年初之时,突然对量子力学的有些许兴趣,当时查阅了资料而已。而今天早上,莫名其妙地这个想法开始涌动,又拾起昨日的一些冲动,翻阅之前的一些信息,并动手开始写这篇文章。计划写3-5篇吧。这仅仅开篇的第一开张,文中的信息难免杂乱,甚至是无序,不知所云,不怕,只要下笔千言即可,总算是动笔了。好吧,开启今天的文字之旅吧。
在数学和物理领域,我们经常听到这么一些词:EPR佯谬,奥伯斯佯谬,双生子佯谬,费米悖论,上帝悖论,祖父悖论,罗素悖论,说谎者悖论,黑洞信息悖论等等……
不同的名称用了佯谬和悖论,那么,佯谬和悖论的区别好是什么呢?
今天,我就来理清两者的区别,以免遇到诸如这样的名词时,分不清对错,我们先来看两者的定义:
佯谬:指一个命题看上去是一个错误,但实际上并不是。
(佯:假装。佯装,佯作,佯言,佯死。谬:错误的,不合情理的。荒谬,谬误)
悖论:指自相矛盾的命题,这个命题中隐含着两个对立的结论,而这两个结论都能自圆其说。
(悖:混乱,相冲突。悖乱,悖逆。论:言论,言语。)
从定义上我们得知,两者存在着本质差别。
佯谬只是看上去是错的,实际上前提没有问题,问题出在结论的推导过程出了问题。
而悖论就是指命题是错误的,存在自相矛盾。
值得一提的是,佯谬和悖论的英文单词都是paradox。
那,薛定谔的猫应该算是什么呢?
薛定谔的猫和EPR佯谬
薛定谔是谁? 他是奥地利人,参加过一战,研究物理,还开创了现代生物化学。他的感情生活和猫一样神秘,沾花惹草,绯闻不断。 不可思议的是,他在1925—1926年的一段长达5个月的婚外情中,创立了“薛定谔波动方程”。这个方程有多牛呢?在量子力学中,地位相当于牛顿定律在经典力学中的地位,人称“情欲的大爆发”。
有一天,薛定谔在家“撸猫”,竟然撸出了科学史中最好玩的思想实验: 假设把一只猫和一个量子装置关在盒子里。装置里有一个放射性原子和一个毒药瓶。如果原子衰变,就会把毒药瓶打破,把猫毒死;如果它不衰变,毒药瓶就不会破,猫就继续喵喵叫。
在玻尔提出了量子的叠加态和测量时发生坍缩的理论时,这个理论是很不符合常理的,众多的科学家都向其提出质疑,其中流传最为广泛的一个质疑的声音就是薛定谔提出的猫。薛定谔的猫 这个问题大家应该都耳熟能详,其核心问题就是:粒子可以处于两种基态的叠加态,如果其中的一个基态会导致猫死亡,一个基态不会对猫造成影响,那么处于叠加态的粒子会让猫处于死亡和活着的叠加状态吗?常理告诉我们,这是不可能的事情。因此,薛定谔将微观粒子的状态叠加扩大到宏观的猫的生死状态,意图证明叠加态的错误。
再来说说另外一个问题,“EPR佯谬”。这个实验是由E:爱因斯坦、P:波多尔斯基和R:罗森1935年为论证量子力学的不完备性而提出的一个悖论。它主要提出的问题是对量子纠缠的质疑,前面我们说过,处于纠缠态的两个粒子,会存在某种关联,对其中一个粒子进行某种操作会影响到另外一个粒子的状态,这种影响是绝对的,不管两个粒子在空间上分开的多远,这种影响都能在瞬间产生。对于爱因斯坦来说,他认为要么就是存在某种超距离的作用产生了这种影响,要不就是量子力学的描述不完备。
【量子纠缠:微观粒子之间的关系,就如恋人之间的心有灵犀?】
量子纠缠,是量子力学中的一个基本概念,即几个粒子之间相互作用、成为整体,无论相距多么遥远,它们之间的联系也不会中断,因此被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”。
到此吧,简单的把以上概念做了罗列,我也是无语了,听起来神乎其神,说起来晦涩难懂,物理学,量子力学,量子纠缠,是这些专业词语,如同天书,对我而言,我竟然看了一个早晨,实属难得,也为自己的耐心肯定,也对这份好奇与专注欣慰,希望这种好奇之心继续发扬下去,深入了解量子力学。虽然不知道未来对我有何帮助,但是有这句话「读过的书就像吃过的饭,早已融入你的骨子和血液里,成为身体的一部分」的加持,更加让我有信心阅读量子力学的相关书籍。
早安!