啊！布魯斯教授提出的理論實在太匪夷所思了！」

  「電子的狀態竟然是各種狀態綜合迭加的結果。」

  「這怎麼可能？」

  「實在難以想像這到底是一種什麼樣的圖景！」

  此刻，普朗克、洛倫茲、湯姆遜等前輩大佬們已經完全懵圈了。

  作為經典物理學的大佬，他們實在難以理解這幾個概念。

  尤其是最神秘的波函數坍縮，跟魔法也沒什麼區別了。

  康普頓、洪特、玻色等年輕一輩，只能默默在心中喊666。

  布魯斯教授的理論簡直駭人聽聞！

  玻爾的眼中仿佛有雷光乍現！

  「天啊！這就是我一直尋找的答案！」

  「老師他果然沒有騙我，他真的解決了量子力學的核心問題！」

  「實在太驚人了！」

  玻爾感覺自己的五臟六腑都在顫動。

  他的激動之情難以想像。

  忽然，他覺得布魯斯教授的想法聽起來非常熟悉。

  就好像他曾在夢中見過一樣！

  真實歷史上，玻爾在度假回來後，靈感爆發，想出了互補原理。

  海森堡和泡利兩人難掩激動之色。

  作為絕世天才，他們一直以超越布魯斯教授為己任。

  但每當他們覺得自己快要接近時，才發現看見的只是對方那虛幻背影。

  海森堡旁若無人地感嘆道：

  「波動力學和矩陣力學只是量子力學的理論框架。」

  「而布魯斯教授提出的五大理論：概率波、不確定性原理、互補原理、態迭加原理、波函數坍縮。」

  「它們才是對量子世界本質的真正的解釋！」

  「布魯斯教授以一己之力，完善了量子力學的內涵。」

  「從此以後，量子力學才真正有了靈魂！」

  「我願稱之為【布魯斯詮釋】！」

  轟！

  眾人駭然！

  內心掀起滔天巨浪！

  海森堡的意思，表明了布魯斯教授一個人就代表了量子力學！

  這是何等可怕的實力！

  量子力學的正統是布魯斯詮釋！

  此刻，場上最動容的無疑是德布羅意。

  波粒二象性是他物質波理論的推論。

  但是他自己卻給不出合理的解釋。

  他的導波理論在上次的論道大會中，遭到了質疑。

  事後他回去認真想了想，確實有點問題。

  而今天，當德布羅意看到互補原理及其延伸出的態迭加原理和波函數坍縮後。

  他震驚了！

  這是何等天馬行空的想法！

  雖然德布羅意沒有立刻接受這個理論。

  他總覺得無法描述電子的圖景是一種理論的妥協。

  但是客觀來說，布魯斯教授對波粒二象性的理解，比他這個提出者還要深刻無數倍。

  「這就是布魯斯教授的實力嗎？」

  「真是讓人既絕望又熱血沸騰啊。」

  薛丁格呆呆地張大了嘴巴。

  海森堡口中的布魯斯詮釋，徹底震撼了他的心靈。

  波動力學和矩陣力學，在布魯斯教授的手裡綻放出無法想像的璀璨光芒！

  「這樣的布魯斯教授，他真的會錯嗎？」

  薛丁格未戰先怯，他動搖了。

  這一刻，在眾人的眼中，布魯斯教授不再是霸天絕地，而是一手遮天！

  他一個人就遮住了量子力學的天！

  以前的量子力學雖然是一門驚艷的理論，但有幾個小瑕疵。

  而現在的量子力學就如相對論一般，邏輯自恰，渾然一體！

  它有了自己對世界本質的解釋！

  此刻，台下的人群之中，愛因斯坦的臉色極為複雜。

  興奮、迷茫、不解

  他沒想到布魯斯同樣是有備而來！

  「原來那個男人一直沒有停下思考的腳步。」

  但是面對布魯斯詮釋，愛因斯坦實在不敢接受。

  「不可能！」

  「絕對不可能！」

  （還有更新耶）