读《七堂极简物理课》(二)

2017-03-24  本文已影响0人  Jeff_孙

第二章讲量子力学。量子力学和相对论是20世纪物理学里的两颗明珠,且都由爱因斯坦作出了很重要的贡献。爱因斯坦晚年是反对量子力学理论的,有著名的“上帝不掷骰子”之说。但这并不能阻止量子力学像所有孩子一样,长大后离开父母继续发展。书中讲到最有趣的一段,是作者由“量子态”的特性引发出的,对宏观物理系统的思考。书中是这样写的:“它们并不描述在一个物理系统内发生了什么,而只说明一个物理系统是如何影响另外一个物理系统的”,“这是否意味着一个系统的真实存在是无法被描述的呢?”"是否意味着我们要接受所谓的真实只不过是互相作用造成的?”

我在思考,这段话的含义也许放到社会学中也同样适用:对一个人或者一个系统的评价,不是由这个人或者系统自身决定的,而是由跟外界的相互作用决定的,甚至它自身的许多东西都是与外界的相互作用影响的,所以人才要称为“社会人”。但我认为,作者只是在发表自己的一些疑问和感想,并不代表真实世界就一定如此。目前的状况是,量子力学发展至今,仍未找到量子随机性的产生机制,人们不免会产生“系统内部不可知”的想法。不管物理理论如何发展,现在这个现象我觉得,倒是可以用来理解宏观世界的一些规律。我们会碰到各种人、各种物品、各种事情,这些都可以称为系统。我们在做事的时候,不一定非要把一个系统里所有部件搞得一清二楚,不需要把一个系统的运作机制搞得一清二楚。我们只要掌握它们的外部规律,能拿来用就可以了。比如绝大多数人都不知道一部照相机的构造,但这并不影响我们使用相机。可是这也并不是说,我们永远不需要了解内部构造,永远不需要知道是什么决定了它的外部规律,底层技术的进步是科技发展的基础。必须掌握一个度,是追求底层技术,还是追求技术应用,这个度非常重要。

说回量子力学。我在网上查了关于爱因斯坦对量子力学的观点,找到一篇南方周末转载《环球科学》上的文章,作者应该也是一位科学家,名为George Musser。他写道,爱因斯坦说“上帝不掷骰子”即是反对量子力学,反对量子的随机性,这是世人对他的误解。随机性是量子力学最基本的一个原理,就是说量子在没有被测量时,位置和形态是不可知的(或者理解为无处不在),只有在被观测时才会瞬间坍缩到一个固定的状态,并被测量到。薛定谔方程用“波函数”描述量子,坍缩被称为波函数的坍缩,这是哥本哈根诠释的核心(这些大致都是文章里搬来的,对什么叫波函数之类的,我根本不懂)。而爱因斯坦对量子的随机性是不反对的,甚至他是最早几个理解并支持随机性的人之一。他思考的问题是,到底是什么造成了随机性,或者说坍缩到底是怎样一个过程。其实他主要反对的是哥本哈根诠释里对坍缩的描述,他认为这说明存在超远距作用,速度超过了光速,这违背了相对论和其它现有理论。

这让我对老爱的敬仰又增加了几分。原来他不是顽固的反对科学的进步,恰恰相反,他是不满足于现有的科学进步,他在思考的是更深层次的原理,比同一时期的其他科学家想的更远,更深刻。也许这个世界的微观程度可以无限细分下去,量子力学只是未来科学文明发展中很浅的一个层次。但如果没有爱因斯坦这样的,对科学理论的不满足,和对未知、未解的好奇心,那我们的科学就可能永远止步不前。

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