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运动没有原因

2019-03-19  本文已影响75人  fe3068bf6191

根据牛顿的观点,力不是运动的原因,而是运动变化的原因。根据牛顿力学,外力和内力都不是运动的原因。因此,只存在一种可能性,那就是:运动没有原因。事实上,没有原因决定物体的位置如何变化。这是一个新发现。

运动没有原因

运动没有原因,一个自由的物体从一个位置到另一个位置的变化不需要理由。如果一个变化的发生没有原因,那么这个变化只能是无规律的、随机的,就像我们大脑不断跳出的意识,下一秒你不知道哪种意识会跳出,完全是随机的。我们的意识就是一种完全自由的运动。因此,自由物体的运动本质上必定是随机的。于是,自由物体真的“不知道”它该向哪个方向运动,从而只能以完全随机的方式运动,一个时刻处于空间中的一个位置,而在另一时刻它随机地出现在空间的另一个位置。物体的轨迹将是不连续的,是非连续性的。

总之,自由物体的运动本质上是非连续的、随机的。运动没有原因。物体实际上是以一种随机的、非连续性的方式在运动。因此,上帝真的掷骰子。爱因斯坦曾经坚定地发过誓:“在那种情况下,我宁愿做一个补鞋匠,或者甚至做一个赌场里的雇员,而不愿意做一个物理学家。”

这个非连续性运动的世界究竟是怎样的呢?在那里我们会找到量子纠缠之谜的答案吗?

好,让我们再回到那个不可思议的双缝实验,相信实在性的人们一直在追问:“但是,粒子究竟是如何通过双缝的呢?”现在,根据新双缝实验或许可以给出一个确定的答案:粒子是非连续性地同时通过双缝的。

量子力学发展到今天,大家知道,微观粒子不再是一个局域的粒子,而是一朵粒子云。粒子在每个时刻只处于空间中的一个位置,而在包含无穷多个时刻的一段时间内,粒子的位置将在时空中形成一个点集,其中每个点代表粒子在每个时刻所处的位置,由于粒子运动的本质是随机的,这个点集是随机的、非连续性的,并且通常遍布整个空间,就像一朵粒子云。很明显,点集中每个位置处的点密度表示粒子在那个位置处出现的相对概率。粒子在某个位置出现得越频繁,这个位置处的点密度就越大。如果时间间隙非常小甚至无穷小,上述非连续点集将精确表示粒子的运动状态。

粒子的运动的直观图像是:表征运动状态的点集在空间中延展,像一朵云。我们称这种点集为“粒子云”。

运动没有原因

“云”的概念大家今天已经不陌生了,现在的“云计算”“云平台”“云端”已经满天飞了。“云”是一个非常形象的概念,好,从现在开始,我们将用新的粒子云语言来讨论粒子的运动。

严格地说,这朵云由粒子在无穷短的时间间隙内的非连续运动所形成的,粒子云的密度正好表征了粒子在该处出现的频率。粒子在某个区域出现得越频繁粒子云在那个区域密度就越大。

尽管微观粒子的尺寸非常小,但由它们的运动所形成的粒子云却可以具有宏观尺寸。例如,来自遥远恒星的光子云像一个很宽很薄的圆盘。它的宽度可以从几厘米到几千米不等。尽管它的厚度比肥皂泡的厚度还薄。

让我们再回到双缝实验。

粒子的类波特性本质上源于其运动的非连续性。对于进行连续运动的单个经典粒子而言,根本不存在波动特性。而由粒子非连续运动所形成的粒子云也可以像波一样轻易地同时通过双缝,并且通过后的两个粒子云分支可以像波一样叠加干涉。我们要理解,在粒子内部,粒子在一个时刻只处于空间中的一个位置,而在无穷小的时隙内粒子则随机、非连续性的跳跃,遍历粒子云所及的整个空间区域,想象一下,时间间隔无穷小,跳跃次数无穷多,会形成怎样一幅图案──粒子云图。

粒子云的演化满足薛定谔方程,波函数作为密度和流密度的精致的数学复合体,也提供了对粒子云的完备描述。或者说,提供了对粒子非连续运动的完备描述。

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