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《1900:游走在欧洲的物理学霸》第603章 出来吧!物理学第四神兽!布鲁斯的

    第603章出来吧!物理学第四神兽!布鲁斯的猫!既生又死!惊骇全场!

    会议室内。

    众人惊讶不已。

    开尔文勋爵的“两朵乌云”演讲,几乎成为了物理学领域的标志事件。

    它既是当世科学传奇的成名之战,也是现代物理学的开幕仪式。

    开尔文勋爵和布鲁斯教授二人的打赌故事,被广为流传。

    布鲁斯·李教授凭借一己之力,撕裂两朵乌云,让真理之光照耀科学的天空。

    两朵乌云分别催生出相对论和量子力学,这两门伟大的理论。

    而现在,对方竟然看到量子力学的上方,也有一朵乌云。

    在场大佬们忽然生出一种因果轮回、造化弄人的感慨。

    “难道又要出现下一个布鲁斯·李了?”

    “量子力学该不会催生出更高层次的理论吧?”

    狄拉克、海森堡、费米等年轻一辈受到了最多的目光关注。

    如果真有下一个布鲁斯·李,恐怕会在这些年轻的绝世天才中产生。

    不过,大佬很好奇,量子力学还有什么遗留问题吗?

    “刚刚讨论的那些内容,应该算不上乌云吧。”

    洛伦兹懵逼过后,连忙反应过来。

    他幽默地说道:

    “布鲁斯,那你赶紧分享吧。”

    “希望你这朵乌云能再次改变物理学。”

    “我还等着出现能打败你的年轻人呢,一如当初你挑战开尔文勋爵那样。”

    众人会心一笑,随即满脸期待。

    布鲁斯教授在会议的最后,将带来什么样的惊喜?

    李奇维深邃的眸光扫视一圈,说道:

    “我所说的乌云,可以用三个关键词概括。”

    “微观、宏观、意识。”

    哗!

    众人不明觉厉。

    仅仅三个词,就能知道这朵乌云绝对不简单。

    “众所周知,量子力学是应用在微观领域的理论。”

    “电子、光子、原子核、乃至原子、分子,都属于微观粒子。”

    “这些微观粒子的行为可以用量子力学去描述。”

    “但是,问题来了。”

    “多小的尺寸才能算微观?多大的尺寸又算宏观?”

    “微观和宏观的分界线是什么?”

    “一个原子肯定是微观系统,那一千个原子组成的系统还是微观系统吗?”

    “如果一千个原子够不上宏观,那一万个原子呢?”

    “这个问题就说不清了。”

    “但它又非常重要。”

    “因为这关乎到量子力学的应用范围。”

    哗!

    众人皆是惊呼!

    他们从来没有考虑过这个“简单的问题”。

    当物理学家讨论微观和宏观的问题时,几乎都下意识默认两者之间有明显的区别。

    原子分子,肯定是微观;苹果天体,肯定是宏观。

    但是如果真的要给出一个严格的定义,细想下去,貌似还真不可能。

    这有点像哲学上的一个命题:“多少粒沙子集中在一起,才能算沙漠?”

    无法回答!

    但也有人并不在意。

    这时,海森堡说道:

    “教授,我认为微观和宏观分界线的问题,不影响量子力学的使用。”

    “宏观物质本身就是由微观粒子组成,它们的性质,是无数微观量子性质的迭加。”

    “就好比单个原子的振动和温度的关系。”

    “对于无法用量子力学处理的系统,可以用宏观概念去处理,这不能说明量子力学有问题。”

    不少人听完点点头。

    海森堡的观点还是挺有道理的。

    牛顿力学是相对论在低速情况下的近似。

    那么有没有可能,牛顿力学同时也是量子力学在宏观情况下的近似呢?

    又或者,牛顿力学处理单个粒子的运动非常精确,但是它没办法处理大量粒子的无规则运动。

    这时候,引入概率和状态方程,就能解决。

    量子力学在微观和宏观的区别可能类似。

    但这么浅显的道理,布鲁斯教授难道会不懂吗?

    不可能!

    李奇维微微一笑,说道:

    “在昨天之前,我和海森堡的想法是一样的。”

    “但是后来薛定谔说的一句话启发了我,让我进行了更深入的思考。”

    哈?

    薛定谔瞬间懵逼。

    “和我有关系?”

    “我昨天说了什么?”

    “我怎么不知道?”

    不止是他,所有人都不明白什么意思。

    李奇维说道:

    “先不提薛定谔。”

    “按照目前量子力学的诠释,世界的本质是概率,量子系统在没有测量之前,处于迭加态。”

    “一旦进行观察和测量,量子系统就会发生波函数坍缩,变成一个确定的本征态。”

    “在微观领域,这些理论没有什么问题,应用的很好。”

    “但是,如果把这些概念引入宏观世界,就会产生一个逻辑上的悖论。”

    “我想用一个思想实验来阐释我的观点。”

    哗!

    众人的好奇心越来越强。

    这朵乌云绝对非同小可。

    布鲁斯教授已经铺垫这么多了,竟然还没有正式提到。

    李奇维一边画示意图,一边继续说道:

    “假设现在有一个箱子,陆续向箱子里放入以下的东西。”

    “首先放入一个放射性原子,这个原子的衰变时间符合概率解释。”

    “也就是说,该放射性原子在任何时刻都有可能发生衰变,并放射出一个粒子。”

    “根据量子力学原理,当我们没有观察这个放射性原子时,它处于放射和不放射的迭加态中。”

    “接着放入一个盖革计数器,它可以通过检测粒子,判断放射性原子是否发生了衰变。”

    “然后,盖革计数器的尾端连接了一个机械装置,这个装置可以控制一把锤子,锤子下面有一瓶毒气。”

    “如果盖革计数器检测到原子发生衰变,就会启动机械装置,落下锤子,打碎毒气瓶。”

    “毒气瓶中的毒气一旦泄露出来,足以毒死任何生物。”

    “最后,再往箱子里放入一只活蹦乱跳的猫,关闭箱子。”

    “如图所示。”

    “思想实验的准备工作就完成了。”

    哗!

    大部分人全都懵逼了。

    又是原子,又是锤子,又是毒气,甚至还有一只小猫咪。

    “感觉这不像是一个物理实验啊?”

    “布鲁斯教授他到底要干啥?”

    “这和量子力学有啥关系?”

    然而,爱因斯坦、玻尔等人却神色凝重,他们知道事情变得复杂了。

    薛定谔神色震撼,脑海中有灵光闪烁,他总觉得这个思想实验非常熟悉。

    就好像以前在他的梦中出现过一般。

    随即,他又苦笑一声。

    “我瞎想什么呢?”

    “看来是这几天开会太累了。”

    “开完会我也得去找我的小猫谈谈心了。”

    李奇维继续说道:

    “关闭箱子的那一刻,匪夷所思的事情就发生了。”

    “在没有打开箱子进行观察时,我们不知道原子有没有发生衰变。”

    “它处于发生衰变和没有发生衰变的迭加态。”

    “同理,盖革计数器也处于检测到粒子和没检测到粒子的迭加态。”

    “机械装置处于启动和未启动的迭加态。”

    “锤子处于落下和未落下的迭加态。”

    “毒气瓶处于打碎和未打碎的迭加态。”

    忽然,李奇维提高了声音,夸张地说道:

    “那么此刻的猫,就处于生和死的迭加态!”

    “生和死在宏观世界,是一个绝对界限分明的矛盾状态。”

    “要么生,要么死。”

    “但是现在猫却进入了既生又死的状态。”

    “而这一切,都是量子力学应用在宏观世界时出现的问题。”

    哗!

    众人听完,顿时震撼不已。

    他们终于明白布鲁斯教授的意思了。

    这简直太匪夷所思了!

    生和死竟然形成了迭加态?

    “不可能!”

    “绝对不可能!”

    薛定谔恍然大悟,他下意识地解释道:

    “电子原子等微观粒子处于迭加态,还勉强可以接受。”

    “因为我们反正也看不到感知不到,所以即便想象不出迭加态是什么图景,也不会影响量子力学的应用。”

    “但是宏观世界的概念就不一样了。”

    “生和死是不可能迭加在一起的。”

    “一只猫,要么生,要么死,绝对不会处于既生又死的状态。”

    “这一定是哪里出现了问题。”

    此刻,众人理解布鲁斯教授为何说量子力学有一朵乌云了。

    生死迭加态彻底超越了所有人的想象极限。

    然而,海森堡却依然不死心,他想把布鲁斯教授给掰回来。

    因为他担心布鲁斯教授逆天爆种,直接把量子力学给颠覆了。

    那海森堡哭都来不及。

    于是,他说道:

    “布鲁斯教授,我认为生死迭加态并不是什么问题。”

    “既然我们无法想象波粒二象性的图景,那么也就不能想象生死迭加态的图景。”

    “不需要去理解既生又死的状态,只需知道此刻的猫就处于这种状态就行了。”

    “因为这是量子力学的自然推论。”

    海森堡的观点让不少人点点头。

    对方果然不愧是绝世天才,反驳的有理有据。

    既然微观现象都理解不了,宏观现象也理解不了,是理所应当的啊。

    于是,一副有趣的奇观出现了。

    量子力学最核心的人物,布鲁斯教授,在革量子力学的命,而海森堡苦苦相劝。

    说出去恐怕都没有人相信。

    这时,李奇维微微一笑,说道:

    “海森堡的观点确实值得思考。”

    “但问题来了。”

    “假设猫会说话,当打开盒子的那一刹那,系统的波函数坍缩,我们发现猫依然是活着的。”

    “那么猫会认为自己刚刚处于既生又死的状态吗?”

    “它会觉得自己变成了一缕概率波,直到箱子被打开,又瞬间变回成一只猫咪吗?”

    “肯定不会!”

    “猫会坚定认为自己明明是一直都在活着啊,凭什么说俺死了。”

    “有人可能要反驳了。”

    “你只是假设猫会说话,但猫又不会说话,它无法用逻辑语言描述自己在箱子里到底经历了什么。”

    “也许它就是处于既生又死的状态呢?”

    “只不过猫没有办法把它对那种状态的感受讲出来而已。”

    “好!”

    “那我把实验升级,再举一个极端的例子。”

    “如果把猫换成人呢?”

    “刚刚我说薛定谔的一句话启发了我,就是在这里。”

    “薛定谔昨天问量子隐形传送能不能传送人。”

    “然后我的回答里提到了意识。”

    “人是宇宙中最特殊的宏观物质,就是因为意识的存在。”

    “如果把箱子实验中的猫换成人,就相当于把意识引入了量子力学中。”

    “箱子在关闭后,人处于生和死的迭加态。”

    “但人是有意识的,他能清楚地描述自己到底经历了什么过程。”

    “当我们打开箱子,发现人还活着时。”

    “他不可能认为自己会变成一缕概率波。”

    “这个人绝对认为自己是一直处于活着的状态。”

    “箱子里什么也没有发生,没有什么迭加态,没有什么变化。”

    “原子一直没有衰变,锤子一直没有落下,毒气一直没有扩散。”

    “世界又变成了确定的状态!”

    “如果这个实验真的可以做出来,结果肯定是这样。”

    “除非人被毒死了,一句话说不出来。”

    这时,李奇维轻轻摇了摇头,感慨道:

    “虽然我提出了概率解释和互补原理。”

    “但是很遗憾,这些理论无法完美地解释箱子实验中,人既生又死的状态。”

    “当意识这个魔鬼闯入科学后,事情就变得匪夷所思了。”

    “以上,就是我所说的量子力学的乌云。”

    话音刚落!

    所有人倒吸一口凉气,头皮发麻!

    紧接着,静!

    死一般的寂静!

    众人瞪大了双眼,满脸震撼。

    布鲁斯教授的思想实验,带给他们无尽的恐怖!

    主观意识竟然真的影响到了客观科学!

    “这怎么可能!”

    没有人能解释实验结果中,人的意识到底扮演什么角色。

    如果箱子里只有一个原子,那一切都非常好理解。

    衰变和未衰变的迭加态,打开就知道是哪个结果。

    但是把原子换成人,生和死的迭加态,就实在无法理解了,太可怕了。

    打了好几天酱油的郎之万,这时神情呆滞,回想起巴黎的那场演讲。

    他喃喃自语道:

    “我虽然不知道怎么解释这个实验。”

    “但是我知道。”

    “物理学第四神兽出世了!”

    “生死迭加,布鲁斯的猫!”

    轰!

    全场骇然了!

    (本章完)

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