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三问“薛定谔的猫”
  用孙悟空的“特异功能”来比喻量的行为十分形象、贴切,我们可以将中科院和中科大的物理学家潘建伟使用的比喻概括为“量化的孙悟空”,这种形象而贴切的比喻符合哲学解释学的“等效原理”。本作者在研读了潘建伟院士的讲座内容后发现,将孙悟空等效于量的比喻可以有延伸的含义,即:不仅能够用孙悟空的“分身术”来形象地比喻量力学的“叠加原理”,还能够用孙悟空的“双面体”来形象地比拟量力学的“互补原理”。孙悟空不是人,不是神,而是一个“半人半神”的超人,丝毫不亚于美国科幻电影的“蜘蛛侠”和“超人”,中国古典家将孙悟空塑造成一个既有人的现实性,又有神的虚无性的“双重体”,这种文学想象的手法符合哲学解释学的“互补原理”。虽然孙悟空、“蜘蛛侠”、“超人”属于文学和艺术世界的虚构角色,但是,孙悟空更适合充当量力学中“互补原理”的“代言人”,因为孙悟空的神奇行为非常接近量的特性,“蜘蛛侠”和“超人”能变的形态,孙悟空都能变,“蜘蛛侠”和“超人”不能变的形态,孙悟空也能变,我们几乎可以在孙悟空的身上发现所有量的特性和量力学的原理,比如:可以用孙悟空翻筋斗云的本领比喻“量纠缠”行为。综合我们对孙悟空能力和业绩的评价,用现在的流行语言来描述,即:孙悟空是量力学的“代言人”。既可以用孙悟空作为量力学中“互补原理”的标示,也可以用太极图作为量力学中这一原理的标示,两种形式的标示符合哲学解释学的“等效原理”。

  包括潘建伟在内的物理学家习惯于用“薛定谔的猫”来描述量的特性,潘建伟在浙大的讲座中使用了物理学家熟知的“猫论”来解释量不可思议的叠加行为,我们知道,“薛定谔的猫”是一个假设的思想实验,它是由奥地利物理学家薛定谔在1935年提出的,用以检验有关猫的生死叠加的量行为,薛定谔设想将一只假想的猫装进一个特别设计的盒,盒里有一个排放毒气的管道口,在1时之内有大约50%的概率,放射性物质将会在自身的衰变中释放毒气,将盒内的猫毒死,也有50%的概率,放射性物质没有发生衰变,不会从管口中释放毒气,盒内的猫不会被毒死。根据经典物理的解释,盒内的猫只有一种状态,或者活着,或者死去,打开盒和不打开盒的行为都不影响猫的生死,我们只有打开盒才知道其中之一的结果。薛定谔设定的“黑匣”是一个概率论主导的量世界,盒内的放射性物质粒处于不确定的状态,猫的生与死“捆绑”在量的不确定性、或叠加的状态之中,因此,我们不能用经典物理来解释猫的生与死,这只生死不定的“猫”违背了我们日常经验的逻辑,超出了我们对经典物理的认识和理解。物理学家引用了莎士比亚的名言来描述“薛定谔的猫”的生死状态,莎士比亚通过戏剧中的人物哈姆雷特到,“生存还是死亡,这是一个问题。”薛定谔假设的不是一只受经典物理规律作用的猫,而是一只受量物理规律影响的猫,这是我们理解“既在这里、又在那里”,“既在这个世界活着、又在那个世界死去”的关键,

  物理学家无数次引用过著名“薛定谔的猫”的实验,本作者把猫的生死“置之度外”,提出一个大胆的设问:究竟是将“薛定谔的猫”作为量和量力学的形象标示,还是将孙悟空作为量和量力学的通用标志?哪一个比喻更生动?哪一个故事更逼真?哪一个解释学的“等效原理”更适用?在如此设问的追索中,本作者站在量力学“猴论”的立场上对量力学的“猫论”提出了三点疑问。第一:“潘建伟的猴”具有唯一性,而“薛定谔的猫”不具有唯一性。孙悟空的艺术形象和“特异功能”具有不可替代的排它性,孙悟空“千里眼”和“顺风耳”的本领非常适合用量的特性和量力学的规律给以描述。薛定谔用猫进行著名的思想实验时似乎没有特别的考量,除了灵性和乖巧的猫以外,他完全可以使用其它的动物,比如:“薛定谔的农夫”和“薛定谔的蛇”,“薛定谔的老鼠”和“薛定谔的大象”等,使用“薛定谔的猫”和使用“薛定谔的狗”进行的假设实验,这两类动物的实验完全等效,符合“等效原理”的含义。如果是“薛定谔的狗”,那么盒中处于生死叠加态的狗既死了又活着,我们在揭开盖的一瞬间才能确切地知道这只狗是死是活。无论猫和狗、农夫和蛇、大象和老鼠都不具有孙悟空的“量特性”,用这些假想动物来解释量的行为和规律时都会留下“牵强附会”的痕迹。

  第二:物理学家在微观物理实验中基本证实了粒的量特征,而动物学家从未发现任何一只猫、一只狗的量行为。“薛定谔的猫”可以出现在假想的思想实验中,却不会出现在真实的动物世界。薛定谔将一只猫的生死命运和放射性物质粒的量特性“捆绑”起来,这与将一只猫的生死命运和周围环境的生存条件联系起来没有本质的区别,具备了生存的条件,猫会活着;失去了生存的条件,猫会死去。设想下酸雨时,水塘里的鱼会死去,下酸碱值为中性的雨时,水塘的鱼会活者,如果下酸雨和下中性雨的概率为50%,那么水塘里的鱼生和死的概率也为50%,我们只要检验下的雨水是酸性的,还是中性的,就可以确定水塘的鱼是死是活,但是,水塘的鱼不会处于生和死的不确定状态。既然“薛定谔的猫”是一只思想实验中的“量猫”,这种猫在动物世界是不存在的,那么使用“量猫”的概念就容易引起误解,人们会以为真的存在和粒的量特性一样的“不死不活”的猫。举一个“量猫”引起误解的例:有一种“量哲学”的观点认为,当我们观察月亮时,它是存在的;当我们不去观察月亮时,它是不存在的,因为存在一个“量月亮”,月亮由不确定的粒组成,当我们观测量性的月亮时,月亮高悬空中,似乎什么都没有改变,月亮的“叠加态”变成了确定的粒态,供我们欣赏和赞美;当我们不去观测量性的月亮时,月亮的所有粒返回不确定的“波函数”状态,这种不确定的叠加态使得月亮变得模糊不清,“波函数”以概率波的形式扩散到周围的空间,形成“迷失的月亮”。

  第三:猫和其它动物属于“宏观物体”,它们的量效应不同于微观物质的。质和中,电和光属于微观物质粒,而量行为主要发生在微观粒的世界中,也许在猫和狗,月亮和地球的身上也具有某种量的特征,科学家还没有找到宏观物体量特性的确切证据,我们在猫和狗,月亮和地球的身上寻找某种量化的特征时应当考虑“量效应递减规律”的作用,也许在月球和地球上存在微量的量效应,但是,与电和光的量效应相比,它们的量效应似乎递减到非常微量的水平,本作者用“量效应递减规律”来描述量效应从微观粒到宏观物体的变化过程,但是,本作者不知道如何检验这一规律的正确与否。也许在人的行为中确实会表现某种量化的特性,一种可能的解释是:人的行为受意识的支配,而人的意识受大脑神经元的支配,受神经元支配的大脑意识流会表现强的、或弱的量化特征。人的行为就像阿里巴巴的创始人马云经常到的那样,我们不知道明天发生什么,明天却总给我们带来希望;阿里巴巴知道现在的竞争对手,不知道未来的竞争对手。每一个作家、作者在写作之前不知道写些什么,精确地确定写作的内容,只有开始写了,将写作的想法和计划付诸行动,才能确定写作的主题、采用相应的写作方式和技巧。我们发现,在实践中认识,在认识中实践的辩证哲学也带有“量力学”的气息。

  “端午节”是中华传统文化的一个典型符号,中国人在这一天都要吃粽、赛龙舟、缅怀伟大的爱国诗人屈原。本作者受潘建伟院士讲座的启发,联想到用经典中的孙悟空来形象地表征量和量力学,在“端午节”期间提出了质疑量力学“猫论”的三问。本作者相信,用孙悟空的艺术形象来表征量的特性比用“薛定谔的猫”来彰显量的特性应该更为精准、贴切和生动。尽管物理学家早已将“薛定谔的猫”纳入了量力学的教科书,但是,许多的物理学家也无法精准地解释薛定谔定义的“猫”,既然潘建伟和其他的科学家建议将量力学的内容纳入到学、中学和大学的教科书,在学、中学和大学的科教内容中“各放一点”,那么我们的中学和大学生将会遇到“生死未定的猫”的棘手问题,化解这一难题的最好方法就是引进潘建伟院士的解释,用孙悟空这种“特型人物”和“特异功能”来加深对量的特性和含义的准确理解。

  (邓如山2017-5-31邮箱:deepmind_123@163.)

  (“schrodinger'scat”)

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