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探讨量子力学的晦涩难懂,与科学界对其解读的不同观点

2024-08-14科学

量子力学对于很多人来说都显得异常复杂和难以理解,这主要是因为它试图描述的自然现象本身就极为复杂。量子力学之所以晦涩,是因为它必须这样才能精确地描述微观世界的行为;如果简化了描述,就无法准确反映微观粒子的真实情况。

牛顿力学则相对容易理解,因为它描述的是我们日常生活中经常遇到的现象。牛顿力学之所以直观,是因为它关于日常可见的力和运动的描述符合我们的生活经验。

然而,量子力学涉及的是比原子更微小的粒子,这些粒子的存在和行为在20世纪之前是完全未知的。那时的人们只能基于对牛顿力学的理解进行推测,错误地期望微观世界也遵循相同的规则。

这种观点显然是人们的一厢情愿,因为所有物理理论都是基于观察到的自然现象抽象出来的,而自然现象是理论研究的基础,而非相反。微观世界的规律与牛顿力学截然不同,甚至在很多方面直接反其道而行之。

人类无法仅为了维护牛顿力学而否定自然现象的真实性。因此,科学家们不得不抛弃牛顿力学,寻找新的理论来描述原子尺度的物理行为。

科学家首先尝试了解原子内部的结构,特别是电子如何围绕原子核运动。最初,许多人还是试图用牛顿力学来解释电子的运动,但很快发现电子的行为远非简单的圆周运动,而是一种难以预料的运动模式。

这种运动既随机又稳定,我们无法精确知道电子的确切位置,但可以计算出电子在特定区域内出现的概率,这些概率值相对稳定。

电子的这种不可预测性直接导致了双缝干涉实验中的奇异结果,这一实验的原理对大家来说应该已经相当熟悉。

尽管有科学家试图将双缝干涉实验的结果与人的意识联系起来,认为观察者的存在影响了电子的行为,但实际上观察过程中是通过光子撞击电子,而非意识直接作用,所以认为意识直接影响实验结果的说法并不成立。

科学家为了更好地理解这种现象,进一步发展了双缝干涉实验,引入了延迟选择实验,这使得意识与实验结果之间的联系问题再次被提出。

尽管这样的实验并未能彻底解释现象背后的本质,但它提示我们,互补原理可能是描述微观世界更为基本的法则,而非不确定性原理。

爱因斯坦曾对意识影响物理实验的观点表示怀疑,他认为这种观点是主观唯心主义的表现。但一些科学家认为爱因斯坦的看法过于保守,没能跟上新理论的发展。

这些科学家进一步提出,意识不仅可能影响实验结果,甚至可能创造出平行宇宙。根据多世界诠释,每次观察都可能导致观察到的粒子的状态在不同宇宙中呈现不同的特性。

然而,这种多世界诠释并没有得到广泛的科学支持,很多人认为这不过是数学上的概念游戏,缺乏实验证据。

在科学史上,许多最初被怀疑的理论最终被证实是正确的,但这并不意味着所有边缘理论都是正确的。认为被边缘化的理论一定正确是一种幸存者偏差的表现。