意識決定物質？理論物理新研究方向給我們的啟示
相對論和量子論是現代物理的兩大基石，這一點想必眾所周知。不過比起牛頓力學，這兩種理論卻不是那麼容易理解。就比如出鏡率很高的質能公式E=mc^2，細細一想，現實生活中實實在在的物質怎麼就和摸不著的能量掛鉤了？實際上，現代科學已經不再處於牛頓力學，也就是高中物理的那個階段了，我們有必要了解一下最新的科學方法，這對我們日常生活中的思考有很大幫助。
波粒二象性：意識決定物質？
1927年，德國物理學家海森堡提出，你不可能同時準確地知道一個微觀粒子的位置和速度。這條規律被稱為「海森堡不確定性原理」，又稱「測不準原理」。這與我們的日常生活背道而馳，怎麼解釋這種情況？於是，以丹麥物理學家玻爾為代表的哥本哈根學派提出了一種詮釋方式，即「粒子的波粒二象性」。
何為波粒二象性？當不觀測一個微觀粒子時，我們永遠無法計算出它的準確位置，只能通過大量觀測統計出它出現在每個位置的概率，計算這種概率的函數被稱為波函數。此時的粒子呈現出波的特徵，有速度（速度包括速率和方向）卻沒有準確位置。而一旦我們開始觀測這個粒子，它的波函數就瞬間坍縮了，粒子變成了一個確切的點，有位置卻不知道它的速度，不知道接下來它會往哪兒跑。
聽起來是不是很玄乎？原子中的電子就是以這樣的方式運動的。通過大量觀測，科學家們發現，每個電子可能較大概率地出現在某一個區域中。我們把這個區域稱為這個電子的軌道。不同的電子有不同的軌道，於是人們又總結出了1s,2p,3d等各種類型的電子軌道，以及σ鍵、π鍵等不同的軌道雜化類型。這些都是在測不準原理下成立的理論，也是現代化學的基礎。後來，人們又陸續發現了光子各種粒子的二象性。
那麼問題來了：因為我看了那個粒子，所以它的波函數坍縮了，這是否可以認為，是我的意識導致了粒子發生變化呢？答案當然是否定的。
歸納法與演繹法
中學時我們做過許多物理實驗，比如驗證自由落體定律，驗證慣性定律等，這些實驗都是在已知結論的基礎上進行的。那麼對於科學家來說，是否可以通過實驗結果總結出未知的結論呢？
答案是，在創立理論的階段，也就是科學不發達的過去，這麼做是可以的，比如亞里士多德、托勒密，就是在觀察記錄的基礎上，歸納出了結論。但是，當科學發展到一定水平，以至於最新的統計結果不符合過去的理論時，歸納法就漸漸不靈了，因為人們總會傾向於認為過去的理論是沒錯的，想辦法迎合過去的理論。
舉個例子：按照地心說觀點，所有星星都是以圍繞地球運行的。後來人們發現，有些行星（尤其是內側的水星和金星）會在某段時間內逆向運動。但那時沒有人認為地心說是錯誤的。為了修補地心說，人們提出了「均輪」理論，即行星圍繞著繞地軌道上的一個點運動，而這個點又圍繞著地球中心運動（類似我們現在單純看月球繞太陽運動的軌跡）。
可是，公轉最快的水星，逆行實在太頻繁了，以至於人們在水星軌道上畫了一個又一個均輪，還不能解釋所有的逆行……你或許已經知道了，所謂「水逆」，就是這麼來的，「均輪」為它續了好多年命，以至於今天還充斥於各種占星學理論中。
歸納法失靈了，演繹法登上了舞台。科學家們直接演繹出新的理論，再想辦法來驗證它是否有誤，從而做出修改。
中學物理中有提到過「油滴實驗」，美國物理學家密立根發現油滴所帶電量均是某一電量的整數倍，於是提出了元電荷的理論。但是，有人翻看當年的實驗論文，發現密立根當年做了一百多次實驗，只有三分之一的次數符合整數倍規律！！！
這難道就說明，元電荷理論是錯誤的？顯然不是，雖然這個理論不能完全符合實驗數據，但它的確成為了現代電學的基礎，方便了大量的計算。
於是我們發現，只有大膽演繹，科學才能發生變革。這種演繹當然不是瞎猜，數學計算才是最有效的演繹方式。我們今天聽著很玄乎的黑洞視界、超弦理論、11維度、量子泡沫等理論，都是在大量計算的基礎上演繹出來的，雖然不一定就能完全正確，但也絕不是因為它們不符合肉眼所見就能否認的。
波粒二象性就是如此，並不是意識決定物質，只不過它是目前對於測不準原理的最佳詮釋而已。微觀世界本身就是那樣的不合人類的常理，未來對此會不會有更好的詮釋，也不好說。
舉個例子：我們在高中學過，同向的速度可以相加。100km/h的列車上射出一顆200km/h的子彈，在外部看來是300km/h的速度，感覺上也是很符合事實的。但愛因斯坦在廣義相對論中就提出，同向速度不能直接疊加，公式是這樣的：
由於分母上比原來多了東西（原來的分母相當於1），因此合速度比直接相加小了一些。
先別急著說它錯了。我們把上例中的速度代入愛因斯坦的公式（記得把300000km/s換算成1079252848.8km/h），就會發現，分母上多出的那些東西，小得可以忽略不計了。同時，兩個原速度中一旦有一個為光速，最後的合速度就必定為光速，超光速不能實現。
由此可見，牛頓定律只能用於日常生活的低速運動中，不能用於高速世界，證明光速最快原理；而廣義相對論則適用於很多情境，比如我們無法用肉眼見到的、接近光速的運動。
超弦理論被認為是最可能統一理論物理學的學說之一
實際上，這些看似玄乎的理論，已經在現實生活中為人類造福了，只不過我們並非專業人士，不知道其中的道理罷了。說了這麼多，這些物理學的新研究方向給我們的啟示，總結下來就是以下幾點：
以上。
相關資料參考：
《平行宇宙》——【美】加來道雄
《假設的世界：一切不能想當然》——【日】竹內薰
高中物理必修1，選修3-1，化學選修3原子結構
※心中的狼圖騰
※怎麼吃可以不長肉，從此告別「每逢佳節胖三斤」
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