【連愛因斯坦都不信!量子力學5個傻眼實驗】(2) 測不準原理+互補原理 |雙標是合理的!ft.《奧本海默》

Last Updated on 2023-08-16 by 左撇子

測不準原理 互補原理
上一篇,是教會我「凡事皆有可能」的「穿隧效應」,今天繼續講更重要的觀念,而且跟《奧本海默》更有關係!
順便幫大家釐清,為什麼諾蘭導演把波耳、薛丁格這兩位科學家看很重。
因為,他們倆對量子物理影響太大,而且還是一對師徒,他們的歷史還很有趣呢。
這篇就來講講:測不準原理+互補原理。
同樣有突破傳統的觀念在,因為這原理教會我:
⚡️「雙標是合理的」⚡️
為什麼呢? 就輕鬆地看這篇吧。
那我們就,開始囉!
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🌟〖光到底是什麼東西?〗

🏆在近代物理奇蹟年(1905年),愛因斯坦提出了光電效應的理論,得到了諾貝爾獎。
其實,他這個理論是要鞏固「古典物理」,因為牛頓說光是「粒子」(因為有影子),近代物理學家說光是「波」(因為會干涉)。
愛因斯坦的理論證明了,光是光子(有種日本女孩的感覺),是一種粒子。
這是他本來的想法,他要反駁光的波動性,想不到,卻開啟了科學家對光子「波動二象性」爭論的大航海時代。
4年後,愛因斯坦改觀了,他說描述光的物理行為,確實需要把「波動性」與「粒子性」都列入。
再15年後(1924年),德布洛伊的假說,確立電子是粒子,卻也同時有波動的性質。
💧大航海家時代來臨,科學家們紛紛加入這後續的研究。
波耳(Bohr,或譯波爾) 也很興奮! 找了他的研究助理海森堡,一起來專攻這一個領域。
說真的,波耳對海森堡相當器重,認為這年輕人將來一定有所成就,兩人常常聊天、討論到半夜。
海森堡後來真的得到了「諾貝爾物理學獎」,得獎有兩個主要貢獻:「矩陣力學」以及「測不準原理」。
用「矩陣」來描述量子力學,是波爾給海森堡的建議方向。
同樣地,「測不準原理」的起點,也是兩人一起討論研究的。
因為師徒兩人的關係如此之後,所以才會發生「海森堡之謎」。
也就是我在之前在:
文章中提到的,海森堡被納粹選為「原子彈計畫主事者」後,海森堡為什麼會去找波耳「聊天」。
會議後,兩人對於該會議的敘述各執一詞,一個說他沒暗地阻止納粹,一個認為被納粹威脅,這是科學史上的一個難解之謎。
(也是一種說不準原理吧)
繼續回來說,他們兩人一起鑽研「波動二象性」,一時難以突破。
多年後,海森堡也變成了教授,提出測不準原理。
波耳在度假時,靈感灌注,提出互補原理。
兩個理論,在科學史的地位有一點「瑜亮情結」,那分別在講什麼呢?
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🌟〖不科學地介紹:測不準原理+互補原理〗

1927年海森堡提出「測不準原理」,簡單來說就是
⚡️「你的位置跟動量,只能挑一個知道」⚡️
用「很不科學」的比喻來形容,就是:
你公司的員工,「位置」跟「賺錢動能」,你只能挑一個知道。
🚗你知道正在外面跑業務「賺錢」,那你不知道他人在哪裡。
📍你要他乖乖坐在辦公室時,你能知道他的位置,但是你無法知道他會跑業務賺錢的能力…
這是很不科學、很不嚴謹的比喻,但是方便大家理解。
同年,在挪威度假中的波耳得到了靈感(天啓?),提出了「互補原理」,原理指出:
⚡️量子物理沒辦法用一個敘述表示,必須應用「互補」的方式,才能完整地描述。⚡️
更簡單的比喻,就是「魚與熊掌不可兼得」,或是「今晚你要選哪一道」(料理東西軍)。
這對於古典物理來說,依舊是一個「哩係咧公三小」的理論。
因為古典物理就是,追求用公式來敘述現象,知道物體的過去、現在、未來。但是量子物理就是「機率」,以及「只能選一個知道」。
作為古典物理的最後守護者:愛因斯坦,當然跟波耳直球對決,兩人在「索爾維會議」(也就是我之前說的「科學家明星賽」)中,兩次的激烈交鋒,波耳最後都佔了上風。
1949年,波耳寫了一篇《就原子物理學中的認識論問題和愛因斯坦進行的商榷》,白話文是:「我如何嘴贏了愛因斯坦」,這篇文章也讓波耳成為了互補原理的權威。
「互補原理」是一個比「測不準原理」範圍更廣的理論,因為不只是在物理上,在生活上、文化上、觀念上都可以應用,更像是「哲學」的一種理論。
對我來說更值得分享。
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🌟〖互補原理教會我的一件事:雙標是合理的〗

量子物理,教會我最重要的一件事是:
⚡️「 沒有一句話,可以敘述完所有的狀態!」⚡️
互補原理也是同樣的概念,量子物理需要兩種互補的敘述,才可以描述。
白話文翻譯:
就是雙標啦!
在這個位置時,用這個標準。換了個位置,就換了個腦袋(標準)
雙標也沒有好壞,都是看你怎麼使用來決定。
學會互補理論,你的思維會從一維的線性思維,變成二維思維。

舉個例子🌰

整個物理學上,需要兩種對立的敘述,才能完整。
宏觀上的宇宙規則、星球等級的,相對論很好用。
微觀上的光子、電子,量子物理很好用。
要用哪種標準,就要看你的位置,你是大星球還是小量子,雙標是合理的。
別人怎麼說不重要,你必須知道你適合哪一種敘述。
因為有這樣的觀念,所以我常常跟別人說:
⚡️「你是對的,但是不代表我是錯的。」⚡️
這就像是相對論是對的,量子物理也可以是對的。
只是不懂的人,會覺得你在「供三小」。
對我來說,就只是他們還不懂宇宙的本質與真相而已,時間還沒到而已,沒什麼好爭的。

再舉個例子🌰

西醫是對的,不代表中醫是錯。
走到極端,或許他們會走到同一條路。
目前在運動科學上很接近。

第三個例子 🌰🌰🌰

科學是對的,不代表「不科學」是錯的。
太陽中心論、集體潛意識(神話)、身心靈哲學…
有太多東西,被某個時空的人類們,認為是不科學了。
但是不代表是錯的。
你會覺得對立,會覺得這個對,另一個一定錯。
是因為你只用一個標準看世界。
你會覺得對立,是因為你的維度只在那裡。
別人怎麼敘述,是他們的標準,這世界本來就可以是雙標的。
適用不適用於你,比較重要。
所以才必須學會,認識自己、往內看。
👀當你用你的眼睛看自己時,才知道怎麼衡量自己。
🐘最後分享,波耳晚年被視為丹麥國寶,國王授予他「大象勳章」,這通常只有國家元首與皇室成員可以獲得。
波耳後來設計了一個紋章,上面就有大象徽章,但是不是重點。
重點是紋章還有一個大大的太極圖案,並寫上拉丁文:contraria sunt complementa。
意思是:
☯️「對立即互補」☯️
📓跟我在《Barbie芭比》想到的觀念文:
文中有一樣的觀念。
陰陽不是對立,而是敘述世界的互補。
不同是客觀事實,對立或是互補,則是我們主觀可以挑選的選擇。
提醒自己,也分享給你們。
下一篇來聊聊,薛丁格的那隻貓貓。
#左左的紳活札記 #子清物語

作者:左撇子

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