网站导航|设为首页|加入收藏
您当前的位置:首页 > 外国小说 > 长篇小说

上帝与新物理学

时间:2014-02-24 22:44:08  来源:  作者:保罗·戴维斯  [ 下载本书 ]
简介:上帝是什么、存在吗?宇宙何以存在?世界的本质是什么?,,,,诸如此类的问题在本书中将进行深入细致的讨论。《上帝与新物理学》不是谈宗教的书。《上帝与新物理学》谈的是新物理学——从牛顿经典力学到相对论再到量子力学再到大统一理论——对以前的属于宗教的问题产生的影响。《上帝与新物理学》也不是一纯科学的书。《上帝与新物理学》从哲学的角度发问,是关于科学及其广泛含义的书。...
  1979年,在普林斯顿召开了一个纪念爱因斯坦诞辰一百周年的专题讨论会。约翰·惠勒在会上说了一番具有讽刺意味的话。他从双缝实验得出一个更让人吃惊的结论。他指出,只要对实验设备稍微进行些改造,就能够延迟选择测量方式,直到光子通过了屏幕之后再选择测量方式。这样,我们要制造一个混合世界的决定就可以在这世界出现之后再作出!惠勒说,实在的确切性质,要等到一个有意识的观察者参与之后才能确定。如此说来,可以让精神对实在进行逆时间地创造——即便是人类存在之前的实在,也可以由精神创造出来。这就是第三章中所提到的逆动因果关系。
  前面的叙述表明,量子论打碎了人们的常识所珍视的关于实在性质的概念。它使得主体与客体、原因与结果之间的界限模糊了,将强烈的整体论观念引入了我们的世界观。我们已经看到,在爱因斯坦实验中,两个相距很远的粒子如何必须被看作是一个系统。我们还看到,若是不在特定的实验安排当中谈论原子的状况,甚至谈论原子这个概念如何是没有意义的。原子在何处以什么方式运动,这种问题是不能问的。你得首先明确你想测量什么,是位置还是运动,然后你才能得到一个有意义的答案。测量要动用大量的宏观仪器。因而,微观的实在与宏观的实在是不可分的。然而,宏观是由微观构成的,仪器是由原子构成的!这又是怪圈。大卫·玻姆这位名列前茅的量子理论物理学家在其《整体性与暗含的秩序》一书中探讨了这些问题:
  量子论所要求的关键性的描述变化就是,放弃分析的想法,不再把世界分析成相对自主的部分,分别存在但同时又相互作用。相反,现在最受强调的是不可分的整体性,在整体的世界中,观察工具与被观察的东西不是分开的。①。
  一句话,世界不是相互分离却相互联系的东西的集结,而是一个关系网络。玻姆这样就回应了沃纳·海森堡的话:“习惯上把世界分成主体与客体,内心世界与外部世界,肉体与灵魂,这种分法已不恰当了。”
  宏观世界(即我们日常经验的世界)决定微观实在,而宏观世界又是由微观实在构成的,这个怪圈该怎么解开呢?当我们寻问在进行量子测量时实际发生了什么时,就立刻碰上了这个问题。观察者怎么会把模糊的微观世界推入具体的实在状态之中呢?
  量子的“测量问题”实际上是精神—肉体或软件—硬件问题的变体。物理学家和哲学家已经与它相持了好几十年了。硬件——粒子——是用波来描述的,而波则将一个观察者观察粒子时有可能发现的关于粒子的信息变成了密码。进行观察,就使波“崩溃”成为一种具体的状态,这种具体的状态将一个确定的值赋予了被观察到的东西。
  假如从头至尾全是在硬件层面上描述测量行为,就出现了悻论。可以设想一个电子正从一个靶那里扩散开去。它可以往右去,也可以往左去。你计算一下波,看看波往哪里去。波从靶那里折射开去,一部分向右扩散,一部分向左扩散,比如说,向右向左的强度相同。这就意味着,你在观察时,将会发现电子或者在左边,或者在右边。不过得要记住,在实际观察进行之前,是不可能说(也不可能有意义地讨论)电子实际在靶的哪一边的。在你进行实际的探测之前,该电子一直保持着自己的选择。两个可能的世界以一种混合的、模糊的叠加方式共存(见图16)。
  现在你进行观察,比如说发现电子在左边,右边的“幽灵”立刻就消失了。波突然崩溃了,倒向了靶的左边,因为现在电子已不可能是在右边了。为什么会发生这种戏剧性的崩溃呢?
  为了进行观察,就必须将电子与一种外在的装置或一系列装置连接起来。这些装置被用来测试电子在哪里,并把电子存在的信号放大到宏观的层面以便记录下来。但这些连接和装置作用本身也涉及到原子的机械活动(尽管涉及的原子很多),因而也是从属于量子因素的。我们可以写下一个波来代表测量装置。假设测量机器有一个指针,指针有两个位置,一个位置表示电子在左边,
  一个位置表示电子在右边。那么,把电子和测量装置组成的整个系统看成是一个量子大系统,就迫使我们得出一个结论:那个左右不定的电子的混合性质转移到测量装置的指针上了。测量装置必须进入一种量子中间过渡状态,而不能显示其指针指向左还是指向右。这样,测量行为似乎就把那讨厌的量子世界放大到实验室的尺度上了。
  数学家约翰·冯·纽曼对这一难题进行了探讨,用了一个简单的数学模型证明,将电子与测量装置连接起来,结果的确促使了电子选择在左边还是在右边,但这只能是将电子混合的非实在状态转移到测量装置的指针上。冯·纽曼还指出,假如测量装置再与另一个装置连接起来,这一个装置能够显示出第一个装置的测量结果,那么,第一个装置的指针因而也就被促使作出选择。现在,进入中间过渡状态的是第二个装置。于是,可以有一连串的机器互相测量,得出有意义的“非此即彼的”结果,但冯·纽曼机器链总是有一台最后的机器必得处于一种非实在的状态之中。
  薛定谔的一个著名实验突出地表明了量子论中这难解的问题。在这个实验中,有一个放大装置被用来引发一种毒剂的释放,该毒剂能杀死猫。于是,左一右指针的二重性转换成了活一死猫的二重性。假如一只猫要被描述为一个量子系统,那么,我们就被迫得出结论:在一个人或一个什么物去观察猫之前,猫处于一种两可的“活—死”状态,而这状态似乎是荒谬的。
  假设用一个人来代替猫,这代替猫的人能够体验到一种活-死状态吗?当然不能。那么这就是说,量子力学到了人类观察者这里就失效了吗?难道说,冯·纽曼的机器链到了人的意识那里就到头了吗?有一位杰出的量子物理学家,尤金·威格纳,实际上就提出了这个令人激动的主张。威格纳认为,量子系统的信息进入了观察者的精神,使得量子波崩溃了,并且突然地将那种混合的、两可的幽灵状态转变成为泾渭分明的具体的实在状态。于是,当实验者观看装置的指针时,就使得指针作出偏向左边还是偏向右边的决定。因而,靠着机器链的传导,也使得电子打定了主意要往哪边去。
  • 上一部:《了不起的盖茨比》
  • 下一部:《无人生还》
  • 来顶一下
    返回首页
    返回首页
    按长短分类
    专题阅读
    国外小说网站
      Error:Change to use e:indexloop
    栏目更新
    栏目热门
    【本站所发布的资源来源于互联网,内容观点不代表本站立场;为保障原创者的合法权益,部分资源请勿转载或商业利用,谢谢配合!】
    网站xml地图
    站长信箱:smf101@163.com
    Powered by www.tclxh.com
    苏ICP备15052759号