第603章 出來吧!物理學第四神獸!布魯斯的
第603章 出來吧!物理學第四神獸!布魯斯的貓!既生又死!驚駭全場!
會議室內。
眾人驚訝不已。
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開爾文勳爵的「兩朵烏雲」演講,幾乎成為了物理學領域的標誌事件。
它既是當世科學傳奇的成名之戰,也是現代物理學的開幕儀式。
開爾文勳爵和布魯斯教授二人的打賭故事,被廣為流傳。
布魯斯·李教授憑藉一己之力,撕裂兩朵烏雲,讓真理之光照耀科學的天空。
兩朵烏雲分別催生出相對論和量子力學,這兩門偉大的理論。
而現在,對方竟然看到量子力學的上方,也有一朵烏雲。
在場大佬們忽然生出一種因果輪迴、造化弄人的感慨。
「難道又要出現下一個布魯斯·李了?」
「量子力學該不會催生出更高層次的理論吧?」
狄拉克、海森堡、費米等年輕一輩受到了最多的目光關注。
如果真有下一個布魯斯·李,恐怕會在這些年輕的絕世天才中產生。
不過,大佬很好奇,量子力學還有什麼遺留問題嗎?
「剛剛討論的那些內容,應該算不上烏雲吧。」
洛倫茲懵逼過後,連忙反應過來。
他幽默地說道:
「布魯斯,那你趕緊分享吧。」
「希望你這朵烏雲能再次改變物理學。」
「我還等著出現能打敗你的年輕人呢,一如當初你挑戰開爾文勳爵那樣。」
眾人會心一笑,隨即滿臉期待。
布魯斯教授在會議的最後,將帶來什麼樣的驚喜?
李奇維深邃的眸光掃視一圈,說道:
「我所說的烏雲,可以用三個關鍵詞概括。」
「微觀、宏觀、意識。」
嘩!
眾人不明覺厲。
僅僅三個詞,就能知道這朵烏雲絕對不簡單。
「眾所周知,量子力學是應用在微觀領域的理論。」
「電子、光子、原子核、乃至原子、分子,都屬於微觀粒子。」
「這些微觀粒子的行為可以用量子力學去描述。」
「但是,問題來了。」
「多小的尺寸才能算微觀?多大的尺寸又算宏觀?」
「微觀和宏觀的分界線是什麼?」
「一個原子肯定是微觀系統,那一千個原子組成的系統還是微觀系統嗎?」
「如果一千個原子夠不上宏觀,那一萬個原子呢?」
「這個問題就說不清了。」
「但它又非常重要。」
「因為這關乎到量子力學的應用範圍。」
嘩!
眾人皆是驚呼!
他們從來沒有考慮過這個「簡單的問題」。
當物理學家討論微觀和宏觀的問題時,幾乎都下意識默認兩者之間有明顯的區別。
原子分子,肯定是微觀;蘋果天體,肯定是宏觀。
但是如果真的要給出一個嚴格的定義,細想下去,貌似還真不可能。
這有點像哲學上的一個命題:「多少粒沙子集中在一起,才能算沙漠?」
無法回答!
但也有人並不在意。
這時,海森堡說道:
「教授,我認為微觀和宏觀分界線的問題,不影響量子力學的使用。」
「宏觀物質本身就是由微觀粒子組成,它們的性質,是無數微觀量子性質的迭加。」
「就好比單個原子的振動和溫度的關係。」
「對於無法用量子力學處理的系統,可以用宏觀概念去處理,這不能說明量子力學有問題。」
不少人聽完點點頭。
海森堡的觀點還是挺有道理的。
牛頓力學是相對論在低速情況下的近似。
那麼有沒有可能,牛頓力學同時也是量子力學在宏觀情況下的近似呢?
又或者,牛頓力學處理單個粒子的運動非常精確,但是它沒辦法處理大量粒子的無規則運動。
這時候,引入概率和狀態方程,就能解決。
量子力學在微觀和宏觀的區別可能類似。
但這麼淺顯的道理,布魯斯教授難道會不懂嗎?
不可能!
李奇維微微一笑,說道:
「在昨天之前,我和海森堡的想法是一樣的。」
「但是後來薛丁格說的一句話啟發了我,讓我進行了更深入的思考。」
哈?
薛丁格瞬間懵逼。
「和我有關係?」
「我昨天說了什麼?」
「我怎麼不知道?」
不止是他,所有人都不明白什麼意思。
李奇維說道:
「先不提薛丁格。」
「按照目前量子力學的詮釋,世界的本質是概率,量子系統在沒有測量之前,處於迭加態。」
「一旦進行觀察和測量,量子系統就會發生波函數坍縮,變成一個確定的本徵態。」
「在微觀領域,這些理論沒有什麼問題,應用的很好。」
「但是,如果把這些概念引入宏觀世界,就會產生一個邏輯上的悖論。」
「我想用一個思想實驗來闡釋我的觀點。」
嘩!
眾人的好奇心越來越強。
這朵烏雲絕對非同小可。
布魯斯教授已經鋪墊這麼多了,竟然還沒有正式提到。
李奇維一邊畫示意圖,一邊繼續說道:
「假設現在有一個箱子,陸續向箱子裡放入以下的東西。」
「首先放入一個放射性原子,這個原子的衰變時間符合概率解釋。」
「也就是說,該放射性原子在任何時刻都有可能發生衰變,並放射出一個粒子。」
「根據量子力學原理,當我們沒有觀察這個放射性原子時,它處於放射和不放射的迭加態中。」
「接著放入一個蓋革計數器,它可以通過檢測粒子,判斷放射性原子是否發生了衰變。」
「然後,蓋革計數器的尾端連接了一個機械裝置,這個裝置可以控制一把錘子,錘子下面有一瓶毒氣。」
「如果蓋革計數器檢測到原子發生衰變,就會啟動機械裝置,落下錘子,打碎毒氣瓶。」
「毒氣瓶中的毒氣一旦泄露出來,足以毒死任何生物。」
「最後,再往箱子裡放入一隻活蹦亂跳的貓,關閉箱子。」
「如圖所示。」
「思想實驗的準備工作就完成了。」
嘩!
大部分人全都懵逼了。
又是原子,又是錘子,又是毒氣,甚至還有一隻小貓咪。
「感覺這不像是一個物理實驗啊?」
「布魯斯教授他到底要幹啥?」
「這和量子力學有啥關係?」
然而,愛因斯坦、玻爾等人卻神色凝重,他們知道事情變得複雜了。
薛丁格神色震撼,腦海中有靈光閃爍,他總覺得這個思想實驗非常熟悉。
就好像以前在他的夢中出現過一般。
隨即,他又苦笑一聲。
「我瞎想什麼呢?」
「看來是這幾天開會太累了。」
「開完會我也得去找我的小貓談談心了。」
李奇維繼續說道:
「關閉箱子的那一刻,匪夷所思的事情就發生了。」
「在沒有打開箱子進行觀察時,我們不知道原子有沒有發生衰變。」
「它處於發生衰變和沒有發生衰變的迭加態。」
「同理,蓋革計數器也處於檢測到粒子和沒檢測到粒子的迭加態。」
「機械裝置處於啟動和未啟動的迭加態。」
「錘子處於落下和未落下的迭加態。」
「毒氣瓶處於打碎和未打碎的迭加態。」
忽然,李奇維提高了聲音,誇張地說道:
「那麼此刻的貓,就處於生和死的迭加態!」
「生和死在宏觀世界,是一個絕對界限分明的矛盾狀態。」
「要麼生,要麼死。」
「但是現在貓卻進入了既生又死的狀態。」
「而這一切,都是量子力學應用在宏觀世界時出現的問題。」
嘩!
眾人聽完,頓時震撼不已。
他們終於明白布魯斯教授的意思了。
這簡直太匪夷所思了!
生和死竟然形成了迭加態?
「不可能!」
「絕對不可能!」
薛丁格恍然大悟,他下意識地解釋道:
「電子原子等微觀粒子處於迭加態,還勉強可以接受。」
「因為我們反正也看不到感知不到,所以即便想像不出迭加態是什麼圖景,也不會影響量子力學的應用。」
「但是宏觀世界的概念就不一樣了。」
「生和死是不可能迭加在一起的。」
「一隻貓,要麼生,要麼死,絕對不會處於既生又死的狀態。」
「這一定是哪裡出現了問題。」
此刻,眾人理解布魯斯教授為何說量子力學有一朵烏雲了。
生死迭加態徹底超越了所有人的想像極限。
然而,海森堡卻依然不死心,他想把布魯斯教授給掰回來。
因為他擔心布魯斯教授逆天爆種,直接把量子力學給顛覆了。
那海森堡哭都來不及。
於是,他說道:
「布魯斯教授,我認為生死迭加態並不是什麼問題。」
「既然我們無法想像波粒二象性的圖景,那麼也就不能想像生死迭加態的圖景。」
「不需要去理解既生又死的狀態,只需知道此刻的貓就處於這種狀態就行了。」
「因為這是量子力學的自然推論。」
海森堡的觀點讓不少人點點頭。
對方果然不愧是絕世天才,反駁的有理有據。
既然微觀現象都理解不了,宏觀現象也理解不了,是理所應當的啊。
於是,一副有趣的奇觀出現了。
量子力學最核心的人物,布魯斯教授,在革量子力學的命,而海森堡苦苦相勸。
說出去恐怕都沒有人相信。
這時,李奇維微微一笑,說道:
「海森堡的觀點確實值得思考。」
「但問題來了。」
「假設貓會說話,當打開盒子的那一剎那,系統的波函數坍縮,我們發現貓依然是活著的。」
「那麼貓會認為自己剛剛處於既生又死的狀態嗎?」
「它會覺得自己變成了一縷概率波,直到箱子被打開,又瞬間變回成一隻貓咪嗎?」
「肯定不會!」
「貓會堅定認為自己明明是一直都在活著啊,憑什麼說俺死了。」
「有人可能要反駁了。」
「你只是假設貓會說話,但貓又不會說話,它無法用邏輯語言描述自己在箱子裡到底經歷了什麼。」
「也許它就是處於既生又死的狀態呢?」
「只不過貓沒有辦法把它對那種狀態的感受講出來而已。」
「好!」
「那我把實驗升級,再舉一個極端的例子。」
「如果把貓換成人呢?」
「剛剛我說薛丁格的一句話啟發了我,就是在這裡。」
「薛丁格昨天問量子隱形傳送能不能傳送人。」
「然後我的回答里提到了意識。」
「人是宇宙中最特殊的宏觀物質,就是因為意識的存在。」
「如果把箱子實驗中的貓換成人,就相當於把意識引入了量子力學中。」
「箱子在關閉後,人處於生和死的迭加態。」
「但人是有意識的,他能清楚地描述自己到底經歷了什麼過程。」
「當我們打開箱子,發現人還活著時。」
「他不可能認為自己會變成一縷概率波。」
「這個人絕對認為自己是一直處於活著的狀態。」
「箱子裡什麼也沒有發生,沒有什麼迭加態,沒有什麼變化。」
「原子一直沒有衰變,錘子一直沒有落下,毒氣一直沒有擴散。」
「世界又變成了確定的狀態!」
「如果這個實驗真的可以做出來,結果肯定是這樣。」
「除非人被毒死了,一句話說不出來。」
這時,李奇維輕輕搖了搖頭,感慨道:
「雖然我提出了概率解釋和互補原理。」
「但是很遺憾,這些理論無法完美地解釋箱子實驗中,人既生又死的狀態。」
「當意識這個魔鬼闖入科學後,事情就變得匪夷所思了。」
「以上,就是我所說的量子力學的烏雲。」
話音剛落!
所有人倒吸一口涼氣,頭皮發麻!
緊接著,靜!
死一般的寂靜!
眾人瞪大了雙眼,滿臉震撼。
布魯斯教授的思想實驗,帶給他們無盡的恐怖!
主觀意識竟然真的影響到了客觀科學!
「這怎麼可能!」
沒有人能解釋實驗結果中,人的意識到底扮演什麼角色。
如果箱子裡只有一個原子,那一切都非常好理解。
衰變和未衰變的迭加態,打開就知道是哪個結果。
但是把原子換成人,生和死的迭加態,就實在無法理解了,太可怕了。
打了好幾天醬油的郎之萬,這時神情呆滯,回想起巴黎的那場演講。
他喃喃自語道:
「我雖然不知道怎麼解釋這個實驗。」
「但是我知道。」
「物理學第四神獸出世了!」
「生死迭加,布魯斯的貓!」
轟!
全場駭然了!
(還有更新耶)