如何理解微观领域的不确定性 冷眼热风二百一十四
如何理解微观领域的不确定性 冷眼热风二百一十四 冯叙九 2021/6/11
闲下无事随便在网上点岀"不确定性原理"(附录(1))和"非定域性"(附录(2))这两篇文章来看,这实际上也是在复习量子力学.当初学量子力学时老师一开时讲量子波粒二象性时就一再強调微观物理与宏观物理的不一样性.现在就比当初学量子力学时理解就容易得多轻松得多也理解得也更多得多了.因为现在是在采用太极阴阳两仪及相应的对立统一规律来看待微观物理学的.采用太极阴阳两仪及相应的对立统一规律就能看待一切问题.
现在首先要明确几对太极阴阳两仪及相应的对立统一规律:一宏观与微观、二测得准与测不准、三定域性与非定域性、四可预见性与不可预见性、五决定论与非决定论等等.这些都是太极阴阳两仪及相应的对立统一规律.
明确了这些就很容昜理解这两篇文章所说的问题了.从宏观与微观这对太极阴阳两仪及相应的对立统一规律来看,尽管宏观包含着微观又由微观组成宏观.它俩有千丝万缕的连系.但由于它俩是不同领域因此宏观领域物质物体有宏观领域的规律,微观领域物质物体有微观领域的规律.在这两个不同领域中的物质物体应服从不同规律.这就非常自然的了.在宏观领域物质物体应服从定域的前后运动轨迹都是连续的,其位置和速度是可查可测的,也就是我们人类看待或处理与我们人类相当或更大物体时所用的例如一些光子能量就比被观测物能量要小很多对它不构成任何干扰,它们仍然按它们原有规律运行,但在处理微观领域就不同了,在微观领域中基本粒子刚从能量凝聚成形,它虽没有能量那种弥散性但它仍然是飘忽不定的即它虽然凝聚成物质仍有某种能量的弥散性.因此基本粒子只能服从几率性或服从统计规律即既具有粒子性又有波动性这就是科学家所说的波粒二象性.从另一方面来讲由于基本粒子质量很小能量很小.我们人类从宏观领域采用任何方法观测它们所用的能量都比基本粒子本身所具有的原有能量要大很多必然对它们构成不小的干扰.怎么就能准确测量呢?这就是量子力学中的测不准原理的根源!所谓非定域性也就是不确定性，
[新增内容1]上述这段话不是既否定了爱因斯坦的“出生确定论”又否定了玻尔的“观测确定论”吗?或者也可说既肯定了爱因斯坦的“出生确定论”又肯定了玻尔的“观测确定论”吗?因为微观领域的基本粒子本身就飘忽不定的即它虽然凝聚成物质但仍有某种能量的弥散性.当人类采用比基本粒子更大的能量观测它们时它们就更飘忽不定了但并没有改变基本粒子服从波粒二象性的规律.爱因斯坦和玻尔他们这种争论还有什么意义呢?只有发现和描述基本粒子服从与宏观物体不一样的波粒二象性规律才是本质的.首先发现基本粒子波粒二象性或叙述基本粒子波粒二象性的人贡献才是最大的.其实基本粒子波粒二象性就是能量的弥散性与物质的凝聚性这对太极阴阳两仪及相应的对立统一规律之一!1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象，这被后来的电子衍射试验所证实.这才是最重要的!
其实宏观领域物体就一定测得准吗?如果我们测量任何物体测量它的位置精确到阿米(1阿米相当于10^(-18)米)级还能测量得准确吗?今天我国成功发射了神舟十二号载人飞船,发射时间是上升9时22分.如果时间准确到阿秒(as)(1as=10-18s)级有意义吗?一般能控制吗?这已经不是本题内容了而是测得准与测不准太极阴阳两仪及相应的对立统一规律纯哲学问题了.
[新增内容4]我在求学时为了掌握了解实验数据精度或误差分析方法(误差评估方法)我自学有关误差分析(误差评估方法)方面的知识(由于后来工作中一直未用上基本也忘得差不多了),有文章(网址为https://zhidao.baidu.com/question/317918290.html)指岀:
"根据误差产生的原因及性质可分为系统误差与偶然误差两类。
1、系统误差又称可测误差，它是由分析操作过程中的某些经常发生的原因造成的。
主要来源有以下几个方面：仪器误差、方法误差、试剂误差、操作误差、主观误差
2、偶然误差：在相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而偏大，时而偏小的误差现象，这种类型的误差叫做偶然误差。
产生偶然误差的原因很多，例如读数时，视线的位置不正确，测量点的位置不准确，实验仪器由于环境温度、湿度、电源电压不稳定、振动等因素的影响而产生微小变化等等。
这些因素的影响一般是微小的，而且难以确定某个因素产生的具体影响的大小，因此偶然误差难以找出原因加以排除。"
其实这篇文章没有给岀产生误差的真正原因,产生误差真正哲学根源是测得准与测不准这对太极阴阳两仪及相应的对立统一规律耳!问题是无论在科学实验中还是在工程项目中有不岀现误差的吗?这是绝对不可能的也绝对做不到如此精确的!用阿秒来计算基本粒子的寿命是可以的,这只能说明基本粒子转瞬即逝也就是指基本粒子飘忽不定.在现实中就不行了.原因何在?原因还不是精确与不精确这对太极阴阳两仪及相应的对立统一规律起作用吗?在现实中人们只是将误差控制在可接受的范围内就可以了.
明白了这些就很容易阅读这两篇文章了.例如"不确定性原理"(附录(1))一开头这段话:
"不确定性原理（Uncertainty principle）是由海森堡于1927年提出，这个理论是说，你不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度，粒子位置的不确定性，必然大于或等于普朗克常数（Planck constant）除以4π（ΔxΔp≥h/4π），这表明微观世界的粒子行为与宏观物质很不一样。此外，不确定原理涉及很多深刻的哲学问题，用海森堡自己的话说：“在因果律的陈述中，即'若确切地知道现在，就能预见未来’，所得出的并不是结论，而是前提。我们不能知道现在的所有细节，是一种原则性的事情。”"以及"非定域性"(附录(2))一开头这段话:
"非定域性有时也称为不确定性，是指某个或某组量不确定在其定义范围内更小的确定范围内的性质。在量子力学中，某个物理量不确定在其定义范围内更小的确定范围的性质，称为量子非定域性。不确定性原理（Uncertainty principle），又称“测不准原理”、“不确定关系”，是量子力学的一个基本原理，由德国物理学家海森堡（Werner Heisenberg）于1927年提出。"
这就是说一个微观粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大.测量一对共轭量的误差（标准差）的乘积必然大于常数h/2π（h是普朗克常数）是海森堡在1927年首先提出的，它反映了微观粒子运动的基本规律——以共轭量为自变量的概率幅函数（波函数）构成傅立叶变换对；以及量子力学的基本关系（E=h/2π*ω，p=h/2π*k），是物理学中又一条重要原理.
接下来我不想细讲量子力学了全由读者自己去学习吧.我只想说一说几个问题:
第一个问题是因果律与测不准原理.因果律是宏观物理学中的定律而测不准原理是微观物理学中的规律.它们各自适用范围不同由此不能由测不准原理就否定因果律!
[新增内容2]其实微观领域也有因果律,只是两者表现形式不尽相同而已.宏观领域例如人类及动植物你有你的父母我有我的父母,微观领域60多种基本粒子来自同一个母亲即能量,它们各自只取不同能量值形成不同基本粒子或者由不同量的能量凝聚成不同基本粒子.然后它们又组成各种不同下一代.仅此而已.[新增内容3]由此追究下去似乎宇宙所有事物都是来源于能量了,那么能量来源于哪里呢?由太极阴阳两仪及相应的对立统一规律看能量是物质弥散开来的了.爱因斯坦的质能公式也说明了这点.我前文说过客观实在不可能全部弥散成能量也不可能全部凝聚成物质.任何物质物体都是要变化的要运动得依赖能量而每份能量即光子是没有静止质量但仍有运动质量.这就是质量的凝聚性与能量的弥散性既对立又统一这对太极阴阳两仪及相应的对立统一规律!这就是自然!
第二个问题是我不完全赞同另两个观点.所谓决定论（又称拉普拉斯信条）其实是一种认为自然界和人类社会普遍存在客观规律和因果联系的理论和学说，其与非决定论相对.心理学中的决定论认为，人的一切活动，都是先前某种原因和几种原因导致的结果，人的行为是可以根据先前的条件、经历来预测的.决定论的说法不如提事物客观规律来得好."非定域性"(附录(2)一文决定论中说:
"由于你的一个喷嚏，使气流发生强运动，通过气流之间力的作用，最终是美国的一朵云达到了降水的条件，由于你的一个喷嚏，使美国降了一场雨！而没有你的喷嚏，哪个云的运动也是一定的，但降水就不可能了。"
这种事有何规律?世界上会发生这种事吗?发生过这种事吗?从来没有呀!
第三个问题是宿命论."非定域性"(附录(2)一文宿命论中说:
"很多人强烈地抵制这种科学宿命论的教义，他们感到这侵犯了上帝干涉世界的自由。但直到20世纪初，这种观念仍被认为是科学的标准假定。"
何为宿命论?“宿”是旧有、过去的意思，“命”是指动植物的生活能力。
北周无名氏《步虚辞》：“宿命积福应，闻经若玉亲”。古时比喻人一生的贫富、寿数等受到既定的遭遇限制，人只能服从上天的安排才能积福除灾。宿命在古代的中国有“生死有命”、“富贵在天”的说法。在古希腊罗马也有“服从命运”的主张。 这种观念被认为是科学的标准假定吗?由此英国科学家瑞利勋爵和詹姆斯·金斯爵士所做的计算表明一个热的物体——例如恒星——必须以无限大的速率辐射出能量.这意味着辐射出的总能量必须是无限的.它不符合客观事实.除了人类有性命一说外其他事物也有性命吗?我觉得这也不如客观规律提法好.
我搞科学的从来不相信什么宿命论也从来不讲什么宿命论.
第四个问题是爱因斯坦对科学是作过贡献,但他的相对论是错的.这点我已在前文讨论过了.不同意我的观点完全可以批判.在这里爱因斯坦和哥本哈根学派争论时说了“上帝不会掷骰子”这句名言又是对的吗?又是人们其实误解了他吗?“上帝不会掷骰子”这句话不正是爱因斯坦用宗教的术语来表达他对量子力学和客观物理世界的根本看法吗?如果爱因斯坦真的赞同量子物理的不确定性的话可以用很多语言来表述,他不必说这句话的.是不是?给爱因斯坦脸上贴金贴得上吗?难道好事总是名人的无能全是平庸之辈?
我仍然希望读者发现错误提岀批评赐教.谢谢!
附录(1):不确定性原理 网址: https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%8D%E7%A1%AE%E5%AE%9A%E6%80%A7%E5%8E%9F%E7%90%86/473553
附录(2):非定域性 网址: https://baike.baidu.com/item/%E9%9D%9E%E5%AE%9A%E5%9F%9F%E6%80%A7/2584815?fr=aladdin#3