愛因斯坦無法解決的量子力學難題,引出了一場刻骨銘心的世紀論戰,直到今天……| #信不信由你

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#信不信由你 #愛因斯坦 #量子力學#神秘檔案#神秘
唯物辨識法認爲 物質決定意識 精神是物質的反應
量子糾纏認爲 意識決定物質 物質形態是精神的反應
這是一場發生在科學大腕之間的礦石論戰 至今依舊還在進行
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觀天看地 走經驗神奇 這裏是信不信由你 大家好 我是李明
英雄創造歷史 這一點在物理學上也毫不例外
對普通人而言 耳熟能詳的物理大家就是愛因斯坦了
但是超越愛因斯坦的可能就知之甚少了
今天和大家分享的話題中 大家會看到
那些雖然不如愛因斯坦名聲響亮 卻超越了愛因斯坦
並正在改變人類世界觀的科學家們
1930年 美國著名的左翼作家 厄普頓·辛克萊
自費出版了一本書 書名叫《精神無限電》
書中記述了他妻子的多種特異功能的現象
例如讀心術 心靈感應等等
辛克萊自己也做了一些實驗來證明
他的妻子和其他一些特異功能人士的超常能力是真實不虛的
辛克萊相信人類確實存在着第六感
可以超越時空的侷限 進行相互聯絡
只是尚未被大家所理解
辛克萊希望他的新書能激發科學家的興趣
對此展開更爲系統的研究和發掘
兩年後 這本書的德文版在德國出版了
而且最爲引人注目的就是
德文版相較於英文版多了一篇前言
而前言的作者竟然是愛因斯坦
原來1931年 愛因斯坦受加州理工學院院長的邀請
第一次到美國南加州訪問 一時間衆星捧月
作爲科學名流的愛因斯坦
不僅與好萊塢名流頻頻相會
也與辛克萊等左翼人士交往頻繁
辛克萊是美國的作家
1906年發表了小說《土廠》
小說所揭露的大企業壓榨工人
以及芝加哥土宰廠不衛生的情況
引起了美國全社會的關注
並導致了美國《食品衛生檢查法案》的通過
1942年 他寫的小說《龍齒》
獲得了普利策小說獎
愛因斯坦到訪南加州的時候
辛克萊的新書剛出版不久
當他得知愛因斯坦到來
別提有多高興了
因爲他出版《精神無限電》的目的
就是想讓科學家對此進行進一步的研究
如今愛因斯坦來了
這不正是個好機會嗎
於是他趕緊張羅
熱情邀請愛因斯坦實地體驗特異功能
在辛克萊的安排下
愛因斯坦和夫人艾莎
祕書杜卡斯加州理工學院的
托爾曼教授一起
會見了當地的特異功能名人
並近距離體驗了各種特異功能的表演
然後就有了愛因斯坦
威德溫版《精神無限電》撰寫的前言
愛因斯坦在前言坦言
辛克萊的人格和誠信是毋庸置疑的
書中所描寫的特異功能
也並非憑空異造
儘管愛因斯坦並沒有確認
他親眼目睹的特異功能就是心靈感應
或者只是某種無意識的催眠效果
但即便是如此
愛因斯坦也還是認爲
這是一種很有意義的心理現象
愛因斯坦在南加州時
正在與理查德·托爾曼和鮑里斯·波多爾斯基合作
討論《光子從箱中溢出》的論文
這是一個有關量子物理的討論
理查德·托爾曼是加利福尼亞理工學院的
物理化學兼數學物理教授
也是曼哈頓計劃的科學顧問之一
曼哈頓計劃是美國利用核裂變反應
來研製原子彈的計劃
他也是統計力學的權威學者
在愛因斯坦發現廣義相對論後不久
爲物理宇宙學做出了許多貢獻
鮑里斯·波多爾斯基是俄裔猶太人
美國物理學家
1913年移居美國
1918年獲得了南加州大學電機工程學士學位
1926年獲得南加州大學數學碩士學位
1928年獲得加州理工學院的理論物理學博士學位
愛因斯坦在南加州經歷了
辛克萊安排的特異功能體驗後
越來越清晰地看到
量子的特性和心靈感應似乎如出一轍
具有鬼魅般的超具作用
這太讓愛因斯坦感到不可思議了
也很難接受
爲什麼愛因斯坦對心靈感應的現象難以接受呢
其實特異功能在人類意識中並不陌生
西方將特異功能詮釋爲超自然能力
東方的佛道兩家稱其爲神通
對於很多經歷過特異功能的人來講
這些都是人類與生俱來的能力
只不過被人類淡忘了
作爲自然世界觀察者的物理學家們
對特異功能現象也曾樂此不疲地研究過
不過這種熱情到了19世紀就漸趨勢微了
這是因爲以艾薩克·牛頓爵士
和皮埃爾·拉普拉斯侯爵爲代表的
機械決定論在學界獨立風騷
當時的物理學主流認爲
自然界存在着完美的局域性的因果關係
任何事情的發生都是有其緣由的
可以被實際觀察和認識
因此他們不認爲海神波塞冬會因爲發了脾氣
千里之外的大海就會波浪滔天
心靈感應這類超自然的聯繫
自然也就沒有存在的餘地了
證實出於對這種嚴格因果律的成績和信念
愛因斯坦對心理界和物理界中的超自然可能性
一直抱着一視同仁的強烈的質疑態度
但出乎意料的是量子力學中的隨機性和不確定性
強勢的異菌突起挑戰了這種傳統的因果關係
1930年代各種特異功能的實驗在美國層出不窮
最著名的就是超感官知覺的實驗
就是我們今天非常熟悉的ESP
發起者是美國職務學家約瑟夫·萊因
他創立了超心理學
作爲心理學的一個分支
在杜克大學創立了超心理學實驗室
並出版了超感官知覺和超心理學
萊因通過實驗證明
人類能夠有超越空間隔離的超感官知覺
也就是我們俗稱的第六感
到了1936年
德籍物理學家量子力學和矩陣力學主要創立者之一的
帕斯庫爾·約爾當出版了一本《量子力學專著》
《科學與歷史進程——科學研究對人類事件的影響》
最後一章專門講述了心靈感應實驗
作爲量子力學的註腳
他極爲推崇萊因的超心理學
但是由於他積極從事納粹活動
使他與1954年的諾貝爾獎擦肩而過
20世紀初期
心理學也開始突飛猛進
弗洛伊德的精神分析學逐漸成爲主流時尚
正是在這樣的大背景下
離開南加州4年後
愛因斯坦雲納森·羅森
還有鮑里斯·波多爾斯基一起
提出了量子物理學的EPR楊幼
羅森是美籍猶太裔物理學家
曾就讀於麻省理工學院
獲得了機電工程學士學位
後來獲得了物理學碩士和博士學位
他在學生時期就發表了討論中子的論文
試圖解釋原子核的結構
在密歇根大學和普利斯頓大學擔任研究員的時候
對波函數和引力產生了興趣
1934年他成爲了愛因斯坦的助理
與愛因斯坦一起研究量子糾纏
起草了著名的論文EPR楊幼
也叫EPR悖論
後來又與愛因斯坦共同提出了衝動假說
也叫愛因斯坦·羅森橋
EPR楊幼是一篇論文
標題是
簡稱EPR論文
EPR是三位作者姓氏的首位字母
不過EPR楊幼的內容太過複雜和專業了
簡單來說
這篇論文質疑了量子力學的不完備性
其實最先在科學文獻中
給出量子力學術語的物理學家就是愛因斯坦了
雖然EPR論文質疑了量子力學的不完備性
不過並沒有質疑量子力學的正確性
很多人覺得量子力學太神祕了
弄不懂 聽了就暈
這種感受裏面開始也是有的
不過鑽進去研究研究後就發現
走進它似乎還是沒有想象的那麼難
而且還有些其樂無窮的感覺
其實那些科學大腕到今天
也沒人敢說自己弄懂了量子力學
1920年代出現量子力學的概念到今天
量子力學經歷了100多年的歷史了
我們日常生活中的方方面面都與量子力學有關
如果沒有量子力學
科學家就無法精確的計算受激輻射
就無法發明激光
可以說激光手術醫療
激光焊接激光切割等技術
從根本上改變了人類的生活
由此還催生了現代電子學和光學通信
例如電子顯微鏡 智能手機
磁共振圖像顯示技術等等
作爲現代人如果對量子力學一點都不瞭解的話
就好像是不會使用互聯網一樣
沒有寫過一封郵件一樣
也算是人生的一大憾事了吧
量子力學的概念並不複雜
主要是對微觀事物進行描述
19世紀末科學家發現
經典物理無法解釋微觀系統
於是20世紀初期
物理學家們就創立了量子力學
用來解釋微觀現象
標誌着量子力學問世的是兩次索爾維會議
索爾維會議的全稱是
索爾維國際物理學化學研究會
1911年由比利時企業家
歐內斯特索爾維在布魯撒爾創辦
致力於研究物理學和化學中突出的前沿問題
每三年舉辦一次
邀請世界著名的物理學家和化學家
對前沿問題進行討論
1911年的秋天
第一次索爾維會議
也就是第一屆國際物理學會議
在布魯撒爾召開了
由德高望重的諾貝爾物理學獎得主
荷蘭物理學家洛倫茲主持
主題是輻射與量子
從這張照片中
我們可以看到
廣爲人知的居里夫人和愛因斯坦
1927年的10月
第五次索爾維會議召開
主題是電子和光子
討論新近表述的量子理論
這應該是最著名的一次索爾維會議了
世界上最主要的物理學家
幾乎全部都到場了
參加這次會議的29個人中
有17個人獲得了諾貝爾獎
居里夫人是照片中唯一的一位女性
這次會議最引人注目的
就是發生了物理史上最著名的波愛論戰
波指的是尼爾斯·波爾
他是丹麥的物理學家
因爲對原子結構
以及從原子發射出的輻射的研究
榮獲了1922年的諾貝爾物理學獎
愛指的就是愛因斯坦了
因爲發現了光電效應的原理
榮獲了1921年度的諾貝爾物理學獎
這一發現爲量子理論的建立
踏出了關鍵性的一步
兩位諾獎得主的論戰
是圍繞着海森堡提出的量子的
不確定性原理而展開的
海森堡是德國的物理學家
也是量子力學創始人之一
他是哥本哈根學派代表性人物
因爲創立量子力學
發現了氫的同素異形體
獲得了1932年度的諾貝爾物理學獎
論戰中 愛因斯坦說出了那句
世地有生的名言
上帝不會吃色子
不過卻遭到了波爾的反駁
波爾說愛因斯坦不要告訴上帝怎麼做
那麼上帝到底是站在了哪一方呢
愛因斯坦一直對波爾提出的
量子不確定性持懷疑態度
他提出了一個又一個的思想實驗
企圖證明量子不確定性理論的不完備和荒謬
而且直到波爾和愛因斯坦都駕鶴西歸了
這場論戰在物理學界仍在繼續進行
但遺憾的是 直到目前爲止
每次的實驗結果似乎都在表明
上帝並沒有站在愛因斯坦這一邊
實際上 這場論戰觸及了量子力學理論基礎
所帶來的哲學思考
那就是到底是物質決定意識
還是意識決定物質
爲什麼這麼說呢
1927年 海森堡通過實驗和計算發現
微觀世界的粒子行爲與宏觀物質很不一樣
一個粒子的位置和它的速度
不可能同時被準確測量
根據這一現象
海森堡正式提出了量子不確定性原理
爲了證明量子不確定性原理的不完備性
1935年 愛因斯坦在ERP揚謬論文中提出
如果量子力學理論是完備的
就可能存在這樣一個所謂糾纏的狀態
一個粒子態波函數的塌縮
會導致與之處在糾纏態的
另一個粒子態波函數的塌縮
這就是量子糾纏
不過這個說法太過學術了
簡單來說
所謂量子糾纏其實就是
微觀世界裏發生的
一種特殊的多粒子的偶合現象
通俗的說法就是
幾個粒子連成了一個整體系統了
也就是說
每個粒子還是單獨存在的
而且是可以分開的
但是從關係上
它們之間又存在着
某種不可分割的整體關聯
一旦粒子之間有了這種糾纏關係之後
這些彼此糾纏的粒子
不管身在何方
它們之間都能瞬間互相影響
既不受距離的影響
也沒有速度上的限制
就好像A粒子改變了狀態
B粒子就像是有心靈感應一樣
立刻就會產生同樣的狀態改變
這種現象俗稱爲遠程心靈感應
愛因斯坦稱之爲鬼魅般的超級作用
這種粒子的遠程心靈感應
與相對論的理論是矛盾的
所以愛因斯坦認爲
量子力學的描述是不完備的
這就是量子力學的洋妙
不過洋妙並不代表愛因斯坦否定量子力學
而是指出了量子力學的描述的不完備性
最能說明這種量子力學遠程心靈感應的
就是著名的雙縫實驗了
這個實驗我們今後有機會再聊
今天我們需要了解的到底是
物質決定意識還是意識決定物質
實際上海森堡發現的不確定性原理
是量子力學最根本的特徵
有科學家提出
可不可以通過量子糾纏來消除這種不確定性呢
比如當兩個粒子處於糾纏態的時候
對一個粒子的動量進行精確測量
對另一個粒子的位置進行精確測量
然後再把測量的結果綜合起來
這不就消除了不確定性了嗎
但是量子糾纏中最詭異的現象就是
幾個粒子在彼此相互作用之後
會綜合成爲一個整體
這時就無法單獨描述各個粒子的性質了
只能描述整體系統的性質
這纔是量子糾纏的核心
也是最難以理解
最容易被人誤解的現象
也就是說
兩個相互糾纏的粒子
無論相距多麼遙遠
只要其中一個被觀測
另一個瞬間就會感知
所以愛因斯坦稱之爲
注意
處於量子糾纏狀態的粒子
無論相距多遠也是一個整體
如果對其中一個粒子進行測量
必然會影響到其他粒子的狀態
因此試圖通過量子糾纏來消除不確定性
是完全行不通的
難道上帝這次真的支骰子了嗎
其實愛因斯坦說的
上帝從不支骰子是真實不虛的
量子的不確定性根本就不是骰子
糾纏在一起的粒子的狀態
可以說是息息相關 心心相通的
想要做滿天過海的測量
是根本就無法實施的
換而言之
處於量子糾纏狀態的粒子是有意識的
當發現人類想要測量它們的動量的時候
就不讓你真正的測到
也就是說量子的不確定性
不是不能消除
而是具有有意識的微觀世界的粒子不讓消除
也就是意識決定了物質的存在形態
因爲上帝根本就不讓它決定
2022年10月4日下午
瑞典皇家科學院宣佈
將2022年諾貝爾物理學獎
頒給法國科學家阿蘭·阿斯佩
美國科學家約翰·克勞澤
和奧地利科學家安東·塞林格
這三位科學家的研究成果
主要是證明了量子具有糾纏性
也就是證明了量子力學是正確的
愛因斯坦對量子力學的揚謬是錯誤的
儘管如此量子力學所引發的哲學思考
依舊還是會引來唯物論守護者的論戰
所以這場曠世論戰依舊還在進行之中
好了今天的節目就分享到這裏了
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我是李明
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