第534章 推翻因果!世界随机!三大概率分析!诡异莫测!越理解越胆寒!
李奇维提出的概率波理论,震撼了在场所有量子大佬们。
不管是普朗克这样的老一辈物理学家,还是海森堡这样的新晋天骄,全都骇然惊诧。
一时间,根本没有人敢相信这个理论的真实性。
因为它在挑战世界的本质:因果性!
如果真的存在概率波,那么这个世界的本质将变成随机的。
这是何等可怕的事实!
按照牛顿经典力学的理解,如果知道了小球在t时刻的运动状态。
那么根据小球的受力情况,就能列出它的运动方程,从而求出t时刻后,小球的运动状态。
小球的受力是因,小球的运动轨迹是果。
这完全符合人类的直觉。
先有因再有果。
但是把小球换成电子,一切都变了。
就算根据薛定谔方程,能计算出电子在t时刻及后续所有时刻的波函数。
但我们仍然不知道电子下一刻出现在哪里。
因为哪怕电子出现在a点的概率是99.999%,它依然有一丝可能出现在b点。
波函数只能计算出电子出现在某处的概率,而不保证电子【一定】会出现在那里。
如果把这种现象类比到小球,就会发现有多么离谱。
按照牛顿力学的计算,小球在下一刻应该继续向前运动。
但结果小球在下一刻直接出现在月球上了。
“听听,这是人话吗?”
“这不是在扯淡吗?”
概率波就是这么离谱。
这就是在场所有物理大佬的内心写照。
“太离谱了!”
此刻,房间内依然无比安静。
众人都在消化这个惊世骇俗的理论。
概率波和当初的电子跃迁概率还不太一样。
前者更加匪夷所思。
过了好一会儿,洛伦兹眉头微皱,神色凝重,他问道:
“布鲁斯,你听我给你捋一捋,看看我的理解对不对?”
李奇维微微一笑。
“请说。”
洛伦兹咳嗽一声,尝试着解释道:
“目前为止,物理学领域一共出现了三种概率现象。”
“第一种。”
“几天前,布鲁斯你在演讲时,分析了热学和量子力学的关系。”
“量子力学中的某些灵感,是来自热学理论。”
“其中概率统计,是统计力学中最为重要的概念。”
“每个粒子的运动轨迹都不同,有的粒子下一刻移动到a点,有的粒子下一刻移动到b点。”
“如果统计完所有粒子的运动状态后,发现99.99%的粒子都运动到a,剩下的移动到bcd”
“那么,我们就可以说这个粒子系统下一刻是运动到a点的。”
“但我们很【清楚】地知道,虽然系统整体运动到a点,其中有极少粒子并不是运动到a点。”
“甚至只要算力足够,我们能【精确】地计算出这些粒子的运动轨迹。”
“但是那没有必要,因为我们研究的是大量粒子的统计行为。”
“通过简单的统计学和概率分布函数,我们就能满足使用需求。”
“这就是概率在热力学中的应用,很好理解。”
“再举个形象的例子。”
“就好比抛硬币实验。”
“硬币在抛出去的那一刻,如果我们能【精确】地知道引力、硬币质量、空气阻力等等参数。”
“那么严格来说,我们可以直接【计算】出硬币在下落那一刻的状态。”
“但这种方法,需要的参数和精确度超越了人类能达到的极限。”
“所以,我们就通过概率来估算。”
“只要次数够多,结果依然是正确的。”
“所以,所谓的概率并不是真正的随机,而是我们对大自然的近似!”
“因为人类的计算能力有限,不能【实时】【精确】计算宇宙的一切行为。”
“所以有些过程,只好通过概率去描述。”
“但宇宙的本质是因果性的,概率只是大量因果的某种外在表现。”
“这是我对第一种概率的认识。”
众人全都重重点头,显然非常赞同。
洛伦兹教授果然不愧是经典物理学大佬。
他的分析通俗易懂且极其深刻。
“但是第二种,情况变了。”
“也就是布鲁斯教授曾提到的电子跃迁概率。”
“在旧量子论中,电子在不同能级之间的跃迁行为是概率性的。”
“也就是说,电子【何时】从a能级跃迁到b能级,是概率的。”
“电子从a跃迁到【b还是c】,也是概率的。”
“布鲁斯教授认为这是一种真正的概率!”
“即:我们无法通过对电子列出运动方程,计算出它何时会跃迁到何地。”
“这和算力没有关系。”
“哪怕知道了电子的一切参数,我们依然算不出它的跃迁行为。”
“还是用抛硬币举例。”
“那就是即便知道了硬币抛出那一刻,引力、质量、阻力等所有参数。”
“落地的那一刻,硬币是正是反,和算出的答案毫无关系。”
“这就是布鲁斯教授的观点。”
“当时物理学界几乎没有人赞同这种理论。”
“因为它违背了因果律。”
“我也是其中之一。”
“并且,爱因斯坦教授提出过一个很好的反驳理由。”
“他认为电子的概率跃迁,其实和热力学的概率是一回事。”
“因为我们号称知道了电子的一切参数,但仍然会存在某些参数,在现有的理论框架下无法被发现。”
“它们就像隐藏起来的变量,可以形象地称为【隐变量】。”
“而电子的跃迁行为,其实是由这些隐变量控制的。”
“如此一来,世界的本质又回归因果性了。”
“我个人非常赞同爱因斯坦教授的观点。”
“总结下来就是:电子的概率跃迁行为,是因为人类暂时的无知。”
“这是我对第二种概率的认知。”
哗!
众人心神震动!
洛伦兹教授的分析太给力了!
爱因斯坦眼中精光一闪,从刚刚的震惊和迷茫中回过神来。
“我的隐变量理论,终于得到认可了!”
“布鲁斯,这一次,恐怕我要站在你的对立面了!”
洛伦兹还在继续。
“现在的第三种概率:概率波。”
“按照布鲁斯教授的观点,概率波的本质其实和电子跃迁概率一样。”
“但是前者比后者更加的匪夷所思!”
“对于电子跃迁而言,电子不管怎么跃,最终一定是在某个特定的轨道上。”
“但是概率波不一样。”
“电子可以出现在原子内的任意位置,不受任何因素控制和影响。”
“比如我们给电子加速,让它向前运动,但是由于概率性,电子反而会后退。”
“当我们第二次加速时,电子又往左运动了。”
“这再次更深刻地违背了因果律。”
“甚至用隐变量都不太好解释。”
“此外,还有一点不可想象。”
“电子跃迁的概率,是常规数学意义上的概率。”
“比如电子从a轨道跃迁到b轨道的概率是0.5。”
“那么这个0.5的概率本身,就是一个纯粹的数学概念。”
“它和硬币落地时正面的概率是0.5,二者毫无区别,是一种【数学抽象描述】。”
“就好比数字1和1个苹果,是完全不同的两种存在。”
“但是概率波不同,它不仅仅是概率,它更像是一种【物理实在】。”
“举个例子。”
“电子出现在a点的概率是0.1,出现在b点的概率是0.2,出现在c点的概率是0.3”
“电子在不同点的概率分布情况,用数学公式表示,是波函数的形式。”
“如果只到这步,其实大家也能理解。”
“毕竟数学很奇妙,电子的概率分布公式长得和真实的波动公式一样,也不稀奇。”
“但诡异的是,这种非真实的概率波可以像真实的波一样,发生干涉、衍射等现象。”
“这就太太.”
洛伦兹甚至找不到精确的词语来表达他的感觉。
但是在场大佬们都能明白,心有灵犀。
“俺们也是这样想的!”
洛伦兹“嘶”了一声,又摇摇头,继续道:
“就好像有人告诉你:x+y=1和x+y=3,这两个数学方程发生干涉了。”
“产生的干涉条纹,甚至映在了你的脸上。”
“你肯定会觉得要么是对方疯了,要么是世界疯了。”
“这就是概率波的匪夷所思之处。”
“以上,就是我对三种概率的理解。”
说到这里,洛伦兹仿佛用尽了全身的力气。
接着,他苦笑着问道:
“布鲁斯,你看我理解的对吗?”
哗!
众人无不震撼!
经过洛伦兹教授的解释,大家对概率波理论有了更深刻的理解。
然而,他们理解的越深,就越能感受到深深的胆寒!
电子的行为被诡异莫测的概率所支配。
而且这种概率是真正的随机过程,不被客观世界的任何物质能量信息存在所影响。
哪怕地球毁灭,也不能妨碍下一秒电子出现在月球上。
这就太可怕了!
不可思议!不可想象!不可描述!
仿佛进入了上帝禁区!
面对洛伦兹的纠结,李奇维轻轻一笑。
“您分析的非常对,洛伦兹教授。”
“概率波确实违反了因果律。”
“但是有一点,我需要纠正你。”
“概率波会发生干涉、衍射等真实波动的现象,并没有那么不可思议。”
“一切都是因为你的惯性思维在作祟。”
洛伦兹闻言,神色震撼!
其余人也非常好奇。
这又是什么意思?
李奇维继续说道:
“刚刚吴有训说,自然界目前只有两种波动。”
“一种是机械振动引起的机械波,另一种是电场磁场交替形成的电磁波。”
“这两种波的波函数,其实都是纯粹的数学概念。”
“波函数和波函数的物质基础是两种不同存在。”
“以机械波中的水波为例。”
“所谓水波发生干涉,并不是指波函数ψ在物理意义上干涉。”
“而是指两个不同的【水】遇在一起,发生了干涉,形成了一种新的水波。”
“此时这个新的水波,它的波函数也是新的,并且是原来两个水波的波函数通过数学变换形成。”
“即波函数干涉,指的是数学状态相加,对应到物理领域,是指两个水波干涉迭加。”
“这是两个完全不同的过程,不可混为一谈。”
“【水波干涉】是物理现象,【水波的波函数干涉】是对应水波干涉的数学描述。”
“同理,如果你把概率波也视为一种波动。”
“那么就很容易理解它的干涉现象。”
“电子具有波粒二象性,电子的概率波,描述的是【电子出现在某处的概率】这样的状态。”
“【电子出现在某处的概率】和【水波的形状】是等同的事件。”
“所谓的概率波干涉,并不是指概率这个数字,发生了物理意义上的干涉。”
“而是指【电子出现在某处的概率】和【电子出现在某处的概率】,这两个事件发生了干涉。”
“【电子出现在某处的概率干涉】是物理事实,【概率波干涉】是对应的数学描述。”
“我刚刚之所以说概率波并不是真实的波,其实是以机械波作为对比。”
“因为水波本身是物质,但是【电子出现在某处的概率】是现象。”
“就好比我们把人体视为真实,把思想视为虚幻。”
“您能理解吗?”
嘶!
众人倒吸一口冷气!
布鲁斯教授对于概念细节的严谨,简直到了令人发指的程度。
完全是一个字一个字的抠字眼。
洛伦兹机械地点点头。
“布鲁斯,我理解你的意思了。”
“这其实是语言描述所带来的数学和物理的定义模糊。”
“但是,即便如此。”
“我还是很疑惑:【电子出现在某处的概率】,这分明是一个事件,它怎么可能干涉呢。”
“就好比,我在吃饭跟你在吃饭,这两个过程怎么可能干涉呢?”
李奇维微微一笑。
“在微观世界里,【电子出现在某处的概率】这个事件,它确实就是可以发生干涉!”
“所以,我才坚定地认为,概率波是第三种波。”
“我们不能用机械波或者电磁波的思维,来理解这种全新的波动。”
全场骇然!
不管是概率波的干涉,还是概率波违反因果律,这些理论都在挑战众人的认知极限。
大家有着太多的疑惑。
“今天这顿午饭,怕是吃不成了。”
这下应该能理解概率波的干涉吧。
其实还有第四种波,不知道大家想起来没。
(本章完)