讀《量子之謎》後的一點思考

2021-07-01 18:55:17 字數 1746 閱讀 1607

為了重構自己的知識體系,這段時間惡補了一點科普性知識。昨天在圖書館借了本《量子之謎》,這本書寫得不錯,翻譯得也不錯。基本上是一鼓作氣讀完的。讀完書,照樣得總結一下:

1)對於「薛丁格的貓」:

量子處於疊加態(貓是死的,也同時是活的),經由「觀察」向確定態塌縮(瞬間,不用時間,超越光速)。從理解上來說也好理解,因為可以想象有一種愛因斯坦的「幽靈」在作用。但我的問題是這種經由「觀察」而產生的塌縮是如何作用的,或者說是如何選擇的呢?因為我們總能觀察到最終的確定結果(對於盒子對來說,觀察到的結果總原子是要麼在a,要麼在b)。雖然說在沒有「觀察」前,原子以波函式存在。「波場」是一種概率,是一種觀察者可以觀察到原子的在某個位置出現的概率。對於確定的觀察結果,原子在「a」中,那麼波場是如何瞬間以何種方式選擇塌縮到a的呢?

2)量子理論與意識

量子理論是一種非常有意識的理論,一方面,應用越來越廣泛,比如雷射技術,電晶體技術,磁共振成像,量子計算機,量子通訊等。書中說的全球經濟的三分之一都是基於量子理論。但另一方面,量子理論又非常不好解釋,因為它顛覆了我們已有的直覺性的東西。對「實在性」和「可分性」提出了嚴重的挑戰。「原子」不是「實在」,由此會匯出我們這些人也不是「實在」的觀念,估計你我都不太能接受。雖然量子理論的哥本哈根學派解釋採用實用主義的態度,只關注量子理論的物理性和實用性,而不去理會量子理論的哲學性--量子與意識的糾纏。這種處理方式雖然比較務實,但既然量子理論不可避免的會遭遇到「意識」,我覺得逃避不是一種好的態度。

哥本哈根學派解釋,把現實世界分為微觀世界和巨集觀世界,微觀使用量子理論,巨集觀適用經典理論(相對論),但從邏輯上就是有問題的,你如何界定微觀和巨集觀呢(可以用大小悖論來思考)。本質上,量子理論既適用於微觀也適用於巨集觀。

根據二維世界和三維世界的模擬,我最初覺得量子的不確定性或許是維度的問題,在三維世界的規則運動,在二維世界可以看成是隨機的。但經過思考,覺得不太能解釋巨集觀下的這種確定性和微觀下的不確定性的並存問題,因為如果微觀的原子可以處在4維世界(時間算另外的第5維),那為什麼其構成的巨集觀物體卻確定在三維世界呢?無法解釋。當然,如果從投影的角度去理解,也可以解釋這種不確定性和確定性問題,不確定性是因為有4維,我們所處的本身是4維,但我們能感知的卻是3維。但隨之而來的是我們的世界僅僅是「影」而非「實在」。這也很難理解。

現在的量子實驗可以證實物體可以同時處於「兩種」狀態,但隨之而來的是物體可以同時處於「n」態麼?平行宇宙?這個解釋也很難說服人的。

3) 量子糾纏

兩個「物件」具有波函式疊加在一起就是量子糾纏,糾纏在一起的兩個「量子」可以有神秘的「相互作用」(作用不需要時間,如孿態光子「),雖然以此為理論基礎的」量子通訊已經可以達到150公理距離量級。但理解起來還是比較吃力。

4)在干涉試驗裡還有乙個地方不是很理解,如果說干涉是因為光子能同時具有兩種狀態,單縫干涉體現粒子性,雙縫干涉體現其波性。這種確定是由於「觀察」決定,問題是,在實際試驗中,這些光在已經被夠我們所「觀察」。能否說明光子在干涉實驗前已經是確定態呢?如果是,何來干涉?

當然,還是期待未來,不久的未來能給予我們以明確的答案。無論我們是否具有「自由意志」都能坦然接受。

5)誰是「觀察者」

如果不存在「實在」,問題就來了,觀察者是誰呢?是有「意識」的我們還是?

6)真的隨機麼?

對於古典概率,我們一般假設拋硬幣的結果是正面和反面的結果是隨機的。問題就來了,這種水機是如何水機的呢?本質上,量子概率也一樣具有這種疑問。比如在實際拋硬幣中,如果能綜合手,硬幣和環境的各種因素,硬幣還會是隨機的出現正反面麼?

後記:量子思維,也應是一種創新的思維。在實際應用領域,哥本哈根學派的做法還是相當的明智。

解釋什麼?做出來再說!



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