【闲读 1】量子论引出对认知的思考

2023-11-29 11:04

本文主要是介绍【闲读 1】量子论引出对认知的思考,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

文章目录

  • 一、物理学的两朵乌云故事
    • 量子力学的世界
  • 二、 波粒二象性
  • 三、量子不确定性
  • 四、感知尺度

混沌学院课程《【物理学思维】第四节 量子论》,观后感。

一、物理学的两朵乌云故事

19世纪末,著名的物理学家开尔文爵士(温度单位命民),在一次演讲中提到:

动力学理论的优美性和明晰性被两朵乌云笼罩着,这两个演变为

  • 相对论: 如果说相对论是爱因斯坦一个人的独角戏
  • 量子力学:则是群星云集,带来了人类思想和认知的彻底变革

在这里插入图片描述

量子力学的世界

  • 小的知识:紫外灾难-黑体辐射问题中的紫外灾难
  • 普朗克(量子之父):能量的辐射不是连续的,而是一份一份发出来的,这个一份就被普朗克称为量子。

量子:不像原子、质子、电子等等,并不是指的一种特定的微粒,而是表示一种离散性或者说非连续的特性

二、 波粒二象性

  • 光量子假说(爱因斯坦):光是粒子,光子具有质量、具有能量

  • 光是一种具有波和粒两种属性的特殊的物质形态

  • 物质波(德布罗意):那些原本我们以为是粒子的(电子、质子、原子)都是波,称之为物质波。

当时没有任何现象展示这些物质的波动性,后来被电子干涉实验证实,史上第一个凭借学位论文就拿到诺贝尔奖的人、

  • 洛伦兹说:年轻人抛弃物理学中的老概念,简直是易如反掌

洛伦兹正式因为抛弃不了老概念,才与狭义相对论插肩而过。

  • 经典物理中,粒子和波是完全对立的两种概念

  • 尼尔斯玻尔提出互补概念: 一个经典物理学概念A的应用,不可避免地要排除经典概念B的应用,但是B在另一些条件下又是必不可少的,那么就必须把A和B这两种经典概念融合到一起,才能形成对现象详尽无遗的描述。

波和粒子在同一时刻,本来是互斥的,但是在更高的层次上确实统一的。

  • 几乎所有人都会觉得,只有在头脑中建立起一个图像,我们才算认识了一个事物。

比如: 抽象模型、冰山模型、奥卡姆剃刀模型、通过已知的图像,建立新的认知

  • 海森宝:量子法则清楚的告诉我们,我们平时的这些直觉概念,比如位置、速度、大小都没有办法简单直接用在微小粒子之上。 量子力学要求我们超越这种牛顿式的认识方式,要求我们放弃在头脑中建立一个经典图像的尝试,不要用视觉想象任何东西。

  • 经典物理:我们只是观众,观测不对研究对象带来影响

  • 量子力学:我们即使演员也是观众,观测会影响研究对象的行为

我们不可能去研究一个绝对客观的世界,只能研究我们所观测到的世界是个什么样子的, 我们的观测方式会改变世界的呈现方式, 我们不能从事物被观测时的样子,来推测它不被观测时的样子

  • 沃纳·海森堡: 我们观察的不是真正的自然界,而是呈现在我们问问题方式之下的自然界。

三、量子不确定性

  • 薛定谔的波动力学
  • 海森堡的矩阵力学
  • 量子纠缠:两个发生过相互作用的粒子,即使彼此分离后,其特性也会关联在一起,对其中一个粒子的观测,也将同时确定另一个粒子的状态。

在物理世界里,只有可以被观察到的现象,和可以被测量到的物理量才有意义。
理论决定我们能观察到的东西。

测不准原理(量子系统本身就是不准确的):我们无法同时准确地测量一个量子物体的位置和速度

经典力学,严格的因果论:如果能确切的知道现在,就能预测未来,同样的原因,必定导致同样的结果;

量子力学:概率决定论:是系统本质上不确定性,如果能确切知道现在,这种假设就不成立。量子体系的原因和结果,并不是两个确定的事实,而都是一系列可能事件的概率分布。
量子力学不预测,只能预测发生各种结果的可能性。

四、感知尺度

  • 相对论的建立,让我们曾经认为绝对的时间,绝对的空间等等,都变得相对了,世界会给不同的观测者,呈现出不同的相对属性。
  • 量子力学:世界给观测者呈现的相对属性,又蒙上了一层随机性,人类不仅是科学对象的发现者,同时还是科学研究对象的一部分了,在量子世界下,科学不再是世界的终极真理,而是组织我们对世界知识和经验的一个有效模型。
  • 爱因斯坦说:保持自由的眼光,独立的思考。
  • 可感知到的尺度,限定了我们的认知边界。
  • 面对未知的世界,我们只能通过观测了解它们呈现在我们面前的样子,我们不能简单的认为,这就是世界的本身,也不能简单的融合各种现象,我们必须跳出具象画面对我们认知的影响,建立抽象的模型。

最后,从量子力学产生的角度思考:

人类意识到地心说的问题,意识到了古典宇宙观中的一些问题,之后才有了牛顿力学
在意识到了牛顿力学的某一些问题之后,才有了量子力学

  • 安迪-葛洛夫( 英特尔公司前CEO) 什么时候进行战略转型:还在上升,客户还很满意,但在雷达屏幕上已经出现了值得注意的闪光点的时候

  • 说在最后,人类的初心:就是想要在我们仅有的一次有限的生命里,看一看这个世界到底是什么一个样子,就是想知道是怎么一回事,我想知道这个世界是怎么运行的,满足我们的好奇心,好奇心是我们最大的武器!

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