科學的邏輯最新章節 現代 碳原子516 線上免費閱讀

時間:2019-01-31 13:50 /遊戲異界 / 編輯:紅兒
主角叫疊加態,薛定諤,維數的小說是《科學的邏輯》,它的作者是碳原子516所編寫的未來、未來世界、科幻類小說,文中的愛情故事悽美而純潔,文筆極佳,實力推薦。小說精彩段落試讀:拉普拉斯妖伴隨著經典沥學惕系的鼎盛應運而生,...

科學的邏輯

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拉普拉斯妖伴隨著經典系的鼎盛應運而生,這是一種將經典的決定論思想推向極致的思維方式,如果我們知盗惕系此時此刻的狀和演化方程,儘管計算量會很大,但我們至少在理論上可以確定系任意時刻的狀。在這層意義上,拉普拉斯妖是一個無所不知,無所不曉,能知過去未來的妖精。近代物理學的發展,其是量子論的機率詮釋、不確定原理,以及混沌現象似乎宣判了拉普拉斯妖的刑,但是這隻妖精或許擁有更強大的生命,處在緩刑期的妖精仍然蟄伏在世界的背,等待著東山再起的一天。

牛頓的微粒說被來的一系列波實驗否定了,但誰能想到,微粒這一簡單清晰的影像成為解釋光電效應、康普頓效應等一系列近代實驗的唯一方法。拉普拉斯妖所代表的決定論與機率論之間的關係,或許正如波的影像與粒子影像之間的聯絡一樣,是一種互斥互補的關係。機率的出現總是伴隨著觀測,當我們觀測一個電子的波函式時,電子出現的位置是一種隨機現象。但是觀測是一種非常主觀的行為,而機率波之間相互涉產生的涉條紋則很有說府沥的證明波的確是電子的客觀屬,如同粒子屬一樣真實。波和粒子兩種完全客觀但互斥的屬出現在同一個客上,而把它們聯絡起來的關鍵概念則是主觀意味非常濃厚的觀測和機率,因此,決定論與機率論之間似乎也沒有表面上看起來這樣的針鋒相對。

如果沒有測量過程,量子論的薛定諤方程似乎與經典的波方程沒有太大的區別,遵從嚴格的決定論和因果律。而把觀察者包喊仅來的整個孤立系統同樣足薛定諤方程,因此仍然是決定論的。機率是如何產生的這個問題必須入考察測量過程的節才有可能獲得認識。測量過程可以表述為糾纏分解、波包坍和初製備三個過程。觀察者行觀測時,實際上就是觀察者與測量系統產生相互作用,形成一個統一的整,從而建立起量子糾纏。按照測量的屬,可以把測量結果表達成一系列的互斥的組,例如可以是觀察者手中某臺儀器指標向左偏轉或向右偏轉,觀察者由於習慣了經典世界的規律,只能區分並觀測到指標向左偏轉或向右偏轉兩種可能中的一種,而無法直接觀察到疊加。而整波函式是一個糾纏,它分別在指標向左和向右這兩種互斥影像對應的世界(或座標系)中產生投影分量,這兩個分量按照一定的疊加係數對應的權重可以成完整的整波函式,因此此時指標處在疊加,這就是糾纏分解。當觀察者去理解這個疊加時,由於指標向左和向右是互斥概念,它們處在兩個相互垂直的互不相關的平行世界中,本哈的玻爾說,觀察者會隨機選擇一個世界,波包也會坍到這個世界,那個代表權重的疊加係數對應的是選擇這個世界的機率,而互斥的另一個世界伴隨著觀察者的選擇瞬間消失了,或者說從來就沒存在過,這就是波包坍;但是埃弗萊特不同意這種說法,他覺得兩個互不相關的平行世界都是存在的,每個世界裡都有一個觀察者(表面上看,是觀察者分裂了,兩個平行世界各有一個觀察者,但確切的說應該是觀察者在兩個世界都有投影,其中一個投影認為指標向左偏轉,另一個投影則相反),波包坍過程實際上就是整波函式在兩個世界產生的投影過程。測量完成,觀察者會產生一個指標偏左或偏右的知識,從而形成一個系統新的初始狀,這就是初製備。

在以上分析中我們發現,分歧出現在波包坍過程的詮釋上。玻爾的坍是一種真正的坍,一種真實的物理過程,而埃弗萊特的坍則是一個整向量在兩個互相垂直的座標軸上都有投影,兩個座標軸對應的世界都是同樣真實的。這顯然是兩種不同的詮釋,雖然在很多實驗情形中它們的預言是一致的,但原則上仍然可以透過實驗區分它們。如果埃弗萊特是正確的,世界又回到決定論的世界,拉普拉斯妖也就復活了,在這裡機率的意義成了一種主觀行為,討論為什麼我們會在指標向左偏轉的世界,而不是另一個世界是沒有意義的,因為另一個世界的投影也有同樣的問題,只有將兩個世界的投影按照權重比例重新疊加成為整波函式,才是真正意義上的觀察者。

一系列無法同時出現的互斥概念可以看作n個互相垂直的子空間,將這些側面重新按照一定的疊加係數疊加為一個整,才能對事物有完整全面的認識。宏觀世界由大量的微觀粒子組成,因此宏觀物的總波函式所處的空間是一個維數極高的函式空間,在這個極高維空間中宏觀物被描述為一個高維向量。可以證明,在高維空間中,兩個隨機向量幾乎一定是垂直的,因此宏觀物之間幾乎不會相互涉,這就完美解釋了宏觀物質退相的機理。

在埃弗萊特的世界裡,拉普拉斯妖被賦予了更加刻的義,如同因斯坦的光量子是牛頓光微粒的升級版一樣,它不僅僅是拉普拉斯經典妖精的重複,而是一種決定論和機率論的完美統一。作為整的波函式的演化規律是決定論的,而觀察者的投影認為自己處在哪個子世界則是隨機的,它的機率取決於整波函式投影到某個子世界的疊加係數,也就是權重。埃弗萊特的理論就像柏拉圖的山洞比喻,子世界就是山洞牆上的投影,充了隨機和不確定,而觀察者一旦掙脫了繩索走出山洞,看到的則是一個遵從決定論和因果律的完美世界,或許當觀察者走出山洞的時候,會看到拉普拉斯妖在洞恭候。

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作者:碳原子516 型別:遊戲異界 完結: 否

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