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深層解讀微觀世界的詭異現象,量子力學該如何詮釋?

2024-01-31科學

量子力學的核心是不確定性 ,這種不確定性被認為是微觀世界的固有內容,與測量儀器和測量精準度無關,是大自然的基本內容。也就是說,不管人類科技多麽發達,測量儀器多麽精準,都不可能讓不確定性變為確定性。

同時,所謂的不確定性還有另外一個核心,其實我們大可不必如此費力地試圖用儀器準確測量微觀世界,只需要簡單做一件事就行了:觀測。因為任何形式的觀測,都會導致微觀世界的不確定性發生塌縮,成為確定狀態。

而正是這種「 觀測行為會影響到量子狀態 」的事實,在物理學界引起了軒然大波,引起了巨大的爭論,不僅僅是科學範疇的爭論,甚至還伴有激烈的哲學層面的爭論。

在人類的傳統樸素觀念裏,總是傾向接受與日常生活經驗相符的自然規律,這其實也是本能的體現,某種意義上講也是生存的基本法則,就像生存是任何物種的本能一樣。

所以,當人們遇到超出或者違背我們日常生活認知的現象時,都會下意識地質疑反對,因為這些現象往往需要特定的抽象思維才可能理解並接受,而抽象的東西往往是很空泛的,人們往往更願意接受具體的事物,畢竟在我們日常生活中感受到的事物都是具體的。

在量子力學出現之前,物理學界有基本的共識:任何自然現象的發生一定有其原因,都是有規律可循的,其實這就是 因果定律,或者說決定論

但是量子力學的橫空出世,徹底顛覆了人們的傳統認知。在微觀世界裏,並不存在一個特定的量可以描述微觀世界裏的運動規律,我們必須放棄之前的決定論,用不可思議的不確定性去描述微觀粒子的執行規律。

不確定性原理告訴我們,微觀粒子的位置和速度資訊是不確定的, 我們不能同時獲取粒子的位置和速度資訊 ,這完全違背了我們的傳統認知。

在我們日常生活裏,比如說此刻你正坐在沙發上,悠閑地讀這篇科普文,你的狀態就很確定,就在沙發上坐著,位置和速度都很確定。

但假設你來到微觀世界,一切都大不一樣了。你可能在任何位置出現,甚至同時出現在兩個不同的地方,甚至會出現在宇宙的邊緣。總之你的資訊只能用機率去描述,只能計算出你在某個位置出現的機率是多少,不能確定你具體的位置和速度。

這其實就是 機率波詮釋 ,用來解釋薛丁格方程式中波函式的含義。而當我們要知道你具體在什麽位置時,就必須進行觀測,而在觀測的瞬間,你就會從「無處不在」的狀態,塌縮為唯一的確定狀態,出現在某個位置,這就是「 波函式塌縮 」。

對於波函式的機率詮釋,實際上就意味著人類徹底失去了預言的能力。之前人類一直堅信,透過物體目前的狀態,然後運用大自然法則,一定能預言出物體未來的走向,但如今看來,似乎是不可能了。

結果就是,人類就像算卦的,我們只能說一些含糊其辭的話,而那個讓人們堅信不疑的科學,也徹底淪為模棱兩可的不確定的思想概念。

但問題是,如果我們只能被迫用量子力學描述客觀世界,又會讓人難以接受,因為量子力學描述的世界太難以想象了,太讓人難以接受了。而我們不得不承認的是,量子力學中的那些詭異現象,由不確定性延伸出來的 量子纏結,量子穿隧效應,疊加態 等現象確實存在,讓我們不得不接受。

而最讓人難以接受的是,測量竟然會影響最終的結果。而且,測量的機率只是一個數學量,而不是物理量,具體來講就是,主體與客體透過測量過程中的交互作用體現出來的結果。

在測量過程中, 主體與客體不再具有明確的分界線 ,變得越來越模糊,暗示著量子力學體現的不再是客觀性,還有很內送流量備援容錯機制觀因素在裏面。

說白了就是,我們一直以為客觀世界是固若金湯般的存在,而如今客觀的世界似乎也變得模糊起來,世界的客觀與否竟然與我們的主觀意識有關聯,人類的意識竟然會影響到世界的存在方式。

或許用「 意識影響結果 」會有一種唯心思想,但起碼觀測行為肯定會影響周圍事物的表現形式,影響世界的真實面目。

也就是說,這個世界到底是什麽樣子的,取決於我們的觀測。當我們不觀測時,世界就是一片模糊狀態。而當我們觀測的瞬間,世界就塌縮為唯一的確定狀態。

這與遊戲世界的程式設定何等相似!為了節省資源,降低荷載,遊戲程式都會這樣設定,只渲染遊戲人物出現的畫面,或者觀測到的畫面。觀測不到的畫面都會模糊化處理,其實就是空無一物的虛空狀態。

難道我們就是生活在一個虛擬世界裏 ?我們所看到的的一切,包括人類自己,都只是虛擬程式?

細思極恐,不敢再想下去了!

當然,所謂的「虛擬世界」也只是我的設想,也不必太當真,我們還是需要回到科學層面來解讀量子力學。

不管量子力學的底層邏輯到底是什麽,可以肯定的是,單憑我們的日常生活經驗是無法理解微觀世界的,也意味著我們的生活經驗一定具有很大的局限性,並不一定可靠。

甚至可以這樣講,如果想到量子力學的底層邏輯,一定要拋棄我們的日常生活經驗,不讓傳統觀念束縛住我們的思維。

或許,我們需要重新審視世界的客觀性和物質的實在性,起碼需要有不同的標準去衡量客觀性和實在性。而量子力學似乎早就告訴我們, 所謂的客觀性和實在性其實存在於我們的觀察中,並不存在一個完全獨立於我們精神世界的完全對立的客觀世界!

也就是說,我們自認為客觀真實的物質世界,很可能只是依賴於我們的精神世界而存在,客觀世界的真實性本質上是以生命的感受為基礎的,而量子世界裏的各種詭異現象,或許也只是生命個體意識活動過程中的綜合反映!

說來說去,似乎又回到唯心層面。雖然主流科學界一直強調世界是唯物的,但從來不否定也不質疑唯心思想。畢竟唯物與唯心都是人們認知世界的方式而已,本身並沒有對錯之分!

完!