不求甚解 篇一:量子力学跟我有什么关系

2020-03-20 15:14:58 2点赞 7收藏 0评论

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2019年有一个很火的新闻,某教育机构组织一群孩子开展“量子波动速读”大赛,号称几分钟可以看完几十万字的书。画面中孩子们蒙着眼睛,快速翻动书页,号称就能快速学会书中的内容。

量子波动速读量子波动速读

除了这个之外,中科院院士朱清时先生也提到过“量子意识”的概念。

量子力学跟我有什么关系

还有所谓的“量子佛学”、“量子水杯”、“量子医学”等等概念。

新闻铺天盖地的描写的背后,是我们普通人对于量子物理的迷茫。这才叫骗子们和忽悠们有了可乘之机。

所谓“遇事不决,量子力学”。

最近我囫囵吞枣的看完了曹天元先生写的《上帝掷骰子吗?-量子物理史话》,这本书号称中国版《时间简史》,书里面用生动的语言描写了量子物理学的发展历史。

有不少人已经对量子物理有科普,我就不再说关于理论方面的知识,其实我也没看多明白。

我想作为一个普通人说说,看完这本书之后,我的感想,那就是:

高大上的量子力学,跟我有什么关系呢? 

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升级你的系统-从连续论到量子论

在全书的最开头部分讲述了物理学史上一个很有名的故事。

1900年在伦敦召开了一个科学家的集会,在会上开尔文勋爵发表了著名的演讲《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》。在第一段中他说:

“动力学理论断言,热和光都是运动的方式,但这一理论的优美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽,显得黯然失色了……”

在这之前,物理学史上分别诞生了以牛顿 、麦克斯韦等伟大的科学家,为几乎所有的一切物理现象构建了一座金碧辉煌的大厦。“从当时来看,……所知道的一切物理现象,几乎都可以在现成的理论里得到解释。力、热、光、电、磁……一切的一切,都在人们的控制之中,而且所有的居然都是同一种手法。”

然而这两朵著名的乌云,却给物理学世界带来一场前所未有的狂风暴雨,彻底摧毁了过去的繁华美丽。他们分别导致了相对论革命和量子论革命的爆发。

其实我们每个人在成长过程中也不断地在升级自己的知识系统,以从小学习的数学为例,最初开始接触的都是自然数、加减乘除,后来接触到了0、小数、分数,到了中学开始接触了负数、幂等更加高级的概念和运算,一直在学习高等数学以前,我总认为-1开平方是没有意义的,但到了大学之后却又一次刷新了我的认知。

伴随着科技的进步,我们人类社会已经把过去那种田园牧歌式的生活远远抛下了。

“从前的日色变得慢

车、马、邮件都慢

一生只够爱一个人”

从前的日子需要的知识很简单,几十年几百年都不需要更新,爷爷的爷爷传下来经验就能让孙子的孙子过好这一生。

然而那段时光已经远远地被人类抛到脑后了。

爷爷那代人拍电报,

爸爸那代人打电话,

我们这代人刷微信,

下一代人都不知道会用什么样的方式来传达感情。

祖先传下来的经验越来越没有参考价值,唯一不变的就是一直在变。


世界的意义在于你怎么看它-测不准原理之我见

2002年,我15岁,上初中三年级。那年夏天,我利用中午午休的时间,看完了学校发的课外读物上的关于宇宙诞生和地球诞生的科普。了解到我们人类在地球上的时间相对地球来说那么短,地球想对太阳系和宇宙来说那么渺小,最关键的是,地球未来注定要随着太阳的死亡而死亡,那时候所有的一切人类文明也将被毁灭。

看完这一段我一度非常颓唐。

既然地球文明迟早都要灭亡,我们汲汲营营的追求、辛辛苦苦的工作,还有什么意义。

我相信很多人年轻的时候都思考过这个问题。

关于生命的意义,从那一年开始到现在,我看过无数个解释,听说过无数个故事,但是没有一个答案能够解答我的疑惑。

对星空的仰望是人类永恒的主题对星空的仰望是人类永恒的主题

在书中,讲到了海森堡提出“测不准原理”的过程。测不准原理在物理学上的解释是:你不可能同时知道一个粒子的位置和速度,粒子位置的不确定性必然大于等于某个数值。

引申来看,我们对于粒子的观测行为,本身就影响了粒子的运动。所以对于要观测的粒子来说,它本身究竟如何是永远不可能得知的。

再进一步引申,整个世界的本来面目又是如何呢,如果我们不去看它,不去观测它,就谈不上它的面目。

作者曹天元在书中举了个很经典的例子——“白马非马”,对于一匹“白”马来说,它的颜色是什么呢?对于普通的人类而言是白色,但对于色盲来说可能是红色,对于可见光范围跟人类有巨大差异的蜜蜂而言,也许这是一匹蓝紫色的马。我们都是“亲眼所见”的,但眼见就一定为实吗?


从这个意义上,生命本身是没有意义的,生命的意义在于我们怎么看它。

对于父母,生命的意义是抚养孩子;

对于老师,生命的意义是教育学生;

对于军人,生命的意义是保家卫国;

因此生命本身没有意义,生命的意义在于我们如何看待它。


如无必要,勿增实体-奥卡姆剃刀原理

我们每个人小时候一定都听过安徒生的通话《国王的新装》。故事里国王的衣服,只有圣贤才看得到,普通人是看不到的。

其实除了这些,我们一定还听过《小明画牛》的故事。老师让同学们画牛,小明交了一张白纸。

老师问:“你画的什么?”

小明:“画的牛吃草啊。”

老师:“你的草呢?”

小明:“被牛吃没了。”

老师:“那牛呢?”

小明:“吃完草走了。”

故事在搏人一笑的背后,还蕴含着很深的哲理。


14世纪的英格兰逻辑学家、圣方济各会修士奥卡姆的威廉曾提出一个原理——“如无必要,勿增实体”(Entities should not be multiplied unnecessarily),也称作“简单有效原理”。


这个原理首先是这样的一个道理,当你发现了一个奇怪的现象,要对它进行解释就不得不做出很多假设,可能不同的解释就需要不同的假设,而根据奥卡姆剃刀原理,需要假设最少的往往就是最接近真相的。

《国王的新装》很多人看到国王光着屁股,这样就至少有两种解释:

I ①假设国王穿了衣服,②假设国王的衣服需要是圣贤的人才能看到,③假设我是个笨蛋

II 假设国王没穿衣服

《小明画牛》中,我们看到的是一张空白的纸,这样就至少有两种解释

I ①假设小明画了牛和草,②假设画里面的牛把草吃了,③假设牛吃完了草还能从纸里面走出来

II 假设小明什么也没画


两种假设中显然都是第二种解释更简洁,也就更接近真相。这两个故事中第一个解释都荒诞的很明显,我们不需要费多大努力就能理解。

奥卡姆剃刀原理还说明了另外一个道理:如果有某个条件是不能被我们感知和检测到的,那么和没有这个条件根本就是等价的。比如某半仙说,今年你的运势不行,你身上有大凶兆,但这个大凶兆只有我的法眼能看到,除了我你们谁也看不到。根据奥卡姆剃刀原理,半仙的说法和凶兆不存在是等价的。至于大仙说你得花钱买我的仙符和神水才能解除,那就等同于你白白给他一笔钱,还得顺便对他感恩戴德。

“你有一个大凶兆”“你有一个大凶兆”

“坚持这种实证主义,是现代科学区别于玄学、宗教的最大特征之一,说白了,就是’可检验‘”。

量子物理是现代科技最顶级的理论之一,时至今日还有无数顶尖的物理学家为它添砖加瓦。作为普通人我们可能无法为它的发展做出多大的贡献,但知识和真相是我们每个人内心永恒的渴望。在每日汲汲营营之余,如果你想对这段伟大的量子物理有着浓厚的兴趣,建议你翻看这本书,开始你的一段奇异之旅。


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