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请阅读文章7-4节,上面写得清楚"对于这个物我合一的世界来说,任何东西都应该是可以测量和感知的。只有可观测的量才是存在的"

本文发表在 rolia.net 枫下论坛......
玻尔也好,海森堡也好,现在终于都明白:谈论任何物理量都是没有意义的,除非你首先描述你测量这个物理量的方式。一个电子的动量是什么?我不知道,一个电子没有什么绝对的动量,不过假如你告诉我你打算怎么去测量,我倒可以告诉你测量结果会是什么。根据测量方式的不同,这个动量可以从十分精确一直到万分模糊,这些结果都是可能的,也都是正确的。一个电子的动量,只有当你测量时,才有意义。假如这不好理解,想象有人在纸上画了两横夹一竖,问你这是什么字。嗯,这是一个“工”字,但也可能是横过来的“H”,在他没告诉你怎么看之前,这个问题是没有定论的。现在,你被告知:“这个图案的看法应该是横过来看。”这下我们明确了:这是一个大写字母H。只有观测手段明确之后,答案才有意义。

测量!在经典理论中,这不是一个被考虑的问题。测量一块石头的重量,我用天平,用弹簧秤,用磅秤,或者用电子秤来做,理论上是没有什么区别的。在经典理论看来,石头是处在一个绝对的,客观的外部世界中,而我——观测者——对这个世界是没有影响的,至少,这种影响是微小得可以忽略不计的。你测得的数据是多少,石头的“客观重量”就是多少。但量子世界就不同了,我们已经看到,我们测量的对象都是如此微小,以致我们的介入对其产生了致命的干预。我们本身的扰动使得我们的测量中充满了不确定性,从原则上都无法克服。采取不同的手段,往往会得到不同的答案,它们随着不确定性原理摇摇摆摆,你根本不能说有一个客观确定的答案在那里。在量子论中没有外部世界和我之分,我们和客观世界天人合一,融和成为一体,我们和观测物互相影响,使得测量行为成为一种难以把握的手段。在量子世界,一个电子并没有什么“客观动量”,我们能谈论的,只有它的“测量动量”,而这又和我们的测量手段密切相关。
各位,我们已经身陷量子论那奇怪的沼泽中了,我只希望大家不要过于头昏脑涨,因为接下来还有无数更稀奇古怪的东西,错过了未免可惜。我很抱歉,这几节我们似乎沉浸于一种玄奥的哲学讨论,而且似乎还要继续讨论下去。这是因为量子革命牵涉到我们世界观的根本变革,以及我们对于宇宙的认识方法。量子论的背后有一些非常形而上的东西,它使得我们的理性战战兢兢,汗流浃背。但是,为了理解量子论的伟大力量,我们又无法绕开这些而自欺欺人地盲目前进。如果你从史话的一开始跟着我一起走到了现在,我至少对你的勇气和毅力表示赞赏,但我也无法给你更多的帮助。假如你感到困惑彷徨,那么玻尔的名言“如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论”或许可以给你一些安慰。而且,正如我们以后即将描述的那样,你也许应该感到非常自豪,因为爱因斯坦和你是一个处境。

但现在,我们必须走得更远。上面一段文字只是给大家一个小小的喘息机会,我们这就继续出发了。

如果不定义一个测量动量的方式,那么我们谈论电子动量就是没有意义的?这听上去似乎是一种唯心主义的说法。难道我们无法测量电子,它就没有动量了吗?让我们非常惊讶和尴尬的是,玻尔和海森堡两个人对此大点其头。一点也不错,假如一个物理概念是无法测量的,它就是没有意义的。我们要时时刻刻注意,在量子论中观测者是和外部宇宙结合在一起的,它们之间现在已经没有明确的分界线,是一个整体。在经典理论中,我们脱离一个绝对客观的外部世界而存在,我们也许不了解这个世界的某些因素,但这不影响其客观性。可如今我们自己也已经融入这个世界了,对于这个物我合一的世界来说,任何东西都应该是可以测量和感知的。只有可观测的量才是存在的!
.....更多精彩文章及讨论,请光临枫下论坛 rolia.net
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Replies, comments and Discussions:

  • 枫下拾英 / 乐韵书香 / 上帝掷骰子吗——量子物理史话(ZT)
    • up一把
    • 尽管很多事情都知道了,但是看的还是很有趣味。而且好像懂了为什么中国的基础科学为什么这么差。不是体制,也不是资金,都是人文环境、文化的结果
      • “狗不理”可算是种文化?
        不敢苟同,目前中国的“基础科学”一点不差,差的是市场与机制。
        • 这就是为什么文化决定了。市场,当初那些科学家弄出这些理论,没有几个因此发财(最多是因名得利),而且当时市场并没有这样的要求。你盼着市场出现才能搞基础研究,那就不是基础研究了
        • 国内基础科学不差?我就在物理系呆过,有几个人踏踏实实、趣味十足做学问的。考试最好的都出国了,不好的当官了。都在研究怎么捞经费,这才符合市场!做学问的没什么好处,也看不到希望。真的想做,只好出国
          • 我已说了,差的是市场与机制!两弹一星,神州五号可能已能解释你的困惑。 对了,你是学物理的,应该知道钱泰斗的
          • 我倒是知道他有空去证明亩产12万斤的可能性。他能造出来,也多是因为从美国带回了些东西。原子弹的基本原理都是别人研究出来的,现在只要有材料谁都能造,不能说是自己的基础强吧。要强应该自己弄出一套别人没有得来
            • 你在面临生于死的时候,你会选择什么?
              • 不对,当时还没有文革,没有压力让他这么说,怕死也不用学彭德怀,不说话就行了,说些空话也无所谓,作为科学家这么从科学的角度说,就真的让人不能不信了。
                • 呵呵,三反五反加反右直到文革有过歇息?我尊重他!你要反可以去反反曾经在伪科学里玩弄政治的院士(就是你天津的老乡)
                  • 你尊敬李泰斗也没关系,但是有些事实你得知道,三反五反不反科学家,在58年之后还要百花齐放呢。最重要的是以后环境宽松了,也没见他在提这个道个歉,反省一下,反倒带领人民崇敬李泰斗那样的人物。你说李泰斗是不是伪科学
    • 能把枯燥的科学探索写的这么富有激情,真是高手手笔
      • 过奖
        • lionheart ???, castor_v_pollux 不会是你吧? 文章实在不错, 我还正是那个什么"雅_哥"说的半吊子科学爱好者,
          这文章实在可以在我的书籍收藏里更"时间简史"比美, 虽然内容深度和科学的严谨上有差别, 但在吸引兴趣上绝对有得比. 继续继续!!
    • 笨笨和蛋蛋呢?应该来看看这个。记得那个悠悠青花,说科学不讨论无法测量的东西,不知道他知不知道不确定原理,让他看看7-1和7-2。
      • 不对,是笨笨和旦旦
        • 到! 看了, 很有收获, 谢谢!!!
      • 难道我们无法测量电子,它就没有动量了吗?让我们非常惊讶和尴尬的是,玻尔和海森堡两个人对此大点其头。一点也不错,假如一个物理概念是无法测量的,它就是没有意义的。
        本文发表在 rolia.net 枫下论坛如果不定义一个测量动量的方式,那么我们谈论电子动量就是没有意义的?这听上去似乎是一种唯心主义的说法。难道我们无法测量电子,它就没有动量了吗?让我们非常惊讶和尴尬的是,玻尔和海森堡两个人对此大点其头。一点也不错,假如一个物理概念是无法测量的,它就是没有意义的。我们要时时刻刻注意,在量子论中观测者是和外部宇宙结合在一起的,它们之间现在已经没有明确的分界线,是一个整体。在经典理论中,我们脱离一个绝对客观的外部世界而存在,我们也许不了解这个世界的某些因素,但这不影响其客观性。可如今我们自己也已经融入这个世界了,对于这个物我合一的世界来说,任何东西都应该是可以测量和感知的。只有可观测的量才是存在的!

        卡尔•萨根(Karl Sagan)曾经举过一个很有意思的例子,虽然不是直接关于量子论的,但颇能说明问题。

        “我的车库里有一条喷火的龙!”他这样声称。

        “太稀罕了!”他的朋友连忙跑到车库中,但没有看见龙。“龙在哪里?”

        “哦,”萨根说,“我忘了说明,这是一条隐身的龙。”

        朋友有些狐疑,不过他建议,可以撒一些粉末在地上,看看龙的爪印是不是会出现。但是萨根又声称,这龙是飘在空中的。
        “那既然这条龙在喷火,我们用红外线检测仪做一个热扫描?”

        “也不行。”萨根说,“隐形的火也没有温度。”

        “要么对这条龙喷漆让它现形?”——“这条龙是非物质的,滑不溜手,油漆无处可粘。”

        反正没有一种物理方法可以检测到这条龙的存在。萨根最后问:“这样一条看不见摸不着,没有实体的,飘在空中喷着没有热度的火的龙,一条任何仪器都无法探测的龙,和‘根本没有龙’之间又有什么差别呢?”


        一条任何仪器都无法探测的GOD,和‘根本没有GOD’之间又有什么差别呢?” Oh my God?!更多精彩文章及讨论,请光临枫下论坛 rolia.net
        • 谁说电子的动量无法测量?只是无法同时精确的测量速度而已。二者不可得兼的共轭。
          • 请阅读文章7-4节,上面写得清楚"对于这个物我合一的世界来说,任何东西都应该是可以测量和感知的。只有可观测的量才是存在的"
            本文发表在 rolia.net 枫下论坛......
            玻尔也好,海森堡也好,现在终于都明白:谈论任何物理量都是没有意义的,除非你首先描述你测量这个物理量的方式。一个电子的动量是什么?我不知道,一个电子没有什么绝对的动量,不过假如你告诉我你打算怎么去测量,我倒可以告诉你测量结果会是什么。根据测量方式的不同,这个动量可以从十分精确一直到万分模糊,这些结果都是可能的,也都是正确的。一个电子的动量,只有当你测量时,才有意义。假如这不好理解,想象有人在纸上画了两横夹一竖,问你这是什么字。嗯,这是一个“工”字,但也可能是横过来的“H”,在他没告诉你怎么看之前,这个问题是没有定论的。现在,你被告知:“这个图案的看法应该是横过来看。”这下我们明确了:这是一个大写字母H。只有观测手段明确之后,答案才有意义。

            测量!在经典理论中,这不是一个被考虑的问题。测量一块石头的重量,我用天平,用弹簧秤,用磅秤,或者用电子秤来做,理论上是没有什么区别的。在经典理论看来,石头是处在一个绝对的,客观的外部世界中,而我——观测者——对这个世界是没有影响的,至少,这种影响是微小得可以忽略不计的。你测得的数据是多少,石头的“客观重量”就是多少。但量子世界就不同了,我们已经看到,我们测量的对象都是如此微小,以致我们的介入对其产生了致命的干预。我们本身的扰动使得我们的测量中充满了不确定性,从原则上都无法克服。采取不同的手段,往往会得到不同的答案,它们随着不确定性原理摇摇摆摆,你根本不能说有一个客观确定的答案在那里。在量子论中没有外部世界和我之分,我们和客观世界天人合一,融和成为一体,我们和观测物互相影响,使得测量行为成为一种难以把握的手段。在量子世界,一个电子并没有什么“客观动量”,我们能谈论的,只有它的“测量动量”,而这又和我们的测量手段密切相关。
            各位,我们已经身陷量子论那奇怪的沼泽中了,我只希望大家不要过于头昏脑涨,因为接下来还有无数更稀奇古怪的东西,错过了未免可惜。我很抱歉,这几节我们似乎沉浸于一种玄奥的哲学讨论,而且似乎还要继续讨论下去。这是因为量子革命牵涉到我们世界观的根本变革,以及我们对于宇宙的认识方法。量子论的背后有一些非常形而上的东西,它使得我们的理性战战兢兢,汗流浃背。但是,为了理解量子论的伟大力量,我们又无法绕开这些而自欺欺人地盲目前进。如果你从史话的一开始跟着我一起走到了现在,我至少对你的勇气和毅力表示赞赏,但我也无法给你更多的帮助。假如你感到困惑彷徨,那么玻尔的名言“如果谁不为量子论而感到困惑,那他就是没有理解量子论”或许可以给你一些安慰。而且,正如我们以后即将描述的那样,你也许应该感到非常自豪,因为爱因斯坦和你是一个处境。

            但现在,我们必须走得更远。上面一段文字只是给大家一个小小的喘息机会,我们这就继续出发了。

            如果不定义一个测量动量的方式,那么我们谈论电子动量就是没有意义的?这听上去似乎是一种唯心主义的说法。难道我们无法测量电子,它就没有动量了吗?让我们非常惊讶和尴尬的是,玻尔和海森堡两个人对此大点其头。一点也不错,假如一个物理概念是无法测量的,它就是没有意义的。我们要时时刻刻注意,在量子论中观测者是和外部宇宙结合在一起的,它们之间现在已经没有明确的分界线,是一个整体。在经典理论中,我们脱离一个绝对客观的外部世界而存在,我们也许不了解这个世界的某些因素,但这不影响其客观性。可如今我们自己也已经融入这个世界了,对于这个物我合一的世界来说,任何东西都应该是可以测量和感知的。只有可观测的量才是存在的!
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            • 最后也不禁以唯心主义为基础了,作者写得到唯心主义好像说了什么错话,赶快跟自己扯清。我记得唯心主义跟有神论是钉在一起的
        • 差别在于
          相信有“任何仪器都无法探测的GOD”的人怀有希望。
          相信“根本没有GOD”的人落得清闲。
        • 恰恰说明了科学的有限, 无法观测God, 要"观测"God, 只有用心灵和诚实去敬拜, 用Spirit去交通. 科学如果否定灵性现象, 那只能说科学不重视灵性或根本无法解释灵性而采取的一种消极的立场.
    • 怎么感觉作者象史蒂芬.霍金
    • 应该看这里
    • 看到8-4,有一个问题请教,单独的一个电子,仅一个,能产生电子衍射条纹么?假设在通过双缝之前不去测量它,不让它坍缩。
      • 不可以