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Protected: 海森堡真相

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eels – Cancer for the Cure

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Cancer for the Cure” 来自美国独立乐队 eels 1998 年的专辑 Electro-Shock Blues. 这张基本是公认他们最好的一张专辑, 比较放的开, 其他的都稍微拘束一点.

整张专辑讲的是关于疾病死去和自杀的事情. 虽然一看就不是好结果, 但其实还是有很多幻想和单纯开心的歌, 没有一味很惨情. 这点相比 eels 的其他专辑要好.

做这个专辑的时候背景也是很惨的, 主唱 Mark Oliver Everett 他爸 Hugh Everett III 其实是个比他还牛逼的物理学家, 他在1957年提出量子力学相关的 many-worlds interpretation 多重世界理论(也叫 平行宇宙 parallel universes), 在60 和70年代被 Bryce Seligman DeWitt 改称 Many Worlds Theory 风行一时, 它号称解决了EPR佯谬和引申出的邪恶悖论薛定谔的猫. 但一开始并没有被广泛接受, 他爸只能给美国军方做数学家.

扯远了, 后来他爸死于心脏病, Mark 当时19岁时第一个发现尸体的. 做专辑的时候他妹妹刚刚自杀, 他妈被诊断为癌症晚期. 他几个好朋友都接连死去. 所以这张专辑以很多家人的事件为背景描写失去的感受. 一开场 的 “Elizabeth on the Bathroom Floor” 是妹妹自杀前的最后一篇日记. “Climbing to the Moon” 写的是他去疗养院看望妹妹的经历. “Dead of Winter” 是关于他妈妈的痛苦化疗. “Baby Genius” 则是写的他爸, 天才物理学家.

这张专辑做完之后, 他妈妈在他巡演的过程中过世, 巡演也因此停止. Daniel Johnston 的歌 Living Life 经常在巡演上被唱.

Cancer for the Cure” mv 拍的不错, 歌收在电影 American Beauty 的原声集里.

薛定谔的猫

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EPR出台的时候, 薛定谔大为高兴, 称赞爱因斯坦 “抓住了量子论的小辫子. ” 受此启发, 他在1935年也发表了一篇论文, 题为《量子力学的现状》(Die gegenwartige Situation in der Quantenmechanik), 文中的口气非常讽刺. 总之 是和哥本哈根派誓不两立的了.

在论文的第5节, 薛定谔描述了那个常被视为恶梦的猫实验. 哥本哈根派说, 没有测量之前, 一个粒子的状态模糊不清, 处于各种可能性的混合叠加, 比如一个放射性原子, 它何时衰变是完全概率性的. 只要没有观察, 它便处于衰变/不衰变的叠加状态中, 只有确实地测量了, 它才随机选择一种状态而出现.

那么让我们把这个原子放在一个不透明的箱子中让它保持这种叠加状态. 现在薛定谔想象了一种结构巧妙的精密装置, 每当原子衰变而放出一个中子, 它就激发一连串连锁反应, 最终结果是打破箱子里的一个毒气瓶, 而同时在箱子里的还有一只可怜的猫. 事情很明显: 如果原子衰变了, 那么毒气瓶就被打破, 猫就被毒死. 要是原子没有衰变, 那么猫就好好地活着.

自然的推论: 当它们都被锁在箱子里时, 因为我们没有观察, 所以那个原子处在衰变/不衰变的叠加状态. 因为原子的状态不确定, 所以猫的状态也不确定, 只有当我们打开箱子察看, 事情才最终定论: 要么猫四脚朝天躺在箱子里死掉了, 要么它活蹦乱跳地”喵呜”直叫. 问题是, 当我们没有打开箱子之前, 这只猫处在什么状态? 似乎唯一的可能就是, 它和我们的原子一样处在叠加态, 这只猫当时陷于一种死/活的混合.

现在就不光光是原子是否幽灵的问题了, 现在猫也变成了幽灵. 一只猫同时又是死的又是活的? 它处在不死不活的叠加态? 这未免和常识太过冲突, 同时在生物学角度来讲也是奇谈怪论. 如果打开箱子出来一只活猫, 那么要是它能说话, 它会不会描述那种死/活叠加的奇异感受? 恐怕不太可能.

薛定谔的实验把量子效应放大到了我们的日常世界, 现在量子的奇特性质牵涉到我们的日常生活了, 牵涉到我们心爱的宠物猫究竟是死还是活的问题. 这个实验虽然简单, 却比EPR要辛辣许多, 这一次扎得哥本哈根派够疼的. 他们不得不退一步以咽下这杯苦酒: 是的, 当我们没有观察的时候, 那只猫的确是又死又活的.

不仅仅是猫, 一切的一切, 当我们不去观察的时候, 都是处在不确定的叠加状态的, 因为世间万物也都是由服从不确定性原理的原子组成, 所以一切都不能免俗. 量子派后来有一个被哄传得很广的论调说: “当我们不观察时, 月亮是不存在的”. 这稍稍偏离了本意, 准确来说, 因为月亮也是由不确定的粒子组成的, 所以如果我们转过头不去看月亮, 那一大堆粒子就开始按照波函数弥散开去. 于是乎, 月亮的边缘开始显得模糊而不确定, 它逐渐”融化”, 变成概率波扩散到周围的空间里去. 当然这么大一个月亮完全融化成空间中的概率是需要很长很长时间的, 不过问题的实质是: 要是不观察月亮, 它就从确定的状态变成无数不确定的叠加. 不观察它时, 一个确定的, 客观的月亮是不存在的. 但只要一回头, 一轮明月便又高悬空中, 似乎什么事也没发生过一样.

不能不承认, 这听起来很有强烈的主观唯心论的味道. 虽然它其实和我们通常理解的那种哲学理论有一定区别, 不过讲到这里, 许多人大概都会自然而然地想起贝克莱(George Berkeley)主教的那句名言: “存在就是被感知”(拉丁文: Esse Est Percipi). 这句话要是稍微改一改讲成”存在就是被测量”, 那就和哥本哈根派的意思差不离了. 贝克莱在哲学史上的地位无疑是重要的, 但人们通常乐于批判他, 我们的哥本哈根派是否比他走得更远呢? 好歹贝克莱还认为事物是连续客观地存在的, 因为总有”上帝”在不停地看着一切. 而量子论? “陛下, 我不需要上帝这个假设”.

与贝克莱互相辉映的东方代表大概要算王阳明. 他在《传习录 下》中也说过一句有名的话: “你未看此花时, 此花与汝同归于寂;你来看此花时, 则此花颜色一时明白起来……”如果王阳明懂量子论, 他多半会说: “你未观测此花时, 此花并未实在地存在, 按波函数而归于寂;你来观测此花时, 则此花波函数发生坍缩, 它的颜色一时变成明白的实在……”测量即是理, 测量外无理.

当然, 我们无意把这篇史话变成纯粹的乏味的哲学探讨, 经验往往表明, 这类空洞的议论最终会变成毫无意义, 让人昏昏欲睡的鸡肋文字. 我们还是回到具体的问题上来, 当我们不去观察箱子内的情况的时候, 那只猫真的”又是活的又是死的”?

这的确是一个让人尴尬和难以想象的问题. 霍金曾说过: “当我听说薛定谔的猫的时候, 我就跑去拿枪. “薛定谔本人在论文里把它描述成一个”恶魔般的装置”(diabolische, 英文diabolical, 玩Diablo的人大概能更好地理解它的意思). 我们已经见识到了量子论那种种令人惊异甚至瞠目结舌的古怪性质, 但那只是在我们根本不熟悉也没有太大兴趣了解的微观世界而已, 可现在它突然要开始影响我们周围的一切了? 一个人或许能接受电子处在叠加状态的事实, 但一旦谈论起宏观的事物比如我们的猫也处在某种”叠加”状态, 任谁都要感到一点畏首畏尾. 不过, 对于这个问题, 我们现在已经知道许多, 特别是近十年来有着许多杰出的实验来证实它的一些奇特的性质. 但我们还是按着我们史话的步伐, 一步步地来探究这个饶有趣味的话题, 还是从哥本哈根解释说起吧.

猫处于死/活的叠加态? 人们无法接受这一点, 最关键的地方就在于: 经验告诉我们这种奇异的二重状态似乎是不太可能被一个宏观的生物, 比如猫或者我们自己, 所感受到的. 还是那句话: 如果猫能说话, 它会描述这种二象性的感觉吗? 如果它侥幸幸存, 它会不会说: “是的, 我当时变成了一缕概率波, 我感到自己弥漫在空间里, 一半已经死去了, 而另一半还活着. 这真是令人飘飘然的感觉, 你也来试试看? “这恐怕没人相信.

好, 我们退一步, . 猫不会说话, 那么我们把一个会说话的人放入箱子里面去. 当然, 这听起来有点残忍, 似乎是纳粹的毒气集中营, 不过我们只是在想象中进行而已. 这个人如果能生还, 他会那样说吗? 显然不会, 他肯定无比坚定地宣称, 自己从头到尾都活得好好的, 根本没有什么半生半死的状态出现. 可是, 这次不同了, 因为他自己已经是一个观察者了啊! 他在箱子里不断观察自己的状态, 从而不停地触动自己的波函数坍缩, 我们把一个观测者放进了箱子里!

可是, 为什么我们对猫就不能这样说呢? 猫也在不停观察着自己啊. 猫和人有什么不同呢? 难道区别就在于一个可以出来愤怒地反驳量子论的论调, 一个只能”喵喵”叫吗? 令我们吃惊的是, 这的确可能是至关重要的分别! 人可以感觉到自己的存活, 而猫不能, 换句话说, 人有能力”测量”自己活着与否, 而猫不能! 人有一样猫所没有的东西, 那就是”意识”! 因此, 人能够测量自己的波函数使其坍缩, 而猫无能为力, 只能停留在死/活叠加任其发展的波函数中.

意识! 这个字眼出现在物理学中真是难以想象. 如果它还出自一位诺贝尔物理学奖得主之口, 是不是令人晕眩不已? 难道, 这世界真的已经改变了么?

半死半活的”薛定谔的猫”是科学史上著名的怪异形象之一, 和它同列名人堂的也许还有芝诺的那只永远追不上的乌龟, 拉普拉斯的那位无所不知从而预言一切的老智者, 麦克斯韦的那个机智地控制出入口, 以致快慢分子逐渐分离, 系统熵为之倒流的妖精, 被相对论搞得头昏脑涨, 分不清谁是哥哥谁是弟弟的那对双生子, 等等等等. 薛定谔的猫在大众中也十分受欢迎, 常常出现在剧本, 漫画和音乐中, 虽然比不上同胞Garfield或者Tom, 也算是有点人气. 有意思的是, 它常常和”巴甫洛夫的狗”作为搭档一唱一和出现. 它最长脸的一次大概是被”恐惧之泪”(Tears for Fears), 这个在80年代红极一时的乐队作为一首歌的标题演唱, 虽然歌词是”薛定谔的猫死在了这个世界”.

EPR佯谬

在反对量子论的过程中, 爱因斯坦争取到了两个同盟军, 他们分别是他的两个同事波多尔斯基(Boris Podolsky)和罗森(Nathan Rosen). 1935年3月, 三人共同在《物理评论》(Physics Review)杂志上发表了一篇论文, 名字叫《量子力学对物理实在的描述可能是完备的吗? 》, 再一次对量子论的基础发起攻击. 当然他们改变策略, 不再说量子论是自相矛盾, 或者错误的, 而改说它是”不完备”的. 具体来说, 三人争辩量子论的那种对于观察和波函数的解释是不对的.

我们用一个稍稍简化了的实验来描述他们的主要论据. 我们已经知道, 量子论认为在我们没有观察之前, 一个粒子的状态是不确定的, 它的波函数弥散开来, 代表它的概率. 但当我们探测以后, 波函数坍缩, 粒子随机地取一个确定值出现在我们面前.

现在让我们想象一个大粒子, 它是不稳定的, 很快就会衰变成两个小粒子, 向相反的两个方向飞开去. 我们假设这种粒子有两种可能的自旋, 分别叫”左”和”右”, 那么如果粒子A的自旋为”左”, 粒子B的自旋便一定是”右”, 以保持总体守恒, 反之亦然.

好, 现在大粒子分裂了, 两个小粒子相对飞了出去. 但是要记住, 在我们没有观察其中任何一个之前, 它们的状态都是不确定的, 只有一个波函数可以描绘它们. 只要我们不去探测, 每个粒子的自旋便都处在一种左/右可能性叠加的混合状态, 为了方便我们假定两种概率对半分, 各50%.

现在我们观察粒子A, 于是它的波函数一瞬间坍缩了, 随机地选择了一种状态, 比如说是”左”旋. 但是因为我们知道两个粒子总体要守恒, 那么现在粒子B肯定就是”右”旋了. 问题是, 在这之前, 粒子A和粒子B之间可能已经相隔非常遥远的距离, 比如说几万光年好了. 它们怎么能够做到及时地互相通信, 使得在粒子A坍缩成左的一刹那, 粒子B毅然坍缩成右呢?

量子论的概率解释告诉我们, 粒子A选择”左”, 那是一个完全随机的决定, 两个粒子并没有事先商量好, 说粒子A一定会选择左. 事实上, 这种选择是它被观测的那一刹那才做出的, 并没有先兆. 关键在于, 当A随机地作出一个选择时, 远在天边的B便一定要根据它的决定而作出相应的坍缩, 变成与A不同的状态以保持总体守恒. 那么, B是如何得知这一遥远的信息的呢? 难道有超过光速的信号来回于它们之间?

假设有两个观察者在宇宙的两端守株待兔, 在某个时刻t, 他们同时进行了观测. 一个观测A, 另一个同时观测B, 那么, 这两个粒子会不会因为距离过于遥远, 一时无法对上口径而在仓促间做出手忙脚乱的选择, 比如两个同时变成了”左”, 或者”右”? 显然是不太可能的, 不然就违反了守恒定律, 那么是什么让它们之间保持着心有灵犀的默契, 当你是”左”的时候, 我一定是”右”?

爱因斯坦等人认为, 既然不可能有超过光速的信号传播, 那么说粒子A和B在观测前是”不确定的幽灵”显然是难以自圆其说的. 唯一的可能是两个粒子从分离的一刹那开始, 其状态已经确定了, 后来人们的观测只不过是得到了这种状态的信息而已, 就像经典世界中所描绘的那样. 粒子在观测时才变成真实的说法显然违背了相对论的原理, 它其中涉及到瞬间传播的信号. 这个诘难以三位发起者的首字母命名, 称为”EPR佯谬”.

reference:
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2001: A Space Odyssey

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重新看了一遍, 现在的想法是, 黑石可以代表虚无的绝对真理, 对于无限时间和发展来说, 几百万年前猿人接触它和科技发达之后宇航员接触它其实没有区别. 如果宇宙没有尽头, 或者宇宙外还有另外的宇宙, 如果存在无限的概念, 那么所有人类所做出的努力都只是趋近于无限小的一个点. 但绝对概念容易产生悖论, 无限本身就很有可能产生相矛盾的结果.

HAL杀死宇航员说明科技有时会产生负面效应, 而在电影里导致负面效应的原因是人类灌输的双重标准. 总的来说, 科技如果代表文明, 那么”文明也很脆弱, 但除文明外我们其实别无依靠”.

最后的光环笼罩的婴儿, 加上查拉图斯特拉如是说, 也许说的是尼采的超人论, 但我不觉得是直接搬过来用, 而是说先以人类的肉体生命为基础, 造成的精神氛围, 然后在科技足够发达时, 再转化为以纯物质为基础的精神氛围. 现在的人无法保持意识永存, 但可以达到精神永存, 而以后的人也许可以两者皆有. 后人占了科技进步的便宜, 那么就有可能延续生命, 也许可以到无限永生? 那如果人类取消生育, 肯定是对未出生的人类的极大不公平.

外星生命的问题, 如果遇到文明相近的外星生命, 八成是要打起来的, 如果是外星文明高于我们几万倍的话, 也许可以和平相处. 如果我们高于他们几万倍, 也许会把他们当牛宰了吃. 人类向来都这个样子

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