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第12期:量子力学的揭示
大家好,我是自求多福。

量子力学是当前实验支持最充分、数学最严密,被验证得最为精确的理论之一。

然而就是这样的理论,为我们揭示了这样的事实:物质并非客观存在,在其背后还存在一个“决定性”的意识。

我们还能从中得到什么推论?

比如一个篮球在运动,其轨迹似乎是连续的。但事实上并不连续。

用电影来做比喻,传统电影每秒24帧,人眼因视觉暂留将离散帧感知为连续画面;而篮球中的每个原子都是在被观察时由函数波坍缩而成——每秒发生约10的40次方次量子坍缩事件,相当于帧率高达每秒10的40次方帧,高到难以想象。所以人用肉眼观看会误以为篮球的运动是连续的。但其本质却是类似电影播放一样的一帧又一帧的不连续变化。我们看到的任何物体的运动都是不连续的。

这甚至可以和狭义相对论的基础原理——光速不变原理互相印证。

“以太”曾被假设为光的传播介质。著名的迈克耳孙-莫雷实验是为了验证“以太”存在与否而做的一个实验,由阿尔伯特·迈克耳孙与爱德华·莫雷合作,于1887年在美国的克利夫兰进行。地球以每秒30公里的速度绕太阳运动,会迎面受到每秒30公里的“以太风”,从而必然对光的传播产生影响。向不同两个方向发出的两束光,其和地球的相对速度将会因为以太风的存在而不一样。然而实验结果却显示,两束光的来回时间并没有发生变化,也就是说光速相对于地球的运动没有变化。难道地球和以太以同样的速度和方向一起运动吗?这和当时的科学认知不相符。他们最终只能认为,“以太”是不存在的。

对此实验结果,爱因斯坦提出了光速不变原理,并在此原理的基础上提出了侠义相对论。光速不变原理即:无论在何种惯性系中观察,光在真空中的传播速度都是不变的。这个原理于1966年被更精密的实验证实。

假设一个人以二分之一的光速和一束光相向而行。在第三者看来,光子和这个人的相对速度将会是正常光速的1.5倍;然而,在这个人自己看来,光子和自己相对速度依然是正常光速的1倍,而不是1.5倍,即光速永远不会改变。于是,不同的人感受到了不一样的时空。这会让人觉得不可思议,但事实就是如此,这是被实验所验证的。

为什么会这样呢?假设一个人走向一个正在发光的灯泡,这个人在走路的过程中会看到灯泡离自己越来越近。事实上,灯泡距离自己越来越近的过程并非连续的,其本质也是类似电影一帧又一帧的不连续变化。

一个灯泡由非常多的原子构成,我们试着从原子层面来说明问题。以行走者作为第一人称的角度看,灯泡中某个原子在A帧出现在位置A,另一个原子又在B帧出现在位置B。由于位置A和位置B很接近,帧之间的间隔又极小,行走者会误以为是同一个原子从位置A运动到位置B。当原子出现在A帧的时候,刚好这个原子周围的电子发生能级跃迁产生一个光子。光子从位置A射向行走者的眼睛,以致行走者能看到灯泡发出的光。在B帧的时候,行走者认为原子的位置变成位置B,离自己更近了。可是位置A和行走者眼睛之间的距离并没有改变,无论行走者与灯泡之间的距离如何变化,光子所走的路程一直都是位置A到行走者眼睛的这段路程。距离没有改变,所以光子到达行走者眼睛的时间也不会改变。

假设周围有一个“静止的空间”。行走者并没有相对于空间做运动。“行走”并非真的行走。就像电影或者3D游戏一样,一帧又一帧的画面快速出现,周围物质位置的变化让行走者产生自己在环境中运动的错觉。而光子和灯泡则同时相对于空间运动。灯泡和光子之间的相对速度等于光子的速度减去灯泡的速度,而不是等于光速。

这便是为什么即便行走者快速接近光源,也会感受到光速永远不变。

或许我们每个人从来都是静止的。假如“以太”真的存在的话,每一个人都会拥有一个自己的以太,每个人静止地处于以太中。周围的环境不过是个幻境而已。

周围的一切物质,都是在我们观察时由函数波坍缩而成的。试想想,在一个没人看见的角落,什么物质都是不存在的,突然有一个人看到了这个角落,角落中所有物质刷一下同时出现了。很不可思议吧?这是更加接近真理的,是被科学实验所证实的。