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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 計算模擬區(qū) » 量子化學 » 其他 » 由實驗表征方法想到的
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043114076木蟲 (正式寫手)
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[交流]
由實驗表征方法想到的 已有6人參與
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本來的題目是“由實驗中的表征方法想到的哲學問題“，覺得太玄乎了，有點裝13的感覺，就把“哲學問題“幾個字給去掉了，其實也只不過是一些胡亂聯(lián)想而已。 問題的起源是實驗表征手段究竟能不能說明體系的狀態(tài)。這么問的原因如下：當你去使用某種手段觀測體系時必然會向體系發(fā)出一個試探能量，體系接受到這一能量以后必然會發(fā)生改變，那么你觀測到的不是原來體系的狀態(tài)，而是體系發(fā)生改變以后的狀態(tài)。 做實驗的童鞋會說，這一改變很小，所以我們近似的認為體系的狀態(tài)沒有發(fā)生改變。 這個我承認，要不然我們幾千萬的儀器豈不是沒用了。但是考慮這樣一種情況：體系的某個精細結構對于外界因素非常敏感，以至于我們發(fā)出的最微弱的探測信號都會對體系造成巨大的影響。在這種情況下體系的這種性質是不可能被測量的。 這種情況存在不存在呢？比如電子某一時刻的位置和能量。為什么會有測不準原理，會不會原因就是電子太小了，以至于人類可以控制的最小的能量都會使電子的位置劇烈改變。再比如，薛定諤的貓。外界很小的一個波動都可能引發(fā)放射源從而殺死貓，這個波動可能就是一個眼神。所以愛護動物的朋友千萬不要好心想看一下貓是否死了，本來沒有死也可能因為你的眼神殺死了它。正所謂好奇心害死貓。 再深一步聯(lián)想。基于量子力學的概念，可以認為我們的世界是一個很大很大的波包。既然是波包，根據(jù)量子力學的原理，其存在狀態(tài)是一個概率。那么是什么是我們看到一個確定的狀態(tài)呢？一定是有人看了它一眼，使這個波包塌陷到一個基態(tài)，就是我們看到的世界這個樣子。這個人是誰呢？ 也許就是神學家所說的上帝。過程是這樣的：宇宙最初只是一個波包，充滿時空，但是里面什么也沒有，因為所有的狀態(tài)都只不過是一種可能性。突然有一天，生活在比我們更高維度的一個小男孩（我更愿意把上帝想像成一個淘氣的男孩），他突然對這個波包感興趣，多看了幾眼。這個波包接受到來自男孩的眼光（這也是一種光?）,開始塌陷到某個具體的狀態(tài)，這就是我們所說的宇宙大爆炸，然后就產生了世界。 但也有可能這個人就是我們自己。(未完待續(xù)) |
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樓主陷入不可知論了。 我們用x衍射探測晶體結構，電子穿越晶體發(fā)生衍射，還不足以打碎分子，那個微小的干擾并不會改變分子的宏觀結構，即便理論上有微小的干擾，那也都在實驗誤差的精度以下，對結果沒有影響。如果你非要用高能原子去轟擊他，把待測分子擊碎，那就是質譜了，你測出片段，再去拼裝原本的鏈接關系。 所謂測不準原理，僅僅是微觀世界的理論，你非要把他上升到宏觀世界里，那就如同把經(jīng)典物理學放到微觀世界去解釋問題一樣荒謬。任何理論都有他的適用范圍。 薛定諤的貓，也只是舉個例子，用于理解微觀的測不準原理，只是類比，并非薛定諤的貓就是符合微觀的測不準原理。無論你是否打開箱子，貓的生死其實已經(jīng)坍縮到現(xiàn)實了，只是你不知道而已。如果這時候這個箱子是透明玻璃的，你可以直觀地看到它的生死狀態(tài)，不用打開箱子毒死它。定義成必須打開箱子才能得知，是對觀測方法的限制，目的是為了比喻。就如同我們說的“想象的翅膀”，并非是要給“想象”加個“翅膀”，那只是比喻，你怎么能混淆比喻和現(xiàn)實呢？同樣，你怎么能混淆微觀與宏觀呢？ |
3樓2011-07-21 09:29:39
yalefield
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yalefield
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7樓2011-07-21 10:33:20
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我們之所以能使用X射線探測晶體結構,確實是由于X射線不會破壞晶體的結構.但是當我們使用X射線去研究活體細胞時就不可行了,因為細胞的狀態(tài)會因為觀測發(fā)生本質的變化. 所以觀測能不能測的準,是物質的狀態(tài)和觀測使用能量的相對值. 我認為我們的波譜手段測定的并不是宏觀狀態(tài),而是微觀的狀態(tài). 薛定諤的貓之所以會死,是體系的微觀狀態(tài)(放射原子是否衰變)決定了貓的宏觀狀態(tài)(貓的死活).我們?yōu)榱丝疾焓鞘裁匆蛩赜绊懥朔派湓拥臓顟B(tài),所以建立了一個封閉的箱子,這個箱子排除了外界的因素(所以透明箱子是不可以的,因為外界的光會有影響).但是一旦我們想知道放射原子的狀態(tài),就必定使用一個探測波,這個探測波就有可能影響了放射原子的狀態(tài),使它激發(fā)衰變.從而激活毒氣裝置,殺死了貓.問題的關鍵是我們目前無法制造一個探測源,即可以檢查放射源的狀態(tài),又不會影響它的狀態(tài). |
9樓2011-07-21 11:03:25
kjsun
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樓主已經(jīng)陷入哲學里面了。三樓的回答很現(xiàn)實，我準備從哲學的角度胡謅一番。 可能你也聽說龜兔賽跑的哲學問題（阿基里斯悖論）。 阿基里斯提出讓烏龜在阿基里斯前面1000米處開始，并且假定阿基里斯的速度是烏龜?shù)?0倍。當比賽開始后，若阿基里斯跑了1000米，設所用的時間為t，此時烏龜便領先他100米；當阿基里斯跑完下一個100米時，他所用的時間為t/10,烏龜仍然前于他10米。當阿基里斯跑完下一個10米時，他所用的時間為t/100，烏龜仍然前于他1米…… 芝諾解說，阿基里斯能夠繼續(xù)逼近烏龜，但決不可能追上它。 兔子真的永遠追不上烏龜么？ 這就在數(shù)學上涉及無窮小量的問題。 另外給你舉一個宏觀的例子， 中國2010GDP 397983億元。 某工廠老板說：俺們廠計算GDP的時候，少算了100rmb，因此要求統(tǒng)計局在公布的數(shù)據(jù)中加入這100元的修正，統(tǒng)計局會修正么？ 我想不會。100塊是不少，但是對于一個國家的GDP來說，就是無窮小量。 當探測的能量，相對于被探測的能量是無窮小量時，探測的干擾原則上可以無視的。 [ Last edited by kjsun on 2011-7-21 at 12:31 ] |
10樓2011-07-21 11:06:13
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