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主题:【原创】关于粒子性和波动性 -- witten1
家园博客 【原创】对经典力学和量子力学的一些看法

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抛开根本性的问题不谈,比如质量起源,比如自旋究竟是什么等,其实无论是经典力学还是量子力学,在数学结构是相同的,把经典力学中的Hamilton-Jacobi方程加一个包含普朗克常量的修正项,我们就能得到量子力学中的Schrodinger方程。从另一方面,如果我们用统一的泛函积分的形式来看,两者的形式就几乎没什么不同除了一个没有复振幅(经典),一个有复振幅(量子)。从表达现实的角度来看,经典力学所描述的无非也是“状态”参量,比如“速度”,“位置”,“折射”,“衍射”等,而量子力学认为一切的事物的状态都可以由Hilbert空间中的态矢来描述,这是数学,可是我们测量到现实是什么呢?是“自旋”,“相干”,“涨落”等,我们总需要一套语言来描述它,就如同经典力学里面需要用一套语言来描述事物一样。

  经典力学是决定论的,原则上只要知道“无限”精确的初始参数,我们似乎就能决定一切,抛开我们不可能做无限的精确不谈,我想问的是经典力学真的就能决定一切吗?由经典力学方程出发,我们最终能决定的其实仅仅只是客体在四维平坦时空中的位置和速度,经典力学还决定了什么?它能解释质量吗?它能解释原子的稳定性吗?它能解释黑体辐射吗?它能解释电荷起源吗?它能解释为何电荷是一个一个的吗?它没法解释非常多的“自然的参数”,它把这些东西当作“天生的”亦或是“神创”的“自然参数”,从这个意义上来说你还会觉得经典力学很完美吗?它是很美,但是远非完美,近代以来的任何一个对自然界的观测事实都会让它非常的难堪,一百年前的光线弯曲的实验不就很好说明了它的局限了吗?经典力学认为相互作用是超距的,你认为很完美吗?连经典电动力学都能扇它一个耳光,而后一百年前就有的广义相对论也可以,在广义相对论中,引力波的传播的速度是光速,也不是超距。更不要说一个要经典力学的决定的宇宙必然是不稳定的,一个经典力学决定的宇宙不会诞生像我们这样的智慧群体。

  量子力学就没有决定论了吗?量子力学就真的什么东西都是随机的了吗?由Schrodinger方程所决定的系统状态的演化方程是以决定论式的方式演化的,在量子力学同样我们可以说,原则上,我们一旦从某一个初始状态出发,我们可以精确决定这个态在任何一个时刻的状态,那么这是不是你想要的决定论呢?在那一时刻如果那个状态恰是某一个力学量的本征态,那么我们就可以精确的测量那时候那个力学量所对应的值,这里是不是你想要决定论呢?而如果不凑巧那个时刻它不是任何一个力学量的本征态,那我们每一次的测量得到的是一个随机collapse到被测力学量相应的某一个本征态上对应的本征值,每一个测量随机,但是多测量后我们将得到的是一个可以期待的这个力学量在那个态下的平均值,这个平均值亦可非常精确,那么这算不算仍然是一种决定论呢?要知道,在经典力学中,在实际的测量中也一样需要多次测量而得到一个所谓的精确值(这个精确不会超出量子极限)。难道不觉得一个完全决定论的世界是让人沮丧的的吗?一个充满无数可能,一个绝对真理总是若隐若现的宇宙恍如蒙娜丽莎的微笑不是让人觉得更迷人吗?

而今天,我们终于可以在量子力学和相对论的基石上往前发展出量子场论,往前明白了更多的道理,比如自发对称性破缺,比如gauge不变性,比如universality,我们终于在真正的通往真正理解这世间一切万物的路上了,包括了质量,包括电荷的本性,包括为何有Fermion,为何有Boson,真空就像一个庞大的舞台,时空可看作弯曲的本底也可看作就是宇宙自身,其间的无穷多的粒子(对应特定能量本征态)上演着无数的好戏,这些戏是牛顿那个时代的人所不能想像的,我们应当庆幸我们生活在这样的年代,能让你的想像力无穷无尽的展开,甚至都可以在一定程度上的解释宇宙起源的第一推动,那有可能只是Planck尺度之内的不经意间的一次涨落,于是我们的宇宙就偶然的诞生了,呵呵。

小匪盗兄在其贴子拜读这个贴了里说到了“神”,这就不再是讨论范畴内的东西了,就像经典力学里面非常多不能解释的东西都只好归因于“神创”,要是有一天我们真的发现了解释世间万物的真理,其实我们仍然会问为何会有这个真理?是谁创造了这个真理?这其实已经是“不可说”了,也许真的应当有可能是有一个神,这个神启动了那个其所认为的“真理”,而后这个神就逍遥自在去了;也许真的有可能我们找到“自绊”的理论,这个理论甚至都解释为何会有这个理论,因为一个不在我们宇宙之中的神总让人有些不舒服,可是一个在我们宇宙之中的受制于我们宇宙规律的神似乎又不像是神的样子,所以也许连这一个就按了一下“按钮”的神似乎都是多余的,于是一个自恰的理论也许存在,这当然还有很多可能了,就不再多讨论了。

  

回到本文,量子态就像一个非常害羞的小女孩一样,她的演化遵循着Schrodinger方程(高能时为Klein-Gordon方程或Dirac方程分对应于整自旋和半自旋),她在世间的表现在每一个人眼里都不一样,因为每一个人对待她的态度都不尽相同,因为每个看到的是每个人想看到的(测量基),于是自然界就满足你的愿望显示给你看你想看的那一面(测量),而其实有时候她其实根本就没有那些你想看到的(比如磁单极,这里说的是真正的磁单极,而不是一些特殊体系的综合效果),于是有些人就会带着失望离开。自然界就是这样的一个小女孩,害羞,真诚,纯粹,只要善待她,她总是会报以美丽笑容。

  很喜欢这两句话:

空即是色,色即空,空空色色,庄严妙相呈因果;

果必有因,因有果,果果因因,大千世界归色空。

  量子力学中的“态”是“空”的话,我们所能看到的所测量到的就是“色”。“空”也罢,“色”也罢都只是相,相的动力学形式——因果律——以Schrodinger方程联系着,又因之一切完备力学量组的本征态组是完备的,于是一切量子力学中的“态”都可以被完备展开——这是另一个广义因果——于是自然界在“态”中种下无穷的因,我们凡人取其一果为我所用,而所有这些“因”“果”都展现为“色空”。这一切其实与唯物辩证法也是相匹配的,当我们把“色”——“测量结果”看成现象,那么“空”——“态本身”——就是荷载这些现象的本质,这些现象和本质间又是相互联系的,有背后隐藏的规律——Schrodinger方程或测量规律——决定着;最终这一切都是如此有机自然平滑的运行着,我觉得这是超越于经典力学的决定论,我以为这应当是更高层次的“决定论”。归根到底还是老子那句话:

    道可道,非常道;名可名,非常名。

  一句话就把三四千年后的所有自然科学研究全盖住了,如同如来佛的五个手指牢牢的将孙悟空扣住一样。

  Thanks for your patience.

关键词(Tags): #量子力学#因果律#表象资深推荐:海天, 通宝推:辉汉如雨,花大熊,驿路梨花,
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