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薛定谔什么意思(人类历史上最经典的6大悖论,极度烧脑)

100次浏览     发布时间:2024-11-16 09:21:02    

人类作为地球上最具智慧的物种,从登上地球演化史舞台就一直对这个世界进行探索,历经数千年的发展,如今的人类已经能将抛向天空的骨头变成宇宙飞船。

尽管人类现有的科学理论基本上能够诠释这个世界,不过还是存在很多以人类思维看来无法理解且非常烧脑的悖论,接下来就一起来看看都有哪些。

第一个悖论——拉普拉斯妖

1814年,拉普拉斯在牛顿力学的基础上提出了一个假想中的智者,它可以知晓任何一个时间段上的一切原子的位置和线性动量,并且能对其进行诠释,因此它就能洞悉过去,了解现在,预知未来,宇宙的诞生与毁灭也可以被它推导而出,它就是拉普拉斯妖。

该理论在18、19世纪风靡一时,直至量子力学腾空而出才暂时将这只“神兽”关进笼子里,具体来说是不确定性原理,不过拉普拉斯妖的核心是一切在宇宙初始化的时候就已经注定了。而微观世界是不是真的是概率,现在尚无定论。就像人类没有掌握经典力学、空气动力学的时候,我们会错误的以为往空中抛硬币是纯粹的概率。不能用一个不成熟的理论去给另一个理论下定论。

第二个悖论——忒修斯之船

有一艘船常年在海上航行,需经常维护,更换零件,当这艘船的组成部件全都被换了一茬,这艘船还是不是本来的船呢?又或者它是不是已经成了另一艘船呢?这就是忒修斯悖论。是在公元1世纪,普鲁塔克提出。还有一个进一步的问题,把忒修斯之船上所有部件一块一块地替换完后,用替换下来的所有部件重新按原样组装成一艘船,那么这两艘船谁才是真正的忒修斯之船?

如果将这个悖论换到人身上呢?人类的新陈代谢是永不休止的,约每6年左右,全身的细胞都将完成彻底更换,届时你还是你吗?如果你说意识和记忆并没有更换,我还是我,那3岁前的你的记忆都丢失了,那时的你和现在的你还是同一个人吗?

第三个悖论——阿基里斯与乌龟悖论

公元前5世纪,芝诺发表了阿基里斯悖论,阿基里斯和乌龟赛跑,乌龟先在领先阿基里斯1000米处蓄势待发,设后者的速度为乌龟的10倍,发令枪打响后,若阿基里斯前进了1000米,花费的时间为t,这时乌龟仍在他前方100米处;当他再前进100米,花了t/10时间,乌龟仍在他前方10米处;当他再前进10米,花了t/100时间,乌龟仍在他前方1米处……如此算来无穷无尽,阿基里斯永远也赶不上乌龟。

芝诺想要证明的是,空间、时间是连续的,能够无限分割,因此阿基里斯超不过乌龟,因此芝诺错了。事实上,空间、时间是离散的,时间是分段的。最短的时间是普朗克时间,不存在比这个更短的时间了。长度也是分段的,最短的长度就是普朗克长度。因此,根据芝诺的划分,总会有一段时间,阿基里斯和乌龟花相同的时间移动到坐标轴上的同一位置,然接着再经过一普朗克时间就超过了乌龟。

第四个悖论——薛定谔的猫

这是薛定谔于1935年提出的一个思想实验,将一只猫、镭和氰化物放置在一个封闭空间内,镭的衰变是概率性的,当镭发生衰变,就会触发机关设置打破装有氰化物的容器,猫便会死亡,反之猫会活着。在量子理论下,镭的衰变与否处于叠加态,因此猫也处于生死叠加态,只有当打开这个封闭的空间,在数学上的波函数就会立即坍缩,猫的生死也就确定了,这个近乎于诡辩的理论直至21世纪仍在困惑着人们。

其实,薛定谔的意思是,假设猫不是物理学中定义的观察者,它就像其他物质一样,在没有观察者的空间中处于量子态。简单来说,没有观察者,不存在物理物质,等同于一堆公式和程序。在这种情况下,猫是一个复杂的程序。是否死亡已经存在于程序中的公式中,但不存在于物理世界中。此时,是叠加状态。结果打开的那一刻,观察者看到的就是这个程序的物化输出结果,它是确定性而不是叠加的。这时尸检也可以查出它何时死亡、为何死亡,但无法推断它在盒子里面有这样的物理活动,因为当时它不应该处于实在的状态。

第五个悖论——色盲悖论

18世纪,约翰·道尔顿提出了著名的色盲悖论,说一个人有很怪的色盲症,他把绿色看作蓝色,把蓝色看作绿色,不过他本人并不知情,当别人仰望蓝色天空时,他虽然看作绿色,但他也把该颜色叫作“蓝色”。同样的,当别人看绿色树叶时,他尽管也看作蓝色,但他也把这种颜色叫作“绿色”。那么问题就来了,你怎样证明自己没有患上这种色盲症?又或许事实上这种“色盲症”才是正常的呢?

这个问题的重点不在于怎样定义每个颜色的光的波长,而在于不同的人在脑海中对同一波长的光产生不同的图像,这就是光的颜色。尽管颜色不同交换,但因为它们已经被调整了定义,例如天空是蓝色的,因此就算两个人看到的不同,他们仍然会说它是相同的颜色。因此,这个问题几乎无法解决,因为颜色是由人定义的。例如,如果我们现在将叶子的颜色定义为蓝色,那么数年后绿色的概念将不存在。

第六个悖论——先有鸡还是先有蛋

早在古希腊时期,亚里士多德就被此问题所困扰,他认为,不管哪一个先有,它们都一定是一直存在的,万物都一定有上代,否则就与自然规律相悖,因此绝不存在首颗可以孵化鸡的蛋,因为蛋是鸡下的,反过来也是一样。20世纪霍金也曾为该问题与克里斯托弗·兰根(智商195超过爱因斯坦的天才)发生争执:世上必须有一枚传统意义上的卵或一枚能孵化出鸡的蛋。

先有鸡还是先有蛋的问题本质上是问卵生动物还是先有蛋。根据目前人类所接受的古生物学理论,第一个生命是病毒,只有DNA或RNA,然后出现了第一个单细胞原核细菌,即它们有细胞。这种生命是通过分裂繁殖的,因此不会产卵。后来单细胞生物进化,出现多细胞生物,从而产生了卵生的繁殖方式。

卵生事实上在生命史上很早就出现了。大多数生物都是卵生的,而鸡是一个特别晚期的物种。从这里能够看出,原始生命从单细胞生物进化到多细胞生物时,就出现了产卵现象。那第一个多细胞生物是如何产生的呢?当然,它是从单细胞生物进化而来的,而并非从卵中孵化出来的。因此,卵生繁殖方式是在多细胞生物之后出现的,即先有鸡后有蛋。