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关于量子退相干诠释,那只该死的猫 [以下部分需要读者对量子退相干解释有所了解,其中包括了我的许多不可靠推测,仅供参考:]即使接受量子退相干(quantum decoherence)的解释,还需要说明那只处于叠加态的宏观的Schrödinger猫被身上到底会发生什么,因为如果把对微观系统计算结果直接套在这只宏观的猫身上,其结果过于荒谬以至于根本无法接受。首先必须强调,切断一个宏观物体跟环境的一切联系,这在技术上可能是永远做不到的,这种尝试说不定会遭遇到物理上的极限。但为了讨论问题,我们不妨假定我们能够做到(嘿嘿,说不定需要动用一些在我们现在看来极其恐怖的技术手段,例如某些需要动用一个恒星的全部能量的技术手段。俺根本不知道咋样才能做到,见笑了)。深入一点分析,我非常怀疑,如果我们真的能切断猫盒和整个宇宙其他部分的一切联系,即便没有那个残忍的杀猫装置,猫还能存活多长时间。我猜测我们的生命现象之所以能够存在,一个必要的条件就是我们的身体能够频繁地环境之间发生相互作用,这导致构成我们的身体的分子原子对于周围的环境来说极其频繁地发生退相干(注意,退相干并不是孤立系统自发发生的过程,量子力学并不允许这种过程。因此提到退相干的时候实际上总是要有一个参照物,例如我们的身体对于环境发生退相干),而这个频繁的退相干过程对于维持我们的生命现象是必须的。一旦我们成功隔离了猫盒,这种隔离就让猫盒的量子态的演化过程跟宇宙的其它部分不再相关,猫盒的量子态开始作为一个小系统按照量子力学规律独立演化,不再象隔离之前那样跟随周围巨大的环境系统共同按照量子力学规律演化。这种变化的结果我猜测几乎一定会让猫根本无法生存。如果我们真的能隔离猫盒,这只猫可能在隔离过程中就会死亡,甚至隔离这只猫的装置和附近的一些东西都会在隔离过程中由于被切断了跟猫盒这样一个宏观系统的全部联系而遭到破坏(后面很快就会再次提到这一点)。彻底隔离了猫盒之后,这只猫就已经死了。在我们重新开始观测这个猫盒的时候,在我们的观测手段所确定的表象下,这只(死)猫确实应该处于某种叠加态,在打开猫盒的过程中,由于猫盒是一个宏观物体,退相干的过程很可能会带来非常恐怖的物理效应,说不定会再次破坏周围的仪器,对盒子内部的环境也会再次造成巨大的破坏。在经历了这些过程之后,我们将会发现量子力学的规律再次得到验证,但我们不可能得到活猫,甚至连猫的死尸都可能得不到。为了弄清楚把一只宏观的猫盒和宇宙环境彻底隔离开可能带来什么样的物理效应,不妨考虑一下广义相对论。如果我们把猫盒和宇宙其它部分的引力相互作用都全部隔离(嘿嘿,俺实在不知道怎样才能做到这一点,干脆假定宇宙空间中其它的物质突然间全部消失算了。见笑),那么这个猫盒的惯性可能也会突然几乎消失殆尽(惯性在广义相对论中是引力场的表现之一)。注意,这个惯性可不仅仅是猫盒整体的惯性,连猫盒里面每一个分子、原子、电子、原子核的惯性都几乎消失殆尽。这种情况下原子还能够稳定存在么?如果原子都不能稳定存在,这只猫估计立马就土崩瓦解了。但是我对广义相对论的了解非常有限,上面的猜测可能根本不对,见笑。当然,说不定我们根本不必隔离引力,仅仅需要隔离其他的相互作用,任由引力作用在上面。只要我们忽略掉那些与引力相互作用相关的所有属性,仅仅观察那些与引力相互作用无关的属性即可。例如,受重力作用的电子,其自旋是完全不受重力影响的。这种情况下被彻底隔离了所有其它相互作用的猫身上会发生什么样的现象我很难回答。我猜测猫还是会被隔离所杀死,只不过死得没有切断引力导致的土崩瓦解那么悲惨。事情可能会是这样:隔离之后猫盒之中的物质由于缺乏外界大环境的频繁相互作用,开始发生“量子变质”反应,例如在盒子中出现了一些类似于超流超导之类的宏观量子效应,导致猫被这种发生了“量子变质”的物质所杀死(这是我胡猜的,实在猜不出这种情况下到底会发生些什么鸟事,见笑)。如果上述这些启发式分析侥幸没有原则性的错误,那么Schrödinger猫实验的真实结果很可能是猫被隔离之后确实进入了某种叠加态,但在隔离完成之时,猫就死掉了。即便没有杀猫装置,死掉的猫也一样处于某种量子叠加态。实际上猫的量子态就是个普通的纯量子态,由于接下来我们将通过一种特定的方法观测这个系统,而观测手段将确定一组本征态,在这组本征态下,我们称猫的量子态就是这些本征态的叠加态。杀猫装置的存在并不会使这个系统的量子态出现什么本质的不同,只不过是个摆设。这种情况下一只死猫(甚至可能死得很难看,身上一个没有完全被毁的零件都没留下)也就谈不上什么意识了,它自然也就不会因为生死叠加而变得稀里糊涂。彻底隔离这样一个盒子可能会需要付出巨大的代价(例如前面提到的需要用掉一颗恒星的全部能量的技术手段,见笑),而观察这样一个盒子,宏观物体恐怖的退相干过程可能会造成许多很奇妙的物理效应(例如发生一次规模巨大的爆炸,再次见笑)。不过所有这些启发式的思考都开始超出了我思考能力和知识范围的极限,实在无法进一步海阔天空地胡侃了。--------有一点必须说明,量子力学的退相干解释实际上恢复了物理学决定论的世界观。如果退相干解释被彻底证实,那么在这个意义上Einstein胜利了。Bell不等式的失利实际上意味着爱因斯坦对于局域性的理解有错误,在EPR悖论这个问题上Bohr胜利了。
驳牛顿之万有引力非万能 驳牛顿之万有引力非万能儿时崇拜的牛顿,而今来反驳。一直以来都觉得他好了不起,好伟大哦……殊不知这盲目的崇拜,却让我们滑入其深渊而无力自拔,以致人类认识自然至今尚还存在最大的误区。1687年,牛顿出版了他的《自然哲学的数学原理》,在书中提出了万有引力定律:宇宙中每个物体都受到其他各个物体的吸引,物体的质量越大,互相越接近,其引力越强。这种引力与使得物体坠落到地上的力是同一种力。根据万有引力定律,牛顿进一步证明,引力使得月亮沿着椭圆轨道环绕地球运行,而且使得地球和各行星沿着椭圆轨道环绕太阳运行。难道真的如此吗?引力当真有如此神奇的力量让整个宇宙和谐、有序地运转着?其实牛顿自己也明白,按照他的引力理论,恒星必定会相互吸引,因此它们不可能基本保持不动,那么它们必定会在某一时刻坠落到一起来。这绝对是一个致命的错误。而牛顿为了自圆其说,只得如是推断:如果有无限多个恒星大体均匀地分布在无限的空间,则这种情况就不会发生,因为不存在让它们坠落到一起的任何中心点。事实真的是如此吗?实在不敢苟同。其实所谓的恒星,并不是不动的,因为它们也同样地在绕着某一中心区域在公转,就如太阳绕着银河系中心在转一样。既然所有的恒星都在运转,那么引力的叠加,必定会使得它们相向坠落。我们或许可以做一个很简单的实验来加以证明,比如我们可以找几块磁铁来,当做是宇宙中的天体,然后将其大致地分布在某一区域内,使得它们相互吸引,却又恰恰刚好处于平衡状态。但是,一旦让这些磁铁运转起来,原本的平衡状态势必会被打破,而最终使得它们都被吸在一起。就算任你如何地在其外围再添加无数块磁铁,最终的结果还是一样。由此可见,万有引力绝非万能的。既然如此,那么又是什么神奇的力量使得物体坠地,潮起潮落,月亮绕着地球跑呢?在此先撇开物体坠地不说,还是先让我们来解开月亮绕地之迷吧。徐和平先生的《盛世天书》中曾提出这样一个观点:地球挠动月亮。也就是说,因为地球的自转,它会挠动一定区域内的气团随之旋转,而月亮恰巧就处于这个区域内,因此月亮绕着地球旋转。就有如河流中一个旋涡在吸水的过程中旋转,于是一定区域内的水随之缓慢旋转,还记得在孩童时,我们曾经扔一些漂浮物,远一点的只是环绕旋转,始终都没有被吸入。然而,他为何会有此一说呢?传统上的学者都认为是地球引力俘获了月亮,使得月亮环绕地球运行。如果真是地球的引力吸引了月亮,那么宇宙飞船在飞离大气层的刹那间,飞船里的宇航员怎么会飘了起来呢?因为地球的引力始终都是吸引宇宙飞船的,所以宇航员不应有飘的现象。再则,从宇航员传回的资料看,大气层外空气很稀薄,温度很高。如果,地球大气层与外空气态物质相互作用而不相融合,那么它们仍能遵从大量的事实,物体间力的作用是相互的。对外空气体与大气层而言,此时的力并不存在着方向,只是向里与向外的较量,都在捍卫各自领地的较量。从表象上看,大气层空气十分稠密,外空空气十分稀薄,乍一看似乎势不均力不敌。但如果结合地球上的气体压强实验,则表现出:温度不变时,气体的体积越小,压强越大,体积越大,压强越小。这表明量子、体积、温度三者的关系。假如说大气层气体与外空气体是一样稠密的,那么两个区域的温度差异,会导致它们力的差异,如果要保持势均力敌的状态,温度相对较低的一方必须通过收缩体积的方法,才能达到力的平衡。也正因如此,才会出现太空温度十分地高,空气十分的稀薄的自然天象。既然二者关系如此之紧密,以地球自转时产生的能量足以挠动一个庞大的物质范围,而月亮呢,又恰恰处在这势力范围之内,所以不得不绕着地球转了。因为惯性思维,我们也一直认为是月亮的引力影响了地球上的潮起潮落。但是月地相距38万千米之遥,而月亮的引力又只有地球的六分之一,月亮如此小的引力又如何能使得遥远的地球潮起潮落呢?但是我们知道,不管是空气中的物体或是液体里的物体在快速旋转的时候,都会挠动一定区域内的气体或液体的波动。月亮在宇宙中虽只是一个小天体,但其直径也有3476千米,如果它以每小时大约454千米的速度运行,其影响的空间是十分庞大的。根据物体间力的作用是相互的事实,也表明太空热物质也是与其亲密接触的。由此可以肯定,月亮的自转势必会对太空物质造成很大的震动。如果,月亮的自转力影响到地球表面,那么,月亮的力就象物体拍打着水面,引起水面的震荡,形成地球上的潮起潮落的现象。
徐晖:谈光速不变的实验验证 摘要:从人类科学发展史看,要想证明一个已被普遍接受的理论是错误的,必须要用实验来验证。要想证明爱因斯坦相对论是错误的,同样必须用实验来验证——用实验来证明它的理论基础光速不变公设是错误的。光速不变公设涉及两个命题,一个是光相对不同运动速度的观测者都以恒定的速度c传播,另一个是光相对真空空间(或曰光的传播媒介)以恒定的速度c传播。对于这两个命题,应分别进行验证。 关键词:爱因斯坦相对论;光速不变公设;实验验证 爱因斯坦相对论是一个错误的理论,已有无数论文和专著进行了论述和理论上的论证,但从人类科学发展史看,这种理论的思辩对于改变老观念往往收效甚微,甚至无济于事,更重要的是用实验来证明。真理在发现时,往往不能被承认而遭到传统观念的反对。要改变老观念是异常艰难的,新观念总是遭到人们极强烈的反对,这在人类历史上真是屡见不鲜。 亚里士多德在他的著作《天论》里提出大地是一个球体,一部分是陆地,一部分是水域,外面被空气包围着。当时并没有几个人相信他的话。甚至在亚里士多德死后两千年,仍然有人用地球对面的人头朝下站着的画片来嘲笑他的大地是球形的理论。直到麦哲伦完成了著名的环球航行后,人们对大地是球形的怀疑才最后消失,亚里士多德的这一理论才得以确立在科学的殿堂。 托勒密的“地心说”在人类科学史上独领风骚千余年,而“日心说”的提出遭到反对的剧烈程度更是空前绝后的。 亚里士多德的自由落体理论在人类科学史上统治了漫长的1900年。直到伽利略在比萨斜塔上做了自由落体实验之后,人们才放弃这一理论,比萨斜塔也由此而出了名。 唯独爱因斯坦相对论能在短时间内走红,并被捧到令人难以置信的程度。这真是人类科学发展的悲剧。 爱因斯坦相对论是错误的,因为它的理论基础——光速不变公设是错误的。光速不变可以分为两个命题:一个是光相对不同运动速度的观测者都以恒定的速度c传播,另一个是光相对真空空间(或曰光的传播媒介)以恒定的速度c传播。第一个命题在逻辑上不成立是显而易见的,简单的逻辑推理就可否定这一命题。如果说存在某个速度,它对于不同运动速度的观测者而言都是相同的,那么这个速度一定等于∞,只要人们相信自己最基本的逻辑推理,就一定能得出这一合乎逻辑的结论。所以这一命题只有在c=∞时才成立。但是,因为这一命题是伟大的物理学家爱因斯坦先生提出来的,并已被普遍的接受(或者不懂装懂的接受),因此要否定这一命题并被普遍接受,就必须用实验来证明,而且这个实验必须是直接测量光相对不同运动速度的观测者的传播速度。对于间接的实验结果则可能有不同的解释,例如迈克尔逊-莫雷实验结果,爱因斯坦先生认为是对他的狭义相对论的支持,我则认为实验结果证明了“光相对光源以恒定的速度c在真空中传播”,而其他人可能还有其他的解释。又如天文观测的多普勒效应,我认为也是对“光相对光源以恒定的速度c在真空中传播”的有力支持,而其他人从其他角度可以做出其他的解释。实际上,在上述二例中涉及到光的更为本质的东西:光的传播是否象机械振动的声波的传播一样需要某种媒介(如物理学家苦苦寻找的“以太”)?我认为光的传播无需媒介,由此得出“光相对光源以恒定的速度c在真空中传播”。如果光的传播象机械振动的声波的传播一样需要某种媒介,并且光总是相对传播媒介以恒定的速度c 传播,则“光相对光源以恒定的速度c在真空中传播”就是错误的,而且相对性原理也不成立,因为光总是相对传播媒介以恒定的速度c 传播,而不同运动速度的观测者也相对光的传播媒介以不同的速度运动,则不同运动速度的观测者观测到光的传播速度必然是不同的。但是,经验告诉我们,我们在“爱因斯坦火车”或匀速航行的大船上所进行的各种实验和我们观测到发生在“爱因斯坦火车”上或匀速航行的大船上的自然现象的演变规律(如自由落体,如抛掷物体)与我们在地面上进行的实验和观测到发生在地面上的自然现象的演变规律(如自由落体,如抛掷物体)确实是一样的。这又不得不使我们相信相对性原理是正确的。只要我们确认相对性原理,并认定一切自然现象(包括光的传播在内)都遵循相对性原理,则在“爱因斯坦火车”上发出的光从火车上观测,在匀速航行的大船上发出的光从船上观测和在地面上发出的光从地面上观测,必然都以光速c传播——即“光相对光源以恒定的速度c在真空中传播”。
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