我希望作文400字有科学迷加我 我将在2020年前发布自己对相对论一些它的错误

用科学帮我解释下人会有灵魂吗?别迷信!能证明爱因斯坦的相对论的进!无分了…
用科学帮我解释下人会有灵魂吗?别迷信!能证明爱因斯坦的相对论的进!无分了…
本人不才,无法为你解释爱因斯坦的相对论,那些基于思维理论的东西,貌似现在还没人能证得出吧。帮你解释下灵魂吧。以下是个人的辛勤成果,非负责,非抄袭,纯手写,满意的话请给满意,谢谢!
宇宙的开端是一个体积为零,质量无穷大的时空点,在这里时间、空间、物质都是统一的,很惭愧,以我现在所学知识也是无法理解的,但质量超越了空间而存在,是否说明了一些无需空间去承载的物质性和非物质性的事物存在呢?诸如:灵魂和意识。


19世纪中前期,继奥斯特发现磁生电后不久,法拉第发现了电生磁,电磁感应定律的发现解释了自然界一个具有深远意义的奥秘——尽管表面现象不同,但是电和磁仅仅是同一基本现象的不同方面,这向人们暗示:宇宙中的事物是具有某种基本的统一性!(在宇宙大爆炸后的100亿到200亿年内,由于宇宙的高度不对称性,致使电磁力,核力以及凝聚原子核的强作用力和造成放射现象的弱作用力在作用效果上有着惊人的差异),1923年,受其影响的英国著名物理学家,相对论的提出者爱因斯坦试图建立一个单一的科学理论体系来描述整个宇宙的物质存在与运动变化,随时随地的用此结构定律解释所有自然力的作用效果,亦即完成引力、电力、核力和弱力的统一。
由于当时数学知识的缺陷,统一场论只能停留在数学的表述形式上,而无法获得真正的物理意义,日,爱因斯坦与世长辞。尽管爱因斯坦穷尽30余年之力,却只能遗憾的把这一科学重任留给了后人。(教课书上如是说,但expect
me)

直到1984年,施瓦茨和格林等人终于宣布能够把最后的局外者——引力和其他力统一起来,条件是不再把粒子看做是点状物,而是看成“超弦”的极小物体,它们像一些琴弦存在于10维的时空之中,1995年,威滕把这个东西找到了,并称之为“超弦理论”、“膜理论”或“M理论”。超弦理论认为各种粒子从最基本的不同震荡状态产生,就像是一根弦振动形成不同的音调,而宇宙中的各种物质,就是弦不同频率的振动的表现形式。虽然超弦理论完成了所有自然力的统一,但本人还是很难接受,尤其是其指出的空间分割性,让我有种想死的感觉。从主观意义上讲,如果超弦理论成立,就从侧面否定了灵魂以非物质性的形式存在,无独有偶,著名美国医生邓肯—麦克杜尔发现了在人体死亡的瞬间,其体重减少了1~2蛊司,约合21.3克!由此认为灵魂的重量为21克,但由于1蛊司的重量是很小的,很难排除其它实验因素的干扰,在科学界的普遍质疑下,麦克杜尔并没有给予合乎逻辑的解释。

早在五千年前到一千五百年前,人们就对灵魂进行了不懈的探索,从最初的具体到抽象,从物质化到非物质化,有关灵魂的理论也在当今社会雨后春笋般发芽,但还都为成熟。DNA双螺旋结构的发现者之一:弗朗西斯—克里克在1944年在《惊人的假说:对灵魂的科学解释》一书中指出灵魂只是“一大群神经细胞及其相关分子的群体行为”即灵魂与肉体是不可分割的整体。本人同意1963年诺贝尔医学奖获得者艾里克所说:“人体内蕴藏着一个非物质的思想与意识力的‘我’,在肉体死亡之后,仍然存在并仍能有生命活动形态,可以永生不灭”,美国著名心理学家雷蒙德—穆迪博士在对150位濒临死亡的病人的“死亡体验”中记录了14条不可忽略的相似性(曾发表在腾讯新闻中,不知楼主看过否?)其中有实验者称其在落水后不久,感觉自己站在另一个角度观察自己的躯体!也就是所谓的“灵魂脱体”;还有人回忆在接近死亡时身体被拉入一个黑洞,一边是现实,一边是异域!(为什么要讲这条呢?下面会解释)

如果灵魂真的存在,那么它又将何去何从?为什么我们看不见他们?个人认为它们存在于五度空间之中,即是进入了黑洞,以下是个人见解,错了表打我!

在宇宙大爆炸初期,高能量的十度空间不断延伸和展开,形成了现在的0度空间(斯蒂芬—霍金的奇点,无生命体存在)、一度空间(即线段,存在于该空间的生物体只能做定向的左右运动)、二度空间(即平面,存在于该空间的生物体只能做360度的旋转)、三度空间(即我们生存的空间,有长、宽、高三个维度)、四度空间(爱因斯坦在其相对论中提出基于三度空间的高度空间,存在于三维都垂直的一轴——时间)、五度空间(三度空间的阴阳,佛教中的六道轮回地)、六度空间(三度空间的易经,鄙人不才,亦无法解释)、七度、八......十度空间。低维空间的缺陷,就是不具备在高维空间运动的空间,就像我们无法看到四度空间的时间,操控五度空间的生死道一般。这样似乎可以很好的解释为什么我们看不到鬼魂的原因了,
假设蚂蚁是二度空间的生物,现在人为的把一个苹果放在它前面,再将苹果举过它的头顶,由于缺乏三度空间的高度,它只会在平面中区寻找这个“消失”的苹果,一番折腾无果之后,对它来说这个苹果就是在它的世界中凭空消失了,但真的消失了吗?否然!苹果就在它的头顶,就在它的身边,只是它看不到而已! 如此类比到我们生活的三度空间和灵魂存在的五度空间中,灵魂的消失不就如苹果在蚂蚁面前消失了一样了吗?或许此时此刻,在你的身边就有一个鬼魂存在呢!
谢谢你!打这些字肯定费了你不少时间吧?可惜没分了。否则就给你满分了。
其他回答 (2)
生命,是有灵性的一种反物质结构。生命的反物质结构不改变,生命的属性就不会改变。生命的肉体是生命灵体的载体。载体是可以常常换的,就像从乘车换为乘船,从狐狸换为人。肉体的死亡不是生命的终点站。生死是表象,生命无生死。生者死之根,死者生之根。生命的品质在于生命的结构,结构越完美,品质就越高、生存的空间也越好、自由度也越大。生命演化和轮回是为了维护宇宙的道德和宇宙整体生命的动态平衡。轮回转化瞬间发生,中间没有过程,没有阎王爷的审判,而是直达目的地。对生命的轮回转化起决定性作用的除意识结构外,还有一点,就是生命的万有引力法则。生命的万有引力定律是:宇宙中凡有缘生命之间有相互的引力,这个引力的大小与相互欠债多少成正比,与相互恩惠多少成反比。如果有心愿未了,人将再次转回人间。生命轮回一个概要的标准和启示:至爱者,升华为天仙;至善者,升华为佛;至乐者,升华为神仙;至健者,升华为陆地仙;至慈者,升华为人仙;尽忠者,超升贵道;行孝者,再生福道;公平者,再返人道;积德者,转生富道;懵懂者,转往动物界;冷漠者,往生植物界;恶毒者,沉沦鬼道;霸道者,降沦冰冻层;残忍者,降入火炼层。——摘自新时代人类八百理念
在历史上曾经有人做过测量人灵魂的实验,并得出了一个结论:人的灵魂重约21g。百度有详细的介绍,我就不阐明了。望采纳!
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四&、光速为什么恒定
相对论和量子理论是现代科学的两大基石,所以我们首先从这两方面入手,看看佛学与科学有没有什么共同点。
相对论的提出,既是爱因斯坦天才头脑的创见,也是科学发展的必然。即使没有这个爱因斯坦提出相对论,一定还会有下一个爱因斯坦会提出,只不过科学就会稍微延缓一下发展的脚步。大家知道,在十九世纪五十年代,麦克斯韦就建立了描述电磁现象的完美的麦克斯韦方程组,通过此方程组,麦克斯韦计算出了电磁波的速度,没想到这个速度就是光在真空中的传播速度,由此麦克斯韦认定光也是一种电磁波。在这里,光的速度是由公式直接推导得出,已是隐含了光速恒定的概念。后来,著名的迈克尔逊-莫雷实验证明了真空中根本没有“以太”这种光的传播介质。这个实验对当时的科学界具有相当的震动,因为那时还是牛顿经典时空一统天下的时候,光的速度那时已是众人皆知,不过按照牛顿经典理论,光的速度一定是相对于某个不动的物体,这个不动的物体被大家假象为是真空中一种静止不动的介质——以太,以太是光传播的介质,同时又相对于光速恒定,这样,牛顿的经典时空就非常完美了。然而迈克尔逊-莫雷实验的结果让科学家们如鲠在喉,因此被称为二十世纪飘在科学界的两朵乌云之一(另一朵是黑体辐射实验,引发了量子理论的诞生)。
如何解释迈克尔逊-莫雷实验的结果成了当时的一件大事,此时年轻的爱因斯坦大胆假设,认为光的速度并不需要参照物,而是一个常数,并在此基础假设上建立了辉煌的相对论。我们现在知道,对于相对论的预言都很成功,相对论的应用也很普及了,比如在GPS定位时,就要考虑相对论效应,不然就会出现较大的误差。
然而,光速为什么相对于每一个观测者都是一个恒定的数值呢?并且与观测者的运动状态无关?如果光也是一种物质,那么这与我们的常识是相悖的。比如从火车上向火车运动方向上扔一个小球,在站台的观测者看来,小球的运动速度就是其本身速度与火车速度相加之和。然而相对论告诉我们,如果从火车上不是抛出小球,而是发射一个光子,那么无论对于火车上的观测者还是站台上的观测者,光子的速度都是恒定的。对于这一现象,爱因斯坦从没做过什么说明,其他的科学家或者折服于爱因斯坦理论的强大,或者曾经探讨但无果而终,总之光速恒定的假设从不再探究。
或许有人会说,光速恒定不是从麦克斯韦方程得到的结果吗?难道还需要说明吗?如果这样认为的话,并没有看到问题的实质。麦克斯韦方程是为了描述电磁现象而得到的,所以对光速恒定的结果也只是对现象的一种数学化描述,并不是说明现象的原因。麦克斯韦方程无法说明白是电磁现象导致了光速恒定的结果还是光速恒定导致了电磁现象的产生,更或者二者根本就不是因果关系,只不过是同一种现象的不同表现。况且用数学来解释物理现象的本质,有点倒果为因的感觉。数学的本质是什么,目前并没有统一的认识,直觉主义者、形式主义者和逻辑主义者各有各的解释,数学自身的出生的问题都没有解决,更不可能去说明物理现象的本质。
一个理论不管多么正确,如果是建立在一个无法说明白的假设之上,总是让人觉得不太完美,至少,这不是一个完备的理论。既然科学止步于这个假设,我们不妨看看佛家对此有没有更好的说明。
前面我们说过,在佛家看来,世界并不是真实的存在,所以也就不存在独立于观察者之外的一个所谓的客观世界,每个人看到的世界就是自己的世界,虽然大家眼中的世界也许并没有什么差别,但从本质上来说,每个人只有一个参考系,那就是自我。那为什么大家看到的世界都是一样的呢?这是因为,我们每个人,本质上都是一样的,或者说,我们每个人都是佛,我们本来都是有无穷潜力的,但由于自身的无明,产生了分别心,分别心形成幻象,我们又执着于这个幻象,所以认假为真,丢失了自己的本来面目。执着的程度不同,就会被不同的规律束缚,现在束缚我们人类的这个规律,就是目前科学家追求的大统一理论,或者叫宇宙波函数。然而,从根本上说,并不是规律束缚我们,而是我们自己束缚了自己,只要我们不再执着于幻象,我们都可以摆脱规律的束缚。
可以通过前面的思想实验来理解这种情形,比如我们现在都是在游戏中,游戏公司服务器中的游戏程序就是我们认为的宇宙波函数,宇宙波函数投影在我们自己的意识中,于是形成了五彩斑斓的四维时空的现实世界。只要我们“身”在游戏中,我们就要被宇宙波函数束缚,但只要我们从游戏中出来,游戏公司的宇宙波函数自然就奈何不了我们了。
从上面的分析可以看出,所谓的四维世界,只有一个参照系,那就是观察者自己。脱离观察者的世界是根本不存在的。就像我们照镜子,镜中的像一定是和镜子相伴相生,镜子拿开,镜中像也就消失。
大家都是由于分别心而产生了幻象,那为什么我们自己一点都没有察觉呢?佛说,那是因为分别心太过细微,而我们的意识太过粗放。我们的意识是由连续不断的念头组成,按照佛经的记载,一弹指含二十瞬,一瞬含二十念,一念含九十刹那,一刹那含九百生灭。实际上这还是方便说,真实情况是每一刹那间就有亿万次的生灭。为了帮助理解,我们可以把分别心划分为三个层次:最粗的级别为分别觉,其次为分别念,最细微的称为分别识,也就是佛法中的生灭。我们把这三个层次分别对应于时钟的时针、分针和秒针。假如我们的分别心处在时针的层次,我们只能感觉到时针的运动,如果分别心处在分针的层次,那我们可以感觉到时针和分针的运动但感觉不到秒针的运动。如果分别心处在秒针的层次,那么时针、分针和秒针的运动我们都能感觉到。相应的,佛法说,我们普通人都处在分别觉的层次上,也就是时针的层次,更细微的分别念和分别识我们感觉不到。那么普通人要怎样才能感知到最细微的生灭呢?佛经里说,要修炼到八地菩萨以上才可以(关于知觉系统的现代心理学研究将在后文谈到)。
分别识以极快的速度生灭。我们再来看光量子,光是一份一份发出的,两份光子之间有一个间隔,这难道不是一种生灭吗?一份光子是生,间隔表示灭,没错!我们终于找到了佛学与科学的共同之处!所谓光传播的速度,其实就是我们每个人分别识生灭的速度!正是这样!由于我们每个人分别识生灭的速度都一样,所以光速相对我们每个观测者来说都是恒定不变的!相对论的前提在佛学理论中得到证明!
同时,我们还知道了,普朗克时间,就是一个分别识从生到灭的最短时间,而普朗克空间,就是在这一个短暂的生灭中意识所产生的虚幻的最小空间单位。这同时也解释了,为什么小于普朗克时间和空间的概念对于科学家来说是个禁区,从佛学理论则很容易解释:虚拟的四维时空幻象本身就是建筑在一个个连续不断生灭的分别识之上,想要用虚拟时空中的要素去探索建筑该时空的基元之间的缝隙,这是本末倒置的行为,用一个不太恰当的比喻就是,想用一把钢尺去测量钢尺上两个铁原子间的距离,当然是不可能的。那么我们还有没有办法探测到小于普朗克空间的方法呢?当然有,但不能再用任何依托于四维虚拟时空的元素,后文将论及此问题。
光速恒定的结论虽然在佛学思想中得到证明,但是从佛学的观点看,所谓光的速度其实是一种假象,并没有一种叫做光的物质,单个的光子也许仅代表一次分别念的生灭。所以,并没有光,没有光的速度,有的仅是因分别识产生的光的幻觉,光的速度自然也就无从说起。这个结论,大家如果一时还不理解,可以暂时搁置,我们在下面讨论量子理论时还要用到这个结论,也许那时将更好的理解这种概念。
我不清楚爱因斯坦本人是否对佛学有过研究,但其本人对佛学有着相当高的评价,在1954年普林斯顿大学出版社出版的《Albert
Einstein: The Human Side》中,记录了这样一段爱因斯坦的话:
“未来的宗教将是一种宇宙宗教。它将是一种超越人格化神,远离一切教条和神学的宗教。这种宗教,包容自然和精神两个方面,作为一个有意义的统一体,必定是建立在由对事物的——无论是精神,还是自然的——实践与体验而产生的宗教观念之上的。佛教符合这种特征。”
爱因斯坦的这个评价也许仅是出于直觉,他应该想不到,后人会用佛学理论为他的相对论基础作一个证明,这也许是佛学对他这种评价的一种积极反馈吧。
&五、粒子还是波?
解决了相对论基础的问题,我们继续向量子理论出发。为了说明我们并不是牵强附会,有必要先引出以下三段量子物理学家的话:
J.R.奥本海默:在原子物理学的发现中所表现出来的……关于人类认识的一般概念,……就其本质而言并非我们根本不熟悉、前所未闻或者完全是新的。即使在我们自己的文化中它们也有一定的历史,而在佛教和印度教的思想中更居有中心的地位。我们所要作的发现只是古代智慧的一个例证、一种促进和精细化。
  N.玻尔:为了与原子理论的教程作一类比……(我必须转向)这样一些方法论的问题,如来佛与老子这样一些思想家早就遇到了这类问题,就是在存在这幕壮观的戏剧中,如何使我们既是观众又是演员的身分能够协调起来。
  W.海森堡:自从第一次世界大战以来,日本科学研究对于理论物理的巨大贡献可能是一种迹象,它表明在东方传统中的哲学思想与量子力学的哲学本质之间有着某种确定的联系。
量子理论是科学发展以来最为成功的理论,给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律,为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。现代的许多科技成果都带着量子理论的烙印。没有量子理论,我们的生活水平将至少倒退五十年。
这样一个成功的理论,却是目前物理学家们最感困惑的一个理论。最主要的问题集中在,一些基本的实验现象不能得到合理的解释,另外不清楚海森堡不确定性原理的机制是什么。
不确定性原理是说:一个微观粒子的某些物理量(如位置和动量,或方位角与动量矩,还有时间和能量等),不可能同时具有确定的数值,其中一个量越确定,另一个量的不确定程度就越大。测量一对共轭量的误差的乘积必然大于常数
(h是普朗克常数),这个规律是海森堡在1927通过数学手段推出来的,之后被许多实验确认,是微观粒子运动的基本规律。然而这个规律诞生80多年来,物理学家们一直不知道规律背后的原因。也有一些解释,如霍金就认为,测不准的原因是当人去观察粒子时,光子对粒子造成了扰动,所以测不准。这个解释虽然很形象,但并不能使人信服,因为测不准原理并不是实验室中的发现,而是首先通过数学公式推导得出的,这就说明,只要量子理论的公设没有问题,那么从理论上说,粒子的位置和动量就是没办法同时精确测量,而这并不是测量手段的问题。
我们再来看电子的双缝实验。
如果我们把一束电子直接打在屏幕上,屏幕会显示一个亮点,表明电子是粒子性的。我们再让一束电子通过两段平行的狭缝,在屏幕上则会显示出明暗相间的干涉图案,表现出波动性。如果将双缝之一关闭,则屏幕会出现衍射图案,但干涉图案与衍射图案并不相同,双缝干涉图案并不是单缝衍射图案的叠加。最奇怪的是,在上述实验中,让电子一粒一粒的发射,实验结果还是一样的。那么电子到底是粒子还是波呢?
如果说电子是粒子,通过单缝时,为什么会出现衍射图案?并且如果是粒子的话,必定不可分割,也无法解释一粒一粒发射的电子通过双缝后怎么会形成干涉图案——前一粒不可能与后一粒发生干涉,单个粒子也不可能同时穿过两条狭缝自己与自己发生干涉。在双缝实验中,我们快速遮去其中一个缝,单个的电子又该如何感知我们的这一行为并立即表现出完全不同的运动轨迹,本来应该落在干涉图案中的亮点变成了落在衍射图案中的亮点?
如果说电子是波,可以解释电子同时通过两条狭缝后发生干涉,但通过狭缝后打在屏幕上的为什么仍然是一个小亮点,而不是较暗的干涉图案?如果我们想要一探究竟,在双缝旁边安装一个粒子监视器,此时我们会看到一个个的粒子,但是干涉图案也随之消失。电子好像知道人们的心思,我们想要偷看它的秘密,它立即会掩饰得很好,一点破绽也没有。
目前主流的看法是,电子(其他亚原子粒子也一样)是处在一种所有可能状态的迭加态中,我们无法推测电子在某一时刻的具体位置(除非进行观测),但我们可以知道电子出现在某一位置的几率是多少,这个几率可通过薛定谔波函数计算得出。
那么,粒子在通过狭缝前到底是一种什么状态呢?是粒子还是波?还是一种被几率波函数约束的量子迭加态?如果是后者,我们又要如何来理解呢?显然,微观亚原子粒子的行为不能用我们经典的理论来解释。我们只能笼统的说,粒子具有波粒二象性。如果我们只满足于对现象的了解,这个认知就足够了,教科书这么写,我们也就这么看。就像世界上几乎所有的应用物理学家都认为的那样,知不知道粒子的秘密和能不能运用量子理论是两回事。现在量子计算机的研究正如火如荼的开展,应用物理学家们不会干等着理论物理学家的解释再干活的。况且,粒子世界怎么回事,跟我们的生活关系好像不大。粒子再怎么奇怪,太阳还是有规律的东升西落,我们还是要有规律的上学上班,微观粒子世界和宏观世界是不相干的。
但是,真的不相干吗?薛定谔的那只可怜的猫打碎了我们希望窝在有规律的宏观世界的美梦,把微观世界和宏观世界生生的扯到了一起。埃尔温·薛定谔是量子力学的奠基人之一,在1935年就已经觉察到量子迭加的哲学问题怎样可以在宏观级上出现。他设计了这样一个思想实验:“一只猫关在一钢盒内,盒中有一种残忍的装置(必须保证此装置不受猫的直接干扰):在盖革计数器中有一小块辐射物质,它非常小,或许在1小时内只有一个原子衰变。在相同的几率下或许没有一个原子衰变。如果发生衰变,计数管便放电并通过继电器释放一锤,击碎一个小的氢氰酸瓶。于是猫被毒死”。
我们运用自己的逻辑推测,那只猫是非死即活的,两者必居其一。可是,按照量子力学规则,盒内整个系统处于两种态的迭加之中,一态中有活猫,另一态中有死猫。但是,一个又活又死的猫,是什么意思呢?猫的死活被摆在了台面上,我们不能再奉行鸵鸟政策了!
对于量子领域的这种奇怪特性,量子理论的奠基人之一的玻尔给出了自己的理解。他的解释也被认为是量子理论的传统观点,被称为哥本哈根解释。玻尔认为:在对某个量子物体实行一次测量之前,就把一组完全的属性委归于它,那是没有意义的。也就是说,询问一个电子“实际”是什么的问题,是没有意义的。或者至少,当您提这个问题时,物理学家不可能给予回答。他宣称:物理学不告诉我们世界是什么,我们只能说观察到的世界是什么。对于薛定谔的那只被量子论决定生死的猫,玻尔的观点是,物理学不能告诉我们猫是生还是死(当然我们的逻辑可以判断),只有在我们观察后,波函数发生“塌缩”,我们才能知道确定的结果。
玻尔的结论是惊世骇俗的,因为本来是客观的物理实验,结果却要由主观的意识来决定,这是大多数人所不愿接受的。我们一般会毫不犹豫的认为这个世界是实实在在存在着的,眼前的电脑、屋外的果树、鲜花,一切的一切,都是实实在在的呆在那儿,并不会因为我们注意到它们就不存在。换句话说,就算我们魂归西天,这个地球还是一样的转。是的,我们坚定的这样认为。不仅我们,大多数物理学家都是同样的看法,认为我们这个世界具有两种特性:实在性和定域性。其中定域性是指,一个物体或人,比如张三,要么在家里,要么在办公室,或者在其他某个地方从事秘密活动。我们可以确定,在某个具体的时间,张三只可能出现在一个地方,他不可能同时在家又在办公室(当然除了他是SOHO的在家办公一族)。也就是说,没有一种东西可以超过光的速度。然而玻尔告诉我们,在粒子世界,所谓的定域性是不存在的,而实在性,从物理学角度也是无法确定的。
出于保卫经典世界的定域性和实在性角度出发,一些物理学家发展出了关于量子特性的多种解释。一种隐变量理论认为,我们不清楚粒子的行为是因为某种暂时还没有被我们发现的因素导致的,粒子其实和乒乓球一样是经典实在的。另一种多宇宙论则认为,我们每次观测,宇宙就发生一次分裂。比如我们看到粒子从左缝穿过,与此同时,另一个平行的宇宙被分裂出去,在那个宇宙,粒子其实是从右缝穿过的。这样,与我们平行的宇宙就有天文数字般那么多。我们不禁感叹,为了保卫实在世界的代价未免也太大了!况且这也不符合奥卡姆剃刀的经济性原则,奥卡姆剃刀原则告诉我们:不要把简单的事情复杂化。
如果仅是理论的不完善,我们还可以勉强接受,然而以下将要谈到的两个已被证实的实验,将彻底粉碎任何保卫实在性和定域性的企图。
六、两个决定性实验
在谈到前一个实验之前,我们必须先介绍一个被称之为“科学中最深刻的发现”的贝尔不等式,这个不等式的形式是:|Pxz-Pzy|≤1+Pxy。我们可以不用理会这个不等式的具体含义,也不用管贝尔是怎么推导出来的,我们只要知道,贝尔为我们提供了一种可能,即直接用实验数据验证量子理论。贝尔不等式用数学语言告诉我们,如果我们的世界是经典实在的,那么不等式成立,反之,则不成立。
贝尔不等式使物理学家们用具体实验来验证ERP佯谬成为可能。
ERP佯谬是爱因斯坦和波多尔斯基以及罗森联合提出的一个思想实验。天才的爱因斯坦建立了相对论,可是在他内心深处仍然渴望经典实在的世界,这方面他是保守的。因此为了反驳量子理论,爱因斯坦提出了他的诘难:想象一个大粒子衰变成两个小粒子反向飞开。如果粒子A自旋为“左”,粒子B便一定是“右”,以保持总体守恒。按照量子理论,在观察之前,它们的状态是不确定的,只有一个波函数可以描绘它们。当彼此飞离数光年后,我们开始观察粒子A,它的波函数坍缩了,瞬间随机选择了比如说“左”旋。此时粒子B也必须瞬间成为
“右”旋了。那么B是如何得知A的状态呢?难道有超光速信号来回于它们之间?这显然违背了相对论。
1982年,法国奥赛理论与应用光学研究所的阿斯派克特小组第一次在精确意义上对EPR作出检验,这个实验被命名为阿斯派克特实验,实验结果毫无悬念的证明了量子理论的胜利,贝尔不等式不成立!之后若干物理学家多次重复检验,结果一致。阿斯派克特系列实验是20世纪物理史上影响最为深远的实验之一,甚至可以和1886年迈克尔逊—莫雷实验相提并论。
面对实验结果,人们面临选择,要么保留实在性,要么保留定域性。二者至少必须放弃一样。如果保留实在性,定域性就必须放弃,这就意味着存在一种物理信号可以超光速传播。而这与众多实验事实验证过的相对论相矛盾,显然不可取。那么保留定域性,放弃实在性呢?这种选择是痛苦的,大多数人并不表态,也许是默认?因为这似乎是唯一的选择。的确,这就是目前对量子状态的一种主流看法,量子处在多种可能性的迭加态。当我们进行观测行为的时候,几率波函数塌缩,一种状态被决定下来。至于这究竟是怎么发生的,没有太多人去探究。这个领域像个黑洞,我们只能猜测,真相是什么,谁也说不清。
如果说阿斯派克特实验让人们还保留一些经典世界定域性的希望,那么下一个实验——延迟选择实验将彻底摧毁人们的这最后一点希望。
延迟选择实验是美国理论物理学家惠勒在1979年提出的一个思想实验,这个实验的基本思路是,用涂着半镀银的反射镜来代替双缝。一个光子(电子也是一样)有一半可能通过反射镜,一半可能被反射,这是一个量子随机过程。把反射镜和光子入射途径摆成45度角(如下图所示),那么它一半可能直飞,另一半可能被反射成90度角。但是,我们可以通过另外的全反射镜,把这两条分开的岔路再交汇到一起。在终点观察光子飞来的方向,我们可以确定它究竟是沿着哪一条道路飞来的,如果检测器1在响,说明光子经由直飞的ADB线路传播过来,如果检测器2在响,说明光子经由反射的ACB线路传播过来。
但是,我们也可以在终点B处再插入一块呈45度角的半镀银反射镜,这样,两束光线将重新组合,这会引起波的干涉效应,于是,进入1和2的光束强度分别与两束光在组合点处的相对位相有关。这些位相能通过调整光程长度而改变。特别地,可能这样安排位相,使得互相干涉导致进入1的光强为零,100%的光进入2。
按照保留定域性的量子理论观点,如果不插入第二块半镀银镜B,那么光子经由确定的线路ACB或者线路ADB传播,最终在检测器1或检测器2处得到光子的信号。如果插入第二块半镀银镜B,我们观测手段发生改变,光子立即以量子迭加态同时经两条线路穿过B并发生干涉。总之,如果我们不在终点处插入半反射镜,光子就沿着某一条道路而来,反之它就同时经过两条道路。现在,关键点是第二块半镀银镜B插入还是不插入,这个决定可以延迟作出,直到一个确定的光子已经快要到达终点时才决定。这样,我们可以在事情发生后再来决定它应该怎样发生!这是与定域性直接相违背的。
&在提出这个设想5年后,马里兰大学的卡洛尔.阿雷(Carroll Alley)和其同事做了延迟实验,验证了惠勒的这一设想。与此同时慕尼黑大学也作出了类似结果。
延迟选择实验甚至在宇宙尺度上也具有可操作性。1979年月29日,瓦尔希(Walsh)等人用2.1米光学望远镜发现了一对相距5.7角秒的类星体A,B。它们的亮度差不多。等级均为17等,光谱中有相同的发射谱系,谱线的宽度和强度相同。它们曾被认为是两个不同的类星体。二者分开的视角是6弧秒。现已证明:二者实际上是一个类星体由于引力透镜原理所成的两个像。而这个双像成为在地球上进行宇宙尺度的延迟选择实验的天然光源。惠勒提出了一个实验装置,将望远镜分别对准两个类星体像,利用光导纤维调整光程差,并将光子引入实验装置,就可以完成星际规模的延迟选择实验。也就是说,我们是否插入第二块半镀银镜B,将决定上亿光年前就已发出的光的路线,物理世界的定域性在此被推翻。
有意思的是,引力透镜现象是爱因斯坦广义相对论所预言的一种现象,引力透镜现象的存在是广义相对论的一个直接验证,而基于引力透镜的延迟选择实验却直接否定了相对论的基础,即光速为物理世界的最大速度。量子理论和相对论的矛盾在这一个实验中被彻底揭露。二者都是被无数实验现象证实的理论,我们无法放弃任何一个理论。两个自成体系的逻辑公设系统,在描述同一个世界的时候产生了一个悖论:引力透镜现象证明了相对论的正确,而基于引力透镜的延迟选择实验,却推翻了相对论的定域性基础。我们的世界到底是怎么一回事?是世界欺骗了我们还是我们被自己欺骗?
延迟选择实验和阿斯派克特实验是任何试图解释量子世界奇异特性理论的试金石,那些试图保有经典世界实在性和定域性的企图在这两个实验面前都将无法自圆其说。我们无须再做无谓的尝试,相对论与量子论的矛盾实际上已经明确的告诉了我们,并不是理论有问题,而是理论的公设有问题。当爱因斯坦在与玻尔争执的时候,哥德尔可能在心里说:看吧,我早就说过任何具有公设的系统都是不完备的。所以你们的争执也是迟早的事!
的确,用相对论无法解释量子的古怪行为,而量子论自己都无法解释量子的行为,更不要说去解释相对论了。
现代科学面临着一种尴尬的境地,如果不从根本上进行反思,这种悖论恐怕无法化解。我们不妨回味一下玻尔的观点:“物理学不告诉我们世界是什么,我们只能说观察到的世界是什么。”大家是否注意到,玻尔的观点与佛家的理论不谋而合!前面我们说过,佛家的观点认为,没有一个独立于观察者之外的世界,每个人所感知到的世界,只不过是自己无明分别念所产生的幻象。既然如此,我们能否从佛学的角度来解释粒子的古怪行为,并最终化解相对论与量子论的矛盾呢?
我们拭目以待。
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