解讀隧道效應剖析量子理論對認知界域的沖擊

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"隧道效應"是量子力學中微觀粒子超能力"隧穿"勢壘的理論[1]。隨著量子理論的不斷發展,人們在不斷更新對經典理論的解讀,如果承認"隧道效應"是不是就否定了能量守恒普適性?

隧道效應是由微觀粒子波動性所確定的量子效應,又稱勢壘貫穿。考慮粒子運動遇到一個高于粒子能量的勢壘,按照經典力學,粒子是不可能越過勢壘的;按照量子力學可以解出除了在勢壘處的反射外,還有透過勢壘的波函數,這表明在勢壘的另一邊,粒子具有一定的概率,粒子貫穿勢壘。

圖一 隧道效應

如圖一所示,依據測不準理論在勢壘的左側低能波,仍然可以有穿越高能勢壘的可能,轉變成能量為E'的透過波。圖二是一嶗山道士,宣講他會穿墻術。自然人們都認為他是騙術,會障眼法,迷亂人們的視覺判斷。理論上分析道士如果穿越障礙,必須找到那個貫穿的隧道,宏觀上認為這不可行,這個道士只不過是狂言而已。但如果我們不是從整體認知這個道士,而是把道士量子化,看作是有無數一份一份微小粒子組成。盡管他全身粒子同時穿墻而過的概率幾乎為零,但依據測不準原理[2]則無法否認機體組成某粒子會進入墻體內的某個隧道,穿越壁壘到達墻的另一側,所以在量子理論框架下,穿墻術非狂言!

圖二 穿墻術

如何解讀經典和量子的矛盾?可簡言之,關鍵是對事物認知的界定!從不同認知尺度打破思維桎梏,把宏觀可視物質置于無限量子化的微觀維度里,分割整體為獨立個體,避免“暈輪效應”,“識廬山真面目”的概率必然增大,這樣或許更接近于本質。隨著科學理論的不斷發展進步,對事物本質的認知也在同步更新。隧道效應給認知領域[3,4]帶來了時代變革的轉機!

一、隧道效應對認知微觀化的沖擊

各種理論的發展史都是在認知理論的承載下漸變前行。從經典宏觀到微觀量子,認知界域的發展使得理論的維度在不斷延伸。隧道效應解讀了認知對象微觀化的既存性。如果以數量級式對事物內在本質作量化剖析,則結果會截然不同,因此不能以某一量級的對象去挖掘事物的內質,給予片面斷論。如圖三,從不同的高度對象的認識截然不同,隨著視覺感知的表象在不斷變化,本體與客體的相對意義也會發生改變,正如“無所從來,亦無所去”所禪示,最終都可融為一體回歸本源。

圖三 認知半徑變化下的象圖

圖四 波的干涉現象

隨著認知界域的改變,揭示事物本質的理論也必將隨之發展創新。《易經》中提到“爻者,言乎變者也”,辯證的闡述了宇宙事物交互變化的根本。既可擴大化看問題也可微小化解釋本質,但問題的本質或許可以理解為不是一成不變,緊是適應認知發展的某個階段某個維度上的相對本質。

二、隧道效應對認知邊緣化的沖擊

在日常生活中,船行水面常能見到水波蕩漾,后浪推前浪,一浪高一浪。浪變高波紋變大,波的邊緣也隨著在逐漸淡化。如圖四當兩個水波相遇,波的壁壘并不能阻礙相互的衍射,結果是相互穿透壁壘進入對方的波紋之中。單個粒子波的波形在相互干涉之后波形或加強或減弱,但仍保持一定的波形。波形的改變明示了波的能量受到影響,其原始波的邊緣不斷擴展相互融合,各自的界域不斷模糊以至消融為一體。

《易經》中講“德合無疆”,含義是地無疆界,無始無終,所謂疆域經緯不過是人為設定。隨著認知多維度的發展,對物質表觀的深度剖析,也在逐漸消除邊緣化進入一種模糊化狀態。簡言之,追本溯源以整體觀認知事物的相對本質,避免界域邊緣的局限性。

綜上所述,把隧道效應應用在認知領域或許可以解讀為如果剖開認知勢壘,回歸事物同一性,復雜的問題簡單化,避開表象的誘導效應,相對客觀的認識事物本質。

同一領域的多元化和不同領域的融合化,是物質世界外在表象的內質,物質世界又是科學研究的客觀對象。我們知道沒有理論的創新發展就沒有科學的進步,理論來源于認知,認知推動發展。通過量子理論的應用——隧道效應的解讀,充分揭示出物質世界的無界域本性,不能由于認知發展的過程性,階段性而對事物的表象做出絕對性的本質論斷。面臨新時代的不斷發展,對某些固有理論的不斷探究,更是時代發展觀,科學進步觀,教育整體觀的體現,也是自然科學理論發展的價值所在,層層剝離認知表象的面紗也是科學理論創新的價值所在。