《上帝掷骰子吗好看吗吗

25被浏览12,829分享邀请回答42 条评论分享收藏感谢收起给每个人合适的教育,和给每个人选择的权力,这是个远大的理想,可惜,什么才是合适,选择有没有条件,是个难解的题。基础教育的强制性和高等教育的自主性是不是一个好的选择呢?本质上强制和自主是一体两面的,不可分离。
告诉你一个真实的美国教育:自由、轻松都是骗人的
天之道损不足而补有余,这是基本的世界观,所谓市场经济不过就是让天之道自由运转而已,后果也是必然的。
人类一直在追寻的不变本就是不存在的。
“无知之幕”的基本原则就是以人为我,在此原则下遵照己所不欲勿施于人来制定共处的规则。
对张麻子来说,没有“你”的世界很重要,可惜战友们即便背负着同伴的牺牲,却依然渐渐成为了那个“你”。何解?
不同的阶层都有存在的必要性,否则这个世界将不完整。本质上各个阶层都是平等的,没有上下之分,只不过因为各个阶层对人的要求不同,所需承担的责任不同,所需的质素不同,又辅以大环境的改变,而使得各阶层的人所享受到的权利不同,仅此而已。人是有自由意志的,人处于什么样的阶层应来源于人的自由意志加人的个人努力,而不是来源于出身。自由意志的核心关键在于各个阶层之间自由平等的双向交流通道。对不同的人的教育不能因出身而施教,而要因材施教,而因材施教的前提是有教无类。也就是平等的教育,畅通的阶层通道,缺一不可。
你们羡慕的美国教育,到底
教育产业化不解决,就逃不出王朝周期兴衰,古代王朝虽然有科举保持一定的公平,但教育资源的不易获得,使得寒门再难出贵子,阶层固化在所难免,面对大势所趋,靠一两个皇帝的主动变革是没有什么用的。
  巨龙:出租车司机眼中的阶层固化和教育投资
  桂林虽然是旅游城市,机场服务有时候却相当糟糕。我昨天下了飞机,买了民航大巴的车票,左等右等差不多半个小时大巴都没有来。咬咬牙准备打的,和司机谈好的价格,按照滴滴报出的钱来结算。
看美国的选举这么热闹,不禁要想想我们自己。
其实中国一样是实行选举的,只不过是让专业的人去选举而已。中国先用公务员考试(科举制)把一批智商正常的人选出来,然后把这群人投入基层,也就是普通公务员,通过组织部考核的方式,对所有公务员的行政能力进行考核,逐级上升,但凡进入最高领导层的,基本都是拥有各级政府行政能力考验,拥有充分政治经验的人。
而上层的官位是越来越少的,这就在所有想升迁的官员之间形成了一种竞争机制,而这些人基本都是在同一水准线上的人,这就使
《菩萨本戒》第一条,最严重的就是“自赞毁他”。自己都是对的,别人都是错的,自己的失败也是别人造成的。世间本无对错,世人却要纠结于对错,以至于“自赞毁他”或“自毁赞他”,毁人毁己皆为毁,何苦来哉。
特朗普为什么赢?本质上他既不是民主党也不是共和党,他是借着共和党的躯壳行事而已,某种意义上来说,是共和党搭了特朗普的便车。
其胜利本质上是不同阶层之间的需求不同,特朗普依靠并放大这种不同。精英阶层不是不关注生存问题,而是对生存问题的关注度很低,因为没有必要。因此他们更关注政治正确。底层民众不关注政治正确吗?不尽然,他们只是对切身的生存问题关注度更高罢了。屁股决定脑袋,仅此而已。
然而当精英阶层和底层民众都开始“自赞毁他”时,矛盾就不可避免。关注生存问题还是政治正确无关乎对错,只是人在不同阶段,不同处境下的自然选择而已。但硬要在里面分出个对错,岂不是庸人自扰,何苦来哉啊。
“自赞毁他”成就了特朗普,同样也能毁了特朗普,拭目以待吧。博主最新文章
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(最多只允许输入30个字)《上帝掷骰子吗——量子物理史话》读书笔记 - 简书
《上帝掷骰子吗——量子物理史话》读书笔记
《上帝掷骰子吗——量子物理史话》这本书太精彩了!
这是一个什么样的世界?政治家、艺术家、商人、媒体、微信......时刻都在影响我们的判断、修订我们的答案。这本书用浅显易懂的科学语言向我们讲述了完全不同的世界,如今这类声音是很难得听到的,可绝对是美妙的,也是有力的,只要我们仔细的认真聆听,必定震撼我们的心灵:啊?这世界难道是这样的?这是一本科学史书,讲述了量子物理学发展的故事。可千万别以为这是一本枯燥乏味、晦涩难懂的教材,作者承诺,只要读者具备初中数学和高中物理知识,阅读本书就没有任何障碍。他凭借深厚的科学素质和文学修养,把本书写的如同武侠小说一般。学术之争变成武林门派之争,众多科学巨星如同一个个绝世武林高手,经过一次次比拼切磋,他们共同缔造了量子物理这部武林秘籍,攀上了人类文明的顶峰。这秘籍本身虽然博大精深奥妙无穷,但通过作者深入浅出的介绍,完全可以让我们不知其所以然却知其然,足够拓宽我们认知世界的角度,改变我们的思维方式。“上帝是数学家,唯一能够描述宇宙的语言是数学”,数学、物理、哲学是不可分割的,先从物理和数学开始:01.黄金时代。从电磁波的故事开始,说光是电磁波的一种,引出了长达数个世纪之久的战争——波粒之争。这世间的一切究竟是波还是粒子?牛顿说是粒子,麦克斯韦说是波,可无论如何,经典力学、经典电动力学、经典热力学形成了物理世界的三大支柱。在那个经典物理的时代,人们相信,上帝造物的奥秘已经被完全掌握了,一切物理现象都可以从现成的理论里得到解释,一切的一切,都在人们的控制之中。那是一段伟大而光荣的日子,理论与常识完美契合,只是有一些实验细节和新的发现还无法解释,犹如一片晴空下的一丝乌云。02.乌云。在经典物理学阳光灿烂的天空中漂浮着两朵小乌云。第一朵乌云是光以太的难题,对应迈克尔逊-莫雷实验,该实验失败的证明了以太的存在;第二朵乌云是麦克斯韦-波尔兹曼能量均分学说的难题,对应黑体辐射实验和理论的不一致。而最终,第一朵乌云导致了相对论革命的爆发,第二朵乌云导致了量子论革命的爆发。这第二朵乌云是说在黑体问题上,如果从粒子角度出发,能得到适用于短波的理论公式,如果从电磁波角度出发,能得到适用于长波的理论公式。可一个现象怎么能有两套理论呢?后来普朗克解决了这个难题,他花了6年时间试图从物理学角度去解决却徒劳无功,然后他换了个思路从数学角度拼凑出了一个既适用短波又适用长波的普适公式,被实验证明是正确的,但却无法从理论上找到解释。终于,普朗克推断:能量在发射和吸收的时候,不是连续不断,而是分成一份一份的。日,普朗克为这个世界带来了量子!还有一个简单优美又力量无穷的公式:E=hv(E是单个量子的能量,v是频率,h就是神秘的量子常数)。感谢上天,在一百多年后的今天,我们周围的一切几乎都拜这个量子所赐!(小贴士:关于连续性的芝诺悖论,阿克琉斯追龟辩。对于这个让当年哲学家头疼的问题,量子论告诉我们,“无限分割”的概念是一种数学上的理想,而不可能在现实中实现,时间空间一切都是不连续的。)日,普朗克42岁,爱因斯坦21岁,波尔15岁,薛定谔13岁,德布罗意8岁,泡利和海森堡不满1岁,狄拉克还没有出生。这是多么荣耀的光辉岁月,这是多么闪亮的人类明星。03.火流星。由光电效应(光的频率决定了能否从金属表面打出电子,光的强度决定了打出电子的数目)引出了爱因斯坦日(同年6月30日提出狭义相对论,9月27日提出质能方程E=mc2,这是多么奇幻的一年啊)的光子理论:光以量子的形式吸收能量,没有连续性,不能累积。还记得第一章里光是电磁波的论述吗?波粒大战干戈再起,第一次战争牛顿的粒子赢了,第二次战争麦克斯韦的波赢了,这一次呢?这最后的决战使波和粒子领悟到了各自存在的终极意义:如果没有了你,我独自站在这里,又是为了什么?1913年波尔提出了新的原子结构理论:围绕原子核的电子具有特定的轨道,电子在轨道间的跃迁是量子化的行为E2-E1=hv,并且电子在空间中的运动方向也是量子化的,同样是不连续的。04.白云深处。波尔的理论在原子世界是成功的,可是从原子范围扩大到平常世界时,量子效应又消失了,麦克斯韦的理论成为主宰,这是为什么?1918年,波尔提出对应原理,1925年,泡利提出不相容原理,揭示了原子内部的一些基本行为准则,可是还是无法解释很多现象,这也注定了波尔体系的衰落。这时,德布罗意波(相波)出现了,德布罗意推断:电子在前进时,本身总是伴随着一个波。电子是一个波?!他说电子在通过一个小孔时,会产生一个可观测的衍射现象。虽然不可思议,但很快就被实验证实了!爱因斯坦刚刚提出了光子的概念,德布罗意又说电子是波。这个物质世界究竟是粒子还是波?这时,海森堡出场了。05.曙光。矩阵力学:海森堡从观测到的原子谱线出发,发现了矩阵Matrix,用二维矩阵来描述电子的能级差,来描述一切,然后狄拉克把这晦涩的矩阵用相对容易理解的q数替代。这里的明星们从数学角度来描述了各种物理理论,以数学为唯一导向,强调光谱线非连续性的一面,带有粒子的影子,所以特点是粒子性和不连续性,代表人物海森堡,幕后主角是波尔。06.殊途同归。波动力学:薛定谔从另一个角度出发,从德布罗意波的概念推出了薛定谔波动方程,揭示了为什么电子只能在特定的能级上运行。这里强调电子作为波的连续性的一面,以波动方程来描述它的行为,因此特点是波动性和连续性,背后人物是爱因斯坦。虽然出发点与矩阵力学完全相反,而波动力学和矩阵力学在数学上又是完全等价的。关于波动方程的解释,波恩又给出了一个答案:这个方程描述的不是波,而是电子在某处出现的概率!也就是说,我们只能预言概率!曾几何时,人们以为,天地间的一切自然现象都能用物理学来解释,整个宇宙只不过是一台庞大而精密的机器,从它出生那一刹那起,就有一个确定的命运,我们无法了解它,只是因为我们所知道的信息太少而已。可是这“决定论”如今被推翻了,薛定谔方程说整个宇宙包括你我是个概率事件,要靠掷骰子来决定命运,是不确定的!07.不确定性。1927年,海森堡提出了“不确定性原理”即“测不准原理”。说我们永远无法同时准确知道一个电子的位置和动量,测量位置和动量的误差之乘积必定要大于某个常数(h/4π)。前面波恩的“概率解释”说即使给定全部条件,也无法预测任何事的结果。现在海森堡更夸张,他的意思是根本无法给定全部条件,这个前提本身都是不可能的,是不确定的!随后,海森堡在波尔的帮助下进一步指出:不确定性是建立在波和粒子的双重基础上的,也就是同时建筑在连续性和不连续性两者之上。紧接着,波尔提出了“互补原理”,指出电子具有波粒二象性,它既是粒子也是波,完全取决于人们如何“观察”它。朋友们,这世上不存在什么“真实是什么”、“本来是什么”,只在观察的那一刻,才决定了它是什么。电子也只有在被观察的那一刻,才会表现成波或者粒子。我们的参与决定了它应该是什么。这里的哲学意义太丰富了,这也是“第三次波粒战争”的结局。至此,波尔的“互补原理”、海森堡的“不确定性原理”、波恩的“概率解释”,三者共同构成了量子论“哥本哈根解释”的核心,深刻的影响着我们对于宇宙的终极认识。好了,按照“哥本哈根解释”,不确定性原理和概率解释摧毁了世界的(严格)因果性,互补原理和不确定性原理又合力捣毁了世界的(绝对)客观性。换言之,不存在一个客观的、绝对的世界,一切都是随机的,没有因果关系,唯一存在的,就是我们能够观测到的世界,或者说我们所参与的世界。套用一句歌词:“眼前的黑不是黑,你说的白是什么白”。量子物理告诉你我这世上没有什么真相,只有行为才决定了真相。不要再问“人生的意义是什么”,连宇宙的意义都不存在,没有什么绝对的意义,直到我们付出了行动,我们的行为决定了所谓的意义。如此看来,贝克莱的“存在就是被感知”,道家说“道,无名”,禅宗说“吾向尔道是第二义”,金刚经说“凡所有相,皆是虚妄”,王阳明说“你未看此花时,此花与汝同归于寂;你来看此花时,则此花颜色一时明白起来......”这些哲学思想倒有几分逻辑和概率上的支撑。08.决战。这里描写了爱因斯坦和波尔之间的争论。爱因斯坦认为一切皆有因果,无法接受物理学里存在不确定性,无法接受上帝掷骰子的事实。然而这一次他都输了,包括著名的爱因斯坦光箱实验,每一次思维实验和真实实验都证实了新的理论。虽然直到爱因斯坦去世,他还是认为“即使量子论是正确的,那也是不完备的”,可如今从半导体到核能、从激光到电子显微镜、从集成电路到分子生物学,量子论已成为在实用中最成功的物理理论。虽然量子论成功了,并且也实实在在的改变了我们的生活,可是它的内在意义依然扑朔迷离,对它的诠释依旧众说纷纭。它像幽灵一般困扰着整个世界,而反对派薛定谔也带来了他那只著名的猫,那只又死又活的猫。还有“当我们不观察时,月亮是不存在的”这样的论调,听起来就是强烈的主观唯心论。物理学发展到这一步,还适合彻底的唯物主义者研究吗?:)09.歧途。这一章介绍了两种宇宙模型,是基于量子论两种主流解释而衍生的物理模型。第一种是由前面介绍的“哥本哈根解释”带来的“参与型宇宙”。为什么说是参与型呢?因为哥本哈根解释里的坍缩现象是由我们的意识造成的,我们的意识参与了整个宇宙过程,我们的观测行为本身参与了宇宙的创造过程,虽然宇宙在道理上讲已经演化了一百多亿年,但它直到被一个高级生物所观察才成为确定。参与型宇宙是增强的人择原理,它不仅表明我们的存在影响了宇宙的性质,甚至,我们的存在创造了宇宙和它的历史本身。我们选择了宇宙,宇宙又创造了我们。第二种是由“多世界解释”(Many Worlds Interpretation,简称MWI)带来的“多世界宇宙”,或者叫“平行宇宙”。多世界解释说在电子双缝实验里根本没有坍缩现象,电子没有随机选择左还是右,事实上两种可能都发生了,而是我们只能观察到其中一个世界,在另一个世界存在着另一个可能。薛定谔的猫也没有既死又话,而是在我们这个世界或死或活,在另一个世界则相反。从宇宙诞生以来,已经进行过无数次这样的分裂,它的数量以几何级数增长,很快趋于无穷,我们现在所处的只不过是其中的一个宇宙。当然分裂这个词并不准确,我们可以试着理解多维数空间的概念,一个复杂系统的状态可以看成某种高维空间中的一个点或者一个矢量(脑补一下画壁)。按照MWI,“真实的完全的宇宙”始终只有一个,但是它存在于一个非常高维(可能是无限维)的希尔伯特空间中,但这个高维的空间却由许许多多低维的“世界”所构成(正如我们的三维空间可以看成由许多二维平面构成一样),每个“世界”都只能感受到那个“真实”的矢量在其中的投影,因此在每个“世界”感觉到的宇宙都是不同的。那么为什么微观的电子能感觉到不同的世界,宏观的我们却感觉不到呢?“退相干理论”说宏观与微观的区别,关键在于其牵涉到的维度不同,随着宏观世界的维度增加,不同“世界”之间的联系被抹平了,它们相互正交而不干涉,量子叠加态在宏观层面上的瓦解,正是退相干的直接后果。在MWI的框架中,宇宙只有一个波函数,它按照薛定谔方程唯一确定的演化,重新回归了经典的决定论。上帝又不掷骰子了,只不过对于我们这些凡夫俗子芸芸众生来说,因为我们纠缠在红尘之中,与生俱来的限制迷乱了我们的双眼,让我们只看得见某一个世界的影子。而在这个投影中,现实是随机的,跳跃的,让人惊奇的。如此,你是接受“意识怪兽”?还是“宇宙分裂”?(小贴士:怎样表述一个命题才算是科学的?按照证伪派说法,我们对待科学的态度是,只要一个理论能够被证明为“错”但还未被证明“错”,我们就暂时接受它为可靠正确的。不过它必须随时积极地面对证伪,这也就是为什么科学总是在自我否定中不断完善,也是科学与宗教的区别。)10.回归经典。本章先是延续上一章的话题MWI,因MWI而推导出的有趣现象。比如如果把薛定谔的猫换成人来做实验,也就是“量子自杀”实验。那么按照MWI,总有一个世界这个人是永远不会死去的,跳楼也好,卧轨也好,他无论如何试图去自杀都不会死,事实上按照MWI推论,一旦一个“意识”开始存在,从它自身的角度来看,它就必定永生,这就是“量子永生”,这又是一个无解的逻辑怪圈了。还有一样东西必须一提,那就是“量子计算机”。到目前为止,计算机自诞生以来并没有什么本质变化,阿兰图灵为它种下了灵魂,冯诺依曼为它雕刻了骨架,其他的一切都是细枝末节。万变归一所有的计算机都是这样一种机器:在一端读入信息数据流,按照特定的算法(有限的内态)来处理它,并在另一端输出结果。对于普通的计算机,一个bit或者代表0或者代表1,然而对于量子计算机,由于量子叠加态,一个bit可以同时记录0和1,也就是所谓的“量子比特”(qubit)。所以如果同样是读入10bits的信息,传统计算机只能处理一个10位的二进制数,而量子计算机则可以同时处理2的10次方个这样的数,可以想象这样的计算能力是多么的恐怖!更要命的是,1985年大卫德义奇已经成功证明了一台通用的量子计算机是可能的!相信不久的将来,所有的算法所有的软件所有的交互所有的一切将面临重构。(这里联想到最近很热的区块链,打算找来读一读)好了,上面我们谈到了哥本哈根解释的“意识怪兽”,还有MWI的“宇宙分裂”,这都与我们的常识背离,所以这里又提到了另一种对量子论的解释:“隐变量理论”。通俗的说就是目前的量子论还是一个不完全的理论,还有一些隐藏的变量未被考虑,所以才显得不可预测,如果能发现这些隐变量,那么整个系统依然是确定和可预测的,符合严格因果关系的。这里最成功的是波姆的隐变量理论,他说电子本质上是一个经典的粒子,但以它为中心发散出一种量子势场,这种势弥漫在整个宇宙,这种势能在宇宙的任意点之间瞬间传递信息。波姆的理论在恢复了世界的实在性和决定性的同时,却放弃了定域性。所谓定域性,简单来说就是相对论指出的:不存在超光速的通信。世界是不是定域的?这里引出了一个裁判:贝尔不等式。11.不等式的判决。如果我们的世界本质是经典的,那么必须同时满足:1.定域性,也就是没有超光速信号的传播。2.实在性,也就是存在着一个独立于我们观察的外部世界。而贝尔不等式就是判定宇宙最基本性质的试金石:如果世界是经典的,那么在EPR佯谬(一对分裂的粒子,无论相隔多远都保持相关性)中贝尔不等式就必须得到满足,反之则可以突破。最近的一系列实验已经证明:贝尔不等式是可以突破的。也就是说世界不可能既是定域的,又是实在的。我们要么放弃定域性,要么放弃实在性。如果放弃实在性,那么可以选择相信哥本哈根解释的“意识怪兽”,或是在一个高层次的角度上保留决定论,选择相信MWI。这些都背离了我们的常识。如果放弃定域性,那我们必须容忍超光速信号的存在。可爱因斯坦说超光速意味着获得了回到过去的能力,虽然存在并不等于可以被利用,目前所发现的超光速也不能携带能量和信息,可承认超光速总是让人感觉不妥。怎么办?虽然这些看似与我们的日常生活无关,每天太阳照常升起,我们照常穿衣吃饭,可至少我们已经认识到我们生存在我们无法了解的宇宙中,我们没有理由狂妄,千万别再自大,抬头仰望星空的时候,请心怀谦卑。对于量子论,到这里我们已经了解了哥本哈根、MWI、隐变量。本章又简单介绍了“系综解释”(说量子论所推导的一切结果都是一个统计概念,不存在单个事件,一切都是针对真个集合而言的)、“GRW解释”(即自发定域理论,说所有系统间存在着一种随机的物理交流,从而导致微观系统从叠加状态变为一个精准的定域)。12.新探险。本章描述了量子论的第六种解释:退相干历史(DH),也称多历史理论。与多世界解释不同,DH说世界只有一个,但历史有很多个。每时每刻都有许许多多的精细历史在“同时发生”(相干),可是因为它们之间互相脱散(退相干)的缘故,只有一种粗略历史能被我们感觉到。当然这些解释都有数学上的证明用以支撑。现在,本书已经带我们简单了解了哥本哈根、多宇宙、隐变量、系综、GRW、退相干历史六种对于量子论的解释,虽然量子力学的基本数学形式已经被创立80年了,它在每一个实用领域也取得了巨大的成功:核能、计算机技术、新材料、能源技术、分子生物学、互联网......没有量子力学就没有这一切,但是如何“解释”它依然没有定论。虽然现在我们无法理解它只能运用它,可并没有影响它前进的脚步:量子场论、超弦理论......神赋予了量子无与伦比的力量,将整个宇宙的命运都控制在它的掌握之下,也许我们永将为其困扰,也许我们已接近终极定律的终点。无论如何,这是一段奇妙非凡的量子旅程。
作者:曹天元版本:辽宁教育出版社 具体版本未知来源:下载的PDF版本 作者有丰富的物理学背景,所以作为科普作品而言,内容是相当合格的,许多以前朦朦胧胧的概念读了以后都有拨云见日的感觉,唯一的缺憾是作者写作风格略带武侠气息,经常会自high一下,然后我就会跟着“出戏”,联想到...
黄金时代。经典力学、经典动力学、经典热力学形成当时物理世界的三大支柱。牛顿的经典力学更是奉为神一样,因为不论是身边的小球,到航天器,在星体之间都遵循这一定论。当时人们相信,上帝造物的奥秘已经被全部掌握了。波粒之争。笛卡尔提出假说,历经300年后盖棺定论。光大粒子性:牛顿只能...
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虽然这是一本讲述量子物理的书,但是你一定会被它优美的文笔、恰当的比喻及磅礴的气势所征服。作者把一本物理书写成了一部长篇小说,让读者在细细流淌的叙述中体会物理学家们一场又一场的协作与争锋。 文章从赫兹的一个验证电磁波存在的实验开始,通过计算电磁波的前进速度,发现这个数值正好等...
这是量子学派的第一个必修课程 —— “科学之美”系列的第一本书。 作者曹天元,科普作家,1981年生于上海,中学毕业后赴美国和中国香港读书,主攻专业为生物化学和电子工程。看书名时还以为这又是一部外国人的作品,没想到是个中国人,而且是个这么年轻的中国人,将枯燥的物理讲的那么生...
方正说道 :“先放一周吧,有可能时间比一周还要长,不过小李你可千万别跑远了,一旦蛇出了洞,咱们就必须马上展开行动了。” 小李哈哈一笑说道 :“我的妈呀,一周!这简直就是梦幻的开始啊!方队你说,咱们从哪天开始放假?” 方正说道 :“就从现在开始放,什么时候结束放假我会打电话通...
佛山的小芬最近终于辞职了。辞职后做什么?小芬没有一刻懈怠,马上开始找新工作。在佛山找工作并不难,但这回小芬不再随便找了。每次面试,小芬最关心的是薪资待遇,而那些答案含糊的公司,几乎立马就被打上了×。 为什么这么在意薪资待遇?工作真的只是为了钱吗?小芬的回答是:是的!小芬说,...
文/浪迹天涯
很多文友在简书上写作有一段时间,经常遇到自己辛辛苦苦码出一篇文章,兴高采烈排版好点击发送,然后趴在电脑前坐等别人阅读。
有时候几天过去了,居然连一个阅读量都没有,更别提有人点...
第二天,那些人还是一样很早的起床,看书看到8:00,这次叫我一起去听课了。一共有30多个人,坐在一张还没有屁股大的胶凳子上,一坐就是4小时。 上课内容是礼仪,首先是坐,坐要有个坐相,要求坐必须挺直腰,除做老师让做笔记,两眼必须目视前方。在老师讲的精彩部分时,必须鼓掌。我也不...
你在贵州的梦里:
那段时间我越来越觉得以十字开头的年纪不太适合谈恋愛。来日方长,我怕誓言变成谎言,我开始沉迷于字里行间,我开始为以后的生活做进一步打算。
我知道,我最忌怕的就是空谈。
我越来越不敢和她联系,好多甜言蜜语都有扯蛋的嫌疑。...上帝不会掷骰子_百度百科
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上帝不会掷骰子
“上帝不会掷骰子”是著名物理学家的名言。人们把这句名言当做他断然否定量子力学的证据,因为把随机性看作是物理世界的内禀性质。但人们其实误解了他。
上帝不会掷骰子基本介绍
“无论如何,我都确信,上帝不会掷骰子。”多年以来,爱因斯坦的话已经成了他反对量子力学及其随机性的标志,但人们其实误解了他。
“上帝不掷骰子”——爱因斯坦的名言中很少有哪句话像这句被引用得如此之多。人们自然而然地把这句名言当做他断然否定量子力学的证据,因为把随机性看作是物理世界的内禀性质。
在大众心目中,故事是这样的。爱因斯坦拒绝接受这样一个事实:一些事情是非决定论的——它们发生就是发生了,人们永远找不出原因。在同时代的人中,他几乎是惟一一个还抱此信念的:他坚信宇宙是经典物理式的,像钟表那样机械地嘀嗒运转,每个瞬间都决定着下个瞬间。掷骰子的这句台词象征了他人生的另一面:提出相对论的物理革命者可悲地变成了保守派,在量子理论方面“落后于时代潮流”——尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)这样评价。
然而多年以来,许多历史学家、哲学家和物理学家都对这个故事提出了质疑。深入研究爱因斯坦所说的原话之后,他们发现爱因斯坦关于非决定论的思考远比大多数人认为的更激进,也更细致入微。“正确理解这件事情成为我们的一项使命,”美国圣母大学的历史学家唐·A·霍华德(Don A. Howard)说,“深入发掘文献资料以后,我们看到事实与一般叙述截然不同,这令人吃惊。”就像他和其他人证明的那样,爱因斯坦其实承认了量子力学的非决定性——理应如此,因为就是他发现了量子力学中的非决定论。而他所不能接受的是,非决定论是大自然的基本原则。非决定论从各个方面都暗示着物理现实存在一个更加深刻的层次,而这正是量子理论所不能解释的。爱因斯坦的批评并不神秘,相反,其关注的一些科学问题,时至今日仍未解决。
宇宙究竟是像发条装置还是掷骰子的桌子,这一问题触及了物理学的核心,在我们看来,物理学就是在缤纷繁复的大自然中寻找隐藏的简单原理。如果一件事情会无缘无故地发生,那么就意味着我们的理性探寻在这里达到了极限。“如果非决定性是一种基本原则,这将意味着科学的终结。”麻省理工学院的宇宙学家安德鲁·S·弗里德曼(Andrew S. Friedman)担心地说。
但是历史上的哲学家已经假定非决定论是人类自由意志的先决条件。要么我们都是发条装置中的齿轮,那么所有事情都是注定的;要么我们是自己命运的主宰,那么宇宙终究不是决定论的。分清这种二元对立有非常实际的现实意义,它可以帮助社会来决定人应该为自己的行为负多大的责任。关于自由意志的假设在我们的法律制度中随处可见:要指控一个人犯罪,这个人一定得是有意而为之。为此,一直以来法院都在努力鉴别被告是否无辜,是否只是受了精神错乱、青少年的冲动或是堕落的社会背景的驱使。
不过,当人们谈论二元对立的时候,通常是试图证明它是错的。的确,很多哲学家认为争论宇宙遵从决定论还是非决定论毫无意义,因为这取决于研究对象的大小或复杂程度:粒子、原子、分子、细胞、生物体、思想、社群。“决定论与非决定论的区别取决于特定的层次,”伦敦政治经济学院的哲学家克里斯蒂安·利斯特(Christian List)说,“如果某个层次是决定论的,那么在更高和更低层次都完全可以是非决定论的。”大脑中原子的运动方式可以是完全确定的,而我们依然可以享受行动的自由,因为原子和能动性是在不同层次上运作的。类似地,爱因斯坦就是试图寻找一个决定论的亚量子层次,同时保证量子层次仍然是概率性的。
1、爱因斯坦反对的是什么?
爱因斯坦怎样被贴上了“反量子力学”的标签,和量子力学本身一样是个巨大的谜团。“能量子”(quanta)——指不连续的能量单元——这个概念就是他在1905年的思想结晶,而且事实上在其后的15年内,只有他一个人支持能量量子化的观点。爱因斯坦提出了今天被普遍接受的量子力学的基本特征,比如光既可以表现得像粒子又可以表现得像波动,而埃尔温·薛定谔(Erwin Schr?dinger)在20世纪20年代建立的量子理论最常用的表述,也正是基于爱因斯坦关于波动物理的思考。爱因斯坦并不反对量子力学,他也不反对随机性。在1916年他证明,当原子发射光子的时候,发射时间和角度是随机的。“这与爱因斯坦反对随机性的公众形象截然相反。”的哲学家扬·冯·普拉托(Jan von Plato)说。
但爱因斯坦和同时代的人都面临着一个严重的问题:量子现象是随机的,但量子理论不是:薛定谔方程百分之百地遵从决定论。这个方程使用所谓的“波函数”来描述一个粒子或是系统,这体现了粒子的波动本质,也解释了粒子群可能表现出的波动形状。方程可以完全确定地预言波函数的每个时刻,在许多方面,薛定谔方程比牛顿运动定律还要确定:它不会造成混乱,例如奇点(物理量变得无限大所以无法描述)或混沌(运动无法预测)。
棘手之处在于,薛定谔方程的确定性是波函数的确定性,但波函数不像粒子的位置和速度那样可以直接观测,它仅仅明确了哪些物理量是可以观测的,以及每个结果被观测到的可能性。量子理论并没有回答波函数到底是什么,以及是否可以把它当做真实存在的波动这样的问题。所以,我们观察到的随机性是大自然的内在性质还是表面现象这一问题也有待解决。“人们说量子力学是非决定论的,但得出这个结论还为时过早。”瑞士日内瓦大学的哲学家克里斯蒂安·维特里希(Christian Wüthrich)说。
另一位早期量子力学的先驱(Werner Heisenberg)把波函数想象成掩盖了某种物理实在的迷雾。如果靠波函数不能精确地找出某个粒子的位置,实际上是因为它并不位于任何地方。只有你观察粒子时,它才会存在于某处。波函数或许本来散开在巨大的空间中,但在进行观测的那个瞬间,它在某处突然坍缩成一个尖峰,于是粒子在此处出现。当你观察一个粒子时,它就不再表现出确定性,而是会“嘣”的一下突然跳到某个结果,就像是抢椅子游戏中一个孩子抢到了一个座位一样。没有什么定律可以支配坍缩,没有什么方程可以描述坍缩,它就那样发生了,仅此而已。
波函数的坍缩是哥本哈根诠释的核心,这个诠释由玻尔和他的研究所所在的城市命名,海森堡也在此处完成了他早期的大部分工作(讽刺的是,玻尔自己从来没有接受波函数坍缩的观点)。哥本哈根学派把观察到的随机性看作量子力学表面上的性质,而无法做出进一步解释。大多数物理学家接受这种说法,仅仅是因为心理上的“锚定效应”:这个解释已经足够好了,而且是最早的一个。
虽然爱因斯坦并不反对量子力学,但他肯定反对哥本哈根诠释。他不喜欢测量会使得连续演化的物理系统出现跳跃这种想法,这就是他开始质疑“上帝掷骰子”的背景。“爱因斯坦在1926年所惋惜的是这一类具体的问题,而并没有形而上地断言量子力学必须以决定论为绝对的必要条件,”霍华德说,“他尤其沉浸在关于波函数的坍缩是否导致非连续性的思考中。”
爱因斯坦认为,波函数坍缩不可能是一种真实的过程。这要求某个瞬时的超距作用——某种神秘的机制——保证波函数的左右两侧都坍缩到同一个尖峰,甚至在没有施加外部作用的情况下。不仅是爱因斯坦,同时代的每个物理学家都认为这样的过程是不可能的,因为这个过程将会超过光速,显然违背相对论。实际上,量子力学根本不给你自由掷骰子的机会,它给你成对的骰子,两个骰子的点数总是一样,即使你在维加斯(Vegas)掷一个骰子而另一个人在织女星(Vega)掷另一个。对于爱因斯坦来说,这明显意味着骰子中包含了某种隐藏的性质,可以提前修正它们的结果。但哥本哈根学派否定类似的东西存在,暗示骰子的确可以相隔遥远的空间而互相影响。
哥本哈根学派给测量赋予的魔力进一步困扰了爱因斯坦。到底什么是测量呢?是不是只有意识的生命或者终身教授才能进行测量?对此,海森堡和其他哥本哈根学者没能详细地解释。有人提出,是我们的观察行为造就了现实——一个听起来很诗意的想法,但或许有点太诗意了。哥本哈根学派认为量子力学是完备的、是永远不被取代的终极理论,而爱因斯坦认为这种想法过于轻浮。他把所有的理论,包括他自己的,都当做是更高级的理论的垫脚石。
2、随机的想法
爱因斯坦认为,如果抓住未能解释的问题,就会发现量子随机就像物理学中其他所有类型的随机一样,是背后一些更加深刻过程的结果。爱因斯坦这样想:阳光中飞舞的微尘暴露了不可见的空气分子的复杂运动,而放射性原子核发射光子的过程与此类似。那么量子力学可能也只是一个粗略的理论,可以解释大自然基础构件的总体行为,但分辨率还不足以解释其中的个体。一个更加深刻、更加完备的理论,或许就能完全解释这种运动,而不引入任何神秘的“跳跃”。
根据这种观点,是一种集体的描述,就像是说,如果重复掷一个公平的骰子,每一面向上的次数应该是大致相同的。波函数坍缩不是物理过程,而是知识的获得。如果掷一个六面的骰子,结果向上的那面是4,那么1至6发生的可能性就“坍缩”到了实际的结果,即4。如果存在一个神通广大的魔鬼,有能力追踪影响骰子的所有微小细节——你的手把骰子丢到桌子上滚动的精确方式——它就绝对不会用“坍缩”来描绘这个过程。
爱因斯坦的直觉来自他早期关于分子集体效应的工作,该研究属于物理学的一个分支,称为统计力学,其中他论证了哪怕背后的现实是决定论的,物理学也可以是或然性的。1935年爱因斯坦写信给哲学家卡尔·波普尔(Karl Popper):“你在你的论文中提出不可能从一个决定论的理论导出统计性的结论,但我认为你是错的。只要考虑一下经典统计力学(气体理论,或者布朗运动理论)就能知道。”
爱因斯坦眼中的概率同哥本哈根诠释中的一样客观。虽然它们没有出现在运动的基本定律中,但它们表现了世界的其他特征,因而并不是人类无知的产物。在写给波普尔的信中,爱因斯坦举了一个例子:一个匀速圆周运动的粒子,粒子出现在某段圆弧的概率反映了粒子轨迹的对称性。类似地,一个骰子的某一面朝上的概率是六分之一,这是因为六面是相同的。“他知道在统计力学中概率的细节里包含有意义重大的物理,在这方面,他的确比那个时代的大多数人都理解得更深。”霍华德说。
从中获得的另一个启发是,我们观察到的物理量在更深的层次上不一定存在。比如说,一团气体有温度,而单个气体分子却没有。通过类比,爱因斯坦开始相信,一个“亚量子理论”(subquantum theory)与量子理论应该有显著的差别。他在1936年写道:“毫无疑问,量子力学已经抓住了真理的美妙一角……但是,我不相信量子力学是寻找基本原理的出发点,正如人们不能从热力学(或者统计力学)出发去寻找力学的根基。”为了描述那个更深的层次,爱因斯坦试图寻找一个统一场理论,在这个理论中,粒子将从完全不像粒子的结构中导出。简而言之,传统观点误解了爱因斯坦,他并没有否定量子物理的随机性。他在试图解释随机性,而不是通过解释消除随机性。
3、层级结构
虽然爱因斯坦总体的计划失败了,但是他对于随机性的基本直觉依然成立:非决定论可以从决定论中导出。量子和亚量子层次——或大自然中其他成对的层次——各自包含有独特的结构,所以它们也遵从不同的定律。支配某个层次的定律可以允许真正的随机性存在,即使下一层次的定律完全是秩序井然的。“决定论的微观物理不会导致决定论的宏观物理。”剑桥大学的哲学家杰里米·巴特菲尔德(Jeremy Butterfield)说。
在原子的层面上考虑一个骰子。它的原子构造可以有无数的可能性,而肉眼无法区分。骰子被掷出的时候,如果你追踪其中的任何一个构造,会观察到一个特定的结果,这完全是确定性的。某些构造会造成骰子1点朝上,某些其他的构造会造成骰子2点朝上,等等。所以,单一的宏观条件(被掷出)可以导致多种可能的宏观结果(表现为六面中的某一面朝上)。“如果我们在宏观的层次上描述骰子,我们可以把它看做一个允许概率客观存在的随机系统。”与法国塞吉-蓬图瓦兹大学数学家马库斯·皮瓦托(Marcus Pivato)一起研究层级啮合的利斯特说。
虽然更高的层次建立(用术语来说,就是“随附”supervene)于低层次上,但它是自己独立运行的。为了描述骰子,你需要在骰子所在的层次上努力,而当你做这件事的时候,你只能忽略原子和它们的动力学。如果你从一个层次跨越到另一个层次,那么你就出现了“范畴错误”,用哥伦比亚大学哲学家戴维·Z·艾伯特(David Z.Albert)的话说,就像是在询问金枪鱼三明治的政治立场一样。“如果有某种现象可以在多重层次上描述,那么我们在概念上就要非常谨慎,以避免层次上的混淆。”利斯特说。
层次的逻辑反过来也管用:非决定论的微观物理可以导致决定论的宏观物理。组成棒球的原子随机地运动,但棒球的飞行轨迹却完全可以预测,因为量子随机被平均掉了。同样地,气体中的分子有复杂的运动(实际上是非决定论的),但气体的温度和其他的特征可由非常简单的定律描述。还有更大胆的推测:一些物理学家,例如斯坦福大学的罗伯特·劳克林(Robert Laughlin)提出,低层次是完全无关紧要的。无论基础组分是什么东西,都能有相同的集体行为。毕竟,像水中分子、星系中恒星和高速公路上的汽车这些多种多样的系统,都遵循流体运动定律。
当你从层次的角度思考,非决定论标志科学的终结的顾虑就荡然无存。我们周围并没有一堵墙,把遵守物理定律的宇宙整体与其他不遵守定律的部分隔开。相反地,世界是由决定论和非决定论组成的层状蛋糕,而人类就存在于这个层状蛋糕中。即使粒子的所有行为都是已经注定的,我们的选择依然可以完全由我们自己决定,因为支配粒子行为的低层次定律与支配人类意识的高层次定律是不同的。这种观点化解了决定论与自由意志的困境。
实际上,霍华德认为爱因斯坦会乐于考虑非决定论,只要他的问题可以得到回答——比如,如果有人能解释清楚什么是测量,以及没有超距作用的情况下粒子如何保持关联的话。有一些迹象可以表明爱因斯坦并没有把决定论作为首要要求:他要求替代哥本哈根诠释的决定论式理论也能解释上述两个问题,并否决了这些替代理论。另一位历史学家,来自华盛顿大学的阿瑟·法恩(Arthur Fine)认为霍华德夸大了爱因斯坦对非决定论的接受程度,但与引起好几代物理学家误解的掷骰子故事相比,法恩认为霍华德的想法更有依据。
上帝不会掷骰子来源
那就是二十世纪上半期的诞生和成熟期。物理学家们发现,对一个系统作单个测量,在原则上不能得到精确的结果,而只能得到获得某种结果的概率是多少。例如,如果对一个没有被“极化”的电子进行量子力学测量,我们可以得到自旋±1/2的概率各为1/2,却不能准确预期的值究竟为+1/2,或为-1/2。
对于量子力学测量的上述不可精确预期性或存在好几种不同的解释。其中有两个主要的派别。一是所谓“正统派”,或“”,由大多数量子物理学家所持守。二是以为代表的少数非正统派。“正统派”以为量子力学(包括量子力学测量)对的描述是完备的。言下之意,随机性或不可精确预期性是客观物理世界的一个根本方面。爱因斯坦至死都不接纳这种观点。他认为的描述是不完备的。言下之意,随机性或不可精确预期性不是客观物理世界的根本方面,只不过是人们对它的认识不完备而已。“上帝不会掷骰子”正是爱因斯坦用宗教的术语来表达他对量子力学和客观物理世界的根本看法。
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