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量子力學前傳: 對數是量子世界的「入場券」

  一篇用「白話文」寫的完整論文 作者 :一個愛問「為什麼」的科學迷 日期 : 2025 年 10 月 31 日(萬聖節) 摘要 : https://youtu.be/ 這篇論文不用公式嚇人,只用生活比喻告訴你: 大自然不是用「加法」數東西,而是用固定比例「乘法」 —— 對數,就是它的尺。 我們從耳朵聽音樂開始,聊到酸鹼地震星星,再到普朗克的「整包薯片」,最後愛因斯坦的「光飛鏢」。 全篇重整整合,保證一氣呵成,笑著讀完就懂量子世界! 第一章:你耳朵早就知道答案 —— 對數均勻的原理 想像你在聽音樂: 從鋼琴最左邊的「啦」跳到下一個「啦」,頻率從 110 Hz 變成 220 Hz —— 翻倍。 再往右跳, 440 Hz 變成 880 Hz —— 還是翻倍。 你聽起來?每跳一次,音高「升一樣高」! 但如果你用「加法」想: 110 變成 220 是 +110 Hz 440 變成 880 是 +440 Hz 這差距差了四倍!可你耳朵完全沒感覺「後面跳得更遠」。 為什麼? 人耳的尺是「倍數尺」,不是「公分尺」。 這就是「對數均勻」的開始:自然界或人類感知系統傾向於以「相對變化」(乘除)而非「絕對變化」(加減)來區分差異。 在對數尺度下: 「加法」是線性的: 1 → 2 → 3 → 4 (每步  +1 ) 「乘法」是幾何的(指數的): 1 → 10 → 100 → 1000 (每步  ×10 ) 「對數」則將這種幾何增長(乘法)拉回到一個線性、易於理解的刻度上: 它可以將  1 → 10 → 100 → 1000  這些間隔 不等 的數字,在對數尺上轉換成間隔 相等 的 1 → 2 → 3 → 4 。 對數是我們用來理解和量化宇宙中常見的 比例關係、倍數增長和感覺感知 的關鍵工具,我們的感官是以 比例(乘法) 的方式來處理信息,所以我們必須使用 對數尺 來將這些乘法變化轉換成**主觀上感覺均勻(加法)**的刻度。這解釋了為什麼分貝 dB 、芮氏規模、 pH  值以及音樂中的音程(頻率是乘法關係,但音程是加法感覺)都採用對數刻度。 音樂用對數音階( 12 平均律):音分 = 1200 × log ₂ ( 頻率比 ) —— 等比頻率 = 等感知間距。 三大科學 經典原理: ...