實證和化約論的成功與限制課件

實證和化約論的

成功與限制實證和化約論的

成功與限制

近代科學的兩條腿

實證和化約

近代科學的兩條腿

實證和化約

實證化約的歷史路徑

希臘傳統(tǒng)中的----“原子”

波義爾氣壓的實證

拉瓦錫定義化學元素

化學反應中的化約觀

原子論道爾頓

實證化約的歷史路徑

希臘傳統(tǒng)中的----“原子”

ROBERTBOYLE(1627-91)

ROBERTBOYLE(1627-91)

Boyle'sairpump.Boyle'sairpump.

Lavoisier,

Antoine

(1743-1794)

1788Oiloncanvas

MetropolitanMusuemofArt,NewYork

PortraitofAntoine-LaurentandMarie-AnneLavoisier(detail)

ThePhlogistonTheory

ChemistrywassounderdevelopedatthetimeLavoisiergainedinterestinitthatitcouldhardlybecalledascience.TheprevailingviewofcombustionwasthePhlogistonTheorywhichinvolvedaweightlessornearlyweightlesssubstanceknownasphlogiston.Metalsandfirewereconsideredtoberichinphlogistonandearthwasconsideredoxygenpoor./e1.shtmlThePhlogistonTheoryhttp://w

JohnDalton-fatherofthemodernatomictheory

LavoisierdefinitionofthechemicalelementswasanessentialfoundationforDalton’satomictheoryLavoisierdefinitionofthech物理學的化約論

1895年拉塞福原子核

1898年湯普生

電子的發(fā)現

質子、中子、電子

更小的粒子輕子和夸克

物理學的化約論

1895年拉塞福原子核ErnestRutherford

ErnestRutherford實證和化約論的成功與限制課件

J.J.Thomson

May1932:ChadwickreportsthediscoveryoftheneutronMay1932:Chadwickreportsthe物理學的化約論

1895年拉塞福原子核

1897年湯普生

電子的發(fā)現

質子、中子、電子

更小的粒子輕子和夸克

物理學的化約論

1895年拉塞福原子核QuantumTheoryTimeline

Atthestartofthetwentiethcentury,scientistsbelievedthattheyunderstoodthemostfundamentalprinciplesofnature.Atomsweresolidbuildingblocksofnature;peopletrustedNewtonianlawsofmotion;mostoftheproblemsofphysicsseemedtobesolved.

However,startingwithEinstein'stheoryofrelativitywhichreplacedNewtonianmechanics,scientistsgraduallyrealizedthattheirknowledgewasfarfromcomplete.Ofparticularinterestwasthegrowingfieldofquantummechanics,whichcompletelyalteredthefundamentalpreceptsofphysics.

/other/history/quantumt.htmlQuantumTheoryParticlesdiscovered1898-1964/other/history/quantumt.htmlParticlesdiscovered1898-19/physdiv/images/new/1999chart.jpg/phyStandardModelofElementaryParticlesMissMJStandardModelofElementaryP

MurrayGell-MannCoinedquark

JamesJoyce’sNovelFinnegansWake

jurvetsonof

MuForcesofNature.Betweenthem,CaltechphysicistsMurrayGell-Mann(left)andRichardFeynmandominatedthelandscapeofpostwartheoreticalphysicisandlaidmuchofthegroundworkforthecurrentworkonunification./periodicals/CaltechNews/articles/v38/asymptotic.htmlForcesofNature.Betweenthem波還是粒子?波動力學矩陣力學波還是粒子?波動力學哥本哈根詮釋把電子波與發(fā)現機率聯(lián)繫起來，並主張「波包塌縮」的一種對物質——波的量子論解釋，已經成為量子論的標準詮釋。它是由波爾和海森堡於1927年在哥本哈根合作研究時共同提出的。此詮釋建立在由德國數學家，物理學家MaxBorn所提出的「波函數的機率表達」上，之後發(fā)展為著名的測不準原理。此後，量子理論中的機率特性便不再是猜想，而是作為一條定律而存在了。量子論以及這條詮釋在整個自然科學以及哲學的發(fā)展和研究中都起著非常顯著的作用。維基百科：哥本哈根詮釋哥本哈根詮釋把電子波與發(fā)現機率聯(lián)繫起來，並主張「波包塌縮」的MaxBornMaxBornNielsBohrNielsBohrNielsBohrInstituteNielsBohrInstituteNielsBohr,WernerHeisenberg,WolfgangPauli,OttoStern,LiseMeitner,RudolfLadenburgandotherphysicists,probable1937ontheoccasionofancolloquywithNobelPricewinnersatCopenhagenGFHundNielsBohr,WernerHeisenberg,測不準原理與巨人之爭

在量子力學發(fā)展之初(~1925)，有一些關鍵人物，如玻爾（NielsBohr,1885-1962）、愛因斯坦(AlbertEinstein,1878-1955)、海森堡(WernerHeisenberg,1901-1976)、薛定鄂(ErwinSchr?dinger,1887-1961)。特別是愛因斯坦與玻爾，聲望崇高，公認是廿世紀上半葉物理的「巨人」。

(還有其他人，從略。)這四個人後來分為兩派，玻爾與海森堡成為所謂「哥本哈根學派」的中心人物，而愛因斯坦與薛定鄂則是反對派的代表。1935左右，他們在量子力學的詮釋上起了很大的爭議。但在用波函數來描述粒子(如電子、光子)行為上，他們是一致同意的（海森堡雖然認為用矩陣更好，但也不反對波函數）。這原因不難理解：在當時已有相當的証據，使他們不得不認為電子也有波的性質，而光波也有粒子性質。這就是所謂「波粒雙重性」。描述波的性質，使用到像波函數這樣的數學工具，是順理成章的事。波粒雙重性（Wave-ParticleDuality）：在「波粒雙重性」觀念提出之初，就引起了很多人的質疑。甚而有人在報紙上調侃：「電子星期一、三、五是粒子，二、四、六是波，星期天放假?！挂恢钡浇裉欤话愦蟊娂昂芏喑鯇W者，甚至成名的學者，還認為這「波粒雙重性」是神秘難解的。但另一方面，很多學者（包括以上四人），並不認為這難以接受。物理史上，「固有觀念」被推翻的例子，在所多有（如地心說、熱素說等）；祗要滿足兩個條件：（1）

觀測証據充分，包括：有預言實驗結果的能力；（2）

沒有內在矛盾，可以自圓其說。.tw/dcc/History/Struggle%20of%20Titans.htm測不準原理與巨人之爭

在量子力學發(fā)展之初(~1925)，測不準原理（PrincipleofUncertainty）：海森堡在1927年發(fā)表了他著名的測不準原理：ΔqΔp3h/4p;

ΔtΔE3h/4p.這就是說：任何粒子之位置(q)與動量(p)不可能同時精準地測量出來。其不準確之程度(Δq及Δp)之乘積有一個厎限，與蒲朗克常數h有關。同樣的限制也加於時間(t)與能量(E)上。這原理很扼要地指出了量子力學與古典力學之不同(「在一個確定的時間，一粒質點有其確定的位置與速度」是古典力學之起點)，否定了古典力學「復辟」的可能性；它與「波函數之或然率詮釋」(MaxBorn,1926)結合，也成為所謂「哥本哈根詮釋」的基礎。在海森堡的論文中，用了「想像實驗」(thoughtexperiment)來說明其測不準原理。例如：用顯微鏡來測電子之位置，必須用到光子，而光子之作用，使電子之動量不準。如要測得之電子位置準確，必須用短波長之光子，而光子波長越短，電子之動量不準越大。──這個「想像實驗」被很多量子力學的教科書引用，細節(jié)就不提了。但為什麼要用「想像實驗」？因為在「想像實驗」中，操作疏失、機件故障等「技術問題」都可以假定不存在，所以便於探討理論上的最佳情況。測不準原理中的不準，不是因為技術不佳而造成的「誤差」，而是技術再好也避免不了的「不凖」。(下文中出現的「測量」，也不考慮技術問題。)愛因斯坦的光電效應公式(1905)是量子力學創(chuàng)始時之里程碑之一。對量子力學以後的發(fā)展，他也積極參與，並很有貢獻。但到1925左右，他在量子力學的看法上，與哥本哈根一派起了歧見。他與玻爾有過很多次公開與私下的辯論。最有名的一次公開辯論發(fā)生在1930年十月的一次SolvayConference。愛因斯坦也設計了一個「想像實驗」：在一個盒子中，放進光子（或粒子）。盒子上有一小孔，由一時鐘控制。若有光子自孔中逸出，逸出之時間可以從時鐘得到，其精確度可以做到任意地小。在逸出前後可以仔細地測量盒子之重量，以精準決定逸出光子之能量（用質能互換）。這樣，時間與能量都可以測得很準，推翻了時間與能量的測不準原理。玻爾也參加了這次會議。聽了愛因斯坦的「想像實驗」後，一時不知如何反駁，悶悶不樂。當晚一夜苦思，想出了破解之法：如果要測盒子重量，須要用秤。故光子之逸出前後，盒子之高低位置便有一個不準度。再根據愛因斯坦的廣義相對論，這又就會造成時鐘讀數的不準確。計算結果正好可以滿足測不準原理的要求。──愛因斯坦被他自己一手建造的廣義相對論打敗。這一次兩位物理學「巨人」交手，玻爾大獲全勝。經此一役之後，玻爾更確立了他在量子詮釋的「教父」地位。而愛因斯坦雖然仍覺得哥本哈根詮釋有問題，但以後的發(fā)言更謹慎了。.tw/dcc/History/Struggle%20of%20Titans.htm測不準原理（PrincipleofUncertainty量子力學的成功和限度

海森堡測不準原理

哥本哈根的詮釋

薛丁格的貓

愛因斯坦的反對

上帝不玩骰子

量子力學的成功和限度

海森堡測不準原理

"Themoreprecisely

thePOSITION

isdetermined,

thelessprecisely

theMOMENTUMisknown"

量子力學的成功和限度

海森堡測不準原理

哥本哈根的詮釋

薛丁格的貓

愛因斯坦的反對

上帝不玩骰子

量子力學的成功和限度

海森堡測不準原理ErwinSchr?dingerErwinSchr?dingerSchr?dinger'sCatDhatfieldSchr?dinger'sCatDhatfield愛因斯坦-波多斯基-羅森悖論

EPRparadoxEinstein-Podolsky-Rosen1935年發(fā)表於《物理評論》雜誌的論文所揭示的悖論。他們原先是以思考實驗形式出現，目的在於展示量子力學的不完備性，然而爾後真實的實驗結果卻駁倒所謂的局域理論(Principleoflocality)，使得愛、波、羅三人的原先目的失效。困擾愛、波、羅三位論文作者的「鬼般的超距作用」(spookyactionatadistance)在為數眾多的可再現實驗中一再地出現。愛因斯坦到過世前都沒有接受量子力學是一個「真實」而完備的理論，一直嚐試著想要找到一種詮釋可以與相對論相容，且不會暗指「擲骰子的上帝」，這可以從他對量子力學內稟的隨機性以及與直觀相違有所不滿上頭觀察得到。維基百科愛因斯坦-波多斯基-羅森悖論

EPRparadoxEiGodplaysnodice.Godplaysnodice.

量子力學是令人讚嘆的，但是有一個內在的聲音告訴我，這還不是真正的貨色。這個理論有很大的貢獻，但是他並不使我們更多一點的接近上帝的奧祕。無論如何，我不相信上帝是擲骰子的。.........

我正在辛苦的工作，要從廣義相對論的微分方程，推導出看作奇點的物質粒子的運動方程。

1926年12月4日愛因斯坦致波爾信函原文參考：AreprintofthisbookwaspublishedbyEditionErbrichin1982,ISBN388682005X量子力學是令人讚嘆的，但是有一個內在的聲音告訴我，這還FreemanDyson,frogprinceofphysics

FreemanDyson,FreemanDysonlovesthemetaphorthatdividesscientistsintotwogroups:Birds,wholookdownuponeverythingandhaveaGod's-eyeviewoftheworld,andfrogs,whospendtheirtimeinthemud.TherenownedPrincetonphysicistcallshimselfafrog."I'mnotagainstthefirstgroup,buttheytakeanexaltedviewofscience.Frogstypicallyenjoyexploringthingslocallyanddevelopingskills."October6,2006ByEstherSoloveichikFreemanDysonlovesthemetaph

SponkSponk生物學的效尤分子生物學到基因科學生物學的效尤分子生物學到基因科學實証的迷思

和

認知的困境

跳不動的青蛙

走不出迷宮的老鼠

實証的迷思

和

認知的困境

跳不動的RudolfLudwigM?ssbaueGermanphysicistandwinner,withRobertHofstadteroftheUnitedStates,oftheNobelPrizeforPhysicsin1961forhisdiscoveryoftheM?ssbauereffect.RudolfLudwigM?ssbaueTwocriteriafortheEmpiricalScienceRepeatReproduceTwocriteriafortheEmpirical跳不動的青蛙Flicker:striatic跳不動的青蛙Flicker:striaticTwocriteriafortheEmpiricalScienceRepeatReproduceTwocriteriafortheEmpirical713172337……

6812202536……走不出迷宮的老鼠Wikiuser:MadprimeWikiUser:ZeroOne713172337……

走不出迷宮的老鼠W實證科學的再定義

RedefinationoftheEmpiricalScience自圓其說

(SelfConsistency)運作有效

(OperationEffective)實證科學的再定義

RedefinationoftheE測不準原理與巨人之爭

在量子力學發(fā)展之初(~1925)，有一些關鍵人物，如波耳（NielsBohr,1885-1962）、愛因斯坦(AlbertEinstein,1878-1955)、海森堡(WernerHeisenberg,1901-1976)、薛丁格(ErwinSchr?dinger,1887-1961)。特別是愛因斯坦與波耳，聲望崇高，公認是廿世紀上半葉物理的「巨人」。

(還有其他人，從略。)這四個人後來分為兩派，玻爾與海森堡成為所謂「哥本哈根學派」的中心人物，而愛因斯坦與薛丁格則是反對派的代表。1935左右，他們在量子力學的詮釋上起了很大的爭議。但在用波函數來描述粒子(如電子、光子)行為上，他們是一致同意的（海森堡雖然認為用矩陣更好，但也不反對波函數）。這原因不難理解：在當時已有相當的証據，使他們不得不認為電子也有波的性質，而光波也有粒子性質。這就是所謂「波粒雙重性」。描述波的性質，使用到像波函數這樣的數學工具，是順理成章的事。波粒雙重性（Wave-ParticleDuality）：在「波粒雙重性」觀念提出之初，就引起了很多人的質疑。甚而有人在報紙上調侃：「電子星期一、三、五是粒子，二、四、六是波，星期天放假。」一直到今天，一般大眾及很多初學者，甚至成名的學者，還認為這「波粒雙重性」是神秘難解的。但另一方面，很多學者（包括以上四人），並不認為這難以接受。物理史上，「固有觀念」被推翻的例子，在所多有（如地心說、熱素說等）；祗要滿足兩個條件：（1）

觀測証據充分，包括：有預言實驗結果的能力；（2）

沒有內在矛盾，可以自圓其說。.tw/dcc/History/Struggle%20of%20Titans.htm測不準原理與巨人之爭

在量子力學發(fā)展之初(~1925)，

「自然科學」本身絕無資格稱為「嚴格之學」。

不管是那一門自然科學—物理、天文、化學、生物、醫(yī)學、心理學等等—都建立在兩個未經嚴格批判就加以接受的「預設」或假定之上：

1、自然科學家毫不批判的接納他們所研究的對象的—外在世界和內在世界—的「實有性」和「存在性」的看法，無疑假定研究對象的真實性。

2、自然科學家毫不究問的假定人類有認知外在

世界的能力。

奧地利的現象學大師胡塞爾

(EdmundGustavAlbrechtHusserl)

「自然科學」本身絕無資格稱為「嚴格之學」。

不管是那一門自我的觀察經驗

科學家的信念

和

科學界的信仰我的觀察經驗

科學家的信念

和

科學界的信仰NielsBohrNielsBohr如果一個人說他可以思考量子物理而不感到疑惑迷糊，那只表示出他完全不懂得量子物理是怎麼一回事。

量子力學大師波爾（NeilsBohr)如果一個人說他可以思考量子物理而不感到疑惑迷糊，

Ithinkitissafetosaythatnooneunderstandsquantummechanics.

Donotkeepsayingtoyourself,ifyoucanpossiblyavoidit,"Buthowcanitbelikethat?"becauseyouwillget"downthedrain"intoablindalleyfromwhichnobodyhasyetescaped.“~RichardFeynmanThosewhoarenotshockedwhentheyfirstcomeacrossquantummechanicscannotpossiblyhaveunderstoodit.~NielsBohr

EugenePaulWigner

1902-1995TheNobelPrizeinPhysics1963EugenePaulWigner1902-1995Thus,relativistic

QuantumTheory

isatleast

fourlaversDeep.“TheLimitsofScience”ByEugeneP.Wigner

原文參考：TheLimitsofScienceEUGENEP.WIGNERThus,relativistic

QuantumTheo「人們沒有認識自己所做實驗的選擇性質，選擇是建立在概念上的，而這個概念也許是不合適的?！?/p>

「每個人創(chuàng)造力的生理局限和社會局限，可能比自然的局限性更為嚴重。」物理學的未來

楊振寧

1961年發(fā)表於美國麻省理工學院

百年校慶論壇

Alanmak楊振寧文集「人們沒有認識自己所做實驗的選擇性質，選擇是建立在概念上的，「一種化約論的學說並不就是一種建構論的學說。」「具備將任何事物化約成簡單基本定律的能力，並不就代表能夠靠這些基本定律去建構宇宙?！埂甘聦嵣?，粒子物理學家告訴我們越多基本定律的特性，他們和其他科學領域中而真正要緊問題的相關也就越少，和社會中真正要緊問題的關聯(lián)，則更加的少。」

「建構論的學說，遇上尺度和複雜性的雙難

局面時就說不通了?！怪Z貝爾物理獎得主安德森

(P.W.Anderson)「一種化約論的學說並不就是一種建構論的學說?！怪Z貝爾物理獎得Humansciencefaceanimpassesincetheircentralconceptoftheselfistranscendental.

人類科學面對了一個難局，

因為他對於本身的中心概念是先驗的。

史登（GuntherS.Stent)Humansciencefaceanimpasse

「近代科學的成功不是來自知識理論的正確性，而是來自其可以發(fā)揮的巨大應用效力?！筎heLimitsofScience ByEegeneP.Wigner

原文參考：TheLimitsofScienceEUGENEP.WIGNER原文參考：TheLimitsofScienceE實證和化約論的成功與限制課件StevenWeinberg,AmericanPhyscist,Winnerof1979NobelPrizeonPhysicsStevenWeinberg,

我們對宇宙了解得越多，

就越發(fā)感覺到宇宙的無意義。Themoretheuniverseseemscomprehensible,themoreitalsoseemspointless.

“宇宙的最初三分鐘”“Thefirstthreeminutes”

諾貝爾物理獎得主溫伯格（StevenWeinberg)Wikipedia原文語句我們對宇宙了解得越多，諾貝爾物理獎得主溫伯格是先天?還是測量?NeilsBohr:ComplementarityPrincipleGJo是先天?還是測量?NeilsBohr:Complemen版權標示頁版權標示頁實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的成功與限制課件實證和化約論的

成功與限制實證和化約論的

成功與限制

近代科學的兩條腿

實證和化約

近代科學的兩條腿

實證和化約

實證化約的歷史路徑

希臘傳統(tǒng)中的----“原子”

波義爾氣壓的實證

拉瓦錫定義化學元素

化學反應中的化約觀

原子論道爾頓

實證化約的歷史路徑

希臘傳統(tǒng)中的----“原子”

ROBERTBOYLE(1627-91)

ROBERTBOYLE(1627-91)

Boyle'sairpump.Boyle'sairpump.

Lavoisier,

Antoine

(1743-1794)

1788Oiloncanvas

MetropolitanMusuemofArt,NewYork

PortraitofAntoine-LaurentandMarie-AnneLavoisier(detail)

ThePhlogistonTheory

ChemistrywassounderdevelopedatthetimeLavoisiergainedinterestinitthatitcouldhardlybecalledascience.TheprevailingviewofcombustionwasthePhlogistonTheorywhichinvolvedaweightlessornearlyweightlesssubstanceknownasphlogiston.Metalsandfirewereconsideredtoberichinphlogistonandearthwasconsideredoxygenpoor./e1.shtmlThePhlogistonTheoryhttp://w

JohnDalton-fatherofthemodernatomictheory

LavoisierdefinitionofthechemicalelementswasanessentialfoundationforDalton’satomictheoryLavoisierdefinitionofthech物理學的化約論

1895年拉塞福原子核

1898年湯普生

電子的發(fā)現

質子、中子、電子

更小的粒子輕子和夸克

物理學的化約論

1895年拉塞福原子核ErnestRutherford

ErnestRutherford實證和化約論的成功與限制課件

J.J.Thomson

May1932:ChadwickreportsthediscoveryoftheneutronMay1932:Chadwickreportsthe物理學的化約論

1895年拉塞福原子核

1897年湯普生

電子的發(fā)現

質子、中子、電子

更小的粒子輕子和夸克

物理學的化約論

1895年拉塞福原子核QuantumTheoryTimeline

Atthestartofthetwentiethcentury,scientistsbelievedthattheyunderstoodthemostfundamentalprinciplesofnature.Atomsweresolidbuildingblocksofnature;peopletrustedNewtonianlawsofmotion;mostoftheproblemsofphysicsseemedtobesolved.

However,startingwithEinstein'stheoryofrelativitywhichreplacedNewtonianmechanics,scientistsgraduallyrealizedthattheirknowledgewasfarfromcomplete.Ofparticularinterestwasthegrowingfieldofquantummechanics,whichcompletelyalteredthefundamentalpreceptsofphysics.

/other/history/quantumt.htmlQuantumTheoryParticlesdiscovered1898-1964/other/history/quantumt.htmlParticlesdiscovered1898-19/physdiv/images/new/1999chart.jpg/phyStandardModelofElementaryParticlesMissMJStandardModelofElementaryP

MurrayGell-MannCoinedquark

JamesJoyce’sNovelFinnegansWake

jurvetsonof

MuForcesofNature.Betweenthem,CaltechphysicistsMurrayGell-Mann(left)andRichardFeynmandominatedthelandscapeofpostwartheoreticalphysicisandlaidmuchofthegroundworkforthecurrentworkonunification./periodicals/CaltechNews/articles/v38/asymptotic.htmlForcesofNature.Betweenthem波還是粒子?波動力學矩陣力學波還是粒子?波動力學哥本哈根詮釋把電子波與發(fā)現機率聯(lián)繫起來，並主張「波包塌縮」的一種對物質——波的量子論解釋，已經成為量子論的標準詮釋。它是由波爾和海森堡於1927年在哥本哈根合作研究時共同提出的。此詮釋建立在由德國數學家，物理學家MaxBorn所提出的「波函數的機率表達」上，之後發(fā)展為著名的測不準原理。此後，量子理論中的機率特性便不再是猜想，而是作為一條定律而存在了。量子論以及這條詮釋在整個自然科學以及哲學的發(fā)展和研究中都起著非常顯著的作用。維基百科：哥本哈根詮釋哥本哈根詮釋把電子波與發(fā)現機率聯(lián)繫起來，並主張「波包塌縮」的MaxBornMaxBornNielsBohrNielsBohrNielsBohrInstituteNielsBohrInstituteNielsBohr,WernerHeisenberg,WolfgangPauli,OttoStern,LiseMeitner,RudolfLadenburgandotherphysicists,probable1937ontheoccasionofancolloquywithNobelPricewinnersatCopenhagenGFHundNielsBohr,WernerHeisenberg,測不準原理與巨人之爭

在量子力學發(fā)展之初(~1925)，有一些關鍵人物，如玻爾（NielsBohr,1885-1962）、愛因斯坦(AlbertEinstein,1878-1955)、海森堡(WernerHeisenberg,1901-1976)、薛定鄂(ErwinSchr?dinger,1887-1961)。特別是愛因斯坦與玻爾，聲望崇高，公認是廿世紀上半葉物理的「巨人」。

(還有其他人，從略。)這四個人後來分為兩派，玻爾與海森堡成為所謂「哥本哈根學派」的中心人物，而愛因斯坦與薛定鄂則是反對派的代表。1935左右，他們在量子力學的詮釋上起了很大的爭議。但在用波函數來描述粒子(如電子、光子)行為上，他們是一致同意的（海森堡雖然認為用矩陣更好，但也不反對波函數）。這原因不難理解：在當時已有相當的証據，使他們不得不認為電子也有波的性質，而光波也有粒子性質。這就是所謂「波粒雙重性」。描述波的性質，使用到像波函數這樣的數學工具，是順理成章的事。波粒雙重性（Wave-ParticleDuality）：在「波粒雙重性」觀念提出之初，就引起了很多人的質疑。甚而有人在報紙上調侃：「電子星期一、三、五是粒子，二、四、六是波，星期天放假?！挂恢钡浇裉?，一般大眾及很多初學者，甚至成名的學者，還認為這「波粒雙重性」是神秘難解的。但另一方面，很多學者（包括以上四人），並不認為這難以接受。物理史上，「固有觀念」被推翻的例子，在所多有（如地心說、熱素說等）；祗要滿足兩個條件：（1）

觀測証據充分，包括：有預言實驗結果的能力；（2）

沒有內在矛盾，可以自圓其說。.tw/dcc/History/Struggle%20of%20Titans.htm測不準原理與巨人之爭

在量子力學發(fā)展之初(~1925)，測不準原理（PrincipleofUncertainty）：海森堡在1927年發(fā)表了他著名的測不準原理：ΔqΔp3h/4p;

ΔtΔE3h/4p.這就是說：任何粒子之位置(q)與動量(p)不可能同時精準地測量出來。其不準確之程度(Δq及Δp)之乘積有一個厎限，與蒲朗克常數h有關。同樣的限制也加於時間(t)與能量(E)上。這原理很扼要地指出了量子力學與古典力學之不同(「在一個確定的時間，一粒質點有其確定的位置與速度」是古典力學之起點)，否定了古典力學「復辟」的可能性；它與「波函數之或然率詮釋」(MaxBorn,1926)結合，也成為所謂「哥本哈根詮釋」的基礎。在海森堡的論文中，用了「想像實驗」(thoughtexperiment)來說明其測不準原理。例如：用顯微鏡來測電子之位置，必須用到光子，而光子之作用，使電子之動量不準。如要測得之電子位置準確，必須用短波長之光子，而光子波長越短，電子之動量不準越大。──這個「想像實驗」被很多量子力學的教科書引用，細節(jié)就不提了。但為什麼要用「想像實驗」？因為在「想像實驗」中，操作疏失、機件故障等「技術問題」都可以假定不存在，所以便於探討理論上的最佳情況。測不準原理中的不準，不是因為技術不佳而造成的「誤差」，而是技術再好也避免不了的「不凖」。(下文中出現的「測量」，也不考慮技術問題。)愛因斯坦的光電效應公式(1905)是量子力學創(chuàng)始時之里程碑之一。對量子力學以後的發(fā)展，他也積極參與，並很有貢獻。但到1925左右，他在量子力學的看法上，與哥本哈根一派起了歧見。他與玻爾有過很多次公開與私下的辯論。最有名的一次公開辯論發(fā)生在1930年十月的一次SolvayConference。愛因斯坦也設計了一個「想像實驗」：在一個盒子中，放進光子（或粒子）。盒子上有一小孔，由一時鐘控制。若有光子自孔中逸出，逸出之時間可以從時鐘得到，其精確度可以做到任意地小。在逸出前後可以仔細地測量盒子之重量，以精準決定逸出光子之能量（用質能互換）。這樣，時間與能量都可以測得很準，推翻了時間與能量的測不準原理。玻爾也參加了這次會議。聽了愛因斯坦的「想像實驗」後，一時不知如何反駁，悶悶不樂。當晚一夜苦思，想出了破解之法：如果要測盒子重量，須要用秤。故光子之逸出前後，盒子之高低位置便有一個不準度。再根據愛因斯坦的廣義相對論，這又就會造成時鐘讀數的不準確。計算結果正好可以滿足測不準原理的要求。──愛因斯坦被他自己一手建造的廣義相對論打敗。這一次兩位物理學「巨人」交手，玻爾大獲全勝。經此一役之後，玻爾更確立了他在量子詮釋的「教父」地位。而愛因斯坦雖然仍覺得哥本哈根詮釋有問題，但以後的發(fā)言更謹慎了。.tw/dcc/History/Struggle%20of%20Titans.htm測不準原理（PrincipleofUncertainty量子力學的成功和限度

海森堡測不準原理

哥本哈根的詮釋

薛丁格的貓

愛因斯坦的反對

上帝不玩骰子

量子力學的成功和限度

海森堡測不準原理

"Themoreprecisely

thePOSITION

isdetermined,

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量子力學的成功和限度

海森堡測不準原理

哥本哈根的詮釋

薛丁格的貓

愛因斯坦的反對

上帝不玩骰子

量子力學的成功和限度

海森堡測不準原理ErwinSchr?dingerErwinSchr?dingerSchr?dinger'sCatDhatfieldSchr?dinger'sCatDhatfield愛因斯坦-波多斯基-羅森悖論

EPRparadoxEinstein-Podolsky-Rosen1935年發(fā)表於《物理評論》雜誌的論文所揭示的悖論。他們原先是以思考實驗形式出現，目的在於展示量子力學的不完備性，然而爾後真實的實驗結果卻駁倒所謂的局域理論(Principleoflocality)，使得愛、波、羅三人的原先目的失效。困擾愛、波、羅三位論文作者的「鬼般的超距作用」(spookyactionatadistance)在為數眾多的可再現實驗中一再地出現。愛因斯坦到過世前都沒有接受量子力學是一個「真實」而完備的理論，一直嚐試著想要找到一種詮釋可以與相對論相容，且不會暗指「擲骰子的上帝」，這可以從他對量子力學內稟的隨機性以及與直觀相違有所不滿上頭觀察得到。維基百科愛因斯坦-波多斯基-羅森悖論

EPRparadoxEiGodplaysnodice.Godplaysnodice.

量子力學是令人讚嘆的，但是有一個內在的聲音告訴我，這還不是真正的貨色。這個理論有很大的貢獻，但是他並不使我們更多一點的接近上帝的奧祕。無論如何，我不相信上帝是擲骰子的。.........

我正在辛苦的工作，要從廣義相對論的微分方程，推導出看作奇點的物質粒子的運動方程。

1926年12月4日愛因斯坦致波爾信函原文參考：AreprintofthisbookwaspublishedbyEditionErbrichin1982,ISBN388682005X量子力學是令人讚嘆的，但是有一個內在的聲音告訴我，這還FreemanDyson,frogprinceofphysics

FreemanDyson,FreemanDysonlovesthemetaphorthatdividesscientistsintotwogroups:Birds,wholookdownuponeverythingandhaveaGod's-eyeviewoftheworld,andfrogs,whospendtheirtimeinthemud.TherenownedPrincetonphysicistcallshimselfafrog."I'mnotagainstthefirstgroup,buttheytakeanexaltedviewofscience.Frogstypicallyenjoyexploringthingslocallyanddevelopingskills."October6,2006ByEstherSoloveichikFreemanDysonlovesthemetaph

SponkSponk生物學的效尤分子生物學到基因科學生物學的效尤分子生物學到基因科學實証的迷思

和

認知的困境

跳不動的青蛙

走不出迷宮的老鼠

實証的迷思

和

認知的困境

跳不動的RudolfLudwigM?ssbaueGermanphysicistandwinner,withRobertHofstadteroftheUnitedStates,oftheNobelPrizeforPhysicsin1961forhisdiscoveryoftheM?ssbauereffect.RudolfLudwigM?ssbaueTwocriteriafortheEmpiricalScienceRepeatReproduceTwocriteriafortheEmpirical跳不動的青蛙Flicker:striatic跳不動的青蛙Flicker:striaticTwocriteriafortheEmpiricalScienceRepeatReproduceTwocriteriafortheEmpirical713172337……

6812202536……走不出迷宮的老鼠Wikiuser:MadprimeWikiUser:ZeroOne713172337……

走不出迷宮的老鼠W實證科學的再定義

RedefinationoftheEmpiricalScience自圓其說

(SelfConsistency)運作有效

(OperationEffective)實證科學的再定義

RedefinationoftheE測不準原理與巨人之爭

在量子力學發(fā)展之初(~1925)，有一些關鍵人物，如波耳（NielsBohr,1885-1962）、愛因斯坦(AlbertEinstein,1878-1955)、海森堡(WernerHeisenberg,1901-1976)、薛丁格(ErwinSchr?dinger,1887-1961)。特別是愛因斯坦與波耳，聲望崇高，公認是廿世紀上半葉物理的「巨人」。

(還有其他人，從略。)這四個人後來分為兩派，玻爾與海森堡成為所謂「哥本哈根學派」的中心人物，而愛因斯坦與薛丁格則是反對派的代表。1935左右，他們在量子力學的詮釋上起了很大的爭議。但在用波函數來描述粒子(如電子、光子)行為上，他們是一致同意的（海森堡雖然認為用矩陣更好，但也不反對波函數）。這原因不難理解：在當時已有相當的証據，使他們不得不認為電子也有波的性質，而光波也有粒子性質。這就是所謂「波粒雙重性」。描述波的性質，使用到像波函數這樣的數學工具，是順理成章的事。波粒雙重性（Wave-ParticleDuality）：在「波粒雙重性」觀念提出之初，就引起了很多人的質疑。甚而有人在報紙上調侃：「電子星期一、三、五是粒子，二、四、六是波，星期天放假?！挂恢钡浇裉?，一般大眾及很多初學者，甚至成名的學者，還認為這「波粒雙重性」是神秘難解的。但另一方面，很多學者（包括以上四人），並不認為這難以接受。物理史上，「固有觀念」被推翻的例子，在所多有（如地心說、熱素說等）；祗要滿足兩個條件：（1）

觀測証據充分，包括：有預言實驗結果的能力；（2）

沒有內在矛盾，可以自圓其說。.tw/dcc/History/Struggle%20of%20Titans.htm測不準原理與巨人之爭

在量子力學發(fā)展之初(~1925)，

「自然科學」本身絕無資格稱為「嚴格之學」。

不管是那一門自然科學—物理、天文、化學、生物、醫(yī)學、心理學等等—都建立在兩個未經嚴格批判就加以接受的「預設」或假定之上：

1、自然科學家毫不批判的接納他們所研究的對象的—外在世界和內在世界—的「實有性」和「存在性」的看法，無疑假定研究對象的真實性。

2、自然科學家毫不究問的假定人類有認知外在

世界的能力。

奧地利的現象學大師胡塞爾

(EdmundGustavAlbrechtHusse