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微观世界:对于波粒二象性的各种解读

2019年5月24日  来源:scottcgi 作者: 提供人:sizhuo82......

对于波粒二象性的各种解读

前面的实验,已经毫无悬念的,证明了微观粒子的波粒二象性——与宏观现象完全的不同,让人感觉匪夷所思,并且十分难以理解。

但实验结果是不容置疑的,于是,人们纷纷针对实验结果,开始了各种虚幻的自我解读,以下列举出一些具有代表性的解释:

没有粒子只有波

我们处在无处不在的,就像是汤一样的量子场之中,这些汤(能量场)就像波一样运动。只有在我们观测时候,粒子才会从汤中涌现出来——就像被我们的观测行为给召唤了出来一样。

没有波只有粒子

粒子的运动速度超级快,而我们的观测(曝光)速度又太慢。所以,当我们进行一次观察的时候,所捕获到的图像,其实是粒子快速去到不同地方的样子,而在我们看来就是粒子同时出现在多个地方的样子,所以我们会说粒子有波一样的状态。

没有波也没有粒子

粒子,只是我们根据观测的属性,抽象成了一个宏观唯象的模型。然而,在不同的情况下,根据观测属性,又符合宏观波的唯象模型,所有才会有波粒二象性,这种在宏观下矛盾的状态描述。其实,这些微观物质的本质,是非波非粒的,具体是什么,我们也不知道,目前没有具体的图像。

有波有粒子

微观的物质,在没有观测的时候,是“云”或“雾”的形态,以波的形式运动,只有在观测的时候,才会汇聚到“一点”成为一个粒子。为什么会这样?这是因为“云”或“雾”的能量状态,因为观测受到的干扰,能量丢失变小只能形成一个点,就是粒子。

高维度宇宙

微观物质,是高维度宇宙的投影,它们的行为状态变化莫测,是因为我们只能看到了,这些高纬度投影的片段,所形成的难以理解的运动轨迹和特征形态。

多重宇宙

微观粒子波的特性,是来自于,无数个平行宇宙的粒子,同时叠加的影像。然而,一旦观测,平行时空就会分离,单个粒子就会出现在特定唯一的当前时空。

路径积分表述

在纯粹数学上,路径积分表述,不采用粒子的单独唯一运动轨道,取而代之的是所有可能轨道的总和。使用泛函积分,就可以计算出所有可能轨道的总和。也就是说,微观粒子从一个地方,去到一个地方,会选择可能的所有路径(包括同时穿过双缝),而观测会让观测位置与粒子之间,形成唯一的路径,从而选择消失。

实验质疑

在这些实验中,是如何发射一个电子或是一个光子的,存在一个电子或是一个光子吗?首先假定,有电子和光子,然后再在实验中发现了这些粒子的波动性,这不是一种矛盾吗?

哥本哈根诠释

微观粒子在测量之前,其空间位置是不确定的,所以试图讨论,测量之前的粒子轨迹和路径是没有意义的。所有的不解和困惑,都显然来自于,讨论了不应该讨论的主题。

总结

事实上,一个成功的解释,是可以预测未来所有的情况的。如果可以做到,那么这个解释基本就是一种正确的视角。而波函数则完美的以概率的形式,预测描述了微观粒子的波动性与粒子性,只不过人们还迫切想要知道的是,这些概率到底是如何形成的——也就是在观测之前都发生了什么。。

追根究底,其实是人们,并不满足于概率与不确定性——这个答案,因为在我们根深蒂固的意识里——一切都是确定的,这是源自于我们的本能和感知的结论。

而本质原因就在于,连接微观到宏观的是概率,但我们处在宏观,理论上概率已经形成了确定的结果,所以我们只能看到确定性,而看不到不确定性。并且,我们还试图用宏观的感知,去解读微观的一切。

或许,束缚我们的就是宏观,而无法抵达微观的路径——就是信息。

观测的本质

在宏观上,通常观测,我们认为就是观察和测试,而在科学上,观测是用技术手段去获取物质的状态信息。那么在微观上,观测一定会落实到,用光子去获取信息,因为信息的传递依赖于光。

然而事实上,在微观实验中,比如量子擦除实验,并非需要我们去完成观测量子的行为和过程,而只要构建出可以观测到的可能性,便可以让量子状态发生变化。

可见,观测对微观的扰动,并非是观测行为本身,而是观测所能够获得信息的可能性,也就是说:一旦形成信息获取的路径,便可以对微观产生实质性的影响。

这很有趣,或许信息和路径,才是上层因果逻辑的本质。而路径又可以形成循环,这样因果和逻辑也就可以形成循环,成为无穷无尽的无限。

而这也可能就是宏观物体,没有微观波动性(不确定性)的原因所在,因为宏观物体的信息路径,显然已经是被确定存在的了。

那么,在不确定性原理中,试想粒子同时确定的位置和动量信息,是否是客观存在的?

如果是存在的,只是粒子的固有秉性——波粒二象性,限制了我们对这个确定信息的获取,那么,我们获取微观信息与确定性本身就是矛盾的,因为获取形成了信息路径,导致不确定,而只有不获取,确定性信息才会客观存在。

这就像,一间不透光的屋子,我想知道屋里子有什么,可一旦有光进入,屋里子的东西就会与光结合产生原来没有的东西,所以我永远无法获得屋里子原有的信息——或许屋里子没有信息,也可能会有无数种信息,谁知道呢?

这一切都在于,我们依赖光去获取信息,更在于我们的本质,都是由同样的量子信息所构成——然而,或许一切都是信息,而万物皆比特。(数学的本质与万物的关联(第二版))

微观世界 / 量子力学 / 不确定性 / 波粒二象性 / 量子纠缠 / 超光速 / 双缝干涉实验 / 光子延迟实验 / 量子擦除实验 / 观测

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