Saturday, January 15, 2011

[The Ghost in the Atom: Dvies 1993]

摘要自中譯: [沒有人懂量子力學?]
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是不是只有當你在看它的時候,月亮才在那兒呢?

所有的物質,皆是由各式各樣的原子所組成,但,原子為什麼會保持穩定?

Bohr (1913) - Heisenberg (1925) - Schroedinger (1926) - Bell (1965)

在光子、電子、原子和其他粒子的微觀世界中,存在著一種不確定因素,Heisenberg 的測不準原理,定量描述了這種不確定。 因為恰恰是試圖確定電子確切位置的作用,對電子的運動產生了不可控制和無法確定的干擾,反之亦然。

Bohr 後期的工作,通常稱作哥本哈根詮釋 (Coprenhagen interpretation)。他宣稱,物理學告訴我們的並不是世界是什麼,而是關於世界我們能夠談論什麼。在你弄清楚一個電子在幹什麼之前,你必須指明全部的實驗條件,比方說,你要測量什麼?實驗裝置如何安排?等等,微觀世界的量子實在性,必然和宏觀世界的組織纏繞在一起。


西方科學與哲學理論對於「實在的本質」,向來有個假定,幾乎變成常識。認為在我們觀察物體之前與之後,其實際具有一組完全的動力學屬性(位置、動量、自旋和能量)。這樣,原子和電子變得僅僅是「小東西」,與「大東西」(如撞球)的區別僅僅在尺度上。在實在性上,並無本質上之不同。這也是愛因斯坦說的「客觀實在性」,因為外在事物的實在性地位,並不取決於有意識的個體觀察。這樣的「常識」,就是哥本哈根詮釋所挑戰的。

Bohr 所謂的「客觀」一詞,是指與你正面對的東西打交道的想法:你所經驗的知覺,和所做的測量,而非所謂的獨立於觀察者而「外在」存在的宇宙觀。

但是 Bohr 的觀點,存在著一個「測量弔詭」的問題,即測量裝置本身是由原子構成的,所以服從於量子行為規則。另外Schroedinger (1935) 也提出了貓詭論。結果是,如果遵循量子論的邏輯及其結論,則絕大部分物理世界似乎都會消失在陰影似的幻覺之中。許多人,就像愛因斯坦,無法接受這個結論。如果我們不是對一個「外在的」具體世界進行實驗與推測,那全部科學不就退化為追求想像的遊戲了嗎?

那麼,測量詭論的解答何在?. . .

(個人覺得,David Deutsch 多宇宙詮釋觀點較有說服力,包含的假設最少。物理學家也許覺得這樣一來,帶給物理學太多的形上學包袱。但是,如果他們願意念經修行實坐,可能會豁然開朗。就是說,讓我們的腦袋不是在古典的水平上,而是在量子層次上運作,可能有機會感覺到腦中蠕動的所有原子,實在的感覺到其他宇宙的存在)

另一個解法是量子勢(quantum potential),需要一套非定域的隱變量(hidden variable)理論。用通俗的語言說,意指不需穿越空間,在不同時空點發生的事件就可以相互影響。

(至於 John Taylor 的系綜(ensemble)詮釋,就算了!)