Quantum Mechanics In Your Face

Quantum Mechanics In Your Face

這次是偷了Sidney Coleman ‘94年 “Dirac lecture”的題目哮幢。還能在看到大師的講座真是幸甚至哉恕汇,這么精彩的講座在油管僅僅有14k的瀏覽量贿衍,想起來(lái)Motl大神上次在“Shut Up and Calculate”的博客里說(shuō)的話
“如果你在youtobe上搜索 量子力學(xué),排在最前面的視頻有大概60萬(wàn)的點(diǎn)擊率在扰∨吖桑可是對(duì)于在拿過(guò)目前理論物理界最豐厚300萬(wàn)Milner物理突破大獎(jiǎng)中最為迷人最為有活力的Nima,他的關(guān)于基本物理定律的視頻的點(diǎn)擊率可能連之前的視頻的一個(gè)零頭都達(dá)不到士八∪菅啵”
能發(fā)現(xiàn)這個(gè)講座恰巧是看Nima的“Three cheers for shut up and calculate”[https://www.sns.ias.edu/sites/default/files/files/ThreeCheersShutUp.pdf]的講稿,很遺憾Nima的視頻資源還是沒(méi)有曹铃,不過(guò)Sidney的視頻算是一個(gè)補(bǔ)償?shù)捏@喜吧缰趋。
Ps. Sidney的笑聲還挺魔性的。
Pps. 里面好多笑話,比Seiberg的好笑好多秘血,Sidney是段子手拔抖丁!

內(nèi)容上灰粮,我比較喜歡是下面四點(diǎn)仔涩。同樣的以下只代表我的一種理解,總結(jié)和延伸粘舟,拋磚引玉熔脂。

  1. 并不存在量子力學(xué)詮釋的問(wèn)題(interpretation of QM),量子力學(xué)是自然的規(guī)律柑肴,真正要思考和回答的問(wèn)題霞揉,反而是如何從量子力學(xué)理解作為近似的經(jīng)典力學(xué)(reduction的問(wèn)題)。就比如我們不應(yīng)該問(wèn)怎么用熱力學(xué)去解釋統(tǒng)計(jì)力學(xué)晰骑。當(dāng)然這也看成是一種“interpretation”适秩。并不是說(shuō)其他的詮釋都沒(méi)有了意義,只不過(guò)從某種程度上削弱了這個(gè)問(wèn)題的重要性硕舆,也淡化了它的物理內(nèi)涵秽荞,或是一種對(duì)自然不可理喻的一種妥協(xié)?不管怎樣抚官,從現(xiàn)代物理發(fā)展的角度出發(fā)扬跋,不同的詮釋并沒(méi)有所謂對(duì)錯(cuò),只不過(guò)是不同的范式凌节,不同的范式在某些場(chǎng)合钦听,對(duì)于某些問(wèn)題有更清晰的解答,物理學(xué)家應(yīng)該在不同范式之間靈活跳躍刊咳。
  2. 量子力學(xué)的有一個(gè)特點(diǎn)是彪见,同樣的一系列的觀測(cè),不同的觀測(cè)順序會(huì)得到不同的結(jié)果娱挨,數(shù)學(xué)上歸結(jié)為作為算符的非對(duì)易性余指,這個(gè)學(xué)過(guò)量子力學(xué)的朋友都知道□伟樱可是這并不量子力學(xué)獨(dú)有的酵镜。同樣的情況也可以出現(xiàn)在經(jīng)典的情形下。一個(gè)有趣的例子是柴钻,說(shuō)是一個(gè)社會(huì)學(xué)家想要通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷調(diào)查一些社會(huì)問(wèn)題淮韭,同樣的,問(wèn)題的順序會(huì)影響最后的答案贴届。這可以理解為當(dāng)我們做觀測(cè)的時(shí)候靠粪,會(huì)影響到一些我們注意不到的隱藏因素蜡吧,然后是這些隱藏因素真正改變了最后的答案。我本人特別喜歡這個(gè)例子占键,因?yàn)橥?dāng)我找到一個(gè)看似正確數(shù)學(xué)的解釋后就以為徹底把問(wèn)題搞清楚了昔善。是的從線性代數(shù)的角度,算符的非對(duì)易性解釋了量子力學(xué)里觀察的非對(duì)易性畔乙,但是并沒(méi)有完全說(shuō)明為什么量子力學(xué)不能用經(jīng)典力學(xué)的來(lái)解釋君仆,只是用數(shù)學(xué)編造了一個(gè)挺美麗的謊言。真正的量子力學(xué)的責(zé)難或是悖論這時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)牲距,只有當(dāng)我們同時(shí)考慮相對(duì)論的限制時(shí)才顯示出來(lái)返咱。相對(duì)論是說(shuō),對(duì)于不同的觀察者牍鞠,所謂的順序是相對(duì)的咖摹,如果所有觀測(cè)者都是物理等價(jià)的,那么觀測(cè)的順序不應(yīng)該影響觀測(cè)的結(jié)果难述。所以這里要么楞艾,我們相信量子力學(xué)不能由經(jīng)典力學(xué)來(lái)解釋,要么相信相對(duì)論是錯(cuò)的龄广。這就是愛(ài)因斯坦著名EPR文章的結(jié)論:量子力學(xué)和非局域性(非物理實(shí)在),只能二選一蕴侧。
  3. 并不存在波函數(shù)塌縮择同,只不過(guò)是一個(gè)接一個(gè)的相干疊加。如果把所有的觀測(cè)儀器都當(dāng)成量子系統(tǒng)而不是經(jīng)典的儀器净宵,那么所有因?yàn)椴ê瘮?shù)塌縮而引起的匪夷所思都一掃而空敲才。這可以是一種退相干對(duì)測(cè)量問(wèn)題的解釋,或是所謂的弱測(cè)量(weak measurement)择葡。當(dāng)你用儀器去測(cè)量一個(gè)量子系統(tǒng)的時(shí)候紧武,儀器就會(huì)和系統(tǒng)相干疊加糾纏在一起,這樣每個(gè)儀器的本征態(tài)就對(duì)應(yīng)了一個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)敏储,所以儀器的本征態(tài)對(duì)應(yīng)的本征值就成為指示坐標(biāo)(pointing variables)阻星,也就是儀器上的讀數(shù)。從這角度出發(fā)已添,人只是一個(gè)量子儀器妥箕,當(dāng)你看,聽(tīng)更舞,感受世界的時(shí)候畦幢,都是一個(gè)相干過(guò)程。
  4. 結(jié)尾用了一個(gè)路德維希.維特的斯坦的一個(gè)故事缆蝉,說(shuō)他在走廊里深思宇葱,然后問(wèn)他的一個(gè)朋友瘦真,為什么人們認(rèn)為地球是繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的。他的朋友說(shuō)黍瞧,因?yàn)榭雌饋?lái)很明顯就是地球在繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)。然后他說(shuō)雷逆,好的弦讽,那么如果是太陽(yáng)在繞著地球轉(zhuǎn)膀哲,看起來(lái)是什么樣的。
    然后Sidney接著說(shuō)某宪,如果自然就是遵循量子力學(xué)而沒(méi)有任何經(jīng)典力學(xué)的話仿村,會(huì)是怎樣的兴喂?他自己回答說(shuō)就是我們現(xiàn)在看到的世界的樣子。
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