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主题:【讨论】请教几个物理问题 -- 明心灵竹

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  • 家园 【讨论】请教几个物理问题

    1.光速的本质是因果律(causality)的速度?那么对于量子纠缠这种现象是否说明有因果律不成立的存在?在这种情况下是否只有事件(event)没有时间?

    以前我一直以为光速不可超越只是一种观察的结果,不过刚才我看了pbs spacetime栏目下的Are Space and Time An Illusion。如果我没理解错,是说因为时空(spacetime)是相对的。这样时间本身并不存在,存在的只是事件(event)的顺序,这就意味着并不一定有自由意志的存在(freewill),为了避免这种情况所以有了因果律,即尽管两个观测者的时空流速不同,但是两个事件之间存在先后,它们之间的存在就是时空。而光速本质上只是因果律传递的速度,这样倒是解决了我的疑惑就是为什么,引力 电磁力强力都是以光速传播的,因为本质上它们都是因果律传递的速度,只是人们第一次发现这个速度是借助光并以此命名。换句话说自由意志要借助因果律以内?

    那么很容易就会思考,如果在因果律不存在的地方,那么时间就不存在。有这样的存在么?量子纠缠的速度是远远超过光速的,是否就以为在发生量子纠缠现象的两个粒子实际上是不存在因果律的?换句话说所有的事件是同时存在(其实就没有时间也就谈不上同时,或许准确的说只有事件的集合?)

    2.小于普朗克长度的时间或者空间是否存在?这样的存在在数学和物理上是否有意义?物质在某个位置上的概率为0(振幅为0)是说小于普朗克长度了么?

    根据德布罗意波的理论,所有的物质本质上都是概率波,我记得以前看过人家计算说类似于人这种级别的存在,人的德布罗意波的波长比普朗克长度小很多数量级,那么这样的长度是否存在?因为之前我看了中国科学家首次实现不传输任何实体物质的“反事实通信”反事实通信的一个科普,如果我没理解错,反事实通信是利用在光子出现的概率为0且振幅为0的地方概率波存在(为什么是0?是数学意义上的0?还是物理上这个位置的振幅小于普朗克长度所以视为0?),因此在这个位置上放一个障碍物,不影响光子的分布。也就是说,物理学家可以设计一种实验方案,使得:不管障碍物存在不存在,光子都不会在障碍物附近出现;然而光子在屏幕上显示的干涉条纹形状却能告诉我们障碍物到底存在不存在。换句话说,尽管看起来是0,但是概率波在那个位置依旧存在。

    通宝推:ton,
    • 家园 因果律是完全决定论的产物

      如果是从辩证法的角度来看,因果律确实是不存在的。

      另外,就辩证法的角度来讲,时间也是不存在的,时间只是事物变化过程的描述,不是单独存在的变量。

    • 家园 说说个人理解

      不时候也觉得很玄,看了很多书,但现在可能记的不太清楚了,瞎说两句吧

      光速问题,可以从很多方面理解,比如:

      1. “光速不变”是从电磁学推出来的结论,电磁学中光速的表达式只跟宇宙常量有关而和参考系无关。狭义相对论解决的就是电磁学和经典动力学不相容的问题。

      2. 在狭义相对论中,如果对所有惯性参照系都进行正规化处理,有一个速度可以认为对所有惯性参照系都“不变”,也即不受洛伦兹效应的影响,这个速度其实也是光速。

      3. 时空的本性应该还没搞清楚,一般都看成时空连续体。而光速是衡量时空的“尺子”。

      4. 因果率的事情太复杂,不太清楚。

      关于普朗克尺度

      1. 现代物理学中物质一般看做是“离散”的,也就是到物质小到一定程度后就"不可分割",也就是“其小无内”,不再有内部结构(或者说不再可知)。这些粒子就是“基本粒子”, 而这个尺度就是普朗克尺度(时间上和空间上)。

      2. 前面说过,时空一般都看成连续体,和上面的“离散”说有矛盾,因此有大牛说,小于普朗克尺度的事情不再属于物理学,而是属于哲学或科幻。或者是说在普朗克尺度以下的空间可以看成一个个黑洞,因此是不可知的。(也有观点认为黑洞奇点的大小就是一个普朗克长度)

      • 家园 物理学就是先理论假说再实验验证

        普朗克尺度以下已经无法用实验验证,属于物理学的禁地了。

      • 家园 普朗克尺度这个事儿

        就像黑洞一样是个理论上的奇点。

        比如对芝诺悖论,的一个解释就可以用普朗克长度来解释。但是一旦接受了普朗克尺度的设定,那么类似于人这种自身的德布罗意波长远远小于普朗克长度的存在就不应该再视为波粒二象的,毕竟按照定义,这个波长已经没有意义(或者说不存在?)

        • 家园 人当然不服从波粒二象性

          宏观物体一般都不服从(不过也有人认为存在宏观量子现象,大刘的小说中还提出了”宏粒子")。通常的看法波粒二象性只适用于微观粒子,在宏观状态下会引起波函数坍缩,从而波粒二象性被破坏。

          前面关于“普朗克尺度”的描述只是我的理解,不一定是事实。传统的说法应该是“普朗克尺度”跟不确定性原理相关,也就是说任何手段都不可能测出小于普朗克尺度的时间和空间。我的理解是从世界是“连续的”还是“离散的”(也就是物质是不是无限可分)两种哲学观点考虑的。这两种观点很难说谁对谁错,但使用“普朗克尺度”确实可以使物理学避免类似“无穷小量”这样的概念。

    • 家园 一些想法

      1时空不是存在

      存在就是被感知。时空不是存在,而是感知存在的形式。我们借用各种复杂的坐标来感知存在,而用康德的说法,时空是感知存在的先验形式。通俗地说时空是感知存在的基本形式,基本到需要把时空坐标上的刻度去除。康德对时空的进一步划分,外感官的空间与内感官的时间,正是由此种划分才有了认识主体对客体的立法基础。

      基于时空是感知的形式,我们不能说时空存在或不存在。因为同样的原因,我对爱因斯坦的相对论持抵触的态度,不是说我否定相对论的有效性,而是因为扭曲的时空最后扭曲的是人们的感知能力。

      2因果律的光速

      在牛顿的宇宙模型中,引力的传导是不需要时间的一种超距作用,这就有一个问题,不需要时间的超距作用,你就没有办法解释这个超距作用是如何作用的,你只能用整体论性质的能量守恒一类的方法来从外部做解释。整体论只能确定一个边界条件和整体的时间性,只要想给引力是如何起作用的这个问题赋予一个逻辑的链条,并且这个逻辑链条还要对认识主体有意义,那么,属于认识主体的内感官的时间就必须参与其中。而有了内感官时间的参与,在空间范畴,引力的作用就必然会体现出与时间共同的表现形式 --速度。

      所以,时间维度的因果律也不是存在,而是一种感知存在的形式。因为我们以因果律这种感知形式来感知引力的作用,所以引力的作用具有了速度。

      3普遍联系

      反事实通信验证的是概率波的存在性,如果问题宽泛一些,就又回到了波粒二象性。粒子或者波,这是物理学家的问题,我插一点自己的想法。粒子是一个纯空间的概念,结合康德外感官空间,粒子是一个纯客体的概念。我们说一个粒子具有某一个速度,在康德的体系里,就是认识主体作为法官以自身内感官的时间拷问出粒子作为客体的存在状态。波,有波就有波长和周期,波这个概念自身内含着空间和时间两种属性。波这个概念内含的时间属性作为与粒子的区别,我理解这应该是波与粒子在客观表现上如此不同的原因;而波这个概念内含的时间与认识主体内感官的时间,两者之间及两者与整体论的时间性该如何建立一个共同的理解架构这已经不是物理学的事情了。

      撒哈拉沙漠里的一粒沙子刚刚向北移动了五厘米,这件事情与我有关系吗?从普遍联系,从整体论,从万有引力,这件事都与我有关系,那么具体有什么关系呢?我们需要一个或者很多逻辑链条来说明。一沙一世界,这是对普遍联系的定性表达;全息理论,在某一个局部对普遍联系做了某种有实用性的解释;蝴蝶效应,在一只南美蝴蝶的翅膀与我之间建立了气象方面的联系;反事实通信在普遍联系层面并没有本质的不同。

      4共时存在的历时理解,历时理解的共时困境。

      时间维度的因果律是人们无法放弃的,但是因果律所展现的世界只是世界本身的一个角度。生而弗有,为而不恃,人们为自己所打造的因果律,一条路走到黑之后,历史自然就会出现转向。

      通宝推:ton,
      • 家园 全息理论

        事实上,如果接受了德布罗意波的设定,就能接受全息理论,至少理论上说得通,一些现象也能得到解释。包括一些所谓的神通也能用来佐证。

    • 家园 这些问题,没有人能回答。

      是物理的新乌云,短期内没有解决的可能。而一旦突破,人类就像当初旧乌云一样进入新时代。

      培养你的子女成为物理学家,也许成年以后,他们的工作,能让你看到初步成果。

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