09-量子与芝诺悖论
小爱 爷爷你快讲呀!
智慧 好、好。20世纪初,也就是距今一百年左右的时间里,量子理论大发展。这个理论揭示了一个光怪陆离的世界。这个世界即是波动的,又是离散的。
小爱 爷爷,听不懂。
智慧 不要着急,我尽量讲得通俗一点。你看到的这个世界是连续的,同时又是离散的……
小爱 (着急了)通俗一点儿!通俗一点儿!
智慧 最典型的例子就是光。光是一种波,你就假想它看起来就像水波吧,或者什么其他波都行,波动是连续的。波动是有快有慢,波动快了频率就高,波动慢了频率就低。不同频率表现出来的现象就是不同颜色,紫色频率高,红色频率低,红橙黄绿蓝靛紫就是按光波动频率由低到高排列的,听懂了吗?
小爱 听懂了。
智慧 同时,光也是一种粒子,你想象成小米粒或者其他类似的都行,反正就是一份一份的,是不连续的,也就是离散的。听懂了吗?
小爱 没听懂,同一个东西,为什么即是连续的,又是离散的?
智慧 这叫做光的波粒二象性,没人能解释清楚为什么,如果哪位科学家最终揭示了量子世界的终极秘密,他将毫无疑问地成为最伟大的物理学家之一,比肩牛顿、爱因斯坦!
小爱 (失望地)也就是说,爷爷也不知道为什么了喽?
智慧 哈哈,没错,我确实不知道。但是不要失望,我可以帮你理解。
小爱 怎样理解呢?
智慧 举钱的例子最容易理解了。我们可以认为钱可以是任意金额的,比如10元,9.86元,6.32元,等等。也就是说,无论多少元钱,你都能描述,无穷无尽。所以说,钱看起来是连续的,是不间断的。但是你把钱拿到手看,如果你拿到7元钱,因为根本不存在7元面值的钱,所以你会看到一张五元及两张一元,或七张一元。这一张五元及两张一元、或七张一元,就是离散的。无论你怎样分解,最终钱都是会分成一元、五元、十元、二十元、五十元及一百元(或其他分及角面额),而不能分成其他面额,比如你想找一张3.75元面额的,根本找不到,所以,钱又是离散的。
小爱 哦~,我理解了。所以说呢?
智慧 所以说,这个世界即是连续的,又是离散的。离散这个概念还可以这样理解,你从a点到b点,不需要经过中间的c点,也就是说,a直接到b,而不存在中间过程。
小爱 (挠挠脑袋)不可思议,实际真的存在嘛?
智慧 真的存在,典型的例子就是电子的能级,你就假想电子是行星,原子核是太阳,行星(电子)绕着太阳(原子核)转。离太阳(原子核)越近的行星(电子)能级越低,越远能级就高。
小爱 那我就假想火星比地球能级高吧?
智慧 可以。如果你假想的地球(实际是电子)得到了能量,它就会像高能级跃迁,就好比地球从地球轨道直接跳到火星的轨道,但不经历中间过程,地球不会路过火星轨道与地球轨道之间的任何一点。
小爱 也就是瞬间移动?
智慧 差不多吧,具体有没有时间差爷爷我也说不上来。反正就是地球不会经过火星轨道与地球轨道之间的任何点,直接瞬移到了火星轨道。
小爱 那这个同人龟赛跑有什么关系呢?
智慧 有关系,芝诺的人龟赛跑推理,是假设空间(或长度)是可以无限分的,也就是说,芝诺认为人或龟可以在直线上的任何位置,而且位置数量是无穷无尽的、
小爱 (恍然大悟)哦~,我明白啦,但实际上直线上的点并不是无限可分的,也就是说,微观去看,各点之间是离散的。
智慧 正确,所以,无限可分在抽象概念中可以有,但实际上不存在,也就是说,有那么一刻,人和龟之间相距物理上的最后一个不可分的“距离”,下一刻,人和龟在同一点上,这样人就追到龟了,也就同现实世界的真实现象联系在一起了。
小爱 明白了。怪不得爷爷说量子世界光怪陆离呢。
智慧 如果去讲量子理论史,恐怕同讲哲学史一样精彩。
小爱 好想听啊!但是知识还是要一点一点学。我还是安心学习哲学思想史吧。爷爷,明天您要给我讲些什么呢?
智慧 即将要出场的几位哲人,力图否定巴门尼德的不动不变,去拯救经验现象,但遇到了重大挫折。俗话说祸福相依,挫折将他们从“时间还原”之路逼上了“空间还原”之路,从此,一种新的本源论形成了,为自然哲学开辟了新的道路。
(这天晚上,小爱入睡得很快。她的梦断断续续,时而水、气、火,圆球不停地轮番出现,时而自己漫无目的地奔跑,时而身边的事物在没有规律地瞬间移动……)