|
#知识创作人# 不知道大家还记不记得电影《黑衣人1》片尾当中的这颗玻璃球，它包含了整个银河系，却被一只巨大的外星生物当作玩具！ 这一幕其实细思极恐 这不得不让我们思考，宇宙究竟是否像电影中的那样，被什么东西所操控？一切的背后究竟被谁所主宰？ 爱因斯坦和杨振宁有这样一个大胆的怀疑！ 爱因斯坦的怀疑 爱因斯坦认为，宇宙的一切都是有迹可循的，看似随机的背后实则暗藏“玄机”，只要我们能够发现其中的规律，就能够掌握事物的发展方向。 他曾说的“上帝不掷骰子”，是指他相信宇宙是有秩序、有规律的，运动和演化都是可以被科学定律所描述的，这种观点也被称为“决定论”。 爱因斯坦 爱因斯坦认为，物理学的最终目标是找到一组简洁而优美的基本定律，这些定律可以解释所有现象并预言未来。 他相信这些定律是严格的，不存在随意性或偶然性，并且对宇宙的每一个方面都适用。 因此，他认为上帝不需要“掷骰子”来决定宇宙的命运，它的发展是按照精确的规律进行的。 假如你想要买一张彩票，那么在你做出决定的时候，其中奖与否，结果就已经确定了。 根据当天购买彩票的人数、彩票的印刷数、彩票的号数的排列情况等等，这些数据以及背后的联系都指向了结果，看似随机的背后实则不然。 你买过彩票吗 当然，这不意味着爱因斯坦完全排除了随意性和偶然性的存在。 在他的相对论理论中，时间和空间的结构与质量和能量的分布密切相关，这可能导致一些偶然的、微妙的效应。 但是，对于整个宇宙的演化和命运，他认为是按照确定性的规律进行的。 不过，即使再厉害的科学家，其理论上仍旧会不可避免地出现漏洞。 比如，决定论与量子力学中的随机性存在一定的冲突。 在量子力学中，存在一些过程是不可预测的，它们随机发生，不以客观规律改变。 量子力学概念图 例如，测量一个量子系统的状态时，无法准确预测得到的结果，只能给出得到每个结果的概率，这种现象被称为“量子随机性”。 著名的“薛定谔的猫试验”就向我们很好地展示了这一点。 在实验中，想象有一只猫被放进了封闭的盒子里，当中还放置着一瓶氰化钾和一个Geiger计数器。 如果Geiger计数器探测到放射性物质衰变，就会发出信号并破坏氰化钾瓶，导致猫死亡，如果没有探测到衰变，猫就会存活下来。 一个观察者在盒子外无法确定猫的状态，因为观测前猫处于死亡和存活的相互矛盾的叠加态。 薛定谔的猫 爱因斯坦和其他一些物理学家曾试图反对这种解释，认为量子随机性可能只是我们对量子世界的不完整认识所导致的误解。 他们致力于找到一种更加决定论的解释，但一直未能成功。 不过，现代物理学家们普遍接受了量子随机性的存在，而且它已经被实验证实。 据此，一些物理学家提出了“统计解释”，即量子随机性是众多微观过程的复杂统计结果。 这种解释所依据的是大量实验结果，因此被广泛认可，无论如何，量子随机性的确与决定论存在一定的冲突，这仍是科学界的一个热门话题。 量子力学概念图 既然爱因斯坦的怀疑有悖论，那么我们来看看另一位物理学“天花板”杨振宁教授怎么说？ 杨振宁教授的怀疑 事实上，杨振宁教授的观点和爱因斯坦几乎一样，他们都认为宇宙的一切是有规律的。 他也曾就“上帝不投骰子”的观点发表过自己的看法。 杨振宁教授认为，“上帝不投骰子”的观点基于爱因斯坦提出的“物理学基本方程应该是简单而美丽的”原则。 杨振宁 他认为，物理学的目的是构建一个相对完备的理论框架，预言和解释自然界的规律，而这些规律应该是受到自然的严格约束而存在。 因此，当我们发现自然界中的某些现象似乎是随机的和不可预测的时候，我们并不意味着上帝在投骰子，而是因为我们的认识尚未达到足够深入的层次。 掷骰子 杨振宁教授认为，当我们对自然界的认识达到一定程度后，原本看似随机和不可预测的现象将会被挖掘出来，从而揭示自然界深入而精致的规律和秩序。 这个观点也与“决定论”思想有一定的契合度。 总之，杨振宁教授对“上帝不投骰子”的观点持有认同态度，他相信自然界存在着精致和深层的规律，并且认为随着我们对自然界的认识不断深入，我们将会见证自然界更加细致的秩序。 掷骰子指代随机性 既然有“上帝投骰子”的观点，那么就有反向研究的科学家，并得出了相反的结论。 “上帝不投骰子” 这个观点主张自然界存在某些不可预测和随意性的现象，它们不受任何确定性的规律和法则所支配。 上帝投骰子的观点最初由量子力学的创始人之一，丹麦物理学家玻尔提出。 波尔 他认为在量子力学中存在某些随机性和不可预测性的现象，例如，测量粒子的物理量结果是随机的，而无法被任何准确的方式预测，这些现象在物理学上被称为“量子随机性”。 他还认为，在现代物理学的框架下，无法准确预测每一个事件的发生，而只能得到一定事件发生的概率。 物理学仍在发展 如果我们想要准确预测每一个事件，那就必须有极其详细和准确的初始条件以及规律。 但在现实中，由于我们的观测能力和技术水平的限制，我们无法获得这些信息。 除了量子力学，上帝投骰子的观点也被用于解释一些天文和生物现象，包括地球上某些天气事件的路径和强度似乎是随意的，而基因突变等现象也被认为是随机发生的。 基因突变概念详解 尤其是基因突变领域，虽然DNA序列是由基本的碱基对组成，但一些突变的形成并非完全遵循DNA分子结构和功能的规律。 即使在同样引发突变的环境条件下，突变的发生率、发生位置和类型也都可能存在差异，表现出一定的随机性和不可预测性。 作为物理学界的“大佬”之一，波尔的权威性不可置疑。 围绕着投不投骰子的观点，物理学界站成了两派，并且讨论了几十上百年的时间都没有定论。 科学界的大佬们都没有固定的说法，我们自然就很难说哪边是正确的。 自137亿年前，宇宙从一场大爆炸产生以来，宇宙就有了时间、空间维度。 宇宙大爆炸 宇宙中的各种尘埃物质汇聚起来，形成一颗颗恒星，恒星靠着强大的引力形成一个个独立的恒星系统，太阳系则是非常幸运地孕育了生命。 未来的宇宙究竟何去何从我们不可能知道，毕竟人类现在的认知太少太少。 不妨等到我们的科学认知和技术水平足够，再来回顾今天我们所讨论的问题，相信会有不一样的体验。 参考资料 张庆麟.宇宙是什么样的《 VIP 》 剑桥大学官网《The Russell–Einstein Manifesto》 中国科学院《杨振宁》 |
|
|
