2011年7月,在奥天时安好的特劳恩湖畔召开的一次集会中,主理方举行了一次问卷观察,请求参会者就集会的主题举行表决。你大概感到这个成绩该当早在集会之前就搞定,可是由于集会的大主题是量子实际,以是多了必定水平的不断定性。集会称号为“量子物理与理想的实质”。到场问卷表决的是3 3名预会的物理学家、数学家和哲学家。此次表决激发了一系列关于两者之间干系的悬而未决的成绩,此中之一是:你最爱好的量子力学表明是甚么?
“最爱好”这个词语重心长。迷信不是只取决于尝试和察看,而与个人爱好有关的吗?可是,持久以来,量子物理尝试就其自己的意义固执地缄默着,我们所能做的,就是不竭阐扬预见和直觉的力气。固然,还要爱护每一个奇思妙想。问卷只供给了11个选项,包含“其他”和“无”在内。
最受欢送(占问卷的42%)的实际是尼尔斯·玻尔、维尔纳·海森堡与他们的同事在量子实际初期提出的哥本哈根表明。其他的选项你大概都没传闻过,比方量子贝叶斯模子实际、坍缩实际等。大概,你大概连哥本哈根表明也没有传闻过。排名第三(占1 8%)的是多天下实际表明(MWI),我但愿你对此能有所耳闻,由于多天下实际是今朝最有魅力和最受欢送的一种实际。该实际以为,每一个人都有多重自我,生活在差别的宇宙层面,极可能过着一种我们曾胡想但没法完成(或不敢完成)的生活。谁能抵挡住这类设法的勾引呢?
但是,我们必要顺从这类勾引,由于多天下极可能其实不实在存在、没有人可以对此举行证明,乃至这个概念大概底子不是真实的迷信。这些责备都是有理有据的,但我们顺从的来由是,该实际不管在哲学上仍是逻辑上都是不连接的。没有比沃尔夫冈·泡利的话更无力的辩驳了:它乃至连过错都配不上。
可是,仍是有如斯多的拥趸自豪地跟随着它。这是为何呢?为了懂得这一点,我们起首必要大白,为何在量子力学出生1 0 0多年后的本日,迷信家还凑集在一路会商它的意义。
虽然底子不牢,量子力学仍是获得了宏大乐成。究竟上,你很难找到一个比它更乐成的实际了。它能以惊人的切确度预言各类景象,包含穿过差别通明度的玻璃看到的草地和天空的色彩、酶的任务道理以及太阳是若何发光的。
这是由于它在很大水平上是一种技能:用一系列步伐计较在构成物资的亚原籽粒子的地位和能量差别的前提下,物资具有甚么样的属性。计较非常庞大。对任何比氢原子庞大的事物,我们都必要用到简化和取近似值这两种办法。这类做法很是牢靠。是以,本日绝大大都使用量子实际的物理学家、化学家和工程师不必再舟车劳累地去参与集会会商理想的实质了。就像物理学家戴维·默明所说,他们能够很好地展开任务,必要做的就是“闭上嘴巴,开端计较”。
可是,方程式仿佛在夸大一些奇异的工具。这些方程式指出,极端巨大的实体,比方原子和亚原籽粒子,能够同时呈现在差别的地位。一个电子仿佛能够同时穿过两个孔,并像波一样搅扰本人的活动。并且,我们也没法悉知一个粒子的各个方面:海森堡的不断定性道理不答应呈现如许完满的常识。并且,两个粒子能够穿越广袤无垠的宇宙彼此影响,仿佛(实践上并不是如斯)有违爱因斯坦的广义绝对论。
在我们举行察看之前,统统都只是大概。而当我们翻开盒子后,全部的大概性都让位于单一的实在。
对此,大大都量子迷信家只能承受,而不再持续争辩。真正使定见发生不合的是如许一个究竟,即这一实际仿佛与我们能够“从内部研讨”的客观实在有关。这一概念从一开端就盘踞了迷信的中间地位,但是量子力学却保持以为,我们没法在不影响丈量物的条件下丈量某个物体。这其实不是活络度的成绩,还要比这底子很多,稍后我会对此举行表明。
最广为利用的量子数学方程是由薛定谔在2 0世纪2 0年月提出的。该方程引入了一个笼统的观点,即波函数。波函数能表示量子工具——比方粒子——的全部信息。固然没法表示工具的属性,但波函数能统计出该工具全部大概的属性以及它们的绝对几率。这些大概中,哪一个是实在的?这里的电子仍是那边的电子?我们能够经过察看得出谜底。那末成绩来了:量子力学仿佛正在报告我们,恰是由于察看——以及丈量——才迫使宇宙随机做出决议。在我们察看之前,存在的只是随机性。当我们翻开盒子(此处的“盒子”指薛定谔出名的思惟尝试中装有一只猫、一个装有氢化氰气体的玻璃烧瓶和一个放射性原子核的封锁盒子——译者注),这些随机性就让位于单一的、断定的实在:即一种被称作波函数坍缩的景象。究竟上,波函数坍缩其实不是实际的一部份,它只妙手动参与,这也是让人最不称心的一点。
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