在第一部分的末尾表谊,我們已經(jīng)看到了,不僅是連續(xù)性衙四,連確定性都已經(jīng)不復(fù)存在铃肯,物質(zhì)世界的本質(zhì)竟然是概率。這不就是在說传蹈,上帝是在擲骰子嗎押逼?愛因斯坦激烈地反對(duì)這種觀點(diǎn),作為一個(gè)深受古典哲學(xué)影響的“不可救藥”的先驗(yàn)主義者惦界,他相信“老頭子”是不擲骰子的挑格,一切當(dāng)然是確定的,比如電子的軌跡沾歪。物理世界應(yīng)當(dāng)是建立在堅(jiān)實(shí)的土壤上面的漂彤,而不是什么虛無縹緲的概率。再比如這塊電子顯示屏灾搏,看得見也摸得著挫望,說它是概率得是有多荒謬?
可這已經(jīng)是第二部分最好理解狂窑,或者說最容易讓人相信的部分了媳板,接下來物理學(xué)將步入云霧繚繞的“歧途”。這部分故事的前一半與愛因斯坦和玻爾有著密切的關(guān)系泉哈,我們拭目以待吧蛉幸。
海森堡繼續(xù)考察自己的矩陣力學(xué),分析矩陣的奇怪的乘法公式:p×q≠q×p丛晦。這意味著什么呢奕纫?p是動(dòng)量,q是位置烫沙,這公式是在暗示匹层,先測量動(dòng)量,后測量位置和先測量位置后測量動(dòng)量的結(jié)果是不一致的嗎锌蓄?這怎么可能又固,假設(shè)有一個(gè)小球在向前運(yùn)動(dòng)仲器,它在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)量和位置當(dāng)然應(yīng)該是兩個(gè)確定的量啊煤率。除非……測量p這個(gè)動(dòng)作本身會(huì)影響q的數(shù)值仰冠,反之亦然。笑話蝶糯,假如我同時(shí)測量p和q呢洋只?海森堡發(fā)現(xiàn)了,問題出在測量身上昼捍。觀察宏觀物體還好识虚,在我們觀測電子的時(shí),所謂我們“看”到電子的位置妒茬,必然會(huì)有一個(gè)光子從光源出發(fā)担锤,撞擊到電子身上,再反射到我們的眼中乍钻。光子的撞擊勢必會(huì)影響電子的速度肛循,也就是說我們?yōu)榱擞^測電子的位置,勢必要影響到電子的速度(即動(dòng)量)银择。也就是我們無法同時(shí)既準(zhǔn)確地知道電子的位置多糠,又了解它的動(dòng)量。海森堡經(jīng)過驗(yàn)算浩考,給出了這樣一個(gè)公式:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Δp×Δq>h/4π
這就是大名鼎鼎的不確定性原理夹孔。Δp和Δq分別是測量動(dòng)量和位置的誤差,也就是同一時(shí)間析孽,測量出的動(dòng)量越準(zhǔn)確搭伤,位置誤差就越大;位置越準(zhǔn)確袜瞬,動(dòng)量誤差就越大怜俐。這還沒有完,海森堡還發(fā)現(xiàn)了另一對(duì)不共戴天的冤家“共軛量”吞滞,E(能量)和t(時(shí)間):ΔE×Δt>h佑菩。這也就是說,測量能量測量得越準(zhǔn)確裁赠,時(shí)刻t就越發(fā)模糊殿漠;而時(shí)刻t測量得越準(zhǔn)確,能量E就開始大規(guī)模地起伏不定佩捞。甚至得出這樣的推論绞幌,在t非常確定的(非常短)的一瞬間,E就是非常不確定的一忱,即使真空中也會(huì)出現(xiàn)巨大的能量起伏莲蜘。這種能量是靠著不確定性憑空出現(xiàn)的谭确,它的確違反了能量守恒定律。但這一剎那很短票渠,在人們還沒來得及發(fā)現(xiàn)它之前逐哈,它就又消失了,所以萬幸问顷,能量守恒從整體來講還是可以維持的昂秃。
不確定原理,可以算作是確定性的終結(jié)杜窄。對(duì)經(jīng)典世界來說肠骆,不確定是令人惱怒的一件事,連平頭老百姓都知道這個(gè)世界就是在那兒的塞耕,這些物體都這么客觀實(shí)在蚀腿,物理學(xué)家們卻說我們不能同時(shí)測出他們的位置和速度,真是惹人恥笑的偽科學(xué)扫外!物理學(xué)家們坐不住了莉钙,有人提出隨著技術(shù)的進(jìn)步,我們終究能夠把微擾降到最小畏浆,至于精確地同時(shí)觀測位置胆胰、動(dòng)量終究是可以的。然而海森堡說刻获,問題出現(xiàn)在觀測這個(gè)動(dòng)作身上蜀涨,而非技術(shù)手段,只要觀測存在蝎毡,我們的公式就會(huì)判確定性以死刑厚柳,這是理論給出的限制而非什么實(shí)驗(yàn)誤差。
玻爾在這個(gè)基礎(chǔ)上又發(fā)展出來互補(bǔ)原理沐兵。玻爾發(fā)現(xiàn)不確定性原理是粒子和波中間的一種搖擺别垮,對(duì)粒子的屬性了解得多,對(duì)波的屬性了解得就會(huì)少扎谎,這是建立在不連續(xù)和連續(xù)兩者共同的基礎(chǔ)上的碳想。也就是說,電子不能不是粒子毁靶,也不能不是波——它必須同時(shí)是波和粒子胧奔。這不對(duì)啊,那它豈不是玩起了變臉的把戲预吆,有時(shí)是粒子龙填,有時(shí)是波。不,我們要撕去它的面具岩遗,我們要知道它的本質(zhì)到底是什么扇商。本質(zhì),玻爾說這就是關(guān)鍵宿礁,電子不存在什么本質(zhì)案铺,本質(zhì)是沒有意義的,電子究竟是什么依賴著我們的觀測方法窘拯,它不存在什么獨(dú)立于觀測的所謂本質(zhì)红且。就像我們可以給手機(jī)外殼換不同的顏色,你可以討論它的出廠的顏色涤姊,今天的顏色,昨天的顏色嗤放,但是手機(jī)并不存在一個(gè)“本質(zhì)的顏色”思喊,全憑你怎么裝(guan)配(ce)它。書中又給了一個(gè)白馬的例子次酌。我們問這匹馬是什么意思恨课,你當(dāng)然會(huì)說這是白色的。但是你旁邊的色盲同學(xué)會(huì)說這是紅色的岳服。大家指的是同一匹馬剂公,怎么可能既是白的又是紅的呢?你當(dāng)然會(huì)說那個(gè)人感覺顏色上有缺陷吊宋,他說的不是馬“本來”的顏色纲辽,可是,誰有知道你看到的就一定是“本來”的顏色呢璃搜?假如世界上有一半色盲拖吼,誰來分辨哪一半說的是“真相”呢?我們要是戴上紅色眼鏡这吻,還會(huì)觀測到紅色的馬呢吊档。如果上面這些都是狡辯,那我們技術(shù)性地討論一下唾糯,在人類運(yùn)用正常肉眼在不用眼鏡怠硼、在普通光線下,可以感受到這匹馬反射了400-760納米的混合的可見光移怯,所以我們認(rèn)為他是白馬香璃。我們論斷的前提就是在可見光譜區(qū)感受馬。人類對(duì)紫外線不敏感芋酌,然而蜜蜂對(duì)紫外線很敏感增显,對(duì)可見光就差一些,在它看來,這匹馬大概是一種藍(lán)紫色同云,而不是什么白色糖权。我們和蜜蜂誰對(duì)誰錯(cuò)?其實(shí)都對(duì)炸站,關(guān)鍵在于我們的觀測方式不同星澳。沒有客觀真相,只有觀測方式旱易,我們普遍認(rèn)同的所謂本質(zhì)禁偎,只是因?yàn)槲覀儾扇×祟愃频挠^測方式,并不指向什么終極真理阀坏。這就是互補(bǔ)原理如暖。
玻爾的互補(bǔ)原理連同海森堡的不確定性,玻恩的概率解釋忌堂,共通構(gòu)成了量子論的“哥本哈根解釋”的核心盒至,也是目前為止的正統(tǒng)主流,深刻影響著我們對(duì)整個(gè)宇宙的終極認(rèn)識(shí)士修。
本來到這兒也就可以了枷遂,正統(tǒng)的已經(jīng)學(xué)完,不過既然已經(jīng)開始棋嘲,不妨接著走下去酒唉。雖然我們已經(jīng)暈暈乎乎,但是沸移,對(duì)于這個(gè)答案我們還是不滿意痪伦。
起碼愛因斯坦是不滿意的。
我們稍微總結(jié)一下上面這些阔籽,沒有一個(gè)絕對(duì)客觀的外部世界流妻,無測量不存在(根據(jù)奧卡姆剃刀原理,存在但絕對(duì)測量不到笆制,那和不存在就沒有區(qū)別了)绅这。概率解釋和不確定性原理,合力搗毀了經(jīng)典世界嚴(yán)格的因果性在辆;互補(bǔ)原理和不確定性原理又一起摧毀了經(jīng)典世界的客觀性证薇。什么意思?確定的過程將導(dǎo)致不確定的結(jié)果匆篓,沒有觀測就沒有存在浑度。這太奇怪了,過程確定了結(jié)果當(dāng)然應(yīng)該確定鸦概,這不才是規(guī)律嗎箩张?至于客觀,我不看這個(gè)物體,他就不存在先慷,這恐怕是嬰兒的思維方式吧饮笛。曹天元這樣描寫量子論,“它是如此奇特论熙,難以想象福青,和人們的日常生活格格不入,甚至違背我們的理性本身”脓诡。那我們接下來從哪兒開始呢无午?就從觀測開始吧。
假設(shè)有一個(gè)電子祝谚,在我們不看它的時(shí)候宪迟,那它就是一個(gè)彌漫在整個(gè)空間的波,無處不在踊跟。但當(dāng)我們?cè)谒媲皵[一個(gè)屏幕的時(shí)候踩验,它就突然地變成一個(gè)老老實(shí)實(shí)的粒子,在屏幕上顯示出一個(gè)確定無疑的亮點(diǎn)商玫。從波到粒子這個(gè)過程中到底發(fā)生了什么呢,是如何突然就從波的無數(shù)可能性中間挑了一種牡借,一轉(zhuǎn)眼就變成粒子了呢拳昌。這個(gè)奇跡般的變化,就是哥本哈根學(xué)派口中的“塌縮”钠龙。我們?cè)贀Q一種說法炬藤,在你睜開眼睛之前,這個(gè)宇宙就是一灘波函數(shù)碴里,在你睜開眼睛的一瞬間沈矿,這些波函數(shù)隨機(jī)(嚴(yán)格按照波函數(shù)的概率強(qiáng)度隨機(jī))挑了個(gè)可能性,都塌縮了變得實(shí)在起來咬腋,形成了這大千世界羹膳。但是當(dāng)你一閉眼,他們又都變成了一團(tuán)波函數(shù)根竿。這種解釋甚至有些唯心陵像,物質(zhì)世界的存在與否竟然與你的觀測有關(guān)系,這不胡說八道嗎寇壳?荒謬得簡直不值一辯醒颖。
這哥本哈根解釋當(dāng)然是荒謬,愛因斯坦也是這么想的壳炎。但是這么多年的物理教育已經(jīng)把理性的種子埋藏在了我的靈魂深處(等等泞歉,靈魂理性嗎?……Σ( ° △ °|||)︴ ),在高中做物理題的時(shí)候我就意識(shí)到了腰耙,憑感覺是得不到正確答案的榛丢,所有答案必須都得經(jīng)受理論和實(shí)驗(yàn)的考察。有些答案看著非常離譜沟优,但是既然推導(dǎo)過程沒有錯(cuò)誤涕滋,那我們當(dāng)然要承認(rèn)它。即使是愛因斯坦的感覺也不行挠阁,得看推導(dǎo)宾肺、看實(shí)驗(yàn)。那我們接著往下走侵俗。
接下來锨用,愛因斯坦代表經(jīng)典世界和哥本哈根解釋的代表玻爾進(jìn)行了三次對(duì)決(著名的玻爾-愛因斯坦之爭),在三次思維實(shí)驗(yàn)上互相發(fā)難隘谣。結(jié)果增拥,愛因斯坦慘敗了,三次寻歧。我們不再介紹這三次實(shí)驗(yàn)的情況掌栅,只需要知道“荒謬”的量子論展示出了意料之外的強(qiáng)大的生命力。
在愛因斯坦的“上帝”走遠(yuǎn)了之后码泛,薛定諤站了出來猾封,他提出了一個(gè)在非常著名的實(shí)驗(yàn),“薛定諤的貓”噪珊。在一個(gè)不透明的箱子中晌缘,有一個(gè)原子,這個(gè)原子是隨機(jī)衰變的痢站,一旦它衰變磷箕,就會(huì)發(fā)出中子打碎毒藥瓶,使得同樣在這個(gè)箱子中的貓被毒死阵难。由于原子的狀態(tài)是不確定的岳枷,衰變是隨機(jī)的,所以在觀測之前多望,原子就處于衰變/不衰變的量子糾纏態(tài)嫩舟,而貓就處于死/活的糾纏態(tài),這只貓?jiān)谖覀兇蜷_箱子之前怀偷,既是死的又是活的家厌。但一旦我們把箱子打開烂琴,去觀察的時(shí)候作儿,貓的狀態(tài)就塌縮了,或者是死撬码,或者是活,必居其一掰吕。薛定諤通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)果覆,把微觀的原子和宏觀的物體(貓)聯(lián)系在了一起,他認(rèn)為半死不活這是不可能的殖熟。但是哥本哈根學(xué)派嚴(yán)肅地說局待,可能的,就是這樣菱属。好钳榨,那如果我們拋開倫理的限制,把一個(gè)人放在里面纽门,這個(gè)人總可以確定地回答自己到底是死是活這個(gè)問題了吧薛耻。no,no赏陵,no饼齿,不是這樣的,當(dāng)你把一個(gè)人放在里面的時(shí)候蝙搔,因?yàn)檫@個(gè)人是可以做出“觀測”這個(gè)動(dòng)作的缕溉,是可以“意識(shí)”的,所以波函數(shù)早就塌縮了吃型。
所以倒淫,實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵難道是人可以意識(shí),而貓不能意識(shí)嗎败玉?人能夠測量,從而意識(shí)镜硕,使得波函數(shù)塌縮运翼,死和活確定下來;而貓不能意識(shí)兴枯,所以只能任由自己半死不活地存在血淌。馮·諾依曼(聽著耳熟嗎?對(duì)财剖,計(jì)算機(jī)之父悠夯。)更是敏銳地指出,因?yàn)槲覀冇脕碛^測的儀器也是由不確定粒子組成的躺坟,那它也是波函數(shù)沦补,無論你用何種手段去測量,用儀器測量儀器咪橙,最后一臺(tái)儀器總是不確定的夕膀,這就是無限復(fù)歸原理虚倒。機(jī)器永遠(yuǎn)無法塌縮波函數(shù),而人能产舞,難道是因?yàn)槿藫碛小白杂梢庾R(shí)”魂奥?等等,意識(shí)易猫?自然科學(xué)耻煤,這個(gè)自詡為最客觀、最嚴(yán)苛准颓、最一絲不茍的最不能容忍主觀的法官哈蝇,現(xiàn)在竟然要把人類的意識(shí)/靈魂,放在宇宙的中心瞬场!這何止是瘋狂买鸽,這是純粹的唯心主義,稍微有些理性的人都會(huì)斷然拒絕贯被。意識(shí)決定物質(zhì)眼五?嗯,先別急著發(fā)笑彤灶,這其實(shí)挺“恐怖”的看幼,因?yàn)榱孔诱撛趯?shí)驗(yàn)上攻無不克,起碼目前是這樣的幌陕。哥本哈根解釋也是如此诵姜,最多有人說他“不完備”,但在某種層面上來說搏熄,事情就是這樣的棚唆。
來,我們思考一下這個(gè)問題心例,什么是意識(shí)宵凌?傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,意識(shí)是組成腦的原子群的一種“組合模式”止后。這種觀點(diǎn)下瞎惫,意識(shí)是由物質(zhì)決定的,只要一堆原子按照特定的方式排列起來译株,它就可以構(gòu)成我們的意識(shí)瓜喇,這里并不需要某個(gè)非物質(zhì)的“靈魂”來附體。我們對(duì)這種唯物的說法很滿意歉糜,但是對(duì)這種觀點(diǎn)的推論就未必如此了乘寒。
它的第一個(gè)推論是:意識(shí)可以被復(fù)制。如果我們的技術(shù)發(fā)展到一定程度现恼,我們就可以精確掃描你體內(nèi)的每一個(gè)原子的位置和狀態(tài)肃续,然后在另一個(gè)地方重新組合起來黍檩。那么,他和你是同一個(gè)人/和你擁有相同的意識(shí)嗎始锚?如果意識(shí)完全基于原子的排列模式刽酱,那么我們的回答無疑是yes!把某個(gè)位置的量子態(tài)原封不動(dòng)地傳送到第二者那里瞧捌,已經(jīng)是可能的了(量子通信)棵里,即使有個(gè)不可復(fù)制定理規(guī)定傳輸?shù)耐瑫r(shí)一定會(huì)毀掉本尊,這也沒什么可高興的姐呐。思考一下殿怜,拆掉一個(gè)你,再復(fù)制出來一個(gè)你(以原子形式傳輸?shù)搅硪晃恢弥匦陆M裝)曙砂,這個(gè)你是“原來的你”嗎头谜?
它的第二個(gè)推論是:因?yàn)檩d體本身不重要,載體蘊(yùn)藏的組合信息才是關(guān)鍵鸠澈,那么意識(shí)本身并非要特定的物質(zhì)基礎(chǔ)才能呈現(xiàn)柱告。比如,《老人與盒Τ拢》是用中文寫在紙上的际度,還是用英文刻在竹簡上的,對(duì)于故事情節(jié)來講并無區(qū)別涵妥。我們?cè)僦苯右稽c(diǎn)——意識(shí)并不一定要依賴于我們這個(gè)有機(jī)生物體的肉身而存在乖菱。假設(shè)我們大腦的所有信息都被掃描而存入一臺(tái)計(jì)算機(jī)中,這臺(tái)計(jì)算機(jī)嚴(yán)格地按照物理定律來計(jì)算這些分子對(duì)各種刺激的反應(yīng)而最終求出相應(yīng)結(jié)果以做出回應(yīng)蓬网,那么從理論上來說窒所,這臺(tái)計(jì)算機(jī)的行為完全等同于我們自身。那我們可不可以說這臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)際上擁有了我們的“意識(shí)”帆锋?對(duì)于一些實(shí)證主義者來說墩新,判斷“擁有意識(shí)”的標(biāo)準(zhǔn)便嚴(yán)格地按照這個(gè)“模式結(jié)構(gòu)理論”。一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)和一個(gè)人在幕后回答問題窟坐,如果幕前的人無法分辨出那個(gè)是真的人,那這個(gè)計(jì)算機(jī)就已經(jīng)擁有意識(shí)了绵疲。留個(gè)問題哲鸳,計(jì)算機(jī)復(fù)雜到何種程度才能夠被稱為有意識(shí)呢?
其實(shí)我們還可以做出其他推論盔憨,比如“意識(shí)是否可以在死后繼續(xù)存在”徙菠,在原則上我們認(rèn)為是可以的!只要我們保留有原子的排列資料郁岩,就像保留樂譜一樣婿奔,什么時(shí)候想要再次演出音樂缺狠,自然都是可以的。糾結(jié)在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)的意識(shí)萍摊,對(duì)我們波函數(shù)塌縮的討論其實(shí)沒啥作用挤茄。意識(shí)不能脫離肉體存在,就像軟件不能脫離硬件運(yùn)行冰木。意識(shí)不是什么客觀的存在穷劈,只是系統(tǒng)復(fù)雜到一定程度的客觀表現(xiàn)。文中這樣寫到“當(dāng)然踊沸,對(duì)于習(xí)慣了二元論的公眾來說歇终,試圖使他們相信靈魂或者意識(shí)只是大量神經(jīng)元的排列和集體行為是教他們吃驚的。對(duì)于徹底的唯物論者逼龟,試圖使他們相信意識(shí)作為一種特定的排列信息可能長期保存并在不同平臺(tái)上重現(xiàn)也是艱難的任務(wù)……然而對(duì)于大多數(shù)科學(xué)家來說评凝,這也許是一種理所當(dāng)然的推論”。
大家怎么看~對(duì)于唯物主義對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的這種深刻理解腺律,我倒是覺得意識(shí)決定物質(zhì)更好接受一點(diǎn)奕短!也許有個(gè)靈魂或者接受觀測決定物質(zhì),也沒啥不好的疾渣,因?yàn)榘凑战?jīng)典的圖景篡诽,宇宙的一切的一切早在它出生的時(shí)候就已經(jīng)決定了,我們只不過是按照不可抗的“命運(yùn)”運(yùn)行著的螺絲釘榴捡,是名副其實(shí)的“行尸走肉”杈女。一切都是寫好的劇本!這挺讓人沮喪的吊圾。萬幸达椰,作者推薦了一本書《皇帝新腦》,也許我們能在那里找到慰藉项乒。
讓我們?cè)僮鲆粋€(gè)意識(shí)的實(shí)驗(yàn)啰劲。惠勒提出了一個(gè)思維實(shí)驗(yàn)——“延遲實(shí)驗(yàn)”檀何,用以驗(yàn)證一個(gè)哥本哈根學(xué)派的正統(tǒng)推論:任何一種基本量子現(xiàn)象只在其被記錄之后才是一種現(xiàn)象蝇裤。并在5年后真的被付諸實(shí)踐,結(jié)果顯示我們?cè)诠庾映霭l(fā)前或者出發(fā)后再做出決定频鉴,對(duì)量子實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是沒有影響的(在觀測前栓辜,現(xiàn)象沒有被確定下來)。哥本哈根學(xué)派的推論是正確的垛孔。這意味著藕甩,宇宙的歷史,可以在它已經(jīng)發(fā)生后才被決定究竟是怎樣發(fā)生的周荐。宇宙可能是被一個(gè)有意識(shí)的觀察者創(chuàng)造出來的狭莱。雖然它在道理上已經(jīng)演化了100多億年僵娃,但是某種“延遲”使得它直到被一個(gè)高級(jí)生物所觀察才成為確定。我們的觀測行為本身參與了宇宙的創(chuàng)造過程腋妙!這就是所謂的參與性宇宙模型默怨。這是一個(gè)加強(qiáng)版本的人擇原理,回憶一下笛卡爾的“我思故我在”辉阶,不管我懷疑什么也好先壕,有一點(diǎn)我是不能懷疑的,那就是“我在懷疑”本身谆甜。不管這個(gè)宇宙有什么性質(zhì)垃僚,它必須使得智能生物可能存在其中,不然就沒有人來問這個(gè)問題了规辱。這個(gè)咄咄怪事叫做“自激活”谆棺,也就是“我們選擇了宇宙,宇宙又創(chuàng)造我們”這樣一個(gè)無限循環(huán)——意識(shí)的存在反過來又創(chuàng)造了它自身的過去罕袋。智商似乎已經(jīng)快要用盡了改淑,而且我們?cè)谔摶镁衬嘧闵钕荩贿^延遲實(shí)驗(yàn)的結(jié)果就擺著那兒浴讯,誰不信都可以再去重復(fù)朵夏。我們無法擺脫這個(gè)困境。
讓我們換幾種觀點(diǎn)玩玩吧榆纽。好消息是旅程快結(jié)束了仰猖,壞消息是沒有終點(diǎn)呵。下面還會(huì)出場的有多宇宙奈籽、退相干饥侵、多歷史、貝爾不等式衣屏,打算舍去隱變量躏升、系綜和弦論。
平行宇宙理論狼忱,或曰量子論的多世界解釋(MWI)是這樣說的膨疏,波函數(shù)沒有塌縮,事實(shí)上所有可能的結(jié)果都發(fā)生了钻弄,波函數(shù)是很多世界的疊加成肘。只不過那些世界中沒有智能生物去提問,所以淪為了“蠻荒宇宙”斧蜕。“薛定諤的貓”的問題也解決了砚偶,在一個(gè)世界是死的批销,再另一個(gè)世界是活的洒闸,遺憾的是其中有個(gè)世界沒有智能生物去看。這種說法是通俗的誤解均芽。我們從相空間說起丘逸,經(jīng)典粒子可以用六維相空間(這種高維空間就是相空間)中的一個(gè)點(diǎn)來表示(其中三維代表位置,三維代表動(dòng)量)掀宋,而對(duì)于量子理論中含有n個(gè)粒子的復(fù)雜體系來說深纲,6n維空間就可以描述(使用哈密頓方程),把經(jīng)典的相空間改造成復(fù)的希爾伯特矢量空間就行劲妙。這樣湃鹊,一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)就成了某個(gè)高維空間的一個(gè)點(diǎn)(或者矢量),這樣把復(fù)雜系統(tǒng)看做一個(gè)點(diǎn)對(duì)之后解決問題很有好處镣奋。MWI認(rèn)為根本沒有所謂塌縮币呵,任何孤立系統(tǒng)的波函數(shù)都嚴(yán)格按照薛定諤方程波動(dòng)演化,如果它開始時(shí)是疊加的侨颈,那它將一直是疊加態(tài)的余赢。關(guān)鍵就在于,宇宙雖然只有一個(gè)波函數(shù)哈垢,但是卻包含了很多互不干涉的子世界妻柒,系統(tǒng)的矢量是各個(gè)子世界中子矢量的疊加,各個(gè)子世界中的子矢量對(duì)應(yīng)著每一個(gè)薛定諤方程的可能的解耘分,就像是某個(gè)線段在某個(gè)方向上的投影举塔。那為什么我們觀測不到宏觀的疊加現(xiàn)象呢?退相干理論出場了陶贼。退相干理論發(fā)現(xiàn)啤贩,維數(shù)越高,他們正交的可能性就越大拜秧。二維平面痹屹,畫兩條直線,他們互相垂直的可能性不大枉氮,但是在一個(gè)例如維數(shù)上億的高維空間志衍,任意畫兩條線,他們正交的可能性是非常非常大的聊替。正交的意思就是矢量在兩個(gè)維度上的投影互不相關(guān)楼肪,不疊加,而對(duì)于低維的微觀粒子來說惹悄,正交的可能性就很小了春叫,他們很可能是“相干”的,互相疊加的/影響的。宏觀和微觀的關(guān)鍵區(qū)別在于暂殖,牽涉其中的自由度(維度)是不同的价匠。事實(shí)上觀測這個(gè)行為就是把一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器或人和電子牽扯到一起,維度高了呛每,自然退相干了踩窖,波函數(shù)的疊加也就無法看到了。MWI認(rèn)為所有的世界都存在于同一個(gè)物理時(shí)空中晨横,只不過它們的量子態(tài)的映射因?yàn)榛ハ嗾欢鵁o法彼此感受到自己洋腮。這個(gè)理論,重新帶我們回到了經(jīng)典的決定論手形,上帝終于可以把握一切啥供,不擲骰子了。但是這個(gè)理論并非所向披靡叁幢,它的一個(gè)推論是量子永生/量子自殺滤灯。這個(gè)推論指的是,因?yàn)榻M成刀的是一群符合薛定諤方程的粒子曼玩,那就存在一個(gè)不為0的概率鳞骤,使得你揮刀自盡的一瞬間發(fā)生了量子隧道效應(yīng),刀以某種方式穿過了你的脖子黍判,而你沒有死豫尽。按照多宇宙理論,所有的可能性都發(fā)生了顷帖,那就一定會(huì)有至少一個(gè)世界中你是活著的美旧,無論采用何種辦法自殺,總會(huì)有一個(gè)你的“主觀視角”活下來贬墩,其他的子世界中的你則死去了——可你永遠(yuǎn)感覺不到那些子世界榴嗅。如果多宇宙理論是正確的,那么我們得到的一個(gè)推論就是:一旦一個(gè)“意識(shí)”開始存在陶舞,從它自身角度來看嗽测,它就必定永生。
天肿孵,這似乎不必?cái)S骰子的上帝強(qiáng)到哪兒去唠粥。我們?cè)偃タ纯茨莻€(gè)名垂千古的貝爾不等式好了。
貝爾用經(jīng)典方法推導(dǎo)出了一個(gè)不等式停做,給出了經(jīng)典世界的極限:∣Pxz-Pzy∣≤1+Pxy晤愧。如果世界的本質(zhì)是經(jīng)典的,即1.定域的蛉腌,沒有超光速的信號(hào)傳播官份。2.實(shí)在的只厘,存在著一個(gè)獨(dú)立于我們觀察的外部世界,那么貝爾不等式一定是不可突破的舅巷。然而懈凹,1982年的阿斯派克特實(shí)驗(yàn),其結(jié)果突破了貝爾不等式(之后相繼有突破貝爾不等式的文章報(bào)道)悄谐。大家相顧無言,這意味著實(shí)驗(yàn)否決了經(jīng)典圖景的可能性库北,量子論的生命力強(qiáng)大得難以置信爬舰。愛因斯坦在死后又輸了一次。這并非與我們無關(guān)寒瓦,我們可憐的常識(shí)情屹,怕是也要一去不返了。
放棄實(shí)在杂腰,那我們就得承認(rèn)垃你,沒有一個(gè)絕對(duì)客觀獨(dú)立的外部世界存在。放棄定域喂很,那超光速的信號(hào)就可以存在惜颇,而超光速意味著回到過去的能力。呃少辣,就先這樣吧凌摄。我們最后來看看退相干歷史解釋是怎么說的。
穆雷·蓋爾曼認(rèn)為漓帅,和多世界理論相反锨亏,世界只有一個(gè),歷史卻有很多個(gè)忙干。歷史在物理學(xué)上意味著器予,系統(tǒng)經(jīng)過的一段時(shí)間以及在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的狀態(tài)變化。對(duì)于量子來說捐迫,所有可能的狀態(tài)都是相干的(互相關(guān)聯(lián)的)乾翔,它們的概率是不能直接相加的,但是由于退相干這一量子機(jī)制的存在弓乙,精細(xì)歷史在通過路徑積分末融,遍及空間和時(shí)間求和的時(shí)候,那些有干涉的項(xiàng)正好抵消了暇韧,得到的粗略歷史就是不相干的勾习!也就是可以相加的。(插一句懈玻,路徑積分和薛定諤方程巧婶、矩陣力學(xué)一樣,是量子力學(xué)的第三種等價(jià)的表達(dá)方式)所以,只要我們關(guān)注的歷史足夠粗略艺栈,我們就能得到最終的結(jié)果英岭。
也就是,我們其實(shí)有很多同時(shí)發(fā)生的最精細(xì)歷史湿右,當(dāng)細(xì)節(jié)被抹去诅妹,它們就退相干成為很多粗略的退相干歷史族。還是有問題毅人!根據(jù)抹去細(xì)節(jié)方法的不同吭狡,理論上存在著很多退相干歷史族,為什么我們偏偏只能看見一個(gè)丈莺?“歷史是否為真”似乎還是需要基于我們對(duì)歷史族的選擇…退相干歷史究其最大的努力划煮,也沒有把觀測者從理論中趕走。這與玻爾的哥本哈根解釋殊途同歸:宇宙中沒有純粹的客觀的物理屬性缔俄,所有的屬性都只能和具體的觀察手段連在一起講弛秋!
這個(gè)讓人困惑的量子,我們還是沒法給出更好的答案俐载,而旅程到這兒就可以結(jié)束了蟹略。必須強(qiáng)調(diào)的是,這篇摘抄中的語句99%都是抄自《上帝擲骰子嗎·量子物理史話》瞎疼,而非我的原創(chuàng)科乎。“抄”這篇文章的目的也是為了梳理脈絡(luò)贼急,方便理解茅茂、回顧,由于我水平過低太抓,科學(xué)上的不嚴(yán)密怕是多得令人發(fā)指空闲,忽略就好。感興趣的話走敌,有很多嚴(yán)密的資料碴倾、文章,網(wǎng)上都是搜得到的掉丽〉疲《自私的基因》《盲眼鐘表匠》《時(shí)間之矢》《皇帝的新腦》也是這種類型的好作品呵,感興趣的可以讀讀捶障。
看完這篇文章僧须,你要是還問我這個(gè)世界到底是咋回事,我就只能當(dāng)場吐血了项炼。能回答上來這個(gè)問題的担平,值得諾貝爾活過來親自把剩下的所有諾貝爾獎(jiǎng)都給他發(fā)了示绊。
那我讀這本書有什么用呢?盡量讀暂论,盡量理解唄面褐。
那你理解了嗎?可能理解了取胎,也可能沒有展哭,這得看你怎么“觀測”了,不如出幾道題來考考闻蛀,空口無憑討論理解不理解沒有“意義”摄杂。沒觀測到的不存在呵~ o(* ̄▽ ̄*)ブ
理解了有用嗎?呵呵循榆,夏蟲不可以語冰,沒用墨坚。好好說秧饮,有用沒有挺主觀的。人反正都是一死泽篮,活著真“有用”嗎盗尸?
莊生曉夢迷蝴蝶,人生如夢帽撑,一樽還酹江月╭(╯^╰)╮你其實(shí)并沒有理解前半句泼各。
(完)