我们的世界

       工作之余想了一下午有关宇宙和哲学的问题，深入的思考让我对这个世界有了更进一步的认知。或许我可以解答，之前出现的种种疑问了。

       在牛顿时期，随着万有引力的发现和物理学的不断丰满，人们似乎可以解决或者论证世界的各种问题了。小到玻璃球大到天体，它们的运动都存在着一种规律。因此人们可以预测出:从高空抛下的小球几秒钟后会落地，彗星多久会再次出现，甚至包括太阳的燃料何时耗尽人们都可以算出。那个时期的人们，他们认为:只要我们掌握了所有的知识和规律，那么这个宇宙的一切都是可以预测的。那么，人类也是物质组成的，人类的行为也可以被预测吗？好像只要知道了此时此刻所有微粒的状态和微粒间作用力的规律，就可以算出下一时刻的状态，由此预测未来，包括人类自己。就好像一切都是设定好了一样。

       在我们看来这是多么荒谬的事，人类的行为怎么可以预测呢。虽然马克思提出唯物史观:人类必然走向共产主义。但这毕竟是宏观的。人类的一举一动怎么能预测呢？

       19世纪的欧洲，科技越来越发达，在理论不断完善的同时，人们观察到的奇怪现象也越来越多。其中两个被称为"物理界的两朵乌云"，一个是光速不变，一个是黑体辐射。

       黑体辐射是量子力学的开端，但它距离我们的生活很远，此处不作过多解释，这里主要讨论光速不变。

       众所周知，光速大约是30万千米每秒。这已经被无数人证明。但在这之前，先讨论一个生活问题。

       在一辆100m/s的动车上，你以1m/s的速度往前走，在你自己看来，自己行走的速度就是1m/s，但在地面上的人看来，你的速度是100+1=101m/s。所以人们得出结论:速度是相对的，所以在说速度的时候，必须有一个参考系。

       但光速呢？假设一束手电筒发出的光的速度是c，如果你的速度很快，能达到0.9c，你和光同时向前，那么光是不是对你来说，速度只有0.1c了？

       无数实验证明，不是这样的。无论是在你看来，还是在地面上不动的你看来，光速始终是c。也就是说，光不管选用那个参考系，速度始终不变。

       这就是诡异的地方，但这就是实实在在存在的。用一个不太严谨的例子来说明:你的速度还是0.9c，和光朝同一个方向出发。在地面上的人看来:光速是c，你的速度是0.9c，所以光比你快0.1c，10秒后比你多走了一个光秒(30万千米)的距离。但在你看来，光速是不变的，光1秒钟就比你多走了30万千米。所以如果你以0.9c的速度飞行，你打个响指一秒钟的时间，地球人却等了10秒。你飞了一年后回来，发现地球已经过去十年了。

       这不是科幻小说，而是真实存在的现象。只不过我们的日常速度跟光速比太小，所以感受不到这种现象的存在。但，这却引导我们走向了另一个问题:为什么会这样，我们的世界，到底是什么？

 

       爱因斯坦虽然被称为20世纪最伟大的科学家，但他依然坚信:我们这个世界是有规律的，上帝不会掷骰子。一切的一切，都有规律，且未来可以预测。

       然而，他的观点遭到了当时量子物理学家的反对。越来越多的实验证明:这个世界是个概率的世界。我们根本没法同时得知一个电子的位置和状态。换言之:如果我们知道了一个电子在哪里，就不知道它的速度。如果测得了它的速度，我们就不知道它在哪里。这就是所谓的测不准和不确定性原理。

       在我们日常生活中，这种情况是不存在的。比如:刘翔在冲过终点线的时候(位置)，速度是10m/s(状态)，好像我们很容易就测得了他的位置与速度。但在微观粒子世界，这是不成立的。因此所谓的预测未来，也就不成立了:因为我们没法找到一个确定的位置和状态，那就没法推出下一个时刻了。

       再来说一下恐怖的双缝干涉实验。很简单，就是在一个板子上竖着开两条细缝，板子后面是一个屏幕。用一束光打过去，按理说，光透过板子的细缝，屏幕上也应该出现两条光才对。但是屏幕上出现了很多条明暗相间的条纹。科学家的解释是:光不是粒子，而是一种波，波有波峰和波谷，穿过两条缝后的光，一条缝的波谷和另一条缝的波峰碰到了，所以就抵消了，这就是暗的条纹。有的两个波峰叠加了，相当于光的强度增加了，这就是亮的条纹。

       后来人们不用光，用电子做实验，居然也发现了明暗条纹。电子可是实打实的粒子啊，按理说应该出现两条纹才对，怎么能跟光一样呢？于是人们想，可能是电子太多了，互相发生了影响。那就换成一个电子一个电子打上去。

       诡异的结果又出现了:居然还是明暗条纹，说明电子也跟光一样是波。这怎么可能呢？一个电子要么从左边的缝穿过，要么从右边的缝穿过，概率各自50%。下一个电子也是，所以屏幕上应该出现两条亮度相同的条纹啊。于是科学家想要认真解释这个现象，在板子旁边安装了捕捉电子的高速摄像机。摄像机能够看到电子到底是从左边的缝进去的，还是右边的缝进去的。

       最最诡异的结果出现了:当用摄像机观察的时候，屏幕上是两条纹。当撤去摄像机的时候，人们看到的是明暗干涉条纹！

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2019-08-04