五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】人择原理之我见 (序) -- 不爱吱声

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  • 家园 【原创】人择原理之我见 (序)

    前两天,见到任兄提到量子力学的问题,说他认为量子力学否定了因果关系,所以认为是“地心说”,早晚被抛弃。实际上这个问题在物理学界一直争论不休,直到现在也没有明确的结论,但总的来说,从目前的实验观察来看,已经越来越接近量子力学的观点,就是自然界很可能存在某种神秘的“EPR关联”。关于量子力学的争论是我忽然想到了现在比较流行的"人择理论”,想起系统地写一篇关于“人择理论”的文章。由于"人择理论”涉及的方方面面内容太多,本人能力有限,就只能想到哪里写到哪里,知到什么写什么,还请大家给出自己的意见。

    打算写以下几方面的内容,都是与人择原理发展有关的,1。量子力学中有关“EPR悖论”,“薛定谔猫悖论”的研究发展;2。霍金脑中的宇宙学;3。生物进化论还是宇宙进化论?4。关于人的“意识”。。。

    有一篇关于“人择原理”的文章很好,请见这个连接。

    链接出处

    本文并不是想写成学术论文,本人对很多东西只知道点皮毛,只是想抛砖引玉,希望大家能广泛地参与讨论。文中如有错误的地方还请大家指正。

    这个系列算是给不懂物理的肖大姐写的,感谢您对我的支持。

    通宝推:锡安,

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    • 家园 第一次宝推,主要想让大家看看老西河的讨论风范

      特别是这个帖子链接出处

      和这个帖子不爱吱声:我觉得你是就事论事

      惊喜:你意外获得【乐善】四点

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      意外收获啊


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    • 家园 【原创】从“EPR悖论”和“薛定谔猫悖论”想到的

      jlanu兄的转贴精彩之极,读过让人欲罢不能,又见仁兄的关于因果关系的讨论,引起我对很多从前知道的关于物理学新进展新发现的回忆,一些想法并不成熟,但写出来与大家分享,尽量写的通俗一些,希望与大家多多讨论。既然谈到量子力学,我们就先从量子力学的两个著名的悖论开始吧。

      著名的爱波之战(引用jlanu的题目)最终以得出著名的“EPR悖论”和“薛定谔猫悖论”而告一段落,不管是爱也好波也好,最终还是谁也没有说服谁,于是物理学中关于悖论的争论继续下去了,甚至最终将战火引入到哲学中去。。。

      具体说来,1935年美国《物理评论》的第47、48期上分别发表了两篇题目相同的论文:“物理实在的量子力学描述能否认为是完备的?”在47期上署名的是:爱因斯坦、波多尔斯基和罗森,在48期上署名的是玻尔。 EPR是前三位物理学家姓的头一个字母,也就是他们在这篇文章中提出了闻名物理学界的EPR悖论!

      这个悖论简单说来是这样描述的:假设一个单一的稳定粒子炸裂成两个相等的碎片A与B,A和B飞离了一段距离,那么当我们测量B的动量和位置,由于作用与反作用定律,A的动量和位置一定同时被确定了。要知道如果A和B已经分开飞过非常长的路程(比如十万光年),那么人们就不愿假设对B的一次测量能够影响A。至少A不可能即时地直接受到影响,因为按照狭义相对论,物理信号或影响不可能运动得比光还快,至少在光穿过A与B之间的时间之内,A就不可能知道对B实行了一次测量。也就是说,不可能出现一种超距的作用。爱因斯坦发现,对远离粒子中的每一个粒子作表观独立的测量,所给出的结果竟同谋合作得是如此充分,真叫人无法接受这种关于同谋粒子的想法。他将它嘲讽为“幽灵式的超距作用”。 爱因斯坦认为,为了消除上述悖论,人们只能肯定下述两个论断中的一个:“要么量子力学不完备,要么就必须假设存在超距作用。”我们知道,爱因斯坦断然维护了定域性原理,否定了量子力学的完备性。

      为了对EPR论证进行实验研究,玻姆在50年代首先把EPR理想实验变成测量质子自旋和测量光子偏振关联的方案。这类实验早先由吴健雄等人做过,结果与量子力学的预言相符。而正是最令人惊异的地方:光子的加入,意味着这种关联一定是非因果关联!

      1964年,爱尔兰物理学家贝尔(J. S. Bell ) 在玻姆设计的模型基础上,用两个仪器分别测量两个电子的动量。然后根据爱因斯坦定域实在性假设,分别计算这两个仪器的测量结果的概率分布,由此提出了“贝尔不等式”。于是关于是否存在“EPR关联”的哲学论争,成为可以用实验检验的实证问题。而后来的从70年代初开始的10多个实验大多数都明显违反BELL不等式,与量子力学的预言相符。1982年ASPECT小组的“原子级联辐射”实验最成功,采用了一个快速声光开关,速度为10的负8次方秒,这一速度比光在任何仪器中传播得都快。前一阶段,澳洲的华裔学家(http://www.cchere.com/article/115;ID=74290)所作的量子通信实验实际上也是这种“超距”现象的证明。这意味着定域实在性假定必定有什么地方不合理。

      那么我们回过头来看看贝尔不等式成立的两点基本假定(爱因斯坦提出的定域实在性假定):一,实在论,即认为所观察现象的规律性是由某种独立于观察者之外而存在的物理客体引起的;二,爱因斯坦可分隔性原理或爱因斯坦定域性原理。

      如果第一条错了,那么意味着世界是统一的,物质永远不会单独存在,也就是观察者和观测仪器与被观察的物理客体是不可分割的,对于“所观察现象的规律性”可以产生重大影响。这也是哥本哈根学派的拥护者的考虑,就是放弃“实在性”来解决问题。但同时它却带来的一个极富挑战性的观点,即是有关精神与意识的本性,以及它们与物质的关系等该如何认识,而这一领域恰恰是哲学斗争最激烈的地方。你可以设想一下,到底怎样定义观测?如果意识是物质的,他会不会对所观察的物理实体有影响?

      写到这里,我们在这里不防回忆一下那个薛定谔的猫。在打开盒子之前,猫到底是活还是死,还是半活半死?猫自己怎么看呢?如果不是猫,是人,是你在盒子了,你到底是活还是死?我想大概所有人都认为自己是活吧?不然你就不存在”认为“了!那么你是怎么”测量“的呢?要知道没有测量,你的状态就无法确定,所以只有一个可能就是你的意识在“测量”,你的意识通过”测量“迫使盒子里的你”活“着!那么意识到底是怎么回事?我还是暂时写到这里,以后再谈吧。:)大家这回怕了薛定谔的猫了吧!

      如果第一条对了,那么是第二条错了?

      难道确实存在某种“非定域性联系”,使得信息可以“超距传播”?这么说超光速是可能的?“超距传播”的载体是物质还是其他的什么东西?如果不是物质,是意识吗?这就又回到了薛定谔的猫的问题。如果是物质,爱因斯坦的相对论理论可怎么办?此外,一个更恼人的结论是世界到底还存不存在因果关系?“我就是想要个说法”(秋菊语)。

      通过评论贝尔不等式的检验结果,物理学家们提出了许多全新的观点。但不管怎么样,人们必须解决“物质与意识的关系”和“超光速或因果关系”问题中的一个。但是看起来,那一个都不能轻易打开,否则谁知道出来的是人还是妖?不知道各位选择打开哪一个?

      关键词(Tags): #问题

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      • 家园 此文问题颇多

        这篇文章写于四年前,当时纯粹是心血来潮,里面很多地方考虑不周。

        这次被重新亮出来,自己再看都觉得这篇文章当时写的很幼稚。

        已经有网友批评

        你对量子力学的理解很有民科风范

        我接受批评。

        经过四年,自己的认识也有了提高,发现文中提到的意识,特别是“猫”那一段想当然的成分多一些,希望大家不要被误导。原本应该自己把文章中原来认识上错误指出来会更好一些,但对自己目前的看法也没有太大把握,所以还是不犯第二回错误了。

        而对于其中的错误,大家尽可能指出来,我会暗中送花。

        • 家园 不爱吱声兄好气量,小弟佩服!

          写科普本来就是吃力不讨好的事情,尤其是物理学的基础理论的科普,想要在不借助数学工具的情况下把某个理论的来龙去脉解释清楚几乎是不可能的。为了让更多人“了解”,牺牲了准确性,会让内行的指责,而为了追求严谨性,会让大部分人看了都一头雾水,就像我一个同学说的:“能看懂严谨版本的人不需要科普。”这中间的度实在难以把握。

          小弟认为,除非确认对某个方面掌握得非常好了,不要写科普,否则太容易写成民科风格的东西了。加上中文语言文字的含义又很丰富,很多民科就是在这种不甚严谨的叙述加上丰富的联想中诞生出来的。

          如果非要写科普,我的看法是宁愿为了严谨而牺牲可读性,也不要为了可读性而放弃准确性。

          顺便说一句关于量子力学里面的测量,在朗道的《非相对论量子力学》里面就很明确的指出了,测量可以看作是“相互作用”的另一种说法,它是完全可以独立于意识的,因为完全自由,不参与相互作用的粒子没法告诉外界任何自己的信息,等于不存在。我个人赞同这种看法。至于EPR佯谬,据我一个做理论物理的同学说,这可以看作是一种超距作用,但是不能用来传递信息,所以不违反因果律。因为他几年前曾在科大的潘建伟教授手下干过一段时间的活,所以我选择相信这个说法。

          btw,刚刚才看到这一系列的讨论是几年前的……

      • 家园 这个是不是有点违反不确定性原理?

        假设一个单一的稳定粒子炸裂成两个相等的碎片A与B,A和B飞离了一段距离,那么当我们测量B的动量和位置,由于作用与反作用定律,A的动量和位置一定同时被确定了。

        B的动量和位置是不能够被同时精确确定的,而且侧重于哪个同具体的观测手段有关。那么除非用同样的方式测定A,B的测量结果已经不能反映A的状态了吧?

        • 家园 理想试验

          不是真正的测量。

          意思是,两个碎片分裂开不管多远,其中一个碎片的状态确定了,另一个就立刻自动确定了。

          我文中试图用通俗的语言,但现在看效果不好。

          • 家园 一般是讨论的自旋

            粒子的位置和动量不能同时有确定值是量子力学的基石,及所谓的不确定原理。拿这个举例子有点打着红旗反红旗的味道,呵呵。

          • 家园 总觉得量子体系下所谓的理想实验缺乏实际意义

            就拿这个理想实验而言,不进行观测就不能确定什么,进行观测就是对体系的扰动。记得爱因斯坦哪年也提出了个理想试验让另外一位大牛(好像是波尔)一晚上没睡觉,最后也是因为忽略了不确定性原理而宣告理想实验失败的。

        • 家园 确实违反了

          基本上任何一本量子力学的教材在前三页内会必然告诉你粒子的位置和动量不能同时有确定值。两者对应的算符不对易。

      • 家园 关于量子论还有一个问题

        量子论说,波函数在观测者进行观测时塌缩。那么什么才算是“观测”呢?

        就以双缝实验为例。当光通过双缝时就算作了一次测量。按量子理论的推论,这时候实验者的自由意志发挥了作用,波函数塌缩了。

        那么如果实验者在光到达双缝之前一直在看着这束光,这算不算是观测呢?

        如果是,那么实验者的自由意志导致了波函数的塌缩吗?

        如果不是,难道自由意志必须借助某种固定的工具(比如双缝)才能够左右波函数吗?

        事实上,大多数的双缝实验中,实验者是始终看着这束光的。


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        • 家园 “看着这束光”?这是一个什么概念?“

          光”本身怎么看?双缝干涉实验中的光在打到显示屏之前,始终没有进入观测者的眼睛吧?

      • 家园 真吊胃口啊!
      • 家园 【原创】如果为了因果律而必须放弃相对论的话,我选择放弃相对论

        以前说过,哥本哈根学派最致命的弱点就是搞出了一个所谓的“人择原理”,而后来更进一步搞出个什么延迟效应推测说结果可以发生在原因之前。而发生什么什么样的事也完全由人的自由意志决定。而且这已经不限于微观的量子世界,而是连宏观的宇宙的进化也包括进去了。

        如果按照这种“理论”来进行推论的话,是会得出很有趣的推论来的。

        随便举个例子。哥本哈根学派说,“任何一种基本量子现象只在其被记录之后才是一种现象”。那么好,假设现在的父母流落到一个无人的荒岛上生下了你。那么按照所谓的“延迟效应”,不是你的父母生了你,而是你决定了要你的父母生你。在你没有看到你的父母之前,你的父母不存在。同理,如果是你和你的女朋友流落到了一个荒岛上生下了孩子,那么你的子女没有观测到你之前,你也不存在。

        好,有人会说“你这个推论不对,父母也是有意志的。他们当然可以观测到自己的存在。”好,让我们姑且承认这一点。那么问题来了。人的产生是一个从无到有的过程吧?那么自我意识是在哪一个阶段产生的呢?是不是精子和卵子一结合就产生了意志?还是精子和卵子各有各的意志,然后合并为一个意志?

        继续向前追溯到第一个人类产生的时候。这个人类的意志是从哪里来的呢?如果说宇宙是在这个人诞生的时候才塌缩的话,那么这个人的自由意志又何从产生呢?应用“延迟效应”,这个人的产生可以是“事先”决定的,也可以是“事后”决定的。但是在没有“自由意志”的时候如何“事先决定”?而有了“自由意志”的“事后决定”就弄出“自由意志”在事后决定要把自己创造出来的问题。

        要解决这个问题的话,如果只在量子论的范围里打转,显然是绕不出这个主观唯心主义的怪圈的。当然,神学就容易多了。神学可以宣称有一个“绝对精神”(也可以叫做神,创造者,盘古,阿拉,耶和华,佛祖等等)在那里作观测,于是就产生了宇宙。所以量子论推来推去,结果弄出个“绝对观测者”,呵呵。

        回到我们的荒岛佯缪上来。如果一个人流落到无人的荒岛上,荒岛上只有他一个人存在。那么他是不是有父母呢?按照量子论,他没有。无论他以前观测了他的父母多少次,只要他一旦停止观测,呵呵,他的父母就回到波函数的叠加状态。当然,他的十八代祖宗就更加不存在了。因为他更加没有办法“观测”他的祖宗。

        有人也许又会说“那要看你怎样定义“观测”了。十八代祖宗可以从族谱上查到,也可以根据推理推导出来,这都可以算作“观测””。

        如果是这样的话,那么还有什么东西不能算作“观测”呢?而这种“观测”的实际效果又和认为有一个不依赖人的意志而存在的客观世界有什么两样呢?根据那个什么“剃刀原理”,显然我们应该舍弃玄而又玄的什么“观测”,“叠加”,“塌缩”等等一大堆假设,而取更加简单明了的唯物论。

        所以,量子论根本是一种不完备的理论。当然爱因斯坦的相对论也是有缺陷的。例如,如果观测到了超光速现象,我宁可相信超光速的存在,也不会为了维护相对论而去削足适履。所以,当为了因果律而必须放弃相对论的话,我选择放弃相对论。


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        • 家园 想问一下那个荒岛的问题,谁把他们送去的呢?孩子生下来后,又是谁将他们分开的呢?

          谁来讲他抚养成人的呢?如果有其他人的存在,那么其他人的观察,仍然会使这对夫妇和孩子的波函数坍塌。我认为一旦人出生就会有意识,就在出生的一霎那。呵呵。而且,夫妇俩人的互相观察不也是能够令对方的波函数坍塌吗?量子史话看到现在,我认同有人才有这个世界这个看法,比如,如果我死了,对我而言这个世界就消失了,但对活着继续观察这个世界的人而言,他们观察中的世界继续存在。呵呵,好像是这样的。

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