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愛因斯坦說,上帝不會擲骰子,而量子力學偏偏證明了上帝會擲骰子;從量子力學觀點看,如果上帝擲會骰子,那麼這個骰子應該是什麼?
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  • 1 # 李永樂老師

    首先“骰”念tóu,我開始念shǎi,這也是學生給我糾正的。

    要理解這句話,首先要知道紫外災難:上世紀初在研究黑體輻射問題時,卡文迪許實驗室主任瑞利根據經典熱力學統計物理提出了瑞利公式,但是卻和實驗不符合。更嚴重的是:根據瑞利公式,黑體輻射在極短波長部分的功率趨向於無窮大,這顯然是不合理的。人們困惑於此,稱之為紫外災難。

    此時,普朗克提出了自己的理論:振動的帶電粒子能量是一份份的,即所謂能量量子化,從而開闢了物理學的新道路。

    順便說一句,普朗克的兒子參與了刺殺希特勒的行動,但沒有成功,死了。

    同時,科學家海因西里.赫茲發現紫外線照射下金屬可以發出電子,即所謂光電效應,但是物理規律卻與經典物理的解釋不同。

    愛因斯坦大膽的借用了普朗克的觀點,提出光具有波粒二象性,粒子性的一面可以用普朗克公示表示,從而成功的解釋了光電效應現象。愛因斯坦在1905年連續發表了6篇文章,成為量子力學、相對論的開端。這一年也稱為愛因斯坦奇異年。

    法國公爵德布羅意,本來是學中世紀歐洲史的,後來聽了龐加萊的一場報告,對物理產生了濃厚的興趣,轉投著名科學家朗之萬門下攻讀物理博士。臨近畢業時實在沒有論文可寫,突然他發現愛因斯坦寫到光具有波粒二象性,於是引申一步:所有的物質都具有波粒二象性。朗之萬把德布羅意的論文寄給愛因斯坦,並特別指明這是法國公爵面臨畢業的重大政治論文,愛因斯坦欣然給予論文高度評價,然後德布羅意畢業了。

    後來過了幾年,人們發現德布羅意說的居然是對的,於是授予德布羅意諾貝爾獎。他是世界上第一個憑藉博士論文拿諾貝爾獎的人。

    順便一說:朗之萬最出名的事是和居里夫人的婚外情。所以說學習物理就要學習物理學家的精神,比如謙虛的牛頓,忠貞的居里夫人等。

    人們認識到所有物質都具有波粒二象性後,德國物理學家波昂提出:光波和物質波的本質是機率波。即:物質波表示粒子存在於不同位置的機率。例如一個電子,以前人們認為電子有確定的軌道,但是實際上電子的波動性決定了無法確定一個電子在某時刻的具體位置,而只能描述電子在不同地方出現的機率大小,這就是電子雲。

    波昂的學生海森堡提出了不確定性原理,即物體的動量和位置不能同時精確確定。

    到此,人們認識到不確定性是微觀世界的基本規律。我們無法知道一個電子的具體位置,也無法確定一個電子的自旋。這時物理量就處於一種糾纏態。除非我們對它進行測量,而測量後的結果也是隨機的。

    這就是上帝至骰子的來歷。

    這裡最精彩的例子就是薛定諤的貓,這個比較著名,大家可自行百度。

    很遺憾,量子力學的開拓者們:普朗克、愛因斯坦、德布羅意,貌似都不大相信這一切。他們認為世界可以由初始條件和物理規律唯一確定,而不應該具有隨機性。

    所以,題主所問的骰子,即指微觀世界中的物理量,如粒子位置、動量、能量、自旋等引數。量子力學說這些引數具有隨機性,但是愛因斯坦卻無法接受,稱為骰子。

  • 2 # 微基因衍光子

    其實,上帝真的會擲骰子,那麼這個骰子應該是什麼呢?首先從最簡單來說,這個骰子就是一個硬幣,只有正面和反面,這就是對立統一原理。用符號"+""和"-""或1和0來表示,根據電腦軟體的運演算法則,宇宙的一切事物都可以用之來表達,但人類的""上帝""卻說這是不可能的,由x、y、z軸建立直角座標系可知,這個骰子應該是正方體的,而愛因斯坦的廣義相對論則隱隱約約地說這個骰子是原點重合的超立方體模型,也可以是球面極座標系。

    假設我們先根據基本粒子的""軸子"來建模,再使用愛因斯坦的廣義相對論先確定基本粒子的靜態位置模型,然後再運動起來。這樣,什麼電子雲機率,位置出現機率,速率等量子問題就可以得到相對的量化解決,這樣我們就窺視到上帝骰子的秘密了!

    (由於本人沒有資格站在大學的講壇上,謹此把相對論解析的部分原理獻與有緣人,珍重!)

  • 3 # 十年一劍XYF

    如果上帝真的會擲骰子,那麼這個骰子應該是指對稱性。

    預知詳情,請看下篇:

    上帝擲的骰子是對稱的嗎?

    作為愛因斯坦的“死對頭”玻爾就會說:“愛因斯坦,別老想著告訴上帝該做什麼事情。”這就是典型的“子非魚焉知魚之樂”。

    當然,愛因斯坦和玻爾雖然談不上“既生瑜何生亮”,但他倆是一對“歡喜冤家”相生相剋,屬於巔峰對決的科學“泰斗”。

    言歸正傳,那麼,上帝有骰子嗎?

    肯定有,不然宇宙不會出現“多樣性”。

    那麼,問題又來了,上帝的骰子是對稱的嗎?

    基本上是對稱的。

    對稱在現實世界“司空見慣”:

    1、老子在《道德經》裡就有描述:“有無相生,難易相成,長短相形,高低相傾,聲音相和,前後相隨,恆也。”雖然看起來是對立的,其實是矛盾的統一體,不可分割。類似於太極圖的這種對稱。

    2、白居易《長恨歌》:“在天願作比翼鳥,在地願為連理枝。”

    比翼鳥是完全符合人類的對稱理念,以對稱軸為軸線,然後對摺,兩部分就能重合。

    有古書記載:崇吾之山有鳥焉,其狀如鳧,而一翼一目,相得乃飛,名曰蠻蠻,見則天下大水。

    大概意思是:在崇吾山上有一種鳥,這種鳥的外形像野鴨子,只長了一隻翅膀和一個眼睛(相當於只有半個,沒有辦法自己飛行),只有兩個這樣的鳥結對(一雌一雄合併在一起)後才能飛行,這種鳥叫“蠻蠻”,如果有人看見,則會發大水。

    3、絕大多數動物都是左右對稱的,比如:豬、狗、貓、牛、雞等等。

    4、絕大多數昆蟲也是左右對稱的,比如:蝴蝶、螳螂、甲蟲、蝗蟲、蜣螂等等。

    5、基本粒子也是對稱的,一般粒子都有自己的反粒子,比如:電子和正電子、中微子和反中微子、質子和反質子等等。

    當然,光就是它老哥一個,只有光子,沒有反光子。

    6、就拿我們人類來說,就是個“完美”的對稱體,比如:左眼右眼,左耳右耳,左胳膊右胳膊,左手右手,左腿右腿,左腳右腳等等,也就是說,豎著從中間來觀察,人是一個對稱體。這是外部結構特徵。

    但人體有一個最重要的器官,位置卻偏了,那就是心。

    心位置沒在中軸線上,而是向左偏移了,才導致了人的“偏心”(喜好和厭惡)。

    說起偏心,和大家共同分享一個笑話,以祝雅興:

    古代,有一位母親生病了,兒子很孝順,四處求醫。

    最後請來了一位針灸郎中,針灸郎中看後說是“心火”,扎一針,病就好了。

    兒子一聽,著了急:“心見鐵即死,如何針得?”

    郎中:“不用針心,只針肋條即可。”

    兒子:“肋條離心遠矣,焉能針好?”

    郎中:“無妨,君其不聞:天下作父母的心偏的多著呢。”

    7、飛禽中,絕大多數也是對稱的,不知你有沒有仔細觀察過,蝙蝠、燕子外形雖然是對稱的,但飛行時,翅膀是交替拍打的(就好比人類的“自由泳”或“狗刨”),大多數鳥類飛行時,雙翅都是同時拍打的。

    由此可見:宇宙中,大部分都是對稱的,但也有極少數是不對稱的。恰恰就是這些極少數不對稱的,在宇宙中起“主導”作用,是最重要的核心部分。

    也就是說,上帝擲的骰子大多數面都是對稱的,極個別面不對稱。

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