世界不似你所见的样子

2022-12-20 19:43:03
标签: 量子力学 量子纠缠 万维钢

人的世界,有很多悖论,其中一个最大的悖论是:我们所见的或者所感受,跟真实世界的样子大不一样。举一些浅易的例子,比如我们认为地面或者海平面是平的,但实际上弯曲的(曲面);我们认为地球是静止的,但实际上它每天都在高速地自转与公转;等等。

当然这些事实现在已成为常识,但自20世纪初发展而来的量子力学,其揭示的真实世界即使是再理性的人,也为之感到不可思议。但世界就是这个样子。

量子力学揭示,世界是由量子(主要是电子)构成的,而量子完全不遵循我们宏观世界的那些规律。量子鬼魅般地存在,我们永远无法捕捉到一个量子,而只能勉强追踪到它运动的痕迹,同个量子可以同时出现在不同的地方,而且以超光速相互纠缠,比如距离无限远的两个相关量子,其中一个的任何变化马上导致另一个的相同变化。时间和空间这两个我们熟悉的常量,在量子那里丝毫不起作用。

量子力学有一个非常有名的思想设计:把一只猫关在一个密封的装有释放毒气开关的盒子,猫有百分之五十的可能会触碰那个开关,那么一段时间后猫是死还是活的?我们惯常的思维是,猫一定在盒子先死(或活),然后才是我们打开盒子见证这个事实。但量子力学的思维刚好相反,先是我们打开盒子见到猫是死(或活),然后猫才被迫作出选择(触碰或不触碰开关)。当然后来量子力学专家解释,这只是一个比喻甚至调侃,现实世界肯定是猫先死(或活)然后才是我们看到这个事实,但关在盒子里的如果是一个量子(如果关得住的话),那么一定先是我们测到量子的一个状态,然后量子才被迫在众多可能中选择这个状态(叫做量子表态或坍缩)。我们之所以不理解这个过程,是因为我们活在顺序的时间中,习惯了先有什么事情发生然后我们才看到它,但对于不在时空中的量子来说就没有这种限制了。

量子力学还揭示,我们认为的客观世界是不存在的,它只不过是无限多运动着的量子给我们的幻像,这样说来我们还不如天边瞬间形成的一片云。量子力学的结论惊世骇俗,但更令人惊骇的是它不断得到实验数据和观测材料的验证!

看来世界远比我们想象的浩瀚、深邃与复杂……


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