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14看书 > 历史 > 1900:游走在欧洲的物理学霸 > 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!
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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,是指两个水波干涉叠加。”

“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。”

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