量子力學(xué)是否違反了因果律?
量子力學(xué)是否違反了因果律?
其實(shí)關(guān)于物質(zhì)本身的規(guī)律是很難用因果律來形容的,特別是微觀量子世界,試圖用經(jīng)典力學(xué)來解釋?還有那位打算獲知宇宙某一時(shí)刻的狀態(tài)而計(jì)算出宇宙未來的拉普拉斯則更是異想天開!
一、什么是因果律
表示任何一種現(xiàn)象或事物都有著直接或者間接的關(guān)系,在牛頓經(jīng)典力學(xué)中,我們可以這樣來理解,只要或者一切初始條件,那么事物的發(fā)展規(guī)律就可以用一套公式表達(dá)出來,即使再?gòu)?fù)雜,不過是輸入?yún)?shù)不一樣而已,有多少選擇參數(shù),就有多少種輸出可能!
二、量子力學(xué)違背了因果律嗎?
最典型的運(yùn)動(dòng)案例是電子的運(yùn)動(dòng),曾經(jīng)以為電子就如行星一樣在原子核外圍的圍繞中心運(yùn)動(dòng),但很可惜不是,電子有規(guī)定的軌道,但那只是它隨機(jī)出沒的區(qū)域,如果給它的能量足夠高,那么它會(huì)可躍遷到更高的軌道,中間沒有過程,突然就在那里出現(xiàn)了,請(qǐng)問你需要這樣的技能嗎?
以上兩者無法同時(shí)確定,這在經(jīng)典力學(xué)中簡(jiǎn)直就是抓狂!
另外一個(gè)案例則是雙縫干涉實(shí)驗(yàn),特別是“增強(qiáng)版”雙縫干涉實(shí)驗(yàn),也許可能會(huì)讓實(shí)驗(yàn)者毛骨悚然,因?yàn)椴殴庾雍蟀氤虦y(cè)量的方式居然干涉了尚未到達(dá)測(cè)試點(diǎn)的光子的行為,這是一個(gè)未來決定過去的實(shí)驗(yàn)!
上圖為增強(qiáng)版雙縫干涉實(shí)驗(yàn),有興趣的朋友可以了解下!
但它們違反了因果律嗎?其實(shí)這是量子力學(xué)的世界,因果律是不是應(yīng)該靠邊站了?量子世界服從量子力學(xué)的規(guī)則,決定微觀世界結(jié)果的是概率論,就像電子出沒的軌道一樣,我不需要知道它的位置在哪里,但我們知道它會(huì)躍遷到這個(gè)軌道上!
但有一點(diǎn)我們不能否認(rèn)的是,微觀世界的量子運(yùn)動(dòng)最終會(huì)在宏觀世界里表現(xiàn)出來!比如電子的躍遷會(huì)發(fā)射光子,躍遷能級(jí)的不一樣,會(huì)發(fā)射不同的光子頻率,無數(shù)的電子躍遷會(huì)發(fā)射電磁波觸感發(fā)熱發(fā)燙,甚至到發(fā)光直至X射線甚至γ射線,這是因果律嗎?量子力學(xué)的因果律會(huì)表現(xiàn)在宏觀世界?不能這樣理解嗎?
哥本哈根詮釋說明了用波函數(shù)來描述量子力學(xué)世界中的量子運(yùn)動(dòng)態(tài),概率論是量子力學(xué)中必不可少的工具,我們要習(xí)慣這樣的表述方式,不要試圖用一個(gè)蓋子去配所有的茶杯,這不僅是徒勞,而且還是笑話!