第43部分 (第3/4頁)
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主義者和柏拉圖主義者往往會產生尖銳的衝突,一個突出的例子是我們在後面將會略微討論到的超弦理論。弦論用10個維度來解釋我們的世界,其中6個維度是蜷縮的,但它沒有說明為什麼是6個維度蜷縮,而不是5個或者8個維度,這使它受到了一些尖銳的詰問。但實證主義者常常會對這樣的窮追猛打感到奇怪:因為只有假設6個維度蜷縮才能解釋我們觀測到的現實世界(現實世界是4維的),這就夠了嘛,這不就是所有的理由嗎?哪還來的那麼多刨根問底呢?
不過dh的支持者如果護定這樣一種實證主義立場的話,他們也許暫時忽略了建立這個理論的初衷,也就是擺脫玻爾和海森堡的哥本哈根解釋——那可是最徹底的實證主義!不管怎麼說,在這上面dh的態度是有些尷尬的,而有關量子力學的大辯論也仍在進行之中,我們仍然無法確定究竟誰的看法是真正正確的。量子魔術在困擾了我們超過100年之後,仍然拒絕把它最深刻的秘密展示在世人面前。也許,這一秘密,將終究成為永久的謎題。
飯後閒話:時間之矢
我們生活在一個4維的世界中,其中3維是空間,1維是時間。時間是一個很奇妙的東西,它似乎和另3維空間有著非常大的不同,最關鍵的一點是,它似乎是有方向性的!拿空間來說,各個方向沒有什麼區別,你可以朝左走,也可以向右走,但在時間上,你只能從“過去”向“未來”移動,而無法反過來!雖然有太多的科幻故事講述人們如何回到過去,但在現實中,這從來也沒有發生過,而且很可能永遠不會發生!這樣猜測的理由還是基於某種類似人擇原理的東西:假如理論上可以回到過去,那麼雖然我們不行,未來的人卻可以,但從未見到他們“回來”我們這個時代。所以很有可能的是,未來任何時代的人們都無法做到讓時鐘反方向轉動,它是理論上無法做到的!
這看起來很正常,無法逆著時間箭頭運動,這似乎天經地義。但在物理上,這卻是令人困惑的,因為在理論中,似乎沒有什麼特徵可以顯示出時間有一個特別的方向。不論是牛頓還是愛因斯坦的理論,它們都是時間對稱的!中學老師告訴你t0時刻的狀態,你就可以向“未來”前進,推出tn時刻,但也可以反過來向“過去”前進,推出…tn時刻。理論沒有告訴我們為什麼時間只能向tn移動,而不可以反過來向…tn移動!事實上,在基本層面上,不管時間是正著走還是倒著走,它都是符合物理定律的!但是,一旦脫離基本層面,上升到一個比較高的層次,時間之矢卻神秘地出現了:假如我們不考慮單個粒子,而考慮許多粒子的組合,我們就發現一個強烈的方向。比如我們本身只能逐漸變老,而無法越來越年輕,杯子會打碎,但絕不會自動貼上在一起。這些可以概括為一個非常強大的定律,即著名的熱力學第二定律,它說,一個孤立體系的混亂程度總是不斷增加的,它的量度稱為“熵”。換句話說,熵總是在變大,時間的箭頭指向熵變大的那個方向!
現在我們考察量子論。在本節我們討論了dh解釋,所有的“歷史”都是定義得很好的,不管你什麼時候去測量,這些歷史——從過去到未來——都已經在那裡存在。我們可以問,當觀測了t0時刻後,歷史們將會如何退相干,但同樣合法的是,我們也可以觀測tn時刻,看“之前”的那些時刻如何退相干。實際上,當我們用路徑積分把時間加遍的時候,我們仍然沒有考慮過時間的方向問題,它在兩個方向上都是沒有區別的!再說,如果考察量子論的基本數學形式,那麼薛定諤方程本身也仍然是時間對稱的,唯一引起不對稱的是哥本哈根所謂的“坍縮”,難道時間的“流逝”,其實等價于波函式不停的“坍縮”?然而dh是不承認這種坍縮的,或許,我們應當考慮的是歷史樹的裁剪?蓋爾曼和哈特等人也試圖從dh中建立起一個自發的時間箭頭來,並將它運用到量子宇宙學中去。
我們先不去管dh,如果仔細考慮“坍縮”,還會出現一個奇怪現象:假如我們一直觀察系統,那麼它的波函式必然“總是”在坍縮,薛定諤波函式從來就沒有機會去發展和演化。這樣,它必定一直停留在初始狀態,看上去的效果相當於時間停滯了。也就是說,只要我們不停地觀察,波函式就不演化,時間就會不動!這個佯謬叫做“量子芝諾效應”
(quantumzenoeffect),我們在前面已經討論過了芝諾的一個悖論,也就是阿喀琉斯追烏龜,他另有一個悖論是說,一支在空中飛行的箭,其實是不動的。為什麼呢?因為在每一個瞬間,我們拍一張snapshot,