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043114076木虫 (正式写手)
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由实验表征方法想到的 已有6人参与
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本来的题目是“由实验中的表征方法想到的哲学问题“，觉得太玄乎了，有点装13的感觉，就把“哲学问题“几个字给去掉了，其实也只不过是一些胡乱联想而已。 问题的起源是实验表征手段究竟能不能说明体系的状态。这么问的原因如下：当你去使用某种手段观测体系时必然会向体系发出一个试探能量，体系接受到这一能量以后必然会发生改变，那么你观测到的不是原来体系的状态，而是体系发生改变以后的状态。 做实验的童鞋会说，这一改变很小，所以我们近似的认为体系的状态没有发生改变。 这个我承认，要不然我们几千万的仪器岂不是没用了。但是考虑这样一种情况：体系的某个精细结构对于外界因素非常敏感，以至于我们发出的最微弱的探测信号都会对体系造成巨大的影响。在这种情况下体系的这种性质是不可能被测量的。 这种情况存在不存在呢？比如电子某一时刻的位置和能量。为什么会有测不准原理，会不会原因就是电子太小了，以至于人类可以控制的最小的能量都会使电子的位置剧烈改变。再比如，薛定谔的猫。外界很小的一个波动都可能引发放射源从而杀死猫，这个波动可能就是一个眼神。所以爱护动物的朋友千万不要好心想看一下猫是否死了，本来没有死也可能因为你的眼神杀死了它。正所谓好奇心害死猫。 再深一步联想。基于量子力学的概念，可以认为我们的世界是一个很大很大的波包。既然是波包，根据量子力学的原理，其存在状态是一个概率。那么是什么是我们看到一个确定的状态呢？一定是有人看了它一眼，使这个波包塌陷到一个基态，就是我们看到的世界这个样子。这个人是谁呢？ 也许就是神学家所说的上帝。过程是这样的：宇宙最初只是一个波包，充满时空，但是里面什么也没有，因为所有的状态都只不过是一种可能性。突然有一天，生活在比我们更高维度的一个小男孩（我更愿意把上帝想像成一个淘气的男孩），他突然对这个波包感兴趣，多看了几眼。这个波包接受到来自男孩的眼光（这也是一种光?）,开始塌陷到某个具体的状态，这就是我们所说的宇宙大爆炸，然后就产生了世界。 但也有可能这个人就是我们自己。(未完待续) |
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2楼2011-07-21 07:14:27
zhangmt
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楼主陷入不可知论了。 我们用x衍射探测晶体结构，电子穿越晶体发生衍射，还不足以打碎分子，那个微小的干扰并不会改变分子的宏观结构，即便理论上有微小的干扰，那也都在实验误差的精度以下，对结果没有影响。如果你非要用高能原子去轰击他，把待测分子击碎，那就是质谱了，你测出片段，再去拼装原本的链接关系。 所谓测不准原理，仅仅是微观世界的理论，你非要把他上升到宏观世界里，那就如同把经典物理学放到微观世界去解释问题一样荒谬。任何理论都有他的适用范围。 薛定谔的猫，也只是举个例子，用于理解微观的测不准原理，只是类比，并非薛定谔的猫就是符合微观的测不准原理。无论你是否打开箱子，猫的生死其实已经坍缩到现实了，只是你不知道而已。如果这时候这个箱子是透明玻璃的，你可以直观地看到它的生死状态，不用打开箱子毒死它。定义成必须打开箱子才能得知，是对观测方法的限制，目的是为了比喻。就如同我们说的“想象的翅膀”，并非是要给“想象”加个“翅膀”，那只是比喻，你怎么能混淆比喻和现实呢？同样，你怎么能混淆微观与宏观呢？ |
3楼2011-07-21 09:29:39
yalefield
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yalefield
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我们之所以能使用X射线探测晶体结构,确实是由于X射线不会破坏晶体的结构.但是当我们使用X射线去研究活体细胞时就不可行了,因为细胞的状态会因为观测发生本质的变化. 所以观测能不能测的准,是物质的状态和观测使用能量的相对值. 我认为我们的波谱手段测定的并不是宏观状态,而是微观的状态. 薛定谔的猫之所以会死,是体系的微观状态(放射原子是否衰变)决定了猫的宏观状态(猫的死活).我们为了考察是什么因素影响了放射原子的状态,所以建立了一个封闭的箱子,这个箱子排除了外界的因素(所以透明箱子是不可以的,因为外界的光会有影响).但是一旦我们想知道放射原子的状态,就必定使用一个探测波,这个探测波就有可能影响了放射原子的状态,使它激发衰变.从而激活毒气装置,杀死了猫.问题的关键是我们目前无法制造一个探测源,即可以检查放射源的状态,又不会影响它的状态. |
9楼2011-07-21 11:03:25
kjsun
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楼主已经陷入哲学里面了。三楼的回答很现实，我准备从哲学的角度胡诌一番。 可能你也听说龟兔赛跑的哲学问题（阿基里斯悖论）。 阿基里斯提出让乌龟在阿基里斯前面1000米处开始，并且假定阿基里斯的速度是乌龟的10倍。当比赛开始后，若阿基里斯跑了1000米，设所用的时间为t，此时乌龟便领先他100米；当阿基里斯跑完下一个100米时，他所用的时间为t/10,乌龟仍然前于他10米。当阿基里斯跑完下一个10米时，他所用的时间为t/100，乌龟仍然前于他1米…… 芝诺解说，阿基里斯能够继续逼近乌龟，但决不可能追上它。 兔子真的永远追不上乌龟么？ 这就在数学上涉及无穷小量的问题。 另外给你举一个宏观的例子， 中国2010GDP 397983亿元。 某工厂老板说：俺们厂计算GDP的时候，少算了100rmb，因此要求统计局在公布的数据中加入这100元的修正，统计局会修正么？ 我想不会。100块是不少，但是对于一个国家的GDP来说，就是无穷小量。 当探测的能量，相对于被探测的能量是无穷小量时，探测的干扰原则上可以无视的。 [ Last edited by kjsun on 2011-7-21 at 12:31 ] |
10楼2011-07-21 11:06:13
