好奇心是物理学最核心的力量 | 预告

我们称之为真实的事物,其实并非由真实之物所构成

你有没有想过,你现在所认识的世界是真实的吗?世界是否与你所观察到的一致?

如果你说是,那我们接下来看一组实验。

在装置当中发射一些微量粒子,比如电子,我们可以做到将他们一个一个像棒球一样发出,打在背后的挡板上,最后发现大量电子形成像波一样的明暗条纹分布。

实验一

我们继续刚才的实验,不过在狭缝前安装一个探测器,看看电子到底是怎么通过狭缝的。

实验二

我们只是在实验中多加了一个探测器,结果就全变了。观测发现,电子只会通过一个狭缝,但这个时候,最后挡板上呈现粒子性的完全随机分布,不再出现明暗条纹了。

这就好像电子在通过狭缝的时候,能够知道是否有人在观测他,然后根据不同情况表现出不同的特性,或者说我们的观测会影响量子实体的行为。

但是我们不能从事物被观测时的样子,来推测它不被观测时的样子,换句话说我们观察的只是呈现在我们问问题方式之下的自然界。

量子力学不仅仅是物理学中的重要理论革命,也彻底改变了我们对于世界的认识。那么你想知道量子世界是一副怎样的图景吗?

5月26日上午10:30 清华大学李铁夫教授将为我们讲述量子力学给我们的世界观带来的重大变革。量子力学为我们描绘了一个非连续性、概率性、整体性的世界。

在这样一个充满不确定的世界中我们应当如何理解事物之间的因果关系?我们眼中的世界与“真实”世界之间有什么样的关系?世界在不同尺度的不同规律,我们又该如何去认识呢?想知道答案,那就快快来追课吧~

商学院课程

时间:05月25日 10:30

主讲人:李铁夫 清华大学微电子系副教授

重磅内容轻微剧透版

第一讲:波粒二象性

我们的观测其实是会改变世界呈现的样子,我们是否还能了解世界”真实“的面貌?科学到底描述的是什么?为什么说量子力学摧毁了物理学以及我们绝大多人对于世界认知的根基?

第二讲:量子不确定性

量子的不确定性与扔骰子的不确定有什么不同?量子力学挑战的不仅是我们对于世界的认识,更是我们认识世界的逻辑方式,在量子论下因果关系发生了怎样的变化?“薛定谔的猫”到底体现了什么?宇宙万物,以及我们每个人是否是独立的个体呢?

第三讲:感知尺度

物理学在不同的尺度建立了不同的理论,理论在尺度上的局限也就是我们在认知的不同尺度上的局限。我们的认知仍然会受到思想和逻辑方式的局限,这也同时意味着我们还有突破的机会与空间,那么我们应该保持怎样的心态与眼光呢?

精彩观点抢先看

  1. 海森堡说过:“我们观察的不是真正的自然界,而是呈现在我们问问题方式之下的自然界。”在这种情况下,科学变得有点像爱情一样,不再是绝对客观了。就像爱情是两个人之间的一种关系,科学不再描述的是那个独立存在的世界,而是描述的一种我们对这个世界的认识。就好像描述我们和世界之间的一种互动。
  2. 量子力学要求我们超越牛顿式的认识方式即通过已知的图像来建立新的认知,要求我们放弃在头脑中建立一个经典图像的尝试,不要用视觉想象任何东西。
  3. 掷色子时,我们每次扔出几来是不确定的,是概率性的。但这是因为我们没有完全地掌握掷色子的全部力学细节,比如说质量分布、初始位置、角度、风向风力等等因素。原则上说,如果我们把这些因素都知道了,是可以计算出色子每次会扔出来是几的,或者说如果在完全相同的条件下再扔一次,一定会得到同样的结果。
  4. 什么时间是进行战略转型动作的黄金时刻?就是现有战略依然有效,企业业绩仍在上升,客户和互补企业仍在交口称赞,然而雷达屏幕上却已经出现了值得注意的闪光点的时刻。
  5. 我们一直在说人对事物的认识就是在脑子里建模的过程,人们对自然的认识也不例外。我们说人类非常想以人类社会的形式去解释自然,用我们能够看到的世界去想象那个看不到的世界。于是人类创造了神话,后来人们脱离了神话,走向理性,就开始用抽象的科学模型来解释这个世界。然而,我们的抽象思维却始终难以突破具象现实的局限。
  6. 迄今人类有三次打碎重建世界观的机会,就是从神话到理性,从古典物理到经典物理,最后从经典物理到了量子物理学。那接下来有没有呢?我相信肯定是有的。

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常见问题

量子力学对世界观带来了哪些重大变革?

量子力学描绘了一个非连续性、概率性、整体性的世界,彻底改变了我们对于世界的认识,挑战了物理学以及绝大多数人对于世界认知的根基。

什么是波粒二象性?

在双缝实验中,电子在没有被观测时会表现出波动性,形成明暗条纹;而当安装探测器进行观测时,电子则表现出粒子性的随机分布。这表明观测行为会影响量子实体的行为。

量子的不确定性与经典概率有何不同?

掷色子的不确定性源于我们未能完全掌握所有力学细节,原则上在相同条件下结果可重复。而量子的不确定性是内禀的,是量子力学挑战我们认识世界逻辑方式的核心。

海森堡关于科学观察的观点是什么?

海森堡认为:“我们观察的不是真正的自然界,而是呈现在我们问问题方式之下的自然界。”这使得科学不再是绝对客观的,而是描述一种我们与世界的互动关系,类似于爱情是两个人之间的关系。

量子力学要求我们如何改变认知方式?

量子力学要求我们超越牛顿式的认识方式,放弃在头脑中建立经典图像的尝试,不要用视觉想象任何东西,即要求我们放弃用已知图像来建立新认知的惯性思维。

人类认识世界的方式经历了哪几次重大转变?

人类世界观经历了三次重大打碎与重建:从神话到理性,从古典物理到经典物理,以及从经典物理到量子物理学。这反映了我们认知在不同尺度上的局限与突破。