1樓:
廣義相對論和
來量子力學的最大沖突源在於對四種基本作用力的描述上不能一致.量子力學認為力是由粒子的交換而來的,電磁力是由光子交換而來,弱力是由弱規範玻色子交換而來,強力是由膠子交換而來. 而引力無法進行「量子化」.
廣義相對論認為引力就是空間彎曲而導致的. 但是卻無法把其他三種力進行「幾何化」.為什麼會造成這種原因呢?
其根本在於兩個理論的數學基礎,物理意義和哲學思想都有著很大的分歧.數學原因:廣義相對論是無限可分的,是連續性的.
量子論是不連續性的,有最小單位的.物理原因:廣義相對論是經典確定理論,由狀態a可以推論出確定的,唯一的狀態b.
量子論是不確定性的,由狀態a到狀態b是不可預知的,是隨機的過程.哲學原因:廣義相對論描述的世界是客觀實在性的,宇宙與觀測者嚴格區分開,在觀測過程中觀測者發現了世界.
量子論描述的世界是主觀能動性的,宇宙與觀測者你中有我,我中有你,在觀測過程中觀測者改變和創造了世界. 形象一點說,廣義相對論描述的是一個美麗,莊嚴的「和諧」世界.量子論描述的是一個激情,奔放的「自由」世界.
量子力學是不是唯心的
2樓:韻澤服裝輔料
量子力學引發的哲學爭論
哲學史上唯物論和唯心論的鬥爭,
個問題上。在
20世紀的中葉,隨著量子力學的興起和發展,哲學上關於物質概念的問題的
爭論也隨之變得激烈和尖銳,而這場哲學爭論正是由量子力學的不確性定原理引出的。
不確定性原理是量子力學的一個基本原理。
若通過位置和動量來確定物質的運動,
在巨集觀世界中,
根據經典力學,一個質點的位置和動量是可以同時確定的。
而在微觀世界裡,根據
量子力學
的不確定性原理,
粒子的位置與動量
不可同時被確定,
位置的不確定性與動量的
不確定性遵守不等式
若進行實驗測量,
如果精確地測定粒子在某一時刻所處的位置,
那麼運動就會遭到破壞,
以至於以後不可能重新找到該粒子。
反之如果精確地測出其速度,
那麼它的位置影象就會模糊
不清。除了座標和動量,方位角和角動量,能量和時間等也都是成對的不確定量。
不確定性原理對於哲學上關於物質概念的思考和研究無疑是一次衝擊和挑戰。
面對微觀
物質,當我們不能精確地描述出它的運動時,通過巨集觀世界所得出的物質概念是否還適用
呢?物理學家海森堡在提出不確定性原理後,
又用哲學觀點對這種現象進行了解釋。
他認為:
量子論的出發點是將世界區分為「研究物件和世界的其餘部分;這「世界的其餘部分」
,物質是客觀存在的,而作為「研究物件」的部分(即微觀客體的部分)的運動特性,主要依賴
於科學儀器的作用,依賴於觀察者的作用,由此,他提出了主客觀不可分的哲學命題。
第一流物理學家的這種哲學觀,
在哲學界引起了軒然大波。
許多學派紛紛發表了與海森
堡相類似的哲學觀點,其中最具代表性的是「物質的非物質化
」的哲學觀。美國哲學家漢生
在《物質的非物質化》一文中認為:量子力學的理論表明「物質已經非物質化了」
,牛頓可
以通過精確測定的狀態、
點的形式、
絕對固體性等,表示物質的性質,
而電子並沒有這種性
質。量子理論排除了構成一個電子的粒子狀態的協和概念的絕對可能性。
對於電子,
我們不能同時精確地說出它的位置和動量,這是「物質的非物質化」的證據。
辨證唯物主義哲學家們和物理學家中的唯物主義者們,
對於這一爭論自然不會袖手旁觀。
物理學家馮勞厄對「物質的非物質化」論有過嚴厲的批評,他認為,不僅是原子,甚至基本
粒子也同外在世界的其他事物一樣,
具有完全的實在性。
這場爭論在日本的哲學界,
反響也十分強烈。
為了批判
「物質的非物質化」
這種唯心主義的哲學觀,
現代日本物理學界名流武
谷三男通過發表《量子力學的觀測問題》等文章,指出:
「哲學家把在量子力學的觀測中主
觀作用於客觀的情況說成是引起不確定的原因是對這種情況的曲解。
」武谷三男認為,引起
不確定性原理的原因不在於「我」
,而依然在於
「客體的物」
,他從如下兩個方面對這種哲學
觀點進行了批判:
一、不確定性原理所描述的情況是客觀存在的粒子本身所具有的特性在科學儀器
中的反映。
武谷三男認為,
「不確定性原理所描述的關於電子的位置和速度不可能同時精
確地加以測量的情況,是電子本身具有波粒二象性這一客觀存在的特徵的一種
放映。在經典力學中,像太陽系行星的運動那樣只要給出某一個物體處於某一
位置和朝著某一方向運動作為初始條件,就能夠唯一地確定它以後的運動。然
而,當測量電子時,要說明它處於某一位置,由於電子是波動的,必須用波動
來表述所處的位置情況,為此就要把各種各樣的波疊加起來,使波的振幅在某
一位置變大,而在其他位置則趨於零。這樣一來,由於所疊加的各種波的運動
方向和運動速度各不相同,所以確定了它處於某一位置,同時便無法確定它的
運動速度。此外,如果知道它以某種速度朝某一方向運動,就只有用平面波來
表述。用平面波來表述時,就無法確定它的位置。當你測量用平面波表述的電
子,觀測到它此刻的位置時,就在瞭解到確實在該位置的一瞬間,在這個地點
以外的波就突然全部消失,而在這個位置則出現許多波的疊加。這就是不確定
性原理的具體情況。而觀測所引起的這種突然的變化並不是主觀在起作用而形
成的而是起因於量子力學的結構。」二、
不確定性現象是電子自身特性在觀測儀器中的反映。
武谷三男認為,
「是儀器和物件這兩個系統之間的相互作用構成了不確定現象,
即在測量中,觀測者和觀測物件之間存在不可控的相互作用,這使得物件的狀
態受到不能**其程度的擾動。儀器並非只是被動的、消極地反映著物件的特
性,而是有著積極的作用。
『物件由於測量行為而受到干擾。
』這種積極的反映
現象在經典力學和量子力學領域中都是存在的。這說明不論在巨集觀世界或者是
微觀世界,主體反映客體,有反作用於客體,這一辯證唯物主義哲學觀都是適
用的。」
(以上引述出自武谷三男,
《物理學方****集》
,商務印書館
1975
年版)在這場由量子力學中的不確定性原理所引發的哲學史上唯物論和唯心論的鬥爭至今
未能平息。
與其說它是自然科學與人文科學在發展道路上的一次碰撞和交匯,
不如說它再一
次體現了二者的辯證和統一。
我想,世界上各種接近真知的努力或許都有唯一之核,
那就是對存在的真實的追問。
最深刻的哲學思想與最偉大的物理學研究其實或許是一回事,
它們的浩瀚之美讓我們的靈魂慌恐卻安寧。
3樓:雨下一整晚
唯物主義 是關於微觀世界的學說 怎麼唯心
量子的不確定性是怎麼證明的?
4樓:匿名使用者
量子的不確定性是通過一些實驗來論證的。比如:
用將光照到一個粒子上的方式來測量一個粒子的位置和速度,一部分光波被此粒子散射開來,由此指明其位置。但人們不可能將粒子的位置確定到比光的兩個波峰之間的距離更小的程度,所以為了精確測定粒子的位置,必須用短波長的光。
但普朗克的量子假設,人們不能用任意小量的光:人們至少要用一個光量子。這量子會擾動粒子,並以一種不能預見的方式改變粒子的速度。
所以,簡單來說,就是如果要想測定一個量子的精確位置的話,那麼就需要用波長儘量短的波,這樣的話,對這個量子的擾動也會越大,對它的速度測量也會越不精確;如果想要精確測量一個量子的速度,那就要用波長較長的波,那就不能精確測定它的位置 。
擴充套件資料
在量子力學中常見不確定性有關於座標和動量之間和時間與能量之間的不確定關係。其實,對於任何兩個不對易的物理量均不能同時確定其確切值。這是與測量無關的,這是微觀世界的本質問題。
不要試圖通過測量之類的方法來解釋不確定性,任何有關測量的手段都會引入新的誤差,可誤差與不確定性是存在本質的區別的。另外,對於巨集觀世界中並不能觀察到不確定性之類的現象,這是與可觀察的測量精度有關的,因而僅是在微觀世界比較明顯。
5樓:匿名使用者
測不準關係的簡單匯出:
我們知道,在實驗中波的波長是無法直接測量的,一般採用的是「拍」的方法。比如要想側量一個震幅恆定,頻率為v1的波長,側可以去取一頻率已知的波長v2與之發生干涉,即形成一個「拍」
從干涉的性質和對疊加波的數學分析(傅立葉變換)可以知道,要觀察到一個拍,至少要需要1/dv 的時間 dv=|v1-v2| .即我們得到這樣的關係:
dt>=1/dv (1式) ,道理上也很好理解,想知道一個波的波長至少應當觀察其一個週期的時間 1/v1 1/v2 ,那麼兩個波干涉後最小的頻率(波峰波谷削弱處)因當是|v1-v2|,所以觀察一個拍的最小時間應當是1/dv
設波速為u 則在dt時間所走過的路程為dx=udt,帶入上面的關係,則有:dx/du>=1/dv 又因為v=u/λ ,則dv=(u/λ^2)*dλ 所以便得到:
dxdλ>=λ^2 (2式)
我們同時應當知道量子力學的重要關係,德布羅意物質波關係式:
λ=h/p λ是波長,p是物體的動量,h是普朗克常數h=6.62*10^-34js
意義就是任何物體的波長(物質波)等於普朗克常數比該物體的動量。你可以算算自己跑步時的波長,是一個很小的數。同時德布羅意關係也表達了一個概念,任何運動的物質都有波長了,把經典物理中原本不相干的波和質點聯絡在一起。
明白了德布羅意關係,我們從式λ=h/p可得到dλ=dxdph/p^2,帶入2式,可以得到:dxdλ=dxdph/p^2>=λ^2 dxdp>=(λp)^2/h=h^2/h=h
即:dxdp>=h
dxdp>=h 即為測不準關係的表示式。dx,dp 代表位置、動量測量的不確定度,h為普朗克常數。 其意義是,位置和動量測量的不確定度的乘積不小於普朗克常數。
從數學關係可以看出兩個部確定度成反比,即dx越小(代表位置測量越精確),dp就越大,反之亦然。想要確定測量一個量,比如位置,就要求dx趨於零,那麼dp就會趨於無窮大。
對於理解測不準關係,你可以這樣形象的想象一下(注意,很不嚴謹,僅僅是幫助你想象)。要想測量一個粒子的位置和動量,就必須將其限制在一定範圍內才可以測量。想象測量玻璃珠時要用兩個尺子將其夾住,然後才能確定其位置)。
想要精確測量粒子的位置,就要求尺子越小越好,和粒子靠得越近越好。但是由於任何粒子都是具有波動性的,當尺子間的距離小到一定程度時,粒子就很容易繞過尺子,從而變得無法測量了。
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量子力學h上面加一橫是約化普朗克常數 又稱合理化普朗克常數 是角動量的最小衡量單位。念做h拔或者h bar h 2 由於計算角動量時要常用到h 2 這個數,為避免反覆寫 2 這個數,因此引用另一個常用的量為約化普朗克常數 reduced planck constant 有時稱為狄拉克常數 dirac...