多维宇宙计算公式,如果宇宙是随机的
多维宇宙计算公式,如果宇宙是随机的1927年第五次索尔维会议,此次会议主题为“电子和光子”,世界上最主要的物理学家聚集在一起讨论新近表述的量子理论。 所以这是否意味着圆偏振光比线偏振光更基本?是的,就是这个意思。这两个线性取向是量子左旋和右旋的叠加,但自旋是光子的基本特性。如果有一束电灯泡发出的光源,电灯泡非特殊制作,那么其中的光子处于左旋右旋两种状态的几率都是1/2,就像我们的完美一便士硬币。但是不像一便士的硬币,光子在无观察者的状态下不处于任何一种状态,直到我们观测它时,它才会显现出其中一种状态的特性。抛掷硬币远超10次,比如1000次,次数越多,这一组硬币抛掷的结果越接近“头/字=50/50”,大约500次“头”朝上,500次“字”朝上。这是一个完全可以预测的,而且非常有可能出现的结果。看到我做的了吗?也许你们大部分人都不会有那么惊讶,但如果你们再次扔1000次硬币,很可能得到同样的实验结果。事实上,只有1/2的10
经典物理学认为,我们生存的世界,这个充满着人类、动物、汽车……的世界,是可预测的;但量子微粒的微观世界与生俱来就是随机的,所以量子物理学认为世界是不可预测的。那么问题来了:如何让一个充满不可测事物的世界变得可预测呢?
首先从我们熟悉的随机事物开始吧,比如一便士的硬币,大部分人觉得硬币是随机的,我喜欢它们的原因是它们只有两种状态:“头”与“字”,简单又美好。如果你把硬币抛起来,你是不知道它哪一面会朝上的。我抛硬币时,字朝上,但我本可以很简单就得到头朝上的。完全不可预测,对吧?!?!
当然,也不尽然。即使我可以得到抛十次硬币都是头朝上的结果,但这可能性不大,发生几率只有1/1024。
同样,我们抛掷十次硬币得到十次字朝上的结果的概率也是1/1024,换句话说:几率小于千分之一。这就是我们所说的“可能性”,而在十次硬币抛掷中, “字朝上”“头朝上”都出现的可能性更大些,实际上这也常常是我们试验的最终结果。即使每一次抛掷硬币的结果都是不可预测的,但当我们抛掷很多次硬币时,我们就可以做出预测了。
抛掷硬币远超10次,比如1000次,次数越多,这一组硬币抛掷的结果越接近“头/字=50/50”,大约500次“头”朝上,500次“字”朝上。这是一个完全可以预测的,而且非常有可能出现的结果。看到我做的了吗?也许你们大部分人都不会有那么惊讶,但如果你们再次扔1000次硬币,很可能得到同样的实验结果。事实上,只有1/2的1000次方的几率得到全部“头朝上”或“字朝上”的结果。所以这是不大可能发生的。有些事情,我们本能地觉得是可以预测的,比如,没有人会期待得到扔1000次硬币全部“头朝上”的结果。
一便士的硬币只是量子微粒的一个类比。硬币只有两面,两种状态,如果这个硬币是质地完全均匀、完全随机的,它会表现的跟光子一样。光子没有质量、电荷以及色荷,只有两个自旋取向,这就是光子。它们可以向前旋转,我们也称为顺时针旋转或者右旋;反之向后旋转,我们称为逆时针旋转或者左旋,它们只有这两种自旋状态。
电子的两种自旋
所以这是否意味着圆偏振光比线偏振光更基本?是的,就是这个意思。这两个线性取向是量子左旋和右旋的叠加,但自旋是光子的基本特性。如果有一束电灯泡发出的光源,电灯泡非特殊制作,那么其中的光子处于左旋右旋两种状态的几率都是1/2,就像我们的完美一便士硬币。但是不像一便士的硬币,光子在无观察者的状态下不处于任何一种状态,直到我们观测它时,它才会显现出其中一种状态的特性。
1927年第五次索尔维会议,此次会议主题为“电子和光子”,世界上最主要的物理学家聚集在一起讨论新近表述的量子理论。
我们观测时,量子的叠加状态会坍缩成为其中一种状态,而坍缩为每一种状态的概率都是50%,这就是真正的随机性。在硬币实验中,我们每次实验都可以看到硬币所处于哪一种状态,但我们无法看到一个光子的自旋,所以我们必须通过这样的圆偏光镜观测。如果你有一块右旋圆偏光镜,它可以通过所有的右旋光子,阻挡所有的左旋光子,所以光子要么通过圆偏光镜,要么不通过,没有别的可能。
每一次观测都是一次独立随机事件,但如果你做很多次实验呢?就比如,点灯发出10^20个光子,它们中的一半可以通过圆偏光镜,一半会被阻挡。每一个光子的状态都是随机的,但整个光子群不是随机的,而且这在其他光子作用中同样适用。我们不知道一个光子会在镜面上被反射还是被吸收,但我们知道大约84%的光子会被反射,16%的光子会被吸收。
不仅仅是光子,这一特性适用于任何量子微粒,我们把它称为大数定律。如果你非常多次地重复进行一个实验,它的结果会等于预期。我们的宇宙就是这样的,宇宙万物是由不可计量的量子微粒构成的。那地球呢?大约由 10^52个量子微粒构成。人体呢?大约由10^29个量子微粒构成。一粒尘埃呢?大约由10^12个量子微粒构成。一个病毒呢?大约由一千万个量子微粒构成。无论每一个量子微粒个体是多么地随机,绝对数量的量子微粒共同所构成的物体是可以预测的,因此,宇宙不是随机的。
参考资料1.WJ百科全书
2.天文学名词
3. quora-Toni Sementana
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