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决定论是如何从贝尔不等式、海森堡不确定性、哥德尔不完全性和康托的超限证明中幸存下来的?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-11-10 21:33:28

决定论是如何从贝尔不等式、海森堡不确定性、哥德尔不完全性和康托的超限证明中幸存下来的?

牛顿决定论随着统计热力学而消亡,甚至在经典物理学中也是如此。光是由原子在一个随机的过程中发射的,即使我们不考虑光子。

无论如何,决定论对我们没有好处。计算任何确定性系统的未来,都需要对这个系统有完美的认识,而且要有无限的精确度。没有一台计算机可以无限精确地工作。计算宇宙的未来需要一台比宇宙更大的计算机。

(给有神论者的提示:引进无所不知的上帝是没有帮助的。除了其他问题之外,这样一个上帝比宇宙本身复杂得多。)

事实上,波恩的矩阵力学和薛定谔的等效波动力学都是概率性的,甚至在海森堡的不确定性之前就完成了这项工作。

有了光子和不确定性,情况变得更糟。考虑一个原子在它自己的静止框架中发射一个具有特定能量的光子。气体中的其他原子在任何温度下都不会在同一坐标系中保持静止。因此,光子会在任何其他原子上发生红移或蓝移。仅仅是测不准原理允许一个光子被另一个原子吸收,其能量接近但不完全是它发射时的能量。就像位置和动量一样,能量和时间的不确定性也有同样的关系:不确定性的乘积不能低于某一特定值。它不可能是决定性的终止。吸收概率随标称能量的不匹配而逐渐减小。

康托尔和哥德尔是纯粹的数学家。他们的研究与我们上面讨论的决定论问题毫无关系。康托尔和物理学之间的唯一联系是冯·诺伊曼使用可数的无限维希尔伯特空间向量来表示定义在不可数实数上的连续函数。对于哥德尔,我们可以建立一个不可确定的计算,它将确定性地进行,但它的最终结果是无法预测的。

贝尔定理告诉我们,之前关于物理学的常见假设中至少有一个是错误的,但不是哪一个是错误的。

贝尔定理排除了局部隐变量作为量子力学的可行解释(尽管它仍然为非局部隐变量敞开大门)。贝尔认为:

在量子力学中加入参数以确定单个测量结果的理论中,在不改变统计预测的情况下,必然存在这样一种机制,即一个测量设备的设置可以影响另一个仪器的读数,无论其距离有多远。此外,所涉及的信号必须瞬时传播,因此这样的理论不可能是洛伦兹不变的

贝尔在1985年BBC电台采访中总结了最不受欢迎的解释超决定论的方法之一:

“有一种方法可以摆脱超光速和远距离的幽灵作用的影响。但它包含了宇宙的绝对决定论,自由意志的完全缺失。假设世界是super-deterministic,不仅仅是无生命的自然运行在幕后发条,但随着我们的行为,包括我们的信念,我们可以自由选择做一个实验,而不是另一个绝对预定,包括“决定”实验者进行一组测量而不是另一个,困难就会消失。没有必要用比光还快的信号来告诉粒子a对粒子B进行了什么测量,因为宇宙,包括粒子a,已经‘知道’了测量结果和结论。”

然而,没有物理机制可以做到这一点。

最后,把量子力学放在一边,与其去想方设法的修复这个不完全的理论从而满足我们对未知的好奇,放下反而简单的多。
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