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andrew | 7th Jan 2006, 11:10 AM | 科學

Anges 寫了愛恩斯坦的金句:「上帝不擲骰子」。令我手痕痕,想寫下這句說話背後的種種。

愛恩斯坦這句話的意思,不是說上帝不鼓勵賭博,而是想表達他對自然界的哲學思想。

 

1. 阿坦有宗教信仰嗎??

首先,初看這句話會以為阿坦是信上帝的。其他不然,他青年時曾對宗教狂熱,但不久後就放棄了猶太信仰。

他所說的上帝,是指自然界、機械地運作的上帝,近似史賓諾沙(Spinoza)所說的上帝。

 

2. 量子力學

量子力學是用來描述微觀世界的物理。

阿坦是量子力學的發明人之一,最為人知的是我們中六七時學的光電效應 (Photoelectric Effect) 。

其實他一直有參與量子力學的發展,他反對的只是量子力學中的統計解釋(probabilistic interpretation)。

統計解釋是什麼呢?話說薛定諤 (Erwin Schrodinger) 在大家對微觀世界的物理一頭霧水之際,突然提出了有名的薛定諤方程,在一堆數學推算後,竟然準確地得出了氫原子的光譜分佈。

方程的解叫做波函數 (wavefunction) ,是大家爭議的地方。連薛定諤本人也不清楚在物理上是代表什麼,當時就有句說話:「薛定諤的方程比他本人聰明。」

那時各家各說,對這個波函數有很多不同的解釋。其中一個是哥本哈根解釋,認為這個波函數是指電子出現在不同地方的機會率,並且認為這是自然界的最終真理,也就是日後所謂的統計解釋。

這樣是否合理呢?這個理論說,一個粒子存在於世界上,是以機會率的形式出現,如它有30%的機會出現在A地,70%機會出現在B地。即是說,我們再不可以像描述月球一樣地說粒子的軌跡,因為基本粒子是不能預測地在不同地方瞬間出現並消失,我們可以描述的就只有它的機會率!

 

3. 阿坦的反擊

這種觀念與阿坦心目中的機械式的,可預算的自然界相差太遠,他不能同意,就反駁到:「上帝不擲骰子!」

我認為這不代表他食古不化,而是他對宇宙有種堅定的看法,認為宇宙是和諧的,能確定的。由第一粒粒子碰撞起,宇宙每一段時間發生的事情都已經實定了,在本質上哪裡還有機率的可能?

他認為微觀世界之所以程現看似不確定的現像,是由是還有一些事情在發生,我們還未在知道。這就是他著名的Hidden variable theory。

究竟阿坦的Hidden variable theory 對呢,還是統計解釋對呢?長期以來,科學家一直以為這只是哲學之爭,不是個科學問題。

直到八十年代,科學家Bell 提出了Bell Inequality,能在實驗上分別兩者。結果出來了,愛恩斯坦錯了,看來這世界的基礎是不確定的。

 

4. 我們能相信嗎?

一個不確定的物理世界,有可能嗎?我們桌上的杯子,會隨時間在不同的地方消失再出現嗎?我們的直覺來自培養自我們對這個宏觀世界的感官,畢竟我們沒有理由期望微觀世界也發同樣的事情。

話說回來,我也不太相信量子力學的基礎,而Bell Inequality的証明,也不代表統計解釋一定是對。我們接受量子力學,只不過是因為它對實驗能一次又一次地準確描述吧。

會不會有更高深的理論能滿足我們的要求呢?數學應用於物理,是否已到了它的極限?人類理解宇宙,能到什麼地步,可以完全明白嗎?

這些我們都有待解答。


[1]

由第一粒粒子碰撞起,宇宙中的粒子便開始碰撞下去......

有了第一個問題之後,得著了第一道求真的火花,接著問題也幾何地擴展下去,比blog tag更強勁!而所發出的火花,顏色也愈來愈迷人,叫人沉醉!

卻沒有人知道那一道才是真理所發出的火!

 


[引用] | 作者 草飛 | 7th Jan 2006 12:03 PM | [舉報垃圾留言]

[2] God surely does not play dice!

Actually, J. S. Bell has proposed the so called "Bell's inequality" respectively on 1964 and 1971. In his papers, Bell showed that every local hidden variables theory implied under certain conditions an inequality.
Since 1972 up to 2000, there have been over 20 experiment performed to check the "Bell's Inequality". Over 90% result supports quantum mechanics prediction (that is violating the inequality or there is no  any hidden variables at all). So should we conculde that God plays dice? Certainly not! In my opinion, God creates the world and the physical laws in exact form, but God does not say that we can know all , God just says that there are full of evidence for the creation, no one can deny. I'm so impressed and totally agree as I go further to study and do the research in physics especially.
All in all, God surely does not play dice, but we should also keep in mind that there is an inevitable limitation for us (the creatures) to know all from God, we should humble ourselves and praise the God for his creation, including every physical law we got ever since.


[引用] | 作者 T | 7th Jan 2006 1:47 PM | [舉報垃圾留言]

[3]

很欣賞你寫的這類科學的文章,替 mysinablog 加了點學術的色彩!支持你,努力!
我也好想像我樓上的相公 (T) 一樣和以比較理性的角度和你討論啊......真羨慕你們這些物理學的高手呢!(他好用心的花了不少時間回你的留言啊!)

若你不介意,我也想在我那邊引用你這篇文章!


[引用] | 作者 agnes | 7th Jan 2006 1:53 PM | [舉報垃圾留言]

[4]

所以我愛Anthropic Principle... 一切從簡. 吐舌頭


[引用] | 作者 yickka | 8th Jan 2006 1:22 AM | [舉報垃圾留言]

[5] Re:
草飛 : 由第一粒粒子碰撞起,宇宙中的粒子便開始碰撞下去......有了第一個問題之後,得著了第一道求真的火花,接著問題也幾何地擴展下去,比blog tag更強勁!而所發出的火花,顏色也愈來愈迷人,叫人沉醉!卻沒有人知道那一道才是真理所發出的火! 
haha, 又係喎,真係好似blog tag咁。
blog tag 尚且可以不接,粒子碰撞就不可以了。


[引用] | 作者 Andrew | 8th Jan 2006 5:53 AM | [舉報垃圾留言]

[6] Re: God surely does not play dice!
T : Actually, J. S. Bell has proposed the so called "Bell's inequality" respectively on 1964 and 1971. In his papers, Bell showed that every local hidden variables theory implied under certain conditions an inequality. Since 1972 up to 2000, there have been over 20 experiment performed to check the "Bell's Inequality". Over 90% result supports quantum mechanics prediction (that is violating the inequality or there is no  any hidden variables at all). So should we conculde that God plays dice? Certainly not! In my opinion, God creates the world and the physical laws in exact form, but God does not say that we can know all , God just says that there are full of evidence for the creation, no one can deny. I'm so impressed and totally agree as I go further to study and do the research in physics especially. All in all, God surely does not play dice, but we should also keep in mind that there is an inevitable limitation for us (the creatures) to know all from God, we should humble ourselves and praise the God for his creation, including every physical law we got ever since.
謝謝你的補充。
Bell Inequality 只能証明量子力學不是local的。即是說粒子的狀態觀測前的確是不確的,而不是已決定,只是我們不知道。
這個涉及的問題很深,好像在暗示我們的測試者才是決定事物狀態的人。
至於上帝做的物理定律是否確定,則很難說得清。如以現時的科學來做結論,似乎是有隨機的成份。
我想隨機也可能是上帝的計劃,也可能因為這樣我們才有自由意志。
不過我相信會有更好的理論來取代現在的量子力學。


[引用] | 作者 Andrew | 8th Jan 2006 6:49 AM | [舉報垃圾留言]

[7] Re:
agnes : 很欣賞你寫的這類科學的文章,替 mysinablog 加了點學術的色彩!支持你,努力! 我也好想像我樓上的相公 (T) 一樣和以比較理性的角度和你討論啊......真羨慕你們這些物理學的高手呢!(他好用心的花了不少時間回你的留言啊!) 若你不介意,我也想在我那邊引用你這篇文章!
有討論很好。
謝謝你的引用!


[引用] | 作者 Andrew | 8th Jan 2006 6:53 AM | [舉報垃圾留言]

[8] Re:
yickka : 所以我愛Anthropic Principle... 一切從簡.
簡簡單單最好啦!


[引用] | 作者 Andrew | 8th Jan 2006 6:58 AM | [舉報垃圾留言]

[9]

"測試者才是決定事物狀態"這句很對啦!!!

讓我想起一些世情,從負面的說,有一句:

"欲加之罪,何患無詞?"

正面的話,我想起多年前劉千石說的一句,:

"選舉,好的,讓我們選他上台,不好的,讓我們選他下台!"

可是,事實又是否如是?被砌出的人與事,是否真理所在?god know!!!


[引用] | 作者 草飛 | 8th Jan 2006 11:13 AM | [舉報垃圾留言]

[10] Re:
草飛 : "測試者才是決定事物狀態"這句很對啦!!!讓我想起一些世情,從負面的說,有一句:"欲加之罪,何患無詞?"正面的話,我想起多年前劉千石說的一句,:"選舉,好的,讓我們選他上台,不好的,讓我們選他下台!"可是,事實又是否如是?被砌出的人與事,是否真理所在?god know!!!
hehe, 或許科學上的發現和人生都有點相關!


[引用] | 作者 Andrew | 8th Jan 2006 11:31 AM | [舉報垃圾留言]

[11]

我本來都想寫類似的題目

給你搶先一步添!哈哈!

順手再補充一下,你所提到的薛定諤先生

有一個注明的類比:

首先有一個箱,箱內有一個裝置,內一個物質,而物質本身核烈變的機會為一半一半,如果烈變的話就會有一個鎚子打碎裝滿了毒氣的鐏.

現在如果把一隻貓放入這個箱內,然後給密封了,那麼請問這隻貓是生是死呢?答案竟然是:在未打開這個箱之前,這隻貓是一隻半生半死的貓---這是量子力學的答案,那麼,你們說恐不恐怖?(當然,先不論這貓會缺氧而死啦:p)

我的想法說起來可能會令你們感到驚奇,我覺得我們活在一個”必然與偶然”的世界內......


[引用] | 作者 上人 | 8th Jan 2006 4:07 PM | [舉報垃圾留言]

[12] Re:
上人 : 我本來都想寫類似的題目給你搶先一步添!哈哈!順手再補充一下,你所提到的薛定諤先生有一個注明的類比:首先有一個箱,箱內有一個裝置,內一個物質,而物質本身核烈變的機會為一半一半,如果烈變的話就會有一個鎚子打碎裝滿了毒氣的鐏.現在如果把一隻貓放入這個箱內,然後給密封了,那麼請問這隻貓是生是死呢?答案竟然是:在未打開這個箱之前,這隻貓是一隻半生半死的貓---這是量子力學的答案,那麼,你們說恐不恐怖?(當然,先不論這貓會缺氧而死啦:p)我的想法說起來可能會令你們感到驚奇,我覺得我們活在一個”必然與偶然”的世界內......
的確,這就是所謂的Schrodinger's Cat。
不過我會想,貓本身可不可以是觀測者.....

等你的好文章!


[引用] | 作者 Andrew | 8th Jan 2006 10:48 PM | [舉報垃圾留言]

[13]

很厲害!

我最記得Schrodinger的測不準定理(Uncertainty Principle), 你不能同時準確測出粒子的位置和速度, 因為你要準確測出位置, 便要控制其速度, 相反你要準備測出其速度, 便要鎖定其位置.

那不單是科學, 也是哲學, 人生哪有事事俱圓!

至於說阿坦臨死前信了耶穌, 我也聽過, 但只聽基督徒講, 一直沒有深究, 直至看到李天命的哲道行者, 才知原來是一些不太光明的教徒屈佢的!


[引用] | 作者 葉一知 | 10th Jan 2006 11:45 AM | [舉報垃圾留言]

[14] Re:
葉一知 : 很厲害!我最記得Schrodinger的測不準定理(Uncertainty Principle), 你不能同時準確測出粒子的位置和速度, 因為你要準確測出位置, 便要控制其速度, 相反你要準備測出其速度, 便要鎖定其位置. 那不單是科學, 也是哲學, 人生哪有事事俱圓!至於說阿坦臨死前信了耶穌, 我也聽過, 但只聽基督徒講, 一直沒有深究, 直至看到李天命的哲道行者, 才知原來是一些不太光明的教徒屈佢的!
我也聽過這個測不準原理的解釋,這種看法和阿坦的hidden variable類似,止不過這次認為是觀測者改變了被觀測者。

老屈例子還有達爾文死前否認了進化論。
我是基督徒,我覺得宗教應該是求真,不應老屈。
他們雖然是有名的科學家,但他們也只不過是個人,每個人都有自己對宗教的判斷。沒有必要訴諸權威。


[引用] | 作者 Andrew | 10th Jan 2006 12:11 PM | [舉報垃圾留言]

[15]

所以你是一個reasonable的基督徒, 如果借基督之命行老屈之事, 點樣叫人相信呢!


[引用] | 作者 葉一知 | 10th Jan 2006 12:24 PM | [舉報垃圾留言]

[16] Re:
葉一知 : 所以你是一個reasonable的基督徒, 如果借基督之命行老屈之事, 點樣叫人相信呢!
多謝 :)


[引用] | 作者 Andrew | 10th Jan 2006 1:02 PM | [舉報垃圾留言]

[17]

"上帝不僅擲骰子,而且有時擲到我們看不見的地方去了。" 那看不見的地方,就是黑洞。


[引用] | 作者 見龍卸甲 | 23rd Apr 2011 7:16 PM | [舉報垃圾留言]