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圖題:請看仔細(xì),是照片還是畫?

量子學(xué),分為前傳,后傳,別傳。
原始量子學(xué),相當(dāng)靠譜,老普牽頭,老愛也在其中。主要搞定了能量需要打包快遞,就像你吃餃子一口一個(gè)。然后,狄拉克的場論華彩登場,雖然有了正負(fù)粒子這個(gè)怪味胡豆,但作為一種唯像學(xué)無可厚非(我就是喜歡看鏡中的自己)——其實(shí),這個(gè)真的像你走向面前的鏡子,人與影逐漸靠近直到貼面相擁。在光子的映照之下,電子質(zhì)子等費(fèi)米子開始了影與子的游戲,而玻色子的游戲比較虛幻,整出來個(gè)中微子左傾~其實(shí),只不過是定域之內(nèi),它習(xí)慣性地左行而已(軌跡線位于光線和直線之間,曲率偏小而已)。此為前傳。
狄拉克之后,量子論走上了歧途。由測不準(zhǔn)的哀嘆,莫名變成了“不確定——幾率存在——量子起伏——量子泡沫——疊加態(tài)和觀測誘發(fā)塌縮........”小夜曲成了變奏曲,然后成了狂想曲。可以說,逐漸開始自閉癥、哲理邏輯喪失(喪心病狂,自說自話,自怨自艾),以場的量子化為疑似標(biāo)志性事件,以空間的量子化為確診 度規(guī)。此為后傳。別傳嗎,看下文10、的內(nèi)容。

來看一本書稿(我自己的土特產(chǎn),《宇宙是枚恐龍蛋》,即將出版)的片段:
在絕大多數(shù)的物理學(xué)論著中,人們回顧物理學(xué)的發(fā)展過程及描述重要?dú)v史事件、重大突破與發(fā)現(xiàn)的情形通常是這樣的(本文僅以原子物理學(xué)、量子物理學(xué)為主線,主要參考了湖南科學(xué)技術(shù)出版社“第一推動(dòng)叢書”中的《時(shí)間之箭——揭開時(shí)間最大奧秘之科學(xué)旅程》、《黑洞與時(shí)間彎曲》、《夸克與美洲豹》等書目):
1、溯源:公元前500年出現(xiàn)了哲學(xué)家盧西普斯與其學(xué)生德謨克利特兩位原子論的先驅(qū)。
2、插曲:1827年,蘇格蘭植物學(xué)家布朗發(fā)現(xiàn)了“布朗運(yùn)動(dòng)”。
3、新芽:
以1808-1827年化學(xué)家道爾頓為解釋化學(xué)現(xiàn)象而提出的“分子、原子”假設(shè)為契機(jī),以1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線和1902年盧瑟福提出“放射性定律”為基礎(chǔ),1905年天才的愛因斯坦“用原子論解釋布朗運(yùn)動(dòng)”使原子論在沉寂2500年后東山再起——只不過已是改頭換面后的“帶有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代原子論”。
狹義相對論問世,“等效性”概念出籠。
4、定論:
1909年,蓋革和馬斯登在偉大的盧瑟福指導(dǎo)下、在曼徹斯特大學(xué)進(jìn)行了著名的“α粒子束轟擊實(shí)驗(yàn)”——這是首次通過實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)原子及原子存在結(jié)構(gòu)。
5、疑問:但很快就出現(xiàn)了經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的“原子吸收和發(fā)射(光輻射)”問題。
6、新篇章:量子論誕生。
普朗克在借鑒了玻耳茲曼“首先在熱力學(xué)中創(chuàng)立的統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法”后于1900年提出的黑體輻射理論(輻射密度隨輻射頻率變化的規(guī)律、電磁輻射所攜帶的能量是一份、一份的——量子)及普朗克常數(shù)/關(guān)系的建立,以“無心插柳柳成蔭”的喜劇化方式使“量子論”橫空出世。
1905年愛因斯坦的光電效應(yīng)、光量子理論,更是為這個(gè)新生兒確定了“量子論”這個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)拿?。這里需要提醒大家:“量子”、“原子”與“粒子”這些概念幾乎是同一時(shí)期出現(xiàn)的,“量子”具體地將能量與質(zhì)量的伴生存在方式確定了下來——“能量只能通過量子化的方式依附于小質(zhì)量的粒子上移動(dòng)及傳遞”這一概念至今沒有被否認(rèn)、已經(jīng)成為常識;至于質(zhì)量的量子化或說主要是粒子質(zhì)量、電荷…等的量子化存在形式,現(xiàn)在也基本成為根深蒂固的常識了。
7、新問題:粒子和波的雙重性問題、隧道效應(yīng)現(xiàn)象——疑問最初來自對19世紀(jì)初的THOMAS YOUNG(楊)的雙縫實(shí)驗(yàn)的再次解釋。
使雙縫實(shí)驗(yàn)名揚(yáng)四海、發(fā)揚(yáng)光大的歷史人物有:法國的德布羅意于1923-1924年發(fā)表論文提出“物質(zhì)波”概念(一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量與物體波長的乘積等于普朗克常數(shù))——1927年,戴維森和蓋爾墨實(shí)驗(yàn)和湯姆遜—瑞德實(shí)驗(yàn)分別予以了證實(shí)。德布羅意還提出了核外電子的“駐波”概念。步其后塵的是玻恩張牙舞爪的幾率存在方式;更加耀武揚(yáng)威的是費(fèi)曼的路徑求和與歷史求和。
8、題解:一個(gè)新生事物開始了他的傳奇演義。
(1)回顧:1913年丹麥理論物理學(xué)家玻爾的“電子的量子態(tài)軌道模型”曾曇花一現(xiàn),后被稱為“臨時(shí)性的原子結(jié)構(gòu)理論”。
(2)突破:新的力學(xué)的建立(注意:正是這一階段,量子論從最初的“能量的量子化分布”發(fā)展為一個(gè)力學(xué)體系、一個(gè)物理哲學(xué)體系,量子從一個(gè)概念變身為一個(gè)越來越龐大的理論體系)。
l 德*海森伯(WERNER HEISENBERG)~1925年,量子的“矩陣力學(xué)”表述形式。海森伯測不準(zhǔn)原理、又稱不確定原理。
l 奧地利*薛定諤(ERWIN SCHRODINGER)~1926年,量子的“薛定諤方程”表述形式。薛定諤方程受到了極大的贊揚(yáng):索墨菲稱之為“20世紀(jì)所有令人驚異的發(fā)現(xiàn)中最令人驚異的發(fā)現(xiàn)”,狄拉克稱之“囊括了全部的化學(xué)和大部分的物理學(xué)”。
9、量子論的進(jìn)化與分裂、狄拉克時(shí)代開篇、量子場論
?1) 量子論的進(jìn)化與分裂
德*玻恩針對薛定諤方程帶來的無經(jīng)典描述的“波函數(shù)”而大膽提出的“幾率振幅、幾率”概念和“波函數(shù)的平方對應(yīng)在指定地點(diǎn)和時(shí)間發(fā)現(xiàn)粒子的幾率”的解釋和推論,引發(fā)了理論物理學(xué)界分化瓦解為兩大陣營并開始了曠日持久的爭論。
圍繞“量子力學(xué)的含義究竟是什么?”的問題,玻爾、玻恩、海森伯及其弟子的“量子力學(xué)表明了決定論和因果律在微觀世界的失效,微粒子具有的不確定性和發(fā)生(被觀測)幾率性使預(yù)言徹底失效”與愛因斯坦、德布羅意、薛定諤堅(jiān)持的“這僅僅是一種統(tǒng)計(jì)方法而已”針鋒相對?!吧系鄄粫?huì)把世界當(dāng)作骰子”的愛氏名言就因此而發(fā)。
意味深長的是:普朗克在他的理論的全部含義被后來者“詳盡地加以闡明”的時(shí)候受到很大的震動(dòng),有人形容說“當(dāng)普朗克把量子幽靈從瓶子里面放出來后,他嚇得要死?!毖Χㄖ@是又一個(gè)反叛自己的人,但他要堅(jiān)強(qiáng)的多、他對玻爾直言道:“如果我們?nèi)匀徊坏貌蝗ソ⑦@種該詛咒的量子躍遷,那我當(dāng)初真不該和量子論打交道?!?/p>
2)物質(zhì)—反物質(zhì)的狄拉克時(shí)代
愛因斯坦1915年 廣義相對論問世,為人類研究物理打開了一扇新的大門。雖然以“相對論”稱之,但其揭示的主要是“協(xié)變性”,其立足點(diǎn)是光速在內(nèi)稟性絕對恒定條件下的相對性表現(xiàn)——可被人測量到的光速不因觀察者立場和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不同而變化。
狄拉克,1928年提出狄拉克方程、提出正電子概念,1930年代曾在“量子論與相對論結(jié)合的過程中起了關(guān)鍵作用”,請注意其頭銜“英國數(shù)學(xué)物理學(xué)家”。
1932年安德森實(shí)驗(yàn)證實(shí)正電子的存在。
1954、55年建立CPT定理:物質(zhì)轉(zhuǎn)換成反物質(zhì)的“電荷共軛”、空間坐標(biāo)與其鏡像的“空間反演”、時(shí)間可逆之“時(shí)間反演”,故又稱CPT對稱。
奇特的長壽K介子對CPT定理的違反和帶來的“時(shí)間箭頭”之謎,由此引發(fā)了“對稱破缺”這一哲學(xué)疑難問題。
3)融合及調(diào)和后的情形:解決的問題與新生的問題一樣多
狄拉克建立“真空”概念、并將電磁場量子化。
沸騰的真空
重整化
弦理論

10、量子論及其引發(fā)的高談闊論:
●“無處不在同時(shí)又無處在”的微粒子
● 玻爾的哥本哈根解釋和其互補(bǔ)原理:據(jù)說有一個(gè)前提論述——我們對微觀世界的描述受到我們語言貧乏的限制,而語言是建立在經(jīng)由感覺傳遞過來的信息的基礎(chǔ)之上的。測量行為構(gòu)成了(可以為我們傳遞感覺的)“世界之經(jīng)典部分”;但我們發(fā)現(xiàn)了還存在一個(gè)“受測量過程本身影響的世界之量子部分”。(注:本文的敘述與《時(shí)間之箭》P116和《原子中的幽靈》P10—12的論述有差異,感興趣的讀者可親查該書及比比皆是的其他書籍中的相關(guān)內(nèi)容以做對比和深入學(xué)習(xí)。關(guān)于量子論的進(jìn)一步討論是本書的重點(diǎn)內(nèi)容之一,詳見其他章節(jié)。)
演變史:貝爾不等式(1965年)? 我僅僅羅列在這里,內(nèi)心實(shí)在不知其所云!
阿萊因?阿斯佩克特實(shí)驗(yàn)(《原子中的幽靈》P16)
● 海森伯1927年的測量不確定性原理:對兩個(gè)“共軛量”,不能同時(shí)精確測量。比如說電子的位置與動(dòng)量;又如粒子的時(shí)間與能量,一段給定時(shí)間間隔內(nèi)測量能量將出現(xiàn)“量子起伏”——該時(shí)間段指“粒子處在某一特定量子態(tài)的時(shí)間/壽命。”該原理據(jù)說是在玻爾的幫助之下出世的。這里有一點(diǎn)需要特別關(guān)注:初期這一原理以“測不準(zhǔn)”(局限于兩個(gè)相關(guān)聯(lián)的物理參量不能被同時(shí)準(zhǔn)確測量)為主要闡述內(nèi)容,隨后卻在不知不覺中演變、發(fā)展為以 “不確定”(物理現(xiàn)象具有的結(jié)果性特點(diǎn))為側(cè)重點(diǎn);其邏輯關(guān)系也莫名其妙地演化為“為什么(測量)不確定,因?yàn)楸旧砭涂赡芤圆淮_定的方式存在”。竊以為,先不論海森伯現(xiàn)象的原理、機(jī)理如何,它從一個(gè)側(cè)面很好地證明了狹義、廣義相對論的正確性。
● 玻爾—愛因斯坦的口水戰(zhàn)與論戰(zhàn)——語言學(xué)分歧與哲學(xué)歸屬差異多過物理學(xué)認(rèn)知分歧。只要搬出馬克思主義哲學(xué),分清了客觀存在實(shí)體與認(rèn)知存在實(shí)體的異同,有解。
● 費(fèi)(因)曼的經(jīng)歷求和法:1940年代,最初叫“路徑求和”,后(與霍金)將之發(fā)展為歷史求和。
● 薛定諤的量子貓佯謬——更象是一個(gè)惡作劇。
● 紐曼、魏格納和“魏格納的小朋友”——科幻小說版。
● 約翰?惠勒 延遲選擇實(shí)驗(yàn)(《原子中的幽靈》P9)。
● 惠勒的學(xué)生埃弗雪特(又譯:埃沃雷特)1957年“多/平行的宇宙”——惠勒開始支持,后持保留態(tài)度。我的感覺:精神分裂癥式的猜想、臆想。人之常情:縱看成嶺側(cè)成峰,不識廬山真面目,只緣無法跳出三界外不在五行中。反思之,我們不可能跳出來看到整體,必然會(huì)出現(xiàn)多個(gè)“不同觀察角度與方式下的整體的不同印象/視像”,一個(gè)實(shí)體的多個(gè)鏡像而已;鏡像對稱只是一種數(shù)學(xué)的表達(dá)與解析,千萬不要混淆了。
● EPR佯謬:1935年,愛因斯坦、俄?波多爾斯基(PODOISKY)、羅森(ROSEN)的論文中提出量子論會(huì)引起“粒子間可以在光速聯(lián)結(jié)之前發(fā)生離奇的非因果性的相關(guān)性”的佯謬。這時(shí)候的愛因斯坦困惑于:量子論的內(nèi)稟隨機(jī)性,現(xiàn)實(shí)看來是由觀測者而“創(chuàng)生”的。而測量對系統(tǒng)的起于某一點(diǎn)或區(qū)域的影響不可能超距超光速傳播和擴(kuò)散?!耙粋€(gè)在任何一個(gè)給定地點(diǎn)所做的觀測,會(huì)引起一個(gè)潛在的狀態(tài)(所有可能的結(jié)果)塌縮到一個(gè)現(xiàn)實(shí)的狀態(tài)(觀測到的唯一結(jié)果)”的玻爾理論論述說明量子論是“不完備”的。這又引出了“隱變量理論”的出現(xiàn)。
EPR佯謬被認(rèn)為是愛因斯坦陣營的最后堡壘,目前公認(rèn)的說法是被阿斯佩克特(ASPECT )“擊敗”于1982年——確實(shí)有一種超光速的聯(lián)系存在于遙遠(yuǎn)的時(shí)空區(qū)域間,使遙遠(yuǎn)的兩個(gè)粒子可以以某種方式組成一個(gè)單一的物理整體。以現(xiàn)在的科技手段,我們觀察到“超光速”現(xiàn)象是完全有可能的,但這是人類的超光速而并非一定是微觀粒子自身的超光速——其關(guān)鍵點(diǎn)在于,被觀察者(兩個(gè)粒子)的同一性或同域性無法準(zhǔn)確判定。因此,關(guān)于這一擊,我認(rèn)為完全可以仁者見仁、智者見智,我將會(huì)在后面的章節(jié)中討論“物理(尤其是定向設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)性)試驗(yàn)”的多樣性解釋的合理共存問題。(上帝笑了,人總是想扮演我卻老是沐猴而冠,我的時(shí)光在人們妄自尊大的目光下既不會(huì)變快也不會(huì)變慢或停滯,而人們卻以為他們雖然不能左右星球卻可以主宰微粒子的一切。)
再遙遠(yuǎn)的時(shí)空域,只要能夠同時(shí)被人類觀測到,也就失去了自身的遙遠(yuǎn)特征性。在大尺度的觀測中,時(shí)空往往是混淆的,不要奢談什么速度、路徑;人們往往可笑地將隋唐甚而秦宋的歷史穿越在一起。同樣地,我們自以為是地將不同運(yùn)動(dòng)路徑的微粒子捏合在一起進(jìn)行賽跑比賽,然后驚呼超越速度壁壘的Show,已經(jīng)不止一次出現(xiàn)過。
物理學(xué)界似乎不應(yīng)該有那么多的佯謬——盲人摸象可以,但千萬不要各自為政、剛愎自用。沒有人可以掌握宇宙的全貌地圖,我們有的只能是一塊塊拼圖。在人類將世界地圖畫到紙上的過程中,不是沒有出現(xiàn)過令人啼笑皆非的陰差陽錯(cuò):不是變形了,就是不見了;一個(gè)簡單二維曲面的平面化,尚帶來諸多的曲折離奇,遑論浩瀚的宇宙了。
● 量子基諾佯謬與效應(yīng):1970年代,米斯拉和蘇達(dá)山發(fā)現(xiàn)“連續(xù)測量對原子核衰變有禁錮作用”;1989年美國**研究所通過精妙的實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。
11、后量子論時(shí)代:如同實(shí)驗(yàn)畫派一樣隨心所欲、不知道….
●? EPR實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)代表述:由“隱變量思想學(xué)派”的大衛(wèi)?玻姆提出
● 量子力學(xué)的非定域理論:向正統(tǒng)的哥本哈根量子力學(xué)挑戰(zhàn),由大衛(wèi)?玻姆和巴席爾?海利提出

看著這脈絡(luò)清晰、環(huán)環(huán)相扣、每一步都浸透了辛勤智慧與血汗的物理學(xué)發(fā)展歷程(這里著重指1-10),平心而論,你絕不應(yīng)該懷疑什么!你也沒有任何理由懷疑什么!難道你的大腦比愛因斯坦還大?難道你的數(shù)學(xué)造詣比薛定諤、狄拉克還深?難道你白癡到竟然懷疑眾多科學(xué)巨匠的學(xué)識、智商與睿智?太離譜了!只要稍微有點(diǎn)邏輯學(xué)常識、不、任何一個(gè)會(huì)讀書識字的中學(xué)生或人都可以將狂妄到極點(diǎn)的極點(diǎn)的你輕而易舉地駁斥、PK的無地自容、體無完膚、遍體鱗傷、第一時(shí)間鉆入老鼠洞并茍延殘喘于內(nèi)永無出頭露面之日——說心里話,我也懷疑自己是不是小時(shí)候發(fā)燒燒壞了大腦:那個(gè)/些出現(xiàn)幾率趨于零的“問題、疑點(diǎn)”有存在的可能和必要嗎?出現(xiàn)在1905年之前?愛因斯坦即使1905-1915年因過于關(guān)注和激動(dòng)于其相對論、因疏忽而沒有發(fā)現(xiàn),那末在他和玻爾進(jìn)行“世紀(jì)對決”而四處奔波找尋證據(jù)的幾十年里難道/即使是因幾率趨于零的“偶然”也發(fā)現(xiàn)不了?出現(xiàn)在……我突然非常討厭我自己!
唯一的小概率可能是:愛因斯坦的臨終遺言之謎可能正是發(fā)現(xiàn)了……難道是在數(shù)十年的物理學(xué)發(fā)展史上,奇跡般地出現(xiàn)了“集體無意識”現(xiàn)象?耳邊響起了一首歌:昏睡百年,國人漸已醒……
寫下上面這段話后,我整整昏迷了……我斗斗斗膽提一個(gè)問題:粒子是同時(shí)具有波、粒二性嗎?對!同時(shí)嗎?玻恩由于提出“幾率和幾率振幅”的理論而被認(rèn)為是“引發(fā)了現(xiàn)代理論物理學(xué)界分化瓦解”的始作蛹者,但仇恨的種子其實(shí)早在19世紀(jì)初楊進(jìn)行雙縫實(shí)驗(yàn)時(shí)就埋下了。不知為什么,看到眾多的對楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)略有差異、大同小異的描述和解釋文章,我總有種奇怪的感覺。似乎冥冥之中有一種神秘的精神力量在召喚我:請關(guān)注它,它是真正破解物理學(xué)奧秘的關(guān)鍵。
一個(gè)很普通的問題,細(xì)究起來還真不好回答:因?yàn)槟闶紫刃枰卮稹笆裁词峭瑫r(shí)”?這個(gè)問題其實(shí)包括兩個(gè)問題點(diǎn):時(shí)間是什么+如何判定同步。有人在琢磨“時(shí)間之箭”、有人在思考“時(shí)間本質(zhì)”、有人在寫“時(shí)間簡史”和“時(shí)間簡史續(xù)”,愛因斯坦一聲嘆息“現(xiàn)在(The Now)到底是什么”?金庸武俠小說中有華山論劍的精彩描寫,不知其中為什么沒有“時(shí)間之劍”——物理學(xué)家們的研究之中、爭論之中可是片刻也離不開時(shí)間和時(shí)間之箭。?
