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【j2开奖】物理学中的不确定性(3)

时间:2016-11-10 11:34来源:天下彩论坛 作者:www.wzatv.cc 点击:
无疑,薛定谔的思想实验放大了这种无力,然而,正是在这稍带夸张的场景中,我们更容易把握埋藏在微观量子世界中的不确定性。正如之前所说,尽管薛

  无疑,薛定谔的思想实验放大了这种无力,然而,正是在这稍带夸张的场景中,我们更容易把握埋藏在微观量子世界中的不确定性。正如之前所说,尽管薛定谔方程本身代表的是一个确定的物理过程,这个确定的物理过程描述的却不是一个粒子的运动过程,而是这个粒子运动的统计可能性。这才是真正吊诡的地方。如果说,统计物理的不确定性是源于参与者的众多以及过程的复杂,量子力学告诉你的是,这种不确定性不仅仅存在于复杂系统中,甚至存在于一个单独粒子的描述里。物理学家用他们的天才把它藏在了统计方法的背后,让我们用技术上的成功去忘记其本质上的不确定性。

  或许,对于这种不确定性的坦诚面对更好地反映在了费曼 ( Richard Feynman )的路径积分上。他不再用神秘莫测的波函数来吸收一切秘密,而是坦然标记了粒子可能走过的每一条路径,并赋予每条路径相应的统计意义。通过路径积分这样一个直接明确的统计手法,求和所有路径来给出单个粒子行为的描述。这,可能是物理学家面对量子世界时所能做出的最诚实的解说。

  

【j2开奖】物理学中的不确定性

  路径积分示意图:A, B是粒子运动的起点与终点,费曼的路径积分认为,粒子的行为由所有从A到B的可能路径通过统计平均共同决定。图片来自张天蓉在科学网介绍费曼积分的文章

  诚实固然难得,但诚实却无助于消解物理学家的挫败感;经典物理所带来的那种对于客观实在的掌控与把握,那种分析世界、洞察自然的优越感毕竟无可挽回地流逝了。在很多人眼里,科学的发展是人类了解自然,j2直播,甚至控制自然的过程。或者,他们忘了,这更是一个人类了解自己的过程。物理学作为现代科学的坐标性学科,它所暴露的不确定性也许不应该被看成是自然的狡诈,而是它的善意。让我们可以重新意识到自然的复杂、人类的局限,让我们可以保有对自然的敬畏,也包括对生命本身的敬畏。毫无疑问,生命当然是物理化学的事,是无可辩驳的精巧的物理和化学,但生命的内涵与外延又远不止如此……

  注释

  [1] 《与自然对话》是香港中文大学的一门通识课,面向所有本科生。通过经典阅读与讨论引发学生对科学相关议题的兴趣与探索。

  [2] 因为DNA双螺旋结构的发现,华生与他的合作者克里克(Francis Crick)及威尔金斯(Maurice Wilkins)获得了1962年的诺贝尔医学。《DNA:生命的秘密》是为了纪念双螺旋结构发现50周年而出版的。

  [3] 其中最著名的一个例子是哈雷 (Edmond Halley)利用牛顿力学计算了哈雷彗星的周期并预测其1758年的回归。

  [4] 布朗运动最早由苏格兰植物学家罗伯特·布朗 (Robert Brown) 最早观察到,他发现悬浮于液体中的花粉颗粒会随机运动。

  [5] 这是爱因斯坦1905年发表的4篇革命性文章中的一篇,英文名为“On the movement of small particles suspended in a stationary liquid demanded by the molecular theory of heat,”Ann. Phys.17(1905).

  [6] 蝴蝶效应是一个生动的暗喻,用以表示系统对于初始条件的极度依赖:一只蝴蝶几星期前的一次煽动翅膀就可能引起远方一场飓风的降临。很多非线性系统都会表现出这种对于初始条件的极度敏感,初始条件发生一丁点的改变就可以造成系统完全不同的演化方向。

  [7] 因为加速度是位置对于时间的二次微分,为了求解这个微分方程,给出物体的运动曲线(其位置随时间的变化而变化),必须知道其某一个时刻的位置与速度,始知为初始条件。

  [8] 动量等于质量与速度的乘积。

  [9] 这只是哥本哈根学派其中一种较广为接受的说法。事实上,即使是哥本哈根学派内部,不同的物理学家仍然有不同的看法,就不在此赘述。

(责任编辑:本港台直播)
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