西瓜实验科学过滤通过实验对过滤的认识是什么


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  在化工原理的课程学习过程Φ你有什么学习心得体会呢?下文是小编为大家整理的化工原理实验心得体会仅供参考。

  化工原理实验心得体会1

  这个学期我們学习了《化工原理》这门课在学习了部分理论知识后,我们进入了实验室开始学习《化工原理实验》并分组进行了实验。和前几个學期类似大家先要进行实验的预习,在了解和熟悉实验的要求和操作的基础上然后在老师提问检查每一组各位组员对实验过程的预习程度后,对各位组员的预习情况进行点评并指出其中的不足和缺漏。然后在指导老师的悉心讲解后对实验有一个新的、更全面的认识後进行实验。通过动手实验我更加深刻的理解了化工原理课上老师讲解的知识,增强了动手能力对理论知识有了形象化的认识。

  夲学期我们共学习了五个实验分别是:

  实验一、离心泵的特性曲线实验;

  实验二、流体流动阻力的测定;

  实验三、空气―蒸汽对流传热系数的测定;

  实验四、恒压过滤常数的测定;

  实验五、填料塔的精馏实验,

  通过对实验的学习并亲手操作我掌握了许多知识。

  这几个实验中我印象最深刻的是恒压过滤常数的测定实验以生活中常见的碳酸钙的水浆液位测定原料。这个实验囷空气―蒸汽对流传热系数的测定实验一起分组进行老师讲解完实验原理并强调了注意事项后,我们开始实验我们小组先进行了恒压過滤常数测定实验,首先我们对两个小组的成员进行了各项职责的分配分别是:两位同学负责碳酸钙水浆液的搅拌和回收由一位同学负責数据的采集和记录的工作。每个三分钟记录床层温度一次取样一次,并由同组同学进行含水量的测定由两位同学负责装好板框,最後分别由其他两位同学负责压力阀的控制和滤液进口阀、滤液出口阀的控制这样一来整个实验的分工工作就已经完成了。实验过程中峩们互相配合,进行的很顺利但是在第一次实验时由于我们的粗心大意,我们将四块滤板中的一块方向装反了使得我们第一次采集的數据无效了,因此指导老师还对我们实验时的粗心大意进行了严厉的批评教育这些批评教育使我们牢记在这是一个教训,实验中细心认嫃完成每一步我们的动手能力才会在这个过程中得到提升。

  在这一个学期短暂的实验学习过程中使我们重新认识了在大学学习生活中,在实验过程中一个实验者的认真预习和摈弃粗心大意认真、谨慎的进行好每一步的操作、合理的分工协同工作对于一个实验的成敗与否是至关重要的。或许在将来生活工作中也一样俗话说得好,所谓“细节决定成败”一个做事粗心大意,做事前从不做准备的人鈈管他将来从事什么样的工作都无法取得好的成绩因为在他的心理或许压根就没有重视过自己所从事的事情或者是行业。俗话说“机遇詠远是给有准备的人的”

  化工原理实验的任务主要是了解一些典型化工设备的原理和操作,熟悉化工中的实验研究方法及数据处理掌握化工数据的基本测试技术。并能运用所学的理论知识去解决实验中遇到的各种实际问题培养科学的思维方法及严谨的科学作风。

  通过实验一方面我们掌握了科学实验的全过程(实际操作;正确记录和处理实验数据;撰写实验报告);另一方面丰富了我们的感性認识活跃了科学思维,培养了我们对客观世界的观察与分析能力;我们进一步了解了实验在科学理论进展中的地位和作用;同时也培养叻大家的创新意识和能力;锻炼了我们集体协作、合理分工、实事求是、严肃认真的科学态度和刻苦钻研、坚韧不拔的工作作风;在实验忣其数据处理的过程中我们掌握了实验科学的基本理论与方法,使得我们在化工原理课程上学习的理论知识得到了实际的验证

  就潒大家常说的一样,实践是检验真理的唯一标准通过实验形象的认识课程所学,我也将把在实验中积累的经验应用到以后的学习中与此同时,在这一学期的实验学习过程中我们不仅学习到了许多实验操作过程中的知识还学习到了很多的人生哲理,这些收货对我们可以說是大有裨益最后,要感谢老师以及师兄师姐对我们的指导与帮助我会继续努力学习,丰富知识不断提高!

  化工原理实验心得體会2

  上个学期,我们学习了《化学工程基础》但是对一些概念和理论还不是特别理解,然而这个学期我们进入了实验室开始学习《化工原理实验》,把理论和实际相结合

  本学期我们一共做了7个实验,而且都是非常重要的实验分别是雷诺实验、流体机械能转囮实验、离心泵特性曲线测定实验、流体流动阻力测定实验、空气――蒸气对流传热系数的测定、恒压过滤常数测定实验以及填料塔精馏實验。学习完这7个实验后我加深了对《化学工程基础》课上一些理论的理解,也熟悉了实验的流程操作步骤,并掌握了实验内容现茬我将对做这7个实验的心得描述一下。

  刚开始进入实验室时看到那些仪器和设备,让我感觉《化工原理实验》很高深也很神秘,潒是高科技的东西让我感到既兴奋又茫然。老师把我们进行了分组5个人一组。一开始老师就给我们来个下马威跟我们说,如果没有莋好充分的预习就不能进实验室。不过换个角度想老师的这种态度叫做负责,他只是希望我们在实验室能多学点东西虽然每次实验湔我都会做好充分的预习,但是在没有真正接触到实验装置之前我还是云里雾里,不过在课前,老师都会认真仔细地跟我们讲解一遍可是,有的时候就算老师讲了一遍如果自己不亲手操作,还是会一头雾水例如,在恒压过滤常数测定实验中实验要求我们测不同壓力(低压、中压、高压)下的过滤常数K和滤布的虚拟当量滤液体积Ve,十几个实验控制开关在交错的管路中,光是熟悉料的流动路径就嘚认真认识而对于各个开关的操控就比其他实验显得更复杂。要动手做实验就必须清楚装置的运作机理,我终于把管路和操作步骤熟悉透了老师给我们分了工。我负责调节压力罐上的出口阀使压力罐上压力表读数维持在一个常数。我觉得在这个实验里面做这个工莋最辛苦了,稍微动一下误差就很大。为此我还享受了特别的待遇老师给我按排了一条凳子。

  通过这几个实验让我感觉到做实驗的过程是一个既快乐又充满理性知识的过程,不会像书本上的知识一样枯燥无味通过自己的亲手操作和认真计算讲原理进行证明的过程我们仿佛能够体会以前科学家的智慧结晶,自己也可以感受学习化工原理的快乐

  化工原理实验给我们提供了一个能深入了解化工原理知识、更锻炼自己动手能力、在学习上更加丰富的平台。我们可以通过实验锻炼动手能力团队合作能力,更能够把理论上的知识在實践中具体应用增强了理论实际相结合。

  最后就是实验过后的数据处理和误差分析这也是完成一个实验的最后一个阶段,是整个實验最终能够出结果的重要阶段通过数据处理我们可以跟所学的的知识进行比较,进而提高到能应用实验误差和误差理论分析、解决化笁原理实际问题得出较正确的结论看是否能够验证实验原理。通过数据处理使我们的思维变得更缜密,我们也学会了如何运用电脑作圖对我们以后的工作和学习奠定了基础。学习化工原理实验课程可以在学习化学工程基础课程的基础上,进一步理解一些比较典型的巳被或将被广泛应用的化工过程与设备的原理和操作巩固和深化化工原理的理论知识讲所学的化工原理等化学化工的理论知识去解决实驗中遇到的各种实际问题,同时学习在化工领域内如何通过实验获得新的知识和信息

  通过对化工原理实验的学习,培养了我们团结匼作的精神加深了同学之间的友谊。另一方面丰富了我们的感性知识活跃了科学思维,培养了我们队客观世界的观念与分析能力;我們进一步了解了实验在科学理论进展中的地位和作用;同时也培养了大家的创新意识和能力;锻炼了我们集体协作、实事求是、严肃认真嘚科学态度和刻苦钻研、坚忍不拔的工作作风

  俗话说:“实践是检验真理的唯一标准”,通过实验让我们形象的认识所学的知识吔让我把在实验中所积累的经验应用到以后的学习中。最后感谢老师的指导,我会继续努力学习

  在化工原理的课程学习过程中,伱有什么学习心得体会呢下文是小编为大家整理的化工原理实验心得体会,仅供参考  化工原理实验心得体会1  这个学期我们学習了《化工原理》这门课,在学习了部分理论知识后我们进入了实验室,开始学习《化工原理实验》并分组进行了实验和前几个学期類似,大家先要进行实验的预习在了解和熟悉实验的要求和操作的基础上,然后在老师提问检..

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第一章 量子佛学概论001

第二章 揭开卋界本质的双缝075

第三章 如何证明电子是无处不在的087

第四章 我们拥有“自由意志”吗095

第五章 命运真的存在吗107

第六章 如何入定129

第七章 如何明心見性139

第八章 如何悟道(一、二)151

第九章 科学禅定问答录177

第十章 量子佛学问答录217

中华文化上下五千年综合其所有底蕴,大部分内容都受到佛学直接及深刻的影响其原因却很简单:古代佛学文化(甚至直至近代文化)都是由社会高阶层的王公大臣、大贤哲、大学士和大诗人所创建和发展起来的,因为他们——包括皇帝(梁武帝、清朝历代皇室)、大臣、贤哲、诗人们做学问追求的最高境界就是证悟佛学真义——实相所以佛学及其思想才会融入到几乎所有的古典文学作品中,例如唐诗宋词、四大名著和诸多其他古典文学作品等等

为什么人們会那么热衷于研究佛学呢?为什么在1600年前前秦苻坚建元十八年(382年)遣吕光不惜派十万精兵去西域,以消灭龟兹等国作为代价目的呮为请一位高僧——鸠摩罗什到中原弘扬佛法呢?

答案是:纵观历史不但是在1600年之前,而且历朝历代的文化史均证明世界上最神奇、朂奥妙、最不可思议、对人生帮助最大的学问就是佛学。因为它不但可以让那些理解它的人解脱世间一切苦的束缚而且它还超越一切宗敎和知识,告诉我们人活着的终极意义和生命、宇宙的真相(实相)

然而,自古以来由于政治经济文化发展的制约的局限性,能够真囸证悟佛学真义者极为少见

今天,在科学技术、经济、文化高速发展的背景下世界是可以自由往来的,各种文化是完全开放的最为關键的是,在过去的100年中人类创建出的量子力学带给世人了一个无法相信、甚至不愿意去相信的结果:组成世界物质的基本单位——光孓、电子等——都是波粒二象性的。波粒二象性的意思是世界中的一切物质——山河大地、太阳星系、你我众生、时间与空间、想法和念头——都是被意识创造出来的。这个科研成果也直接透彻地证实了佛学的核心奥义:实相无相——一切皆是心生幻相因此,今天的量孓力学让人们拥有了一种前所未有的、直接透视佛学真义(实相)的全新方式!

本书将以今日之科学方式——量子佛学方式以最清晰、朂有力的视角,透视实相从而顿悟佛学奥义。

相信在阅读过本书后你就会对佛学有一个超越逻辑思辨的全新认识。它必将带给你对生命宇宙的全新认识和更加积极快乐的人生

本书第一章为量子佛学概论,主要论述如何通过量子力学方式透视佛学真义从而彻悟生命宇宙的真相(实相);第二、三章论述的是组成客观世界的物质是如何因心而有的;第四章论述的是自由意志是否真的存在;第五章论述的昰命运的本质以及如何改变命运;第六、七、八章论述的是如何入定、如何明心见性、如何证悟实相;第九章是关于如何科学修入禅定的問答录;第十章是如何通过量子佛学方式证悟佛学实相的问答录。

第 一 章 量子佛学概论

两千五百年的历史证明世界上最神奇、最奥妙、朂不可思议、对人生帮助最大的学问就是佛学。佛学不但可以让理解它的人解脱世间一切苦的束缚而且它还超越一切宗教和知识,告诉峩们人活着的终极意义和生命、宇宙的真相(实相)——对人生及宇宙的终极认识

自古以来,上至帝王臣子下至贤哲文豪、商贾渔樵,皆以习悟佛学真义为人生的终极学问因此在中华民族传统文化底蕴中,佛学思想是深入到皇宫内院、文豪墨客直至平民百姓的各个社会阶层中的。在包括唐诗宋词、四大名著在内的古代经典文学和民俗俚语中你几乎处处都可以找得到佛学文化及其衍生出的禅的影子。因此佛学是流淌在中华民族血液之中,且已深入骨髓之中的文化

当你潜心探究佛学真义,你会发现佛学不但是科学的而且还是以積极方式融入社会和造福人类的大学问、大智慧。可是为什么自古证悟佛学真义者极为少见呢?简单来讲原因有以下三点。

第一佛經自古都是由拥有极高修养的贤哲所译,因此能够理解佛学真义者必须要以高等层次的文化知识为基础。然而由于古代经济文化十分落后,绝大部分人甚至都不识字因此,真正有能力去理悟佛学真义者只限于那些人数不及千分之一的秀才举人们。

第二佛学真义即為实相,实相是十分难以表达和十分难理解的因此,自古以来即便是悟了道的高僧大德,不是什么也不说就是说一些你永远猜不透嘚话。例如:德山棒、临济喝、云门饼和赵州茶让许多人丈二和尚摸不着头脑。他懂你不懂所以他怎么说你也不懂,只有自己了义才荇

另外,不但是古代就算在今天,人们最感兴趣的仍然是神奇奥秘的事情这就让许许多多有文化知识和能力的佛学研修者,很容易抓住“空拳诳小儿黄叶止儿啼”的法相内容和禅语不放,一旦迷而不悟反而离证悟佛学真义越来越远。恰如一位大德所说:“一句合頭语千古系驴橛。”

从古至今佛学为广度众生应机善诱地设置出了种种譬喻和方便假说,许多人因此执著在法相中难以透过重重迷霧像佛祖那样用禅定去证悟实相。

因此如果不能真正明晰修证佛学之路,就如一位大德所说“致使千秋浩浩坐而商量断妄求真之辈,滔滔滚滚如过江之鲫也”,以至苍老暮年之时终无所获。

第三“以戒为定基,因定而生慧”若离开禅定实修,只是用逻辑思辨方式去理解“诸行无常、诸法无我、涅槃寂静”和“四大皆空”是很难让人悟到佛学真义(实相)的。

盲目信奉的人多真正理解的人少,这是佛学自古及今的客观事实也许你会问:既然长期以来能够理解佛学真义者如此之少,那么为什么佛学思想还会广为传播利益一切眾生呢

原因是:“诸恶莫作,众善奉行自净其意,是诸佛教”修证佛学和弘扬佛法的总原则是“修一切善法,即得阿耨多罗三藐三菩提”因此,自古以来那些不识字的人们都在被八万四千方便法门所度所以应机而生的方便法门才会在古代广为流行,而且极大地促進了社会的稳定和发展这也是佛学得以广度众生和发扬光大的根本所在。

虽然各种制约使得真正理解佛学真义者极少但是,自古以来囚们从来没有放弃对佛学的研究与传播而且产生了诸如六祖惠能、智者大师、憨山大师等高僧大德。他们不但自己努力证悟佛学而且努力传播、随机教化、帮助更多的人理解佛学真义,为佛法的发扬光大做出了卓越贡献

时代不断进步,条件不断具足古人交通用千里馬,今人用汽车、飞机那么,今天我们又该以何种方式更快、更准确地证悟佛学真义呢与古人相比,今天的世界有两个与理解佛学密切相关的条件发生了重大变化使得理解佛学真义成了很容易的事情。

第一虽然中华文化上下五千年,但实际上由于经济文化的迅速發展,直到最近三十年才让拥有与古代秀才举人同等学识者(大学生、硕士、博士等)在社会中不再成为少数。因此现在凡是有意了解佛学真义者,不应只满足于方便说法皆应以理解佛学中的最高义“空”为目标。就是说今天的我们应该去学习佛学中论述最高义“涳”的经(了义经),这些佛经包括《圆觉经》《楞严经》《金刚经》和《心经》等

第二,一百年来以普朗克、爱因斯坦、玻尔、薛萣谔、海森堡等为代表的科学家们创建发展出了新物理学——量子力学。它不但直接导致了今天几乎所有科学技术的发明而且最为关键嘚是,量子力学让世界上几乎所有的物理科学家们都不愿意正式谈论它对世界本质认识的影响(例如爱因斯坦曾尖锐批评道:“我不看月煷时难道月亮就不存在吗?”就是说因为量子力学太过违背常识,让当初重要参与者之一的爱因斯坦后来极力反对“哥本哈根诠释”——对量子世界的解释)原因是,在量子力学出现之前科学家们都是在以“物质为实有”的基础上去研究各种自然物理现象,然而当量子力学出现以后却证明:组成世界物质的基本粒子——光子、电子、质子等——都是“波粒二象性”的波粒二象性带给人们的结果是:光子、电子、质子等都是因意识而存在的。就是说一切物质皆是因心而生的,即是“空”的佛学中的“空”不是指“没有”,也不昰“有”而是指“幻有”的意思(所谓“若见诸相非相,即见如来”)

因此,清楚地说量子力学以无可辩驳的科学事实,彻底颠覆叻人们对世界和生命本质的认识直接、透彻地印证了佛学实相。

量子力学让我们拥有了一种前所未有的、能够实际检测到的、眼见为实嘚全新方式直接透视和证悟佛学真义(实相)

在高等教育逐渐普及的今天,以量子力学的全新方式透视佛学真义是古人所望尘莫及的,是时代给予我们的巨大便利也是修证佛学的一次卓越的、划时代的创新!

为了明白我们应该如何以量子佛学方式透视实相,下面我们先看什么是佛学

为了清楚佛学是什么,我们先看什么是佛或者说,佛与众生的区别是什么

最有资格定义佛的,当然是佛祖释迦牟尼因此,我们看在佛经中是如何定义佛的

《楞严经》卷一:“即时如来垂金色臂,轮手下指示阿难言。汝今见我母陀罗手为正为倒。阿难言:世间众生以此为倒,而我不知谁正谁倒佛告阿难。若世间人以此为倒,即世间人将何为正。阿难言:如来竖臂兜罗綿手,上指于空则名为正。佛即竖臂告阿难言:若此颠倒,首尾相换诸世间人,一倍瞻视则知汝身,与诸如来清净法身比类发奣,如来之身名正遍知。汝等之身号性颠倒。随汝谛观汝身佛身,称颠倒者名字何处,号为颠倒”

简释上文:佛祖将手臂垂下問阿难:你看我的手臂是正的,还是倒的

阿难:世间一般人们认为这是倒的。

佛祖:那么什么是正的呢

阿难:您将手臂上指于空,就昰正的

佛祖将手臂上举于空说:用我手臂的正与倒来做比喻,成佛就如同是“正”的手臂众生就如同是“倒”的手臂,你仔细想想為什么众生会是“倒”的呢?

关于众生为什么是颠倒的佛祖在佛经中有三处非常清楚的论述。第一处是佛祖继续回答阿难有关手臂正倒問题时说的:

《楞严经》卷一:“于时阿难与诸大众瞪瞢瞻佛,目睛不瞬不知身心,颠倒所在佛兴慈悲,哀愍阿难及诸大众发海潮音,遍告同会诸善男子,我常说言色心诸缘,及心所使诸所缘法唯心所现。汝身汝心皆是妙明真精妙心中所现物。云何汝等遺失本妙,圆妙明心宝明妙性。认悟中迷晦昧为空,空晦暗中结暗为色。色杂妄想想相为身。聚缘内摇趣外奔逸。昏扰扰相鉯为心性。一迷为心决定惑为色身之内。不知色身外洎山河虚空大地,咸是妙明真心中物譬如澄清百千大海弃之。唯认一浮沤体目为全潮,穷尽瀛渤汝等即是迷中倍人,如我垂手等无差别,如来说为可怜愍者”

简释上文:这时大家茫然不知所措地望着佛,不知自己为什么是“颠倒”的

佛祖哀悯大众说:“包括外在的山河虚空大地和由物质组成的肉身,以及由六根(眼耳鼻舌身意)组成的妄想心都只是‘真心’中所显现出的幻相、假象凡是能够认识到这一点的人就是正遍知的‘佛’。凡是认为由六根组成的肉身之中的妄想惢是自己‘真心’的人就是迷惑的众生这个道理就如同是我无论手臂指向上,还是指向下对于手臂的本身来说都不会发生任何变化一樣,佛身与众生之身都是一样的而佛之所以是觉悟的佛,是因为佛认识到了色身、妄想心都是真心中生起的幻相众生之所以是颠倒的眾生,就是认为自己的那个妄想心就是真心这种认为妄想心为真心的认识,就像是认为一个水泡是整个大海一样的愚昧”

第二处是佛祖回答为什么许多修行的众生不能成佛时说的,如下:

《楞严经》卷一:“一切众生从无始来,种种颠倒……诸修行人不能得成无上菩提,乃至别成声闻缘觉及成外道诸天魔王及魔眷属,皆由不知二种根本错乱修习。犹如煮沙欲成嘉馔纵经尘劫终不能得。云何二種阿难,一者无始生死根本,则汝今者与诸众生用攀缘心为自性者。二者无始菩提涅槃元清净体。则汝今者识精元明能生诸缘,缘所遗者由诸众生,遗此本明虽终日行,而不自觉枉入诸趣。”

简释上文:恒久以来的一切修行众生之所以没有获得解脱一切苦的大智慧,就是因为他们对“真心是什么”所持有的“颠倒认识”众生颠倒的认识是:他们认为由眼耳鼻舌身意组成的攀缘心是自己嘚真心自性。在这样的错误认识下即便他们修行几百万年,就像是煮沙欲成饭一样永远无法获得证悟。正确的认识是本心是生出一切山河大地、肉身和攀缘心的那个东西。在这样的错误认识下——认妄心为真心虽然他们每天都在修行,但最终都得不到大智慧也无法获得彻底解脱。

第三处是佛祖在《圆觉经》中回答文殊师利菩萨时说的:

《圆觉经》:“一切如来本起因地皆依圆照清净觉相,永断無明方成佛道。云何无明善男子,一切众生从无始来种种颠倒,犹如迷人四方易处妄认四大为自身相,六尘缘影为自心相譬彼疒目见空中华及第二月。”

简释上文:一切已经证悟成佛的人修行成佛的次第方法都以“圆照方式”证悟到了实相,从而永远断除了错誤的认识而成佛这个错误的、或者说众生颠倒的认识是什么?

答案:众生错误地认为由四大(地水火风)组成的肉身是自己实有的“真身”由眼耳鼻舌身意组成的妄想心是自己实有的“真心”。这样的错误认识就像是一个人眼睛患了眼蒙病,看到虚空中升起的幻华和忝空出现第二个月亮一样地认假为真

在佛经中,关于病眼见空华和妄见第二月的比喻出现的次数很多因此需要解释一下。

所谓病眼见涳华就比如说,有一个人眼睛患了眼蒙病看到虚空中升起了种种影像,他所看到的幻相与虚空无关与眼睛无关,根本上是眼蒙病导致的同样道理,对由于眼睛看到天空中出现第二个月亮的幻影也与月亮无关,与眼睛无关根本上是眼睛患了眼蒙病导致的。佛祖用這两个比喻要表达的意思是:山河大地、四大色身、妄想心都有如是“病眼见空华、虚空显二月”一样

有关不颠倒即成佛的论述,有两艏大德禅诗可作借鉴(见图1-1)如下:

空手把锄头,步行骑水牛;人从桥上过桥流水不流。

半夜起来贼咬狗捡个狗来打石头;从来不說颠倒话,阳沟踏在脚里头

既然成佛如此简单,那么千千万万学佛的人难道就认识不到呢难道不颠倒就这么难吗?下面引用明代四大高僧之一的憨山大师在《担板汉歌并引》中的一段话来说明原因:

“径山法窟自大慧中兴临济之道,相续慧命代不乏人。近来禅门寥落绝响久矣。顷一时参究之士坐满山中,至有一念瞥地当体现前,得大自在者惜乎!坐在洁白地上,不肯放舍以为奇特,不知反成法碍也教中名为所知障。所以古德云:‘直饶做到寒潭皎月静夜钟声,随叩击以无亏触波澜而不散,犹是生死岸头事所谓荆棘丛中下脚易,月明帘下转身难名抱守竿头,静沉死水尚不许坐住,况有未到瞥地偶得电光三昧,便以为得弄识神影子者乎。此參禅者得少为足古今之通病也。”

借用上文中“荆棘丛中下脚易月明帘下转身难”来说明众生不颠倒之难。(以下内容太过犀利暂鈈理解者,可略过)一般世人学佛和入佛门是很简单的因为有八万四千种法门作为接引之路。然而要想证悟到实相门,就必须要舍弃當初学习到的八万四千方便法门中的法相内容例如,天人、阿修罗、地狱天堂、菩萨罗汉以及四禅八定中描述的种种神奇境界和种种所谓神通的现象,因为这些内容都是暂立方便之说!然而所有人学佛的缘起都是从这些方便门入进来的。因此学佛很简单但要悟道却昰极难的事情。用个比喻说难就难在,当盘子脏了可以用清水洗;当衣服脏了,可以用清水洗;可是当清水脏了我们拿什么来“洗沝”呢?清楚地说方便法门度尽一切众生离苦得乐,门门皆度门门人其功德无量!然而,要想真正证悟实相就需要清楚地认识到,方便法门中所述法相皆是暂立的假说方便

为什么人们还是会执著在法相上呢?

原因是:人们一开始都是由法相步入佛门的正所谓荆棘叢中下脚易,所以人们用来评判佛学中相关内容正确与否的评判标准就是方便法门中所述的法相内容,正所谓“自己的刀削不到自己的紦”一个人极难用原有的认识否定自己,所以是“月明帘下转身难”的!当然能够削到自己把的人,自古以来皆是极为灵通的上上根嘚大智者

那么追问一句,如何洗水呢答案:只能换水。换什么水呢换专门讲解实相佛经的“水”。例如《心经》《金刚经》《圆覺经》《楞严经》。只有依第一义空的经典去修证佛学才能最终证悟到实相否则,纵经尘劫终不能得。

因此通过以上三段经文,我們可以清楚地看到佛与众生的区别不是神性上的,而是认识上的(认识分理悟和证悟)凡是认为身体与妄想心是实有的,就是众生凣是认识到身体与妄想心也只是另一个真心生起的幻相,就是佛

因此,佛被称为觉悟的“人”而不是觉悟的“神”。所以佛学讲人囚皆具佛性,人人皆是佛指的是人人皆可认识到一切皆是幻相!

两千五百年前,佛祖在菩提树下悟道时(图1-2)说的第一话是:“奇哉!渏哉!一切众生皆具如来智慧德相只因执著妄想而不能证得。”简单解释说:众生之所以不能证得大智慧是因为错误地认为妄身为实囿,妄想心为实有因此众生不断地在追问到底我是谁,到底是有我的呢还是无我的,以及生前死后到底会去哪里的“幻相中”的问题实际上是,外在山河大地、妄身妄心皆是幻相而又怎么能够在幻相中追问是否有个永恒的我或者没有永恒的我呢?

再用个比喻来说仳如,你在做梦在梦境中的“假我”问:“我是何时入梦的?我什么时候会醒来到底是有一个永恒的我呢?还是有一个断灭的我到底有没有灵魂?我死了以后会去哪里呢”因为是你在做梦,所以在梦境中的“你”问的这些问题是没有答案的因为那个是“梦境”——幻有,所以在梦境中的假我并没有一个灵魂梦境中的假我也无法感知到自己是何时入梦的,又在何时会醒来等问题同样道理,我们所经历的时间、空间、万物以及生死都只是另一场“梦境”。因此幻相中并没有“有我无我”,以及生前死后会去哪里等问题

那么,成为佛有什么用或者说,认识到包括外在山河大地、色身、妄心都是幻相又有什么用呢下面,看一下佛学的核心精义就明白了

首先,佛学内容包括三藏(经、律、论)以及两千多年以来古代高僧大德对三藏内容的注解和发挥。如果把现存的佛学典籍汇总起来相信你用一生时间,也难阅其十分之一那么在浩若烟海的佛典中,又该如何去了解佛学核心精义呢实际上,方法是简单的即无论佛典囿多么繁杂,都总摄入六百卷的《大般若经》中而《金刚经》又是六百卷《大般若经》经义的压缩和总结。进一步如果把《金刚经》洅进行精炼,就精简出了一部260字的《心经》因此,只要了解《心经》的精义就明白佛学的核心精义了。那么《心经》的精义是什么呢下面先看《心经》全文:

“观自在菩萨行深般若波罗蜜多时,照见五蕴皆空度一切苦厄!舍利子,色不异空空不异色;色即是空,涳即是色;受想行识亦复如是舍利子,是诸法空相不生不灭,不垢不净不增不减。是故空中无色无受想行识,无眼耳鼻舌身意無色声香味触法;无眼界乃至无意识界,无无明亦无无明尽乃至无老死亦无老死尽。无苦集灭道无智亦无得,以无所得故菩提萨埵依般若波罗蜜多故,心无挂碍无挂碍故,无有恐怖远离颠倒梦想,究竟涅槃三世诸佛依般若波罗蜜多故,得阿耨多罗三藐三菩提故知般若波罗蜜多是大神咒,是大明咒是无上咒,是无等等咒能除一切苦,真实不虚故说般若波罗蜜多咒,即说咒曰揭谛揭谛!波罗揭谛!波罗僧揭谛!菩提萨婆诃!”

从以上整段经文中可以清楚地看到,其核心精义只有一句话:“照见五蕴皆空度一切苦厄。”僦是说佛学内容无论多么浩瀚和繁复,其核心要义只有一个:让世人“度一切苦厄”方法是“照见五蕴皆空”。

五蕴是指“色受想行識”“色”指物质世界,“受想行识”是指精神世界因此,“照见五蕴皆空”的意思就是认识到物质世界和精神世界都是空相(幻有)因此,如果能够“照见五蕴皆空”也就照见一切皆空了。例如“无眼耳鼻舌身意,无色声香味触法;无眼界乃至无意识界无无奣亦无无明尽,乃至无老死亦无老死尽无苦集灭道,无智亦无得以无所得故”。

就是说两千五百年前,释迦牟尼佛祖创建佛学的唯┅目的也是佛学的核心精义只有一个:让世间众生解脱一切苦!方法就是照见五蕴皆空。为什么照见五蕴皆空就能度一切苦厄呢

三、為什么照见五蕴皆空能度一切苦厄

首先,照见五蕴皆空也就是证悟到了宇宙生命实相了用另一句话来说就是,宇宙生命的实相或者说真楿是“五蕴皆空”五蕴皆空的意思是一切皆是心生幻相。因此佛经在表达实相是什么时,用到了“实相无相”和“是实相者即是非楿”。无相非相的意思就是:一切皆是幻相那么,为什么认识到一切皆是幻相会让人离苦得乐呢或者说,为什么会解脱一切苦呢这┅点是非常的奥妙和不可思议的。下面用一个比喻来说明

正如《金刚经》末尾说“一切有为法,如梦幻泡影”一样当你真正见到了一切皆是幻相,就认识到了人生就如梦幻一般例如,在梦境中你会感受到有一个“我”还有其他许多人,而且还会有清风树叶、河流山〣、星星月亮、星系星云如此等等。当然醒来后你会十分清楚地知道梦境中所显现出的我是“假我”,显现出的他人也是“假他人”众生皆是“假众生”,所经历的时间、空间、山河大地、星系星云、都是假象在梦境当中,我们也无法找出一个永恒存在的真我、真怹人、真山河大地、真星系星云和真的生死

就是说,躺在床上的“你”就是梦境的“本心”梦境中物质性的“身”以及由六根缘影和匼出的“心”,都是假象因此,梦境中的山河大地、色身妄想皆是躺在床上的“你”生起的幻相

同样道理,对于我们现在感知到的世堺也是如此情况世界上所有发生的事情都是由那个做梦者所“显”。就像是把躺在床上的“你”称为“真我”一样我们把做出此人生夢境者称为“真心”。当然如同禅宗二祖当年回答达摩时说的“觅心了不可得”一样,在梦境中是无法找到“做梦者”的因为做梦者鈈在梦境中,反而是梦境在做梦者中

就是说,在我们此刻正在感知着的这个世界的“梦境”中因为一切都是幻相——包括色身妄想、萬事万物、时间空间,因此“人生梦境”发生的一切事件都是跨越任何时间和任何空间而得以呈现出的“因果”:即一切皆是空,而空鈈是指没有也不是指有,而是指“幻有”幻有的意思是,正所谓“心生种种法生心灭种种法灭”,一切皆是因心而有因心而灭的。所以如果一个人能够证悟到这个世界是幻有的,也就认识到一切皆是心生的因果因此也就解脱了一切苦!

那么,为什么会解脱一切苦呢

因为一切苦皆是由自己的贪欲引发出的因果和面对预期自己死亡时产生出的恐惧所生。如果一个人证悟到一切皆是幻相这个人就會顺应因果报应去行善,去发大菩提心和发大慈悲心因为他明确地知道,一切都是由本心显现出的因果所以,他也就不会作恶和贪求幻相中的一切事情能够超然物外,悠游人生同时也就彻底解脱了对死的恐惧——正如《圆觉经》中佛祖说,“始知众生本来成佛生迉涅槃犹如昨梦”,进而积极快乐地生活在这个如梦如幻的世界中这时在证悟者心中,梦境就是仙境就是极乐世界!

总之,实相无相即是五蕴皆空。能够照见五蕴皆空就能除一切苦即得阿耨多罗三藐三菩提(译为无上正等正觉)。照见五蕴皆空就是“般若波罗蜜多”“般若”译为智慧,“波罗蜜多”译为到达彼岸整句话的意思是,如果能照见五蕴皆空就到达解脱一切苦的彼岸了。因此能够照见五蕴皆空(认识到实相),即解脱一切苦!

以上内容是证悟实相就能解脱一切苦的根本原因那么如何才能认识到实相呢?

实相是一切皆是幻相认识到幻相的方法可以从以下两种角度进行。

第一种认识角度:四大分解则无六根;无有六根,则无妄心

下面通过《圆覺经》中佛祖所述的方法认识。

《圆觉经》:“恒作是念:我今此身四大和合所谓发、毛、爪、齿、皮、肉、筋、骨、髓、脑、垢、色,皆归于地;唾、涕、脓、血、津、液、涎、沫、痰、泪、精、气、大小便利皆归于水;暖气归火;动转归风,四大各离今者妄身当茬何处?即知此身毕竟无体和合为相,实同幻化四缘假合,妄有六根六根四大中外合成,妄有缘气于中积聚似有缘相,假名为心善男子,此虚妄心若无六尘则不能有,四大分解无尘可得,于中缘尘各归散灭,毕竟无有缘心可见善男子,彼之众生幻身灭故,幻心亦灭;幻心灭故幻尘亦灭;幻尘灭故,幻灭亦灭;幻灭灭故非幻不灭。”

简释上文:由四大(地水火风)组成的我的身体朂终都会回归到地水火风之中。正所谓尘归尘、土归土当四大都归于其所来处时,那么“我”又在哪里呢因为有了四大的和合才生出能够感知外在世界的六根(眼耳鼻舌身意),因为六根与四大相互和合感应所以才出现了一个虚妄的“心”。因此当四大归入其所来處时,由四大组成的六根也就随之散灭当六根散灭后,又从哪里去找出个由六根组成的“心”呢因此,由六根和合而生成的妄想心即昰幻相的既然妄想心是幻相,那么由此六根感知到的一切山河大地以及色身妄想都是虚妄的。反过来说正因为一切皆是虚妄的,因此才存在一个非虚妄的“非幻不灭”的东西否则的话,虚妄又相对于谁而有呢因此“若见诸相非相,即见如来”

以上第一种认识到┅切皆是幻相的角度,是从“四大分解则无六根无有六根则无妄心,既无妄心则无外在世界”以及也不存在一个“一切皆灭”的角度詓认识到一切皆是幻相的——所谓本来无一物。

第二种认识角度:见到如来本心即见一切皆是幻相。

如果能够认识到存在一个创造出一切山河大地的“本心”也就认识到了一切皆为幻相!就是说,如果认识到有一个真就认识到其他一切非真即“幻”!那么如何见到本惢呢?实际上整部《楞严经》就是一部如何见到本心的经。所以下面从《楞严经》中的两段话去看如何见到本心

《楞严经》第一段话:“汝今当知,见明之时见非是明。见暗之时见非是暗。见空之时见非是空。见塞之时见非是塞。四义成就汝复应知。见见之時见非是见。见犹离见见不能及。云何复说因缘自然及和合相。汝等声闻狭劣无识,不能通达清净实相”

解释:佛祖对阿难说:你应该知道,当你看见明亮之时见性不是明亮;当你见到黑暗之时,见性不在黑暗中;当你见到空间时见性不是空间;当你见到堵塞时,见性不在堵塞中所以你应该知道,当你见到一切世间万象之时能见的“见性”既不是世间万物,更不在世间万物之中你要想找到见性,应当从见性是“离一切所见到的万象而见性本身却不可能被眼睛见到”的角度去认识(所谓“离一切相,即一切法”)因此,你认为见性是由因缘自然及和合而生的认识是错误的正因为你们大众总是从“见性”是可以被指示出来的角度去认识见性,因此不能够真正地认识到“实相”

《楞严经》第二段话:“阿难:且吾与汝,观四天王所住宫殿中间遍览水陆空行(图1-3)。虽有昏明种种形象。无非前尘分别留碍。汝应于此分别自他。今吾将汝择于见中,谁是我体谁为物象。阿难极汝见源,从日月宫是物非汝。至七金山周遍谛观,虽种种光亦物非汝。渐渐更观云腾鸟飞,风动尘起树木山川,草芥人畜咸物非汝。阿难是诸近远诸有粅性,虽复差殊同汝见精,清净所瞩则诸物类,自有差别见性无殊。此精妙明诚汝见性。若见是物则汝亦可见吾之见。若同见鍺名为见吾。吾不见时何不见吾不见之处。若见不见自然非彼不见之相。若不见吾不见之地自然非物,云何非汝”

简释上文:佛祖对阿难说:你现在与我共同观看宇宙万象——水陆虚空和宫殿形象,这些无非都只是在你眼前所见到的影像你现在与我共同在这一切物象中分别找出谁是我的真心,谁是外在的物象例如,从远处的日月星辰、山川河流以至近处云腾鸟飞、风动尘起、树木山川、草芥人畜都是物象,都不是你的真心虽然眼前的物象有种种的区别,但是都被你所见到虽然万象各有差别和生灭,但是你的见性却是“鈈生不灭、不垢不净、不增不减”这个能够见到一切的“见性”就是你的真心自性。

假设见性是一个“物”的话那么你就可以见到我嘚“见性”了。例如:如果说你我共同去看某一物时你就称为见到了我的见性,那么当我不去看这个物时你为什么又看不到“我不去看这个物时”单独存在着的一个“我的见性”的所在之地呢?

如果你真见到了“自己的见性”那么这个见性自然不是你自己的见性(这僦像是眼睛无法见到自己一样,如果你真的见了一个眼睛这个眼睛一定不是你自己的眼睛)。如果你看不见一个我不去看万物时的“见性”所在之地那么你的这个见性自然不是眼前万物中的一物,这个见性不是你又是谁呢

总结上文,佛祖要表达的意思是:你既见不到峩的见性也见不到你自己的见性,而见性不是物象所有的物象都是你的见性生起的幻相,见性不在幻相中所以见性是不可以被见到嘚。如果你能够认识到见性是不可见到的那么你也就认识到了“见性”是什么。

用一个比喻来说见性就如同是放映机,我们的世界是放映机投射出的影像因此,如同在电影影像的情境中是无法找到放映机一样在我们的世界中是无法找到创造出世界的见性的。

因此苐二种认识到一切皆是幻相的角度是,如果认识到存在一个不可见的“见性”(真)也就认识到了一切皆是由那个见性(本心)生起的幻相(幻),进而也就认识到了一切皆是幻相的了

第三种认识角度:通过量子力学认识到实相

自古以来,从“诸法无我、诸行无常四夶分解无尘可得,于中缘尘各归散灭毕竟无有缘心可见”的角度去思辨理悟一切皆是幻相,若无灵通之智是很难让人获得完全理解的。在今天由于量子物理学的高速发展,提供给了我们一个可以去实际检测到的全新方式去认识为什么一切皆是幻相的,即从世界一切皆是由物质组成、所有物质又都是因心而有的角度去理解一切皆是虚幻的证明物质是因心而有的就是量子力学。因此要想切实地理悟、頓悟实相你需要理解、融会贯通量子力学。下面我们就去看什么是量子力学。

量子力学完全是对“光是什么”的追问产生出的学问這一追问不但衍生出了诸如电磁学、相对论、量子力学、黑洞等理论,而且这些理论最终导致了今天几乎所有科学技术的出现和发展(包括手机、电脑、卫星、原子弹、新的药物等)今天的科学技术在几年中创造出的新鲜事物,比过去几百年出现的所有科技事物还要多

朂关键的是,这一追问让所有真正了解这一理论的人不再“颠倒”因为最终它带给人们的结果是:茶杯清风、山河虚空、大地、太阳星系,以及全然的宇宙本身都是假象就是说,是意识创造出了整个世界的全然幻有

接下来即将说明“这是为什么”以及“这一切是如何發生的”。

当天气又潮又冷的时候你会在月亮周围看到一个光晕(如图1-4)。这个光晕是月光穿过空间中无数微小水滴发生衍射造成的洇为只有波才具有衍射的性质,因此仅从这一简单现象就可以看到光是以波的形态在宇宙空间中穿行的。就是说光是一种波。

因为波鈈是一个具体的物质而是物质的运动态势(例如,水波是水分子的运动态势声波是空气分子的运动态势),那么光波是什么的运动态勢呢

三百多年前,惠更斯借鉴了笛卡尔的理论——宇宙空间中存在着的作用力(例如月球对潮汐的作用力)是依靠一种不可见的物质“鉯太”进行传递的——进而提出:如果说水波是水的运动态势光波就是“以太”运动的态势,即光波是以太的波动

以太是两千三百年湔,希腊哲学家亚里士多德设想出的除土水火风以外的第五种元素

如图1-5所示,如果认为光是一种波因为波(如水波)具有遇到物体发苼衍射——扩散——的特性,这样就无法解释光为什么会直线传播的问题例如,阳光的直射和镜子的反射都是光的直线传播但是,如果把光看成是粒子就很容易解释这些现象。例如你可以把镜子的反射现象想象成光的微粒像乒乓球撞击到墙壁上被反弹回来。

因此紦光子看成是微粒,很容易解释光的直进性和反射性这让牛顿在1704年提出:光从光源发出的是一种物质微粒——就如暴雨中的水滴一样。

嘫而如果把光看成是一种微粒,就会发生许多微粒交叉撞击到一起相互碰撞弹开的事情但是,当你把几束光交叉照射后会发现它们會毫无妨碍地彼此穿过对方,然而相互穿过对方的事情只有波才可以做到另外,如果把光看成是微粒也无法解释光的折射现象,但是洳果把光看成是波却很容易解释折射现象(见图1-6折射现象)。

那么光到底是什么?下面按照对光进行研究的历史顺序作出描述。

1807年托马斯·杨()在他出版的《自然哲学讲义》中,第一次描述了双缝实验。如图1-7所示他把一支蜡烛放在一面张开一条狭缝的挡板前面,這样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)然后,他在第一张挡板后面放上开出两条平行狭缝的第二块挡板这样,从小孔中射絀来的烛光在穿过两条狭缝后就投射到了后面的屏幕上由此就形成了明、暗交替出现的干涉条纹。因为只有“波”(如水波)才会出现這样的干涉条纹所以这个既简单又巧妙的实验无可辩驳地证明:光是一种波。这就是著名的双缝实验

三、迈克耳孙—莫雷实验

按照一百多年前人们的认识,如果光是波那么传播光波的介质就一定是“以太”。为了观测以太是否存在1887年迈克耳孙与莫雷合作,在美国进荇了所谓迈克耳孙—莫雷实验(见图1-8)实验原理如下:

就像你在无风日子骑自行车会感受到迎面吹来的“迎面风”一样,如果宇宙空间Φ存在以太那么假设以太是以静止的方式平均分布的话,那么地球以每秒30公里的速度围绕太阳运动地球就一定会遇到以每秒30公里速度迎面吹来的“以太风”。

就像你在奔驰着的敞篷汽车中去测量汽车上的风扇吹出来的风速时“汽车的迎面风”一定会对风扇吹出来的“風扇风”的速度产生影响一样,在地球穿越宇宙空间时遇到的“迎面吹来的以太风”就一定会对在地球上以不同方向发出的“地球上的鉯太风”的速度产生影响,因此如果你在地球上相对于地球迎面吹来的以太风的侧向、迎向、背离方向去测量地球上发出的以太风时(即測量地球上的光波的速度)那么你所测量到的光速应该是不同的。

下面以通俗易懂的方式说明“迈克耳孙—莫雷实验”原理。

想象一丅有A、B两条速度一模一样的船在一条宽为1千米的河流上在同一地点同时出发航行。A船的任务是顺流而下1千米然后再逆流返回原地。B船嘚任务是横渡1千米的河流然后再横渡回来。因为顺流、逆流与两次侧向水流对船体的综合阻力影响会有微小差别所以得到的实验结果昰:假设A船用了30分钟完成了任务,那么B船就用了29分钟因为地球相对于静止的以太运动产生的“以太风”,就如同是穿行在流动着的“以呔河流中”一样因此如果存在以太,那么在地球上的不同方向上去测量地球上的光波速度就如同测量A、B两条船向不同方向的航行一样咣速应该存在些许差异。

然而迈克耳孙—莫雷实验却证明:无论你是侧向或顺逆方向去测量光速,所测得的光的速度都一模一样在迈克耳孙—莫雷实验之后,科学界又经过多次不同方式的检测最终得出了确定的惊人结论:宇宙中并不存在一个承载光波介质的“以太”。

光波不是以太的波动又是什么的波动呢

按照1900年以前人们的认识,光是一种波然而,按照这一认识就无法解释在热力学中出现的黑体輻射现象那么什么是黑体辐射?为了说明黑体辐射下面先作几点说明。

(一)光波的频率与能量

频率是一个物体在单位时间内振动的佽数例如,如果一个篮球一秒钟弹跳一次就被称为1赫兹你每秒钟可以打出3个字,就是3赫兹在波的现象中,一秒钟波在一个点处振动嘚次数就被称为这个波的赫兹数

例如,当你用了比较小的力量去抖动绳子这时绳子在一秒钟内只会振荡出一个绳波,这时就称其频率為1赫兹由于其能量很低,因此这个绳波的振幅会较高波长较长。假设你用力抖动绳子就会在一秒内出现三个绳波(见图1-9),这时就稱其频率为3赫兹这时的绳波就变得振幅较低,波长较短因此,对于波来说频率越高,其所携带的能量就越大

对于光波所携带的能量也是如此情况,光波在一秒钟振动(如同绳子的抖动)的次数越多其所携带的能量就越大。因此测量光具有的能量就是计算其在一秒鍾内振动的次数例如,图1-10中红光、绿光、蓝紫光在一秒钟内振动次数是不同的,其所携带的能量就不同

例如,激光电筒发射出的红銫光(烧热的铁也发出同样的红光)每秒中振动(抖动)的次数是400×10-12,这被称为400太赫兹缩写为THz。频率为1THz的电磁波波长为0.3毫米红光波嘚波长是620nm(纳米)。绿色光波振动的频率是526THz波长是495nm。紫色光波的振动频率是668THz波长是380nm。

上面是我们用肉眼可以见到的光比红光更低频率的光叫做红外线,每秒钟振动频率低于400 THz频率更低,波长更长的还有无线电波其波长大于一米,而有的无线电波波长像山一样大每秒钟振动的次数高于789 THz的光,就是紫外线比紫外线频率更高的还有x射线、γ射线,这是携带更高能量的电磁波。那么什么是红外线和紫外线呢?

首先牛顿利用棱镜将太阳光分散成为“红橙黄绿蓝靛紫”等光谱(见图1-11)。这被称为可见光谱通过牛顿的贡献,人们明白了白光昰由许多种颜色的光组成的

其次,在二百多年前威廉·赫歇尔在可见太阳光谱的红色光外端放置了一个温度计,发现温度上升了,这就证明在红色光外端也存在能量辐射,因此就把这一类外端的辐射称为“红外线”。例如,热水杯和不发光的热铁针发射出的都是红外线。几年后,德国化学家约翰·里特尔将一张浸满氯化银的纸片放置在可见太阳光谱的蓝色端之外,他发现纸片的颜色变深了这就证明,在咣谱蓝光之外同样存在着辐射能量因此,将这一类外端的辐射称为紫外线例如在炎热的夏天,你虽然看不到紫外线但它对我们皮肤慥成的伤害(皮肤红肿)却是可见的。光谱见图1-12

从图1-12中我们可以看到,可见光谱只占总辐射电磁波谱的很狭小的一部分在光谱中,从祐向左光波的频率越来越高,而其波长越来越短

凡是加热的物体都会发射电磁波,也就是光例如,被加热的铁棍虽然你看到的铁棍是黑色的,但是它却会烤手原因是,在铁棍被加热到500摄氏度(摄氏度简称为度)以下时,它所释放出的是肉眼不可见的电磁波(红外线)虽然我们看不到这些电磁波,但却可以感受到它辐射出的效应——烤手当你把铁棍继续加热,在超过550度时它就会发射出肉眼鈳见到的红色光(见图1-13)。

实际上无论你加热什么物体,在达到这一温度时都会释放出红色光。例如当你把陶瓷、煤块、铁块或任哬物体加热到550度时候,它们都会发射出暗红色的光

当你把物体加热到900度,物体会发射出橘红色的光在温度达到1000度时,则会发射出频率哽高、携带能量更大的黄色光当温度达到1200度时,物体放射出来的光就会变成白色光变成白色的原因是,在温度1200度时受热物体会同时釋放出红色、绿色和蓝色光。

根据三原色原理(见图1-14)三种颜色的光同时释放时,就变成了白色例如白炽灯泡中的钨丝温度达到2200度,釋放出的光都是白色的当你把物体继续加热,例如5000度以上时就会释放出更高频率的光——蓝光、紫光和紫外线。

根据1900年以前人们的认識一个热体必须在所有的频段同等地辐射出电磁波(如无线电波、红外线、红光、蓝光、紫外线、X射线等)。

即一个被加热的物体,會在所有频率段同等地发射电磁波按照这一逻辑,温度越高则释放出的所携带高能量(高频率)电磁波的比例就是1+1+1+1+1……以至温度达到10萬度时,会释放出极高频率的电磁波

就是说,随着温度的不断升高如果把光看成是连续发射出的波,那么被加热的物体释放出的光的頻率将是无限的进而其辐射的总量也必须是无限的。因为所释放出的电磁波都在紫外线一端因此就把这种推断出的会释放出无限频率囷无限辐射总量的现象称为“紫外灾变”。紫外灾变只是人们在理论上得出的一个“结果”如果这一理论结果是正确的话,那么你看一眼炉子或者喝一杯咖啡都会被烤死然而在人们的实际实验中却没有看到理论所预言的“紫外灾变”。具体实验如下:

人们设计出一个只吸收光辐射(电磁辐射)而不放射辐射的空腔球体然后在球体一端开出一个小洞引出辐射。这个东西就是黑体(见图1-15)黑体的意思是,它只接收辐射但是不发射辐射。因此你可以把黑体内的温度加到无限高。人们通过当时的实验得到的结果是:在温度较低时理论與实验结果符合得很好,即随着温度的增加从小孔处辐射出的电磁波频率会越来越高,辐射出的总量也会越来越大然而,当实验继续進行温度达到5000K(注:K是热力学开氏温度。与常用摄氏度的换算方法是减去273.16等于常用的摄氏温度;℃)时人们在小洞处测量得到的结果卻是,并没有看到增加更多更高频率的电磁波(紫外线端的电磁波)高频率的电磁辐射随着温度的升高,反而是逐渐下降的以至于在哽高温度下,更高频率的电磁波不再出现了(如图1-16所示)

人们对于这种奇怪的、不符合理论的数据感到很迷惑,无法理解例如,太阳僦是一个最好的黑体太阳表面的温度是6000度,如果光是波那么太阳发射出的光绝大部分应该以紫外线的方式发射出来,然而实际情况却昰太阳并没有发射出更多的紫外线,而是发射出的白光最多紫外线和高能射线只占总辐射量的极少一部分。因此当你把光设想成波,就会引发理论与实际检测上的不统一

对黑体辐射实验的结果是:通过图1-16,我们可以清楚看到在黑体中温度达到3000K时,假设辐射的总能量是100份辐射出的各个频率段的电磁波的分布情况是呈现出一个平缓的小山形的。在温度达到4000K时辐射出的各个频率段辐射的量分布情况僦产生了差异,即向紫外线端移动当温度达到5000K时,在各个频率段的辐射分布情况就呈现出一个高峰形状如果按照当时的经典解释——紦光看成是波,温度越高在高频率段的辐射应该会与其他频率段的辐射相同。但是实验情况却是随着温度的增高并未出现大量的更高頻率的电磁波。

1900年普朗克(1858—1947年)提出了一个辐射公式,这个公式完全符合实验所得到的数据然而这个公式让普朗克必须假定存在一個公式E=hf,也就是说辐射必须是有限量的即h不能等于零。其中E是能量f是频率,h是一个非常小的常数

简单地说,从黑体中辐射出来的电磁波不能是连续发出的而是一份一份发出的,每一份就被普朗克称为一个“量子”(量子力学由此而来)例如:普朗克常数约为h=6.626×10-34J·s,那么如果一个光子每秒钟振动一次那么这个光子具有的能量根据公式就是6.626×10-34J(J是能量单位)。红色光的频率是400×1012赫兹因此一个红色咣子具有的能量是400×6.626×10-22J。以此类推其他频率的光子所具有的能量就很容易计算出来了。

因此从普朗克开始,不再把光看成是单纯的连續发射出的波而看成是一份一份发出的波包——量子。

把光照射到金属表面(例如锌板)就会发生电流效应(见图1-17),这一效应被称為光电效应光电效应是如何发生的呢?

首先光电效应产生的原理是光把原子中的电子敲出了原子空间,在电子脱离了原子核的束缚跑箌空间中后就裸露出了一个正电场,因此就产生出了电磁场的移动——电流

按照当时观点,是把光当成波来处理的例如,你可以把波对电子的冲击想象成海浪对沙滩上石子的冲击这样光的强度(如同海浪的强度)越大,被撞出的电子也就越多因此产生出的电流也僦越大。

然而人们通过实际检测到的情况却不是这样的人们观察到的情况是:让金属产生电流的光的频率存在一个阈值,凡是在这个阈徝下无论你施加多大强度的辐射量,都不会产生电流在阈值之上,只要很少量的电磁辐射就会产生电流。例如:红色光的频率较低如果你把一块金属放在火热的炉子旁边烤,即红光的辐射量很大金属中也未出现任何电流。如果只是用少量的紫光去照射金属那么瞬间就会出现电流。就是说当把光认定为波时,无法解释光电效应中为什么会存在这么一个阈值

在1905年,爱因斯坦借鉴了普朗克关于电磁波是以一份一份发出的见解提出如果把光想象成是一个一个的粒子,那么光电效应的反常现象就获得了合理的解释解释如下:你可鉯想象沙滩上存在的是一个一个的如铅球一样的电子,把低频率的红色光子想象成一个一个的乒乓球那么无论多少乒乓球撞向铅球,因為其单个的能量很小因此即便再多的乒乓球也无法将一个铅球敲出沙滩坑外。但如果是一个带有高能量的高频率光子例如紫色光,那麼每一个紫色光子都如同是一个铅球因此只是一个铅球就可以将沙滩上的另一个铅球敲出坑外。

因此火炉即便很热,它所辐射出的都昰低频率(低能量)的光子是无法产生电流的。同时即便是你用很少量的紫光去照射金属,也会产生电流效应例如,就算是在阴天凊况下阳光中辐射过来的一部分高频率的光子,也会发生光电效应

虽然爱因斯坦在1921年因光电效应论文获得了诺贝尔奖,但是直到1926年當大量的实验证据支持爱因斯坦之后,科学家才正式将“光”取名为“光子”

最近几年,哈佛大学的莉娜·豪博士通过将激光聚焦到两个微小的钠气体云的方式首次让我们看到光子的模样(见图1-18)。

实际上我们的眼睛就是最好的、最精确的光子探测器,即光电效应发生器例如:无论何时,当你看到一个物体时都会发生如下过程:一个光子撞击到了在你眼中的视紫红质中的11-顺视黄醛分子,引发它的构型发生改变这个过程就像是在光电效应中,一个光子撞出了原子中的一个电子电子逃离质子后,质子就裸露出了一个正电场当类似嘚电场经过累积达到一个阈值时,就会引发神经细胞爆发一次动作电位由此,这个动作电位像骨牌效应的波一样(注意:神经细胞以及其中的电子、质子并没有移动移动的是电场,而电场不是一个东西只是一段信息),通过神经细胞间一系列的传导——传递继而激發了你后脑脑皮层视觉细胞时,突然你就看到了这段文字当其进一步激发大脑皮层其他部分时,就会让你思考这段文字所表达的深意

洇此,爱因斯坦对光电效应的解释无可辩驳地证明在光从光源发出时,是以一个一个的粒子形式发出的例如一只100瓦的白炽灯,在一秒鍾内就会发射出2500亿亿个光子(见图1-19)

自从普朗克提出辐射是以一个一个的量子方式发射以来,对于“光到底是什么”或者说“光到底有什么特性”科学界经过将近30年的争论——主要是爱因斯坦与尼尔斯·玻尔之间的争论和新的理论提出——在1927年,由丹麦科学家尼尔斯·玻尔在丹麦首都哥本哈根提出了对光、或者说对量子世界的全新解释。这被称为哥本哈根诠释,具体解释有以下四点。为了便于理解,下面用电子和光子作为表述实验对象,其原理是等同的。

量子力学极为深奥但是其本质却全部源自对一个实验的不断发挥。这个实验就是波粒二象性实验

在一长方形水池中竖立起一块带有一条缝隙的挡板,再把第二块带有双缝的挡板放在它的后面最后把第三块挡板放在朂后面(见图1-20)。这时在第一块挡板前面用另一挡板制造出一道水波这时就会看到,这道水波在穿过一条狭缝后会发生衍射现象进而洅次形成一道水波向第二块双缝挡板移动过去。然后当这道水波穿过双缝挡板后由于衍射现象,会继续出现两道水波两道子水波继续湔进,就会发生相互交叠在一起的干涉现象——在波峰交叠处水波的振幅会变得更高,在波谷的交叠处波谷的幅度将变得更深,在波峰与波谷的交叠处水是平的。最后当两道波运行到第三块挡板上时就会在挡板上显示出由于两道波相互干涉后出现的波峰与波谷交替絀现的条纹。如果把波峰用白色表示把波谷用黑色表示,这个条纹就是黑白相间的干涉条纹

如图1-21,如果你用手电筒照射带有一条狭缝嘚挡板然后在光所通过的路径上放上第二块带有双缝的挡板,最后放上第三块挡板到双缝挡板的后面这时你就会在第三块挡板上看到(如同水波穿过双缝挡板后形成的干涉条纹一样)光所形成的干涉条纹(见图1-22)。光所出现的干涉条纹无可辩驳地证明光是以波的运动形态通过双缝的。

因为只有波才具有衍射和干涉的特性所以在第三块挡板上出现的光的干涉条纹证明光一定是波(见图1-22)。就是说光昰像水波一样穿过双缝的。

如图1-23所示用一挺机关枪随机摆动着向带有两条缝隙的墙壁发射子弹,这时你就会看到凡是随机穿过双缝的孓弹会在墙壁后面第二面墙壁上形成两道弹痕(如同两道条纹)。

为了表示方便下面用电子代替光做表述(光子与电子的特性一样)。為了观察电子是如何穿过双缝的在双缝挡板后面照射上一束强光。这时当你再用电子枪发射电子时,奇怪的现象出现了你会看到电孓是以一个一个的颗粒状穿过双缝的,然后在第二块挡板上你不再会看到干涉条纹而是会看到如随机发射的子弹一样,形成了两道电子條纹这两道条纹的出现,无可辩驳地证明电子是像子弹一样,是以一个单一的粒子方式穿过狭缝的因此,在照上强光后电子在挡板上出现的两道条纹的现象无可辩驳地证明了电子是一个单一的粒子。

3. 光既是波也是粒子

现在让人纠结的问题出现了:当你撤除强光,電子的干涉条纹又出现了这又让你必须相信电子是以波的方式穿过双缝的(见图1-24)。当你照射上强光这时因为是你去看了它,结果电孓就以一个一个的粒子形式出现了而且每一个电子粒子只穿过其中的一条缝,在第二块挡板上突然又呈现出了两道条纹(见图1-25)

当你撤除强光,电子的干涉条纹又出现了……(具体关于波粒二象性的具体实验细节请参看《科学禅定》一书,有较为详细的图文论述)

那么,如果我们把强光变弱而对电子造成最小的扰动,这时情况又是怎么样的呢

变弱光照的强度不是变弱每一个光子的能量,只是减尐了照射出的光子数目例如,当你变弱光照强度后假设每秒钟探测器发射出来的光子数是100个,而每秒钟穿过双缝的电子是200个因此你呮能看到有100个电子随机穿过其中一条缝。另外100个电子因为没有光子撞击到它们所以你将看不到这些电子。如果你去做这样的实验那么伱将在实际检测中看到:被你看到的100个电子会以粒子的形式出现,而且在挡板上显示出两道条纹那些没有被你看到的100个电子会显示出干涉条纹。就是说你没有看到的那100个电子仍然会以波的形态同时穿过两条缝。

以上实验带给我们的结果是你去看它,一个电子(光子)僦是一个粒子你不去看它,一个电子就是一道波(图1-26)波代表无处不在,粒子是一个有确定空间位置的东西是波还是粒子,不是它夲来如此而是你的看(意识)决定了它的属性。

现在出现了一个问题:如同水是由水分子组成的水波的干涉条纹是由水分子堆积出来嘚。因此如同不能说一个水分子也是一道波一样,电子的干涉条纹是否也是由一群电子以波的形态穿过双缝然后在挡板上堆积出来的幹涉条纹呢?或者说你可以说一群电子是一道波,但是你不能说一个电子也是一道波为了证明一个电子是否也是一道波,科学家做了洳下实验:

这次对实验所用的器具作了修改即,用一台一次只发射一个电子的电子枪向带有两条狭缝的挡板发射电子并将第二块挡板換成让电子必须现身为粒子的电子检测屏(如同电视机的荧光屏)。

现在实验开始:发射一个电子你会在检测屏上看到一个针尖般的亮點。这个亮点的出现证明电子是以一个粒子的形式出现的一秒钟后,发射第二个电子这时检测屏上就会显示出第二个光点。下一秒钟发射第三个电子,检测屏上出现第三个亮点然后是第四个、第五个……一开始,电子只是以随机方式在检测屏上出现的当随着一个┅个电子的到达,在你发射了一万个电子后最终在电子检测屏上竟然又出现了“干涉条纹”。这就让人感到不可思议了因为电子是以┅个一个粒子的形式到达的,所以它在穿过双缝时也必须是以一个粒子的形式穿过其中的一条缝。如果一个电子不是以一道波的形态穿過双缝的那么在相同间隔时间陆续发射出的电子就不会形成干涉条纹。但是实验结果却不是这样即便你一个一个地发射电子,电子最終还是会形成干涉条纹因此,根据这一实验结果让你必须作出如下想象:“发射出的一个电子一定是以一道波的方式同时穿过两条缝的然后在穿过双缝形成两道波后,自己又干涉了自己最后出现在检测屏的某一个点上。”因此一群电子是一道波,一个电子也是一道波

以上就是经典的波粒二象性实验,它所带给我们的结果是:电子、光子既是粒子也是波。当你去看它的时候它是一个粒子,当你鈈去看它的时候它以波的形态在空间中扩散着。就是说一个光子像一个粒子那样出发和到达,但在空间中却以球状波的形态运动着朂终科学实验证明:光是虚无的波动。

不确定性原理的意思是你无法同时准确测得一个粒子的位置和动量这是什么意思呢?

动量=质量×速度。速度是在单位时间内,粒子从初始位置到末位置行走过的距离。对于电子来说,它从电子枪出发时的初始位置是给定的,但是末始位置就需要你去测量了测量的方法是将一束光照上去,这样就会有光子被电子散射开来由此确定电子准确的“末位置”。而不确定性的原因出在用来测量电子的“光子”身上因为光子不是一个粒子,而是一道波而“波”不是一个东西,只是一种物质的运动态势例如,水波是水分子上下振动的态势声波是空气分子被前后挤压的态势。

波的态势有两个特性:波长和振幅波长是空间内波在一个长度方姠的区间跨度。因此假设你用一道光“波”去测量电子位置的话,因为光波具有在空间中波的长度的区间跨度这样电子的准确位置就囿一个基于光波的波长空间跨度所带来位置的“不确定性”。

如图1-27所示米尺的最小刻度是1毫米,如果你用这个尺子去测量书桌你对书桌长度精确度的测定只能限于1毫米以上。对于用来测量电子位置的光波也是同样情况因为光是波,因此对电子位置测量的精准度就只能被限制在光波波长的区间以内(图1-28、1-29)

下面,描述一下不确定性原理产生的具体原因为了便于理解,其中的数据为方便说明的放大数據

假设电子的速度是100米/秒,而你在100米外测量由一台电子枪发射过来的一个电子这时,因为你用来测量电子的光波波长是1米因此,伱测得的电子的真实位置就被限制在99~100米之间从而就产生了一个基于对电子真实位置“99~100米”而带来的电子速度的“99~100/秒”的不确定性。因為动量=质量×速度,所以这就带来了一个基于速度不确定性所带来的电子动量“(99~100)×质量”的不确定性。这时,电子位置的不确定性就限制在1米区间跨度内,即这时动量的不确定性比较小。

那么如同我们可以用0.01毫米刻度的游标卡尺去测量桌子一样,我们是否可以用更短波長的光波去测量电子让电子的位置变得更准确,进而使其动量变得更准确呢例如,我们用波长为1毫米的光波去测量电子这样电子的位置就被确定在99.99~100.00米之间了?

答案是可以但是会带来另外一个问题。就是说对光波来说,波长越短它所携带的能量就越大(见图1-30)。洇此假设你用一个波长为1毫米(波长为放大说明)的高能量的光子去测量电子的位置,你是可以将电子的位置精确到1毫米空间的区域之內的但是由于电子被高能量的光波撞击了一下,这就让电子的真实位置变得“不确定”了

具体原因用比喻来说明:假设你用低能量的、1米波长的光子去测量电子,就像你用乒乓球(光子)去撞击一个运动着的台球(电子)一样由于乒乓球对台球的真实位置的撞击力很尛,就是你就会尽最大限度地、更准确地测量到台球的真实速度但是当你用高能量的1毫米波长的光子去测量电子时,就如同是用一个铅浗(高能量的光子)去撞击一个台球一样由于被铅球撞击的力量过大,以至于你无法真实测量到台球的真实位置只能测量到台球被铅浗撞击推移后所处的位置,也就是台球被强力干扰后的位置

例如,这时假设你用高能量的光子(如同铅球)测量反馈给你的电子(如同囼球)的位置在150.01米处这样虽然对电子的最终位置获得了更准确的信息,但是电子受光子撞击前的真实位置在100.00~150.01米之间就变得不确定了。僦是说这种对于电子的真实位置更精确的测量带来的结果是对电子真实速度测定的不确定性,因而对电子的动量的测量也就变得更加不確定了

这真是一个两难的选择:为了不对电子造成更大的扰动,准确测量到电子的动量你就得用能量更小的光波,但是能量更小的光波所带来的问题是其波长很长因此对电子末位置的精准度测量就存在一个用来测量的光波波长区间的“不确定性”。这时虽然对电子嘚动量的测量变得更准确,但是对电子的真实位置就变得不准确了——不确定

如果你为了更精准地测量电子的精确位置(例如精准在1毫米以内),你就得用更短波长的光子去测量但是因为更短波长的光子携带的能量更大,因此你测得的永远是被携带高能量光子撞击后的電子的末位置因为无法更准确测量到电子的真实位置,只能测量到电子被撞击后的位置这样对电子动量的测定又变得不准确了。

以上僦是不能同时准确测量电子的位置和速度的原因如果你对其中一项测量得越准确,对另一项的测量就越不准确换句话说,你不可能同時知道电子在哪里以及它往哪里走

之所以会存在不确定性原理,根本原因就在于你用来测量电子的光子是个波波不是一个无限小的点嘚东西,而是一个有着空间区间跨度的运动态势如果说水波是水分子的运动态势,那么光波不是任何物质的运动态势光波只是一种对虛无过程的表示法。不但光子是如此电子也是如此,质子也是如此原子也是如此!简单地说,不确定性原理是量子力学的根本原理咜保护着量子力学。不确定性原理直接带给我们的结果是一切物质本质上都只是一种虚无的波动!

概率是对随机发生事件可能性的度量。例如当你投掷一枚硬币时,你是无法确定硬币的哪个面会朝上的(见图1-31)因为硬币只有两面:正面、反面,因此你只能计算每次投擲硬币正面或反面朝上的概率各是50%假设你去投掷骰子,因为骰子有六个面所以每一次投掷,其中一个面朝上的概率就是六分之一即16.66%(见图1-32)。

对于硬币来说其概率性表现在正、反的两面上,但是对于电子来说,其概率性就表现在它所行走的路径上例如,在双缝實验中当你向双缝发射一个电子,你没有任何方法预测这个电子会穿过哪条缝你只能通过挡板具有的两条缝去计算这个电子会穿过其Φ一条缝的概率是50%。如果你在挡板上开出6条缝那么这个电子穿过其中一条缝的概率就是16.66%。如果开出100条缝那么电子在每条缝穿过的概率僦是相应地降低为1%。如果你在电子行走的路径上放上10000块、每块都开出10000条缝的挡板那么又该如何计算电子穿过每条缝的概率呢?

例如在實验中获得的数据是,如果你向只开了一条缝的挡板发射100个电子你就会在第二块挡板上看到这一百个电子的分布情况是如小山一样——Φ间多,然后向两边逐步减少

如果你将挡板再开出一条缝,这时你向双缝挡板再发射100个电子那么你会看到这100个电子在第二块挡板上的汾布情况就如同是两道水波发生干涉形成的“干涉条纹”一样的分布。

如果你不是一次性发射100个电子而是只向单缝挡板发射一个电子,這时这个电子会出现在第二块挡板的何处呢?

答案是你没有任何方法可以进行预测,但是你却可以通过假设是一道波穿过单缝后在第②块挡板上形成的波的振幅高度来计算这个电子“有可能”出现在某一处的概率计算的方法是:计算在第二块挡板上的电子波振幅的平方值。平方值越高的地方电子存在的概率就越大,平方值越小的地方电子存在的概率就越小

那么当你向双缝挡板发射一个电子,这个電子会落在第二块挡板的何处呢又如何去计算呢?方法是计算电子波在第二块挡板上形成干涉条纹后振幅的平方值。在波相干后振幅高的地方电子出现的概率就高,振幅低的地方电子出现的概率就低。

现在在理解了以上的实验后,我们再问如何去计算一个电子茬10000块挡板×10000条缝隙出现的概率呢?答案是计算电子波在空间中由于发生衍射和干涉后的振幅的平方值振幅平方值越高的地方,电子出现嘚概率越大平方值越小的地方,电子存在的概率越小

实际上,这时你会发现放上这么多的挡板完全是多余的,你完全可以把空间中烸一细小之处想象成一条缝这样电子在空间中就以波的概率分布了。你要想知道电子在某一处空间出现的概率你只要去计算波在这一處空间中振幅的平方值就可以了。

在物理学上对于波的振幅用Ψ来表示,而对于振幅的概率则用Ψ的平方来计算(Ψ的平方就是波函数)。在空间中某一处Ψ2的数值越大,那么你就越有可能在这里发现电子

2. 量子的概率解释在解释放射性衰变中被体现出来了

任何一个放射性原孓都有一个特定的生存期。半衰期的意思是放射性原子的原子核有半数发生衰变时所需要的时间例如铀原子的半衰期为45亿年。意思是洳果你等一个铀原子发生衰变,要等上45亿年它才有50%的概率发生衰变。衰变的过程是铀原子核会释放出一个α粒子(见图1-33),然后把自巳转变成钍(U(铀)-238→Th(钍)-234)假设你有100亿个铀原子,那么在45亿年以后就只剩下50亿个铀原子,而其他的铀原子则衰变成了50亿个钍原子剩下的50亿个铀原子,需要再等45亿年才会有25亿个铀原子再衰变成钍原子。然后剩下25亿个铀原子需要再等45亿年的时间,才会由12.5亿个的铀原子再发生衰变如此等等。对于铀原子来说每隔45亿年就会有一半的铀原子发生衰变。对于半衰期每种原子都是不一样的。例如对於铀原子衰变而来的钍原子,只要等上8万年就会有一半的钍原子释放出一个α粒子把自己转变成镤。由镤原子再经过一系列的几种原子的衰变过程,最终会成为不再衰变的铅原子

那么我们现在要问,为什么一块铀矿石每时每刻都在发生着衰变——放射着α粒子,而不是要等上45亿年呢答案是:如果你有90亿个铀原子,就会发生平均每年有一个铀原子发生衰变只是你不确定哪一个铀原子会发生衰变而已。如果你有90亿×365天×24小时×60分钟×60秒钟所等于数目的原子那么平均每秒钟都会有一个铀原子会发生衰变。而在一块铀矿石中拥有的原子数目遠远大于这个数字因此,你会在一块铀矿石检测到几乎每时每刻都会有发生衰变的现象

(2)为什么原子会发生衰变

在经典物理学中对衰变的解释是,原子核中的质子、中子依靠强力作用将它们牢牢地束缚在一起强力是短程力,其力的相互作用范围比较小只对相互靠菦的质子、中子产生力。质子与质子之间同时也存在着相互排斥的电磁力电磁力是长程力,力是可以叠加的当电磁力和强力相互作用岼衡时,原子核就是稳定的

如果一个原子的原子核过大时,因为在原子核最外层的质子受到的排斥力最大因此就会让这个原子变得不穩定。即便是在此基础上经典物理学也不允许发生衰变事件,但是按照概率的解释就会发生量子隧穿现象,因此让本来无法逾越势位嘚α粒子穿越“势垒”向原子核外崩飞出去。

那么什么是量子遂穿现象呢

在经典物理学中,例如一颗台球是无法穿过墙壁到达墙的另一側的但是,在量子力学中将光子、电子等粒子看成是波。波有一个特性就是有一小部分可以穿过墙壁。例如你对着一面墙壁大喊┅声,99%的声音都被反射回来了但是有1%的声波会衍射穿过墙壁。因为粒子例如电子或中子是粒子也是波,因此假设你向一面墙壁发射100次嘚电子按照假设波穿过墙壁的1%的概率,就会有一个电子穿过墙壁出现在墙的另一侧(见图1-34)而这在经典力学中是根本无法解释的。正洇为有了这样的量子力学的遂穿现象才会让一个铀原子核中的α粒子在45亿年中有50%的概率遂穿过本来无法逾越的“位势”(墙壁),跑到原子核外面去总之,只有在对量子概率的解释为正确的前提下才会发生量子遂穿效应,进而会发生放射性原子衰变的事件

量子遂穿現象在许多分子中都在发生。例如如果没有量子遂穿现象,宇宙中就不会合成任何的有机分子又如,在人体葡萄糖氧化酶中的氧原子核也会发生量子遂穿效应

那么我们要问,你是否可以像电子一样遂穿过一面墙壁呢答案是“可以”。你可以穿墙而过但是因为需要伱身体中的所有电子、原子同时发生遂穿才可以。但这就需要你站立在墙壁前面等许多年才会发生这样的遂穿要等多少年呢?宇宙至今嘚年龄是137亿年而你至少需要等100亿个137亿年以上的时间,才会发生存在这一概率的事件

总结:原子发生衰变的根本原因是,电子、质子等粒子必须既是粒子也是波一个粒子会以其波函数的概率性出现在空间中的某一处,因此才会发生一个α粒子穿越原子核的束缚跑到原子核以外的概率事件。

爱因斯坦一点也不相信概率的解释他不相信世界上竟然存在一个无法预测和确定的事件。同时爱因斯坦及一般大众認为外在世界是独立存在的,观测者通过观察就能够观测到真相因此,他对概率的解释说了一句著名的话:“上帝不掷骰子”正因洳此,追随爱因斯坦的薛定谔也绝不同意这一荒诞的想法即观测会影响被观测事物的本质特性,因而在1935年薛定谔专门发表了一篇论文。在论文中他假想了一个实验用来说明哥本哈根诠释中对概率的解释是多么荒谬。这个实验就是后来非常著名的“薛定谔的猫”具体假想实验如下:

如图1-35所示,想象有这样一个密封的盒子:在盒子中放上一只猫、一小块放射性铀矿石这块放射性铀矿石在一小时内会有50%嘚概率发生一次α粒子的衰变事件。在盒子中有一个残忍的释放毒气的装置与α粒子衰变事件联动在一起。如果一小时内发生了α粒子衰变事件,这个装置就会触发毒气装置释放出毒气,将猫毒死。如果没有发生,猫就是活的。

现在一切准备好了,然后要问两个问题:

问题1:在┅小时内盒子内的猫会处于什么状态?

问题2:在打开盒子时你会看到什么?

对于第2个问题容易回答按照概率的解释,如果你把这个實验进行100次那么你在50次打开盒子时会看到一只活猫,50次会看到一只死猫然而,对于只是打开一次盒子的第一个问题就很难回答了

因為按照经典物理学的解释,以及爱因斯坦、薛定谔和一般人的理解在打开盒子之前,猫的死活是已经被确定了的就是说,猫的死活与咑开盒子这个观察行为无关猫的死活是在打开盒子之前就已经确定了的事实。但是按照概率的解释在没有打开盒子之前,猫是处于死活重叠状态的是因为观测这一决定,才让猫的“波函数”发生了坍缩瞬间让猫确定了或死或活的状态。就是说在打开盒子之前,猫昰处于半死半活状态的即,猫的死活是处于概率状态的

半死半活是什么意思呢?即猫的死活是被“看”这个动作给确定的。就是说一个事物的存在是被“看”出来的,而不是与看无关的“客观”存在的

这个实验的目的是将微观的量子行为直接转化为宏观的经典力學的直接效应模式。

到底哪个理论是正确的呢经过近一百年的科学实验,没有一个实验支持爱因斯坦和薛定谔的想法爱因斯坦错了。倳物存在与否是因看而决定的物理学从此不再描述波或粒子,只是在描述如何观测

这样的奇异事情说明了什么问题?

爱因斯坦认为:“在原则上试图单靠可观察的量来建立的理论是完全错误的。”然而最终的实验却证实:爱因斯坦错了。真实的让人根本不愿意去楿信的情况是:“理论决定我们能够观察到的东西,只有理论——关于对自然规律的认识才使我们从意识中推论出基本现象。”

清楚地說世界上一切事物的发生发展和变化,都是在人的意识观察之后才被确定的而在此之前,一切都是以一种不确定的方式存在的同时,延迟实验更加清楚地说明了宇宙不是事先存在的,而是现在的一个人的意识逆时间创造了其存在例如,在薛定谔猫的实验中我们鈳以在实验结束以后,再通过某种装置来延迟决定猫的死活比如说,原子在上午10点钟已经确定了到底衰变与否而通过某种装置,我们鈳以延迟到下午2点钟时再来观测实验结果,从而决定猫的死活就是说,实验的结果显示我们可以在下午2点钟逆时间创造上午10点钟发苼的猫是死是活的事件。(关于延迟实验及其不可思议的意义第五章将做详细论述)

因此最终结论是:宇宙并非已经存在,而是你的观察行为创造出了过去曾经发生过的一切事件即,我们参与了宇宙创建本身!

波函数指的是波的状态那么是波的什么状态呢?答案是像波一样在空间中扩散着的状态在物理学中用Ψ2来表示。

为了便于理解你可以想象有这么一个空盒(函)。有一道(列)波在盒子中不斷地往返振荡因为波具有衍射和干涉特性,因此在盒子空间中的每一细微之处波的振动幅度都不同。例如波峰与波峰叠加之处振幅僦高,波谷与波谷叠加之处振幅就低振幅高的地方能量强度就高,振幅低的地方能量强度就低对于波的振幅用“相”来表示。干涉是波的振幅叠加后造成的相位差这就叫相干。一个电子到底会在哪里取决于两个波的相位差。

崩溃也叫坍缩或瓦解。意思是由波的無限扩展着的状态坍缩为一个有限的、有明确位置的点状态。对于电子来说在波函数崩溃之前,电子处于盒子空间中的多种相干状态中即电子的位置处于波的相互干涉发生的相位的变化之中。当电子被意识观察后它就坍缩为了一个确定的粒子状态。这时所有的波的楿干状态就同时没有了。因此也将这一坍缩状态叫做退相干或消相干——就是消除波的相干相位的意思

3. 什么是波函数崩溃

具体描述如下:想象一下,在一个大型体育场中央有一颗台球这个就是原子核。电子像一粒细沙一样在体育场外围高速旋转那么电子在某一时刻到底在哪里呢?答案是(如图1-36)电子是像云一样扩散在整个体育场空间中的。你没有任何办法确定电子在某一时刻处在空间中的某处但昰却可以把电子想象成振荡着的波,然后去计算某一处空间中波所具有的振幅强度(能量强度)能量强度大的地方,你发现电子存在的概率就大能量小的地方发现电子存在的概率就小。对空间中每一处电子波能量强度的计算就是波函数值

如果你用一束光照上去,假设突然你在某一处发现了电子,那么这时体育场空间中电子存在的概率就都突然变为了“零”而发现电子的地方就变成为了“1”。这就叫波函数崩溃

电子在原子空间中,其波函数是在整个原子空间中扩散着的(如图1-36)如果你把电子弹出原子到卧室中,电子的波函数就擴散到整个卧室中了这时电子在整个卧室的空间中任何一个细微之处都有存在的可能性了。

如果你把这个电子弹射出窗外进入天空中這时,电子出现在某处区域的波函数就是整个天空就是说,这个电子会在蓝天中扩散着

当你把这个电子射入到太空中,这时这个电孓的波函数就扩散在整个太阳系中了。以至于你把这个电子射出太阳系,电子存在的波函数就扩散到整个的银河系中了如果这个电子跑出银河系,很简单在整个宇宙的空间中的任何一个细微之处都有其存在的概率了。

因为宇宙空间的宽度太宽阔因此,一个电子或一個光子出现在某一处的概率值太低了对电子存在某处的概率不再用百分比来表示,而是用“非零”来表示非零的意思是,无论其概率囿多小都不为零。

那么有没有可能发生一个光子穿出星系扩散到整个宇宙空间中的情况呢答案是,这样的事情一直在发生着

例如,當你仰望夜空你看到的最远的星体是类星体,距离我们有137亿光年之遥就是说这颗类星体发射出来的光是在137亿年之前发出的。你看到了這颗星体说明你的眼睛接收到了这颗星体发射过来的光子。那么对这颗光子的波函数崩溃的描述是这样的:这颗光子一开始从类星体出發时不是一个粒子,而是以球状波的方式、以类星体为中心向所有方向同时扩散开去的。例如它也向相对于你相反的方向扩展开去。

然后在137亿年之后,这个光子以“球状波”的方式扩展为137亿光年距离×2=274亿光年的直径跨度那么在这么宽广的空间内,每一处如原子大尛的空间内都有这个光子出现的概率就是说,宇宙中的每一处这个光子的存在都是非零的。这时突然你仰望了一下夜空,这个光子僦被你眼视网膜中视蛋白分子捕获到了这样,就在一瞬间整个宇宙空间中,这个光子的波函数——即光子存在的概率性——瞬间就崩潰为了“零”而在你眼睛视网膜分子中坍缩成一个点粒子,进而触发了一次动作电位当这段动作电位经过一系列的传导——传递,激活位于你的大脑后部的视觉皮层时就让你在意识中突然看到了“它”。

现在我们要问一个最关键的问题:一个电子波或者说一个光子波为什么会由一种无处不在的方式崩溃为粒子呢?

例如在双缝实验中,我们已经清楚地看到你不去看的时候,一个电子会同时穿过两條缝而且自己还干涉了自己。当你去看了电子突然就由无限扩散着的球状波状态确定为一个拥有明确位置的粒子状态。而在你看它之湔电子以波的运行态势是无处不在的,电子可能处在宇宙中的任何地方当你去看了,电子就必须现身为存在!这就好像是在电子游戲中,当你进入某一区域时游戏中的场景(山河大地)就必须显示出来一样。

因此波函数崩溃带给我们的结果是:在你的意识之外,┅切的存在都处于“不确定性”的非有非无的状态中只有当你去看了这个世界,世界才在“当下”被你“看”出来!

光到底是什么物悝学家继续作着追问,下面是爱因斯坦的追问正是这一追问,让科学家们最终一劳永逸地解决了所有的问题

如果你一次只向双缝发射┅个电子,那么你就会在后面电子检测屏上看到一个针尖般的亮点这说明,电子是以一个粒子的形式到达的但是,现在我们要问:电孓从电子枪出发后直到显示在检测屏上时,它是如何在两者之间的空间中行进的呢

1. 一个电子会同时穿过两条缝。

2. 一个电子在两者之间嘚空间中是没有任何轨迹的就是说,一个电子是波函数的即,一个电子像球状波一样扩散在整个空间中的

3. 一个电子在“电子枪——檢测屏”之间的空间中的位置是不确定的。你只能依靠波函数的相位差去计算出电子存在于哪里的概率

4. 因为你不能把电子确定到一个有局限的空间内,因此电子的存在是“非局域的”就是它不局域在某一处,而是无处不在的

1. 如果你抛掷一枚骰子,虽然一般实验手段无法预测到哪个点数会朝上但是如果你对整个抛掷的细节了解得足够清楚,那么就一定会预测到每次抛掷的结果因此,对于电子到底存茬于某处不是概率性的我们之所以没有检测到电子在“电子枪——检测屏”之间行进时的电子轨迹,是因为还有一些隐藏着的规律(隐變量)没有被发现和实验手段还不完备造成的

2. 爱因斯坦对于“不确定性”原理十分反对,爱因斯坦认为人们之所以无法对电子的位置囷动量同时精准测定,是因为还有一些测量的方法没有被发现

3. 一个电子存在于何处是有局限性空间的,你不能认为一个电子会同时存在於宇宙空间中的任何一处——即你不能认为一个电子会在宇宙空间中是“非零”的

因此,在1935年为了表明自己的立场和反对哥本哈根解釋,“爱因斯坦—波多尔斯基—罗森”共同提出了一个悖论这个悖论就是EPR佯谬。

佯谬的意思是可由它的真推出它的假。在EPR佯谬中所表達的意思是如果哥本哈根解释——也就是电子以波的形态扩散在整个空间中——为正确的话,那么在两个电子之间就应该存在所谓的“幽灵般的超距作用”的联系然而,狭义相对论完全拒绝了超越光速事件的发生因此,如果有一个方法能证明“不存在幽灵般的超距作鼡”那么哥本哈根诠释就是错误的。

实际上EPR佯谬本质的核心要点就是要证明“客观现实”独立于观察而存在。哥本哈根解释则明确说奣意识参与到了能被我们观察到的现实之中。是观察创造出了一切而不是一切单独客观地存在着,等着我们去观察

下面,为了便于赽速地理解我们直接对物理学家戴维·玻姆提出的所谓现代版本的EPR佯谬做出简化和容易理解的表述(下面用光子表述)。

首先哥本哈根解释说,一个光子在你没有测量它之前是以波的形态扩散在整个宇宙空间中的。只有当你去测量了它光子才会在瞬间坍缩为一个局域的点粒子。就是说在你没有测量之前,一个光子是以非局域的方式扩散在整个宇宙空间中的可以说,整个宇宙空间中都有它存在的鈳能性当你去测量了,它才在你测量之处崩溃为一个粒子而在空间中其他的任何区域,这个电子存在的概率瞬间都变为了“零”即,你的测量行为直接影响到了其他空间区域中有可能发生的事情——你让遥远空间中的光子存在的可能性突然都变为了“零”即便这个涳间距离跨度为一光年或一百亿光年。

因为对于一个光子进行测量进而影响到其他空间区域发生事件的检测很难进行,但是我们却可以想象如果把一个光子分成两部分就可以实现这样的检测。那么真实的检测是这样的虽然你无法分开一个光子,但是却可以实现有如分開光子那样的实验效果即,如果你用一束激光激发一个一个静止的原子那么原子(钙原子)就会向相反方向同时射出两个光子,例如綠色和蓝色光子为了保证动量总和为“0”(守恒),这两个光子会以大小相等、运动方向相反、自旋方向相反的方式向远处运动例如,光子A向左旋转光子B向右旋转。

就是说这两个被分开的光子像是一个被分成两部分的光子那样纠缠在一起,它们会以波函数相互叠着嘚方式在空间中扩散着(见图1-37)这两个光子像是一个整体那样相互联系着。例如你对向左运动的A光子进行测量,让其坍缩为一个粒子那么B光子也必须瞬间由不确定的波函数状态坍缩为一个确定的粒子状态。在测量之前两个光子是处于向左和向右旋转的叠加状态的。洳果你测量了A光子的自旋(例如A光子向左旋转)那么瞬间B光子的自旋也必须由不确定的自旋状态崩溃为确定的“向右旋转”的状态。

EPR佯謬提出了这么一个设想:让两个从同一个原子激发出的向相反方向运行着的光子运行到无限远例如1光年远,那么这两个光子之间是否还存在着联系例如,你测量了A光子B光子瞬间是否会作出反应?假设是存在这种联系那么在时间上也来不及。为什么呢

因为任何的影響都需要介质来完成。例如他人之所以能听到你说话,是因为你的声音振动了空气分子并且等一定时间后,对方的耳膜才会感受到你發出的分子振动进而作出反应。再比如说如果你要想把桌子上的一只杯子击碎,那么你必须要等到子弹射过去杯子才会被击碎。在這两种现象中空气分子和子弹就是听到声音和击碎杯子的影响介质。

假设两个光子行进到相距一光年远的距离时它们之间即便存在着某种相互影响,也必须要等到一年以后才会产生效应因为狭义相对论直接拒绝了“超光速”传输的事情,因此即便它们之间存在信息往来也要等上一年的时间。

所以如果存在这种联系,只有“幽灵”才可以做得到因此,对这种可能瞬间发生联系的现象被爱因斯坦称為“幽灵般的超距作用”

然而,按照哥本哈根的解释你测量光子A,那么无论光子A与光子B已经运行到相距多么遥远的距离例如1光年或1百亿光年的距离,它们都应该产生瞬间的联系当然这种瞬间的联系不是幽灵干的事,而是粒子世界本来就如此!

下面再用个比喻来清楚說明这个佯谬要表达的意思:如果你把两只鞋(左、右脚的鞋)分别装入两个黑盒子中一个盒子留在北京,另一个盒子被你乘坐飞机运箌纽约按照玻尔的解释,在盒子离开北京时和到达纽约后只要你没有打开其中任何一个盒子,那么一只鞋在每一个盒子中是左脚还是祐脚的是处于不确定的叠加状态中的就是说,在两个盒子中两只

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