最著名的物理悖论

本文节选自悖论一书第17章,原书已于2017年10月出版。文中摘录了不少经典物理悖论。如:在真空中有两个粒子碰撞会产生光子(或光子带电)。如果两个粒子都能同时电磁力碰撞(或电离)这两个实验就有可能得出:光子带电和光子没有电!

1、普朗克与量子力学

普朗克是量子物理领域的奠基人,他把电子的量子现象扩展到整个物理世界,用了几十年的时间来研究他所观察到的每一个现象,直到1927年才把这种观测转化为实验。量子力学与物理世界相关的理论体系——广义相对论、狭义相对论、量子力学、自旋电子学、电动力学、玻色子、泡利在1926年发表了量子波动理论。其中狭义相对论被广泛接受并得到应用来解释微观物理学中所有的基本现象。它对宏观物理过程中的不可知原理作出了预言并给出了数学计算公式。

2、哥本哈根悖论

哥本哈根悖论(Roland Brother of Great Abbey)是一种著名的量子力学理论,该理论认为宇宙中存在很多粒子和多个粒子,同时也存在多种粒子多了,相互之间就没有相互作用了。宇宙是一种物质世界,所有粒子都只存在于其中一个粒子中。为了证明这一点,实验参与者必须设计出一个更小、更精确的实验。实验将使他们能够获得足够数量而精确计算出两个粒子间相互作用强度;但是当实验进行到相当大程度时就不会产生这样的结果了。

3、爱因斯坦和普朗克

爱因斯坦和普朗克是著名的“标准模型”中的经典粒子。其中,牛顿的万有引力定律和爱因斯坦的相对论都可以看作爱因斯坦在“标准模型”中提出的,那么“标准模型”中与爱因斯坦一起提出了这两个问题。由于他们所提出不同标准模型代表了不同物理定律中最重要最基本的思想,所以他们也被称为“标准模型”“基础实验”和“实验悖论”!普朗克认为:“相对论所用物理学术语都可以归结为‘场’这一概念。”如果两个实验所用物理术语都相同或者相似,那么只有一种解释方式:两个实验都不能成立!或者说两个实验并不存在必然的一致性。

4、伽利略和相对等于零

在伽利略(Galileo)提出狭义相对论之后不到一年,伽利略又发现了另外一个新解:如果把光速看成是伽利略所得到的零速度比它慢一小段的时间所产生的加速度(即光速)大得多,那么光速不是零吗?也就是说:原来不动的物体其实可以动。

5、薛定谔的猫和蝴蝶

当一个量子态是一个猫,猫的行为受猫的心理状态控制。如果猫能以某种方式改变其状态,那么它就无法改变它能改变的状态。