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耶鲁大学的研究证明,量子力学其实不成立?宇宙宿命论或找到证据

 skysun000001 2022-07-23 发布于北京

人类科学的发展向来都是“曲折上升”的,人们一直致力于超越或者推翻前一个理论,找到一个全新的世界。

而作为现代物理学两大基本支柱的量子力学和相对论,更是常常被拿来“研究”,人们都想找到它们身上的bug,这样不仅能推动物理学发展,自己也能名垂青史。

图片人类的科学曲折上升

此前,耶鲁大学的学者就做了相关的实验研究,结果让整个科学界为之震动,因为这或许证明了量子力学不成立,而一旦量子力学不复存在,那么宇宙宿命论可能就真的找到证据了。

量子力学的建立

大家应该都曾听过“遇事不决,量子力学”这句话,这是由于量子力学本身非常难懂,所以似乎一切无法解释的事情贯上它的名字都变得“合理”了起来,实际上就是更加看不懂。

图片量子力学

十九世纪中叶开始,许多的物理学家就关注到了黑体辐射的问题,并且在1900年英国物理学家瑞丽从经典理论推导出了一个黑体辐射公式,这个公式在当时还颇有争议。

不过普朗克坚信这个公式是对的,并且开始研究背后的意义,为了方便研究他提出了“量子概念”。

图片量子概念由普朗克提出

这就算是量子第一次与人类打照面了,后来现代物理学的奠基人之一爱因斯坦提出光电子理论之后,越来越多的物理学家开始接受并重视起了量子的概念。

简单来说从普朗克的量子假说到玻尔的原子结构理论,量子力学经历了惊人的蜕变。

图片爱因斯坦与普朗克

量子力学从本质上来说是一种将目光聚焦于微观领域的物理学理论,科学家们观察的都是我们用肉眼看不到的“微观系统活动”

如果说研究复杂的世界和万物无法找到规律,那么量子力学一定会给你一些启发。

值得一提的是许多人认为量子力学证明了重要的一点,那就是在微观世界当中的物质也有着不确定性。有人可能没法理解,不是说从微观世界寻找规律吗?

怎么又说有不确定性了,事实上微观世界的物质活动确实是按照客观规律进行的,但它也有一定的随机性。

如果说我们只相信规律主导一切,那么宇宙的一切包括每个人的一生,其实就是注定的了,我们无法逃脱宿命的安排。

图片人生并不是由天注定

但是量子力学用这种随机性和不确定否认了宿命论,当然对于这种不确定,有的科学家表示认可,但是有的科学家却认为不可理喻,因为他们要寻找的是终极规律,有一点儿误差都不行,而这种不确定性显然不符合他们的认知。

就连量子力学的奠基人之一爱因斯坦,都曾说过“上帝不会掷色子”,简单来说就是他不相信概率说。

图片上帝掷色子

不相信概率说的当然不止爱因斯坦一个人,至今依旧有不少研究者致力于找到量子力学的纰漏。

此前耶鲁大学的研究者们就做了相关实验,疑似证明了量子力学不成立。

那么,这是真的吗?他们做了怎样的实验?

图片量子力学聚焦于微观世界

耶鲁大学的实验

咱们在上文中就说了,虽然量子力学成为了现代物理学的支柱之一,但是这并不影响人们仍然对它的确定性存在怀疑。

或者说,有时候大家并不是怀疑量子力学,而是质疑其中的某些概念,比如概率论。

因此耶鲁大学的研究者此次就意在使用实验来证明量子力学的概率论是错误的,从而推导出这一理论不成立。

从其发表的论文来看,他们使用了量子力学的公式为基础,然后发现了“量子跃迁”的规律。或者说,量子跃迁是不受概率控制的,它可以被百分之百确定。

量子跃迁是一个量子叠加态完全按照薛定谔方程演化的确定性过程,即在基态|G>上的概率幅按照薛定谔方程连续地转移到激发态|E>上,再连续地转移回来,形成一个振荡(频率称为拉比频率),它属于冯诺依曼总结的第一类过程。

图片耶鲁大学的实验参照薛定谔的方程

从实验过程来看,研究人员先是设计了一个超导电路下的三能级系统,然后分别观察三个系统的变化

在对不同状态的粒子叠加之后,找到其运动的规律,从而表示概率论不存在。最终实验确实非常成功,那么该实验真的证明了量子力学不成立吗?

图片实验装置

该实验并不能推翻量子力学

还真不是,因为耶鲁大学实验当中测试的本就是一个具有确定性的量子跃迁,而在确定的前提下得到确定的结果显然是很正常的。

根据资料显示,在不破坏叠加态的状态下去测量量子跃迁,实际是使用了“弱测量”的方法。

这个弱测量,可以避开过程当中的一些随机结果。但是避开了并不代表随机性结果就不存在了,不然就和“掩耳盗铃”没有区别了。

所以从本质上来说,该实验不能推翻量子力学,更不可能证明它不成立,反而又一次从其他角度验证了这一理论的正确性。

图片实验结果

可见,想将作为支柱性的理论推翻并不容易,因为从量子力学的建立过程来看,它在蜕变之前就已经经历过无数个科学家的严谨探索了。

不过由于耶鲁大学的此项研究刚刚出现时有些“混淆视听”的意味,使得许多人又称赞起了宿命论,认为这才是正确的理论,表示原来微观领域也是一切都看“天注定”。

图片量子跃迁

那么,到底什么是宇宙宿命论?还有哪些关于宿命论的假说呢?就让我们一起来看看吧!

宇宙宿命论

咱们在上文中说了,量子力学从微观领域证明了随机性存在,这也就证明“上帝真的会掷色子”,而这种随机性刚好就驳斥了宿命论。

换句话说,量子力学不认为一切从宇宙诞生之初就已经被确定了,虽然大家都按照某种规律在向前走,但是这之中依旧无法排除意外。

图片宇宙诞生

其实此前科学家在探索宇宙的过程当中也陷入过宿命论的泥沼当中,比如在十九世纪时,法国的数学家皮埃尔·西蒙·拉普拉斯就根据牛顿力学的决定论,在宣扬一种名为“科学宿命论”的概念。

他在《概率的哲学导论》中说,智者如果了解宇宙中所有的作用力,了解宇宙中所有物体的位置,那么通过简单的计算,未来和过去都将展现在他眼前。科学宿命论认为,只要给定宇宙在某一时刻的结构,就能精确地决定它的演化。

图片科学宿命论

因此爱因斯坦在晚年其实就一直致力于统一基本作用力,虽然最后他依旧没有成功,但是仍然有许多科学家对此深信不疑。在我们看来,科学一直都是为我们破除迷信的,诸如神创和宿命。

如果连科学都深陷宿命的泥沼,那么确实还是很让人恐惧的,因为你会很容易就联想到这一切都是造物主的刻意安排。并且随着人类的探索越来越深入,我们也发现了广阔的宇宙和人类世界竟然有些相似。

比如在分形理论当中,宇宙星系合成的星系网,竟然看起来和我们的互联网甚至人际关系网都所差无几。

而在这基础上,还有科学家提出宇宙的这种网状可能说明它本身就是一个庞大的神经结构,或者说它是造物主创造出的“缸中之脑”

图片缸中之脑

在宿命论的笼罩之下,人类存在与否似乎失去了意义,毕竟我们每一个个体的一生早在出生那一刻就被注定了。

不过其实我们纵观人类的发展史,就能发现我们从来都不相信“天意”,一直在进行抗争。

正所谓,与天斗其乐无穷,在宇宙的终极奥义未找到之前,哪有那么多确定的事情呢?

图片人类擅长抗争

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