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理论和实验能为宗教背书?科学:别侮辱我的智商

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  无意间浏览到一个自媒体作者的文章《全息宇宙,如是我闻》,以下简称《全息》,这篇文章里面用激光全息影像及一些物理学假说来论证某教的一些原理。文章大部分内容抄袭某度,信源本身缺乏科学的严谨性,其论证过程也充满了曲解、诡辩和蒙骗。

  

  图一、图片来自网络

  《全息》打着科学的旗号宣传某教思想,非常具有欺骗性,作为一名985院校、物理系,应用物理专业的毕业生,我将以我的专业对这种信徒的胡言乱语进行批判。由于《全息》文中几乎处处是漏点,这里仅抽取其中的两大类、共六小点错误:

  类型一、曲解实验类,列举三个问题:第一、故意曲解全息影像技术;第二、故意歪曲量子纠缠;第三、曲解量子力学的波粒二象性。

  类型二、错误的方法论,列举三个问题:第一、以未经证实的假说为证据立论;第二、假定自己的学说正确提,反过来按照对自己学说有利的方式解释现象;第三、以低级、粗陋、错误的联想代替观测和实验。

  

  图二、图片来自网络

一、激光全息摄影技术的真相

  激光全息摄影实验我是真实做过的,还记得被摄物体是一个蜡做的小兔子,约有拇指大小。用一个氦氖激光器发射出一道红光,然后用分光镜分为两束,一束经透镜扩束后照射到被摄物体上,再经物体表面反射后照射到感光底片上,这部分光叫物光。另一束经反射镜改变光路,再由透镜扩大后直接投射到全息干版上,这部分光称为参考光。

  

  图三、《全息宇宙,如是我闻》原文截图

  由于激光是相干光,物光和参考光在全息底片上叠加,形成干涉条纹。因为从被摄物体上各点反射出来的物光,在振幅上和相位上都不相同,所以底片上各处的干涉条纹也不相同。强度不同使条纹明暗程度不同,相位不同使条纹的密度、形状不同。

  因此,被摄物体反射光中的全部信息都以不同明暗程度和不同疏密分布的干涉条纹形式记录下来,这些干涉条纹使用一种高密度的玻璃底片作为接收屏,经显影、定影等处理后,就得到一张全息照片;痪浠八,全息影像的底片上得到的不是物体的像,而是物体表面反射光与参考光的干涉条纹的像。

  

  图四、《全息宇宙,如是我闻》原文截图

  之所以是用特殊的玻璃底片,是因为这种干涉条纹的密度特别高,通常都超过1000线每毫米。即使以目前的全画幅消费级单反数码相机的感光元件,也是无法拍摄这样的画面的,像素密度不够。另一个原因是,普通胶片不平整,而全息摄影的干涉条纹需要在一个平面上成像。

  另一个现象是,如果我们打碎玻璃底片,用这些碎片中的任何一个,都能看到整个完整的图像,就跟那个完整的底片显示出来的图像效果是一样的。

  

  图五、激光全息摄影光路图

  请注意一下我的描述与《全息》一文中的区别:

  第一,第二束光不是干扰光。干扰光是一种很不科学的说法,如何定义?第二束光和第一束光一样,非常重要,它的意义就是一把空间标尺,用于标定物体表面反射光的位置。学工科的朋友一定非常熟悉有限元法,这种方法就是要把物体划分成一个个的小格子,参考光的作用就是如此。

  第二,这张底片当然看不到物体本身,因为它在底片上呈现的是物光与参考光的干涉条纹的位置信息,并以光栅的形式刻画在玻璃底片上。而光栅密度非常高,用肉眼当然无法看见,需要在显微镜下放大才能看得到,而且也不是像水波一样,具体成什么样子,与被摄物体的形状有关。

  

  图六、全息摄影底片的观看方法

  第三,看这个物体的像的时候,必须用跟拍照用的光源同样的光源,照射在这张底片上,从某个特殊的角度,才能看到复原后的像。这个像具有如下特点:一、它是单色的,跟拍照的激光光源的颜色一样,不能反映物体的真实颜色;二、只能看到拍摄时候的角度,不能看到全貌。就是说,物光从哪个角度照射过来,就只能看到哪个角度,看不到背面。

  第四,这种全息照片的碎片成像并不会丢失任何信息,其成像也不会因为被打碎而变模糊。这个问题的真相是,用拍照时候相同的光源进行成像,碎片越小,成像的亮度度会越低。道理很简单,因为碎片越小,参与干涉的光强越低,但并不会影响画面的质量。

  

  图七、激光全息摄影技术发明人——伽伯

  之所以用眼睛看碎片成像的效果会感觉到图像变模糊了,这是因为人眼睛对强度非常弱的光不敏感导致的。如果提高照射激光的亮度,画面就会恢复原来的清晰度。

  第五、全息照相技术,不包含任何被摄物体组成材料及物体内部的信息,只包被摄物体表面三维空间的几何信息。

  

  图八、氦氖激光器

  第六、全息照相技术不仅包含被摄物体几何表面信息,同时也包含光源信息,以及被摄物体与入射光的方向信息;挥闷渌ǔさ墓庠椿蛘呤欠窍喔晒猓ㄗ匀还猓、其它入射角度也都是不能成像的。而不是简单的能够还原被摄物体360°立体图像。

  很显然,物理学上的全息摄影中的全息的含义是底片能够记录被摄物体反射光的频率、振幅和相位,并不是@亲爱的NPC所要表达的那个“全息”。如果《全息》一文作者是因为不懂全息摄影的物理学原理,才导致解释错误,这种情况可以理解。但如果这种曲解是作者故意为之,其心可诛。

  

  图九、图片来自网络

二、量子纠缠的真相

  相信绝大部分读者都不是物理专业毕业的,所以我这里不能用严谨的数学表达来说明什么叫做量子纠缠,但我尽量保持解释的科学性。所谓的量子纠缠,其实是一种在微观世界里,两个全同粒子叠加态中的一种特殊情况。这时候的两个粒子,它们的自旋状态相反,并且改变一个粒子的状态会影响到另外一个,而不论它们的距离有多远。

  态也叫做量子状态,这个量子状态就是波函数描写的那个体系,从波函数所能得出的各种性质。

  

  图十、英国团队拍到了"量子纠缠照片":孪生光子组成的指环

  图十一中是《全息》一文对量子纠缠的胡扯,其错误有三:

  第一、并不是随便两个电子反向发射就能产生这样的现象,前提条件是,这两个全同粒子,比如电子要先进入纠缠状态。如果您看过老的阴极射线管电视机就会明白,两台背靠背的阴极射线管电视机,向相反方向发出的电子流,可以显示不同的画面,而且画面不会相互干扰。

  第二、两个量子纠缠的粒子之间并不传递信息。事实上是,我们无法知道两个粒子的状态,只有当我们观测到第一个粒子的状态时,才知道另一个粒子一定与之相反。这中间的过程,没有任何信息传递。

  第三、量子纠缠并不违背相对论!度ⅰ芬晃闹械睦斫獯砦,相对论并没有禁止超光速现象存在,而是说任何有质量的物体不能通过加速的方式达到光速。由于量子纠缠并不传递信息,所以不存在所谓的相对论限制。事实上,科学家已经发现了很多超光速的现象。

  

  图十一、《全息宇宙,如是我闻》原文截图

三、曲解波粒二象性

  根据量子力学的实验,物理学家们发现微观粒子具有波粒二象性。其实这个名词本身就有问题,但是却并没有一个词能够更准确地表达微观粒子的这个性质,所以,尽管这个名词有问题,但是最后仍然沿用了下来。

  那么究竟应该如何理解波粒二象性呢?其真相是,微观粒子是真正的实体粒子,同时也具有波的性质。非但如此,任何有质量的物体,包括宏观物体也都具有这样的性质,只是宏观物体的波长非常短,根本观察不到。

  

  图十二、电子衍射

  对此《全息》文中的错误认识有三:

  第一、电子是个小粒子的观念是正确的,但究竟是不是圆球,如果是个圆球,究竟有多圆,还没科学家用实验进行过确定,所以对于电子的形状,只能说还不知道。

  第二、不论我们看不看,电子其实都是一个粒子,它是一个微小的实体真实存在着。

  第三、并不是说一个电子像一团云,而是电子所在的位置,或者说其行为,以云那样的状态分布在空间中,其分布的概率可以用“云”这样的几何图形来描述。注意这个云不是说的电子从一个实体粒子弥散开变成了一片云,而是电子的行为在我们看来像一片云。

  

  图十三、《全息宇宙,如是我闻》原文截图

四、以未经证实的假说为证据立论

  《全息》一文以“全息摄影”和“量子纠缠”为引子,引出了“全息宇宙论”,并且借用了大科学家玻姆的名字,看起来言之凿凿,确信不疑。然而这经不起任何推敲。因为没有任何观测和实验能证明全息宇宙论的观点,甚至全息宇宙论都无法提出一个能证明自己观点的实验方法,这个理论顶多可以被称为一个假说。

  《全息》一文另外还提到了“超弦理论”,其实“超弦”只能被称作一个假说而已,因为这个理论迄今为止同样没有经过任何实验验证,完全就是一种数学上的推理游戏。这种凭空想象、未经任何验证的假说也能被用作搭建自己理论的基石吗?那么这样一个理论我只能说是一些人的“疯人疯语”。

  

  图十四、《全息宇宙,如是我闻》原文截图

  《全息》一文引用从未被观测和实验证实的假说,作为自以为是的“科学依据”为他的某教思想背书,是非?尚Φ。因为假说没有被当做证据的资格。

五、假定自己的学说正确,反过来按照对自己学说有利的方式解释现象。

  这是所有巫术和宗教的共同逻辑之一。对于这种错误的思维方法,早在17世纪英国化学家——波义尔在其著作《怀疑派的化学家》中有过精辟的论述。以四元素说为例,为了证明其理论的正确性,四元素学派提出如下实验:

  

  图十五、四元素说与五行说

  点燃一片新鲜的木头,我们就可以清晰地看出其中的四大元素,火焰所散发的热量说明其中含有火元素;烟上升并消散于大气之中体现了其中的空气元素所具有的“轻”的性质;新鲜的木头在燃烧时会不断流出液体,这说明水元素的存在;燃烧剩下的灰是干燥的且沉积在下方,这正是土元素的性质。

  如今这个实验解释的错误不用我说了吧,但这个四元素说对实验解释非常清晰地表达了巫术思维的特点。那么科学是如何预设和验证理论的呢?

  科学理论要以观测事实或者是以已经证明的理论为依据,提出自己的假说,然后要穷尽科学家们所能想到的一切手段对其进行验证,只要有一次验证发现这个假说不成立,那么就证明这个假说是错误的,需要重新提出假设?蒲У睦砺垡坏┍恢っ,就可以根据理论提出预言(某种尚未被发现的现象),并且这种预言是可以被观测或者是实验验证的。

  

  图十六、木头燃烧

  《全息》一文中,采用了与四元素说同样的证明方法,先确定自己的学说是正确的,然后再寻找科学实验,为了让实验能够支持自己的理论,故意把实验的解释向有利于自己的方向进行解释。这些解释不但缺乏对基本客观事实的尊重,更有故意曲解的嫌疑。

  怀疑是科学最基本的精神之一,怀疑一切,直到穷尽所有办法都不能证明假设是错误的,才会谨慎地认为,这个假说是正确,可以上升为理论。那些一上来就先给出结论,并且从来没有给出过发现这个理论的具体过程以及验证过程的,不论描述得多精彩都是骗子。这是巫术、宗教、伪科学最常用的手法。

  

  图十七、图片来自网络

六、以低级、粗陋、错误的联想代替观测和实验

  以联想代替观测和实验是所有的巫术、宗教、包括科普(不等于科学)的常用手段,但并不是科学的手段。这是因为,用联想来类比很简单,不需要有什么基础的人就能够理解。而科学则不同,它对一个人有较高的要求,需要经过艰苦的学习和努力,它有严格的逻辑推理,有大量的实验验证,有精确的数学表达。

  《全息》一文中为了证明自己理论的正确性,大量使用联想方法,然而真正的情况是“像”不是“是”。例如,粒子具有波粒二象性,并不是说微观粒子即是波又是粒子,而是它就是它,它具备这样的双重性质,因为实在无法为这种客观现象起一个更好的名字,只能妥协之后用这个名称。

  让我们看一看《全息》一文的脑洞有多大,见图十八《全息》原文截图中的内容。

  

  图十八

  这可真敢想,我有如下问题,请作者做出明确回答:

  第一、零态是个什么态?请给出明确的解释,而不是砸出来一个名词,貌似很科学的样子,然后什么证据都不给;

  第二、“零无大小”?别侮辱大家的智商好吗?请理解一下数字的基本含义:一一对应,这是小学三年级之前应该理解的概念。第一个零对应鸡蛋,第二个零对应鹅蛋,这两个零没有区别吗?

  第三、他们的频率一样?请问是什么频率、是什么时候、用什么实验、测到的频率值是多少、怎么证明其频率一样呢、实验报告在哪里?别告诉我是信口胡说的。

  第四、一fo知就是万fo知吗?不用万fo,找来两个fo,能通过我设计的验证实验就行,敢不敢公开应战?

  

  图十九、图片来自网络

结束语——科学不是宗教的嫁衣

  《全息》一文具有非常大的欺骗性。采用故意曲解科学实验的手段,同时搬运科学界知名科学家及其所提出的未经证实的假说为依据,片面选取有利于自己学说的角度来证明自己的理论,用这种方法来愚弄大众。这些都是巫术、宗教、伪科学中最常用的手段。由于这种手段易于理解,不需要基础知识门槛,又披着科学的外衣,所以很容易迷惑普通群众。

  在此我要大声呼吁:

  第一,读者们要擦亮眼睛,不要被这种骗子所蒙蔽,对于科学实验的解读,应该以专业的科学刊物上发表时间较长,没有争议的论文为依据。对于其他信源的信息,都应该采取一种怀疑、谨慎的态度,不应该轻信;

  第二,各种网络平台的运营者,应该具备一定的科学素养以及社会责任感,对于散布谣言,不利于公民科学素养提高的文章应该果断下架,对发表此类文章的作者应该果断封号处理。这种文章不是在发表不同意见,已经是在反智、反人类了。

  【参考文献】

  1、《大学物理实验教程》(第二版)上册,作 者:江美福,方建兴,高等教育出版社

  2、《费恩曼物理学讲义》,郑永令译,上?蒲Ъ际醭霭嫔

  3、《相对论》,作者:爱因斯坦,天津人民出版社

  4、《量子力学》第6版非相对论理论,作者:(俄罗斯)朗道,栗弗席兹|译者:严肃,高等教育出版社

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