量子世界观
真难以想象，量子力学统治现代物理已经快100年了，我们大多数人仍然生活在牛顿力学的世界里——我们的思想仍然处在牛顿世界观中。
01亚里士多德世界观和牛顿世界观
概括来说，人类世界观的发展主要分两个阶段：
第一阶段是亚里士多德世界观，从亚里士多德死后的公元前300年，一直到17世纪，西方世界都在沿用这个世界观。
第二阶段是牛顿世界观，从17世纪牛顿提出万有引力和三大定律开始，直到现在，全世界基本都在用这个世界观。
我们先来看一下亚里士多德世界观。这个世界观内容很庞杂，但最核心的部分有3点：
- 地球是宇宙的中心，月球、行星、太阳都绕着地球转；
- 世界由五种元素组成，分别是地球上的土、水、气、火，以及地球外的“以太”；
- 万事万物都有自己存在的目的，比如，你扔出一块石头，最后石头会落向地面，是因为石头/土元素存在的目的就是朝宇宙中心——地球移动。
除了这3点外，亚里士多德世界观还有很多别的内容，涉及伦理道德、政治、生物、心理等。很多宗教也沿用了这套世界观，比如犹太教、基督教、伊斯兰教，都基本认同这个世界观。
由此可见，亚里士多德世界观对西方世界的影响有多大。这个世界观一直统治了西方世界两千年。
直到17世纪后，另一位神一样的人物出现了，他就是牛顿。
牛顿一生最大的成就，就是提出万有引力和牛顿三定律。也正是这几项重大的科学成果，构成了牛顿世界观，称为人类世界观发展的第二阶段。
牛顿世界观的内容也非常多，而且很多和亚里士多德世界观是冲突的。比如，地球绕着太阳转，宇宙中有一百多种基本元素，物体主要依靠万有引力等外在力量运行等等。这些观点都跟亚里士多德完全不同。
笼统地说，我们可以把亚里士多德世界观比喻成一个有目的的有机体，把牛顿世界观比喻成一台精密运转的机器。
亚里士多德世界观的核心是地心说和目的论，而牛顿世界观的核心是，地球是自转的，物体主要依靠外在力量运行。
大家可能会说，历史上有无数科学家和哲学家，而我们每个人都有自己不同的世界观，怎么能说大家都用亚里士多德和牛顿世界观呢？
原因在于，他们是所有世界观里的“核心拼图”。
这就像我们玩的拼图游戏，他们是放在最中心的“核心拼图”，其他理论只是围绕在周围的边缘拼图。把边缘拼图替换掉，是相对容易的。
但如果“核心拼图”被证明是错的，那么整张拼图都会出问题，整个世界观也会全面崩溃。比如，亚里士多德世界观的“核心拼图”是地心说，但后来人们发现地球并不是宇宙的中心，这时整个亚里士多德世界观就发生了改变。
也是因为这个原因，牛顿不但为工业革命创造了一把科学的钥匙，而且对人类社会和政治也受到了世界观变化的影响。
比如，亚里士多德世界观带有很强的目的论，同时对阶级有明确的分层。类似于，物体在宇宙中有其自然的位置，人在社会里也有自己的位置。国王就该是国王，平民就该是平民，大家应该承担与生俱来的责任，发挥各自的价值。
但在亚里士多德世界观被推翻后，近代西方世界开始了一波又一波的政治革命，人们开始强调个人权力至上，强调民主、平等。
所以，人的世界观并不是由一条条清单一样的观点构成的，而是类似拼图一样的存在。如果世界观的“核心拼图”是错误的，那么整套世界观就会被彻底颠覆。
重点说一下爱因斯坦。虽然他提出了相对论，并且他的光子论是量子力学的基石之一。但爱因斯坦有句名言“上帝不掷骰子”，这充分体现了在他的世界观里，世界是严格按照确定的规律运行的，分毫不差（决定论），仍然和牛顿一脉相承。
这种世界观上的冲突让爱因斯坦走到了量子力学的反面，针锋相对，屡败屡战。
02量子力学统治现代物理
量子力学是当今最伟大的人类智力成就之一，与相对论一起支撑起当今物理学的整个大厦。
我想强调量子力学的理论是完备的，100多年来经受住了各种检验。而且，它应用已经非常广泛了。
在许多现代技术装备中，量子物理学的效应起了重要的作用。从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置；对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明，最后为现代的电子工业铺平了道路。在核武器的发明过程中，量子力学的概念也起了一个关键的作用。
举个直观的例子。如果用量子算法来加密和解密，与传统的算法有什么不同呢？
1994年，贝尔实验室的创造了一种可以有效地分解大数的量子计算机算法。如果用传统计算机分解一个250位的数字，就算全世界所有的计算机一起联合工作，也要花上几百万年的漫长时间。但如果用量子计算机的话，只需几分钟！
不但破解能力威力无比，它还可以用于一种永无可能破解的量子加密（quantumcryptography）。用它加密的卫星传输，一旦被人截获，我们能立即（同一时间）知道。
从理论上来说，我们完全可以从最小的量子中获得计算整个宇宙的能力。如果这一天真的到来，也许我们真的就可以跨过奇点，迈入一个完全无法想象的科技新时代。
03量子力学的各种解释
虽然量子力学取得了巨大的成功，但对它的解释，尤其是从微观到宏观如何转换，却违反人类的感觉，连爱因斯坦也始终接受不了。
难怪量子力学领头羊波尔说，“要是谁第一次听说量子力学时没有发火，这说明他还没有理解量子力学”。
目前，量子力学至少有六种主流理论。我们以著名的薛定谔的猫为例，来看看他们如何解释如果光子又是粒子又是波，那么薛定谔的猫为什么不是又死又活？
- 哥本哈根理论：猫的确又死又活，只不过在我们观测的时候“坍缩”了；
- MWI多宇宙理论：有两只猫，它们在一个宇宙中活着，在另一个宇宙中死去；
- 隐变量理论：猫从未又死又活，它的死活由看不见的隐变量决定；
- 系综解释理论：单只猫的死活是无意义的事件，我们只能描述无穷只猫组成的“全集”；
- GRW（自发定域理论）：猫因为太胖（10^27个粒子）引起自发定域，经过极短的死/活叠加态后非死即活；
- 退相干历史：死猫和活猫是同一只高维空间的猫在两个低维空间的投影。
无论哪种解释都很有很多很奇怪的推论和不足之处。我个人觉得哥本哈根学派的理论最反常识但最完善，多宇宙理和退相干历史论脑洞最大最有趣。
04 量子世界观
量子力学更重要的意义在于，它颠覆了主流的牛顿力学世界观，逼迫人类重新认识世界，构筑新的世界观核心拼图。
这一点它超越了相对论，因为相对论虽然颠覆经典物理的时空观，并未从根本上颠覆经典物理学体系，仍然认为世界是严格按照确定的规律运行的（决定论）。
而量子力学是对决定论世界观的反驳，彻底从哲学层面对人类认识世界的态度进行了颠覆。也就是说，世界并不是按照严格的绝对的因果关系运行的，概率潜藏在宇宙的底层逻辑之中。主要体现在三个层面:
第一，量子的概念，动摇了人类对世界是无限可分的平滑性假设。
量子力学的基础性假设是，能量在发射和接受的时候，不是连续不断，而是分成一份一份（普朗克常数）。这动摇了我们对这个世界的基础性认知。
比如，我们相信走了1米时，中间一定经过了一个0.888米的位置。现在量子力学说，不对，这个过程并不是连续的，而是一段一段累加在一起的（比如一厘米），只不过这一段很小，小到你察觉不到而已，但它绝对不是无限可分的。
牛顿经典力学、麦克斯韦电磁学，甚至于爱因斯坦的广义相对论，都是建立在微积分的基础之上，而微积分的根本性假设，就是无限可分性。因此这个颠覆是把整个经典物理学地基连根抽掉。而且从目前的科学认知来看，它是对的。
同样，时间也是“不连续”的。也许我们以为刚才是自己走神了一会，其实是时间真的跳跃了。
第二，单电子双缝实验，揭示了微观粒子的随机分布性，动摇了决定论。
我们无法确定单个电子具体会落在哪里，但大批量时，会呈现统计上的概率性分布。就好比说，我们丢硬币时，单次是既正又反状态，但在大样本统计下，正和反出现的次数基本相等，因此我们说，单次正或反的概率为50%。
从牛顿经典力学以来，人类塑造了这样一种世界观，即宇宙是一台精密的机器，每一个零件和每一个动作，都严谨地根据牛顿力学方程在有条不紊地运行着，我们只要把握住了足够多的“因”，就一定能够预测任何时间和地点上发生的“果”，也就是决定论。
现在量子力学说，我们无法准确的知道电子的行为，只能找到电子出现的概率。就算我们拥有最强大的计算机可以计算一切电子的一切初始条件和环境影响，我们还是不能够预言电子最后的准确位置。
这种不确定不是因为我们的计算能力不足，而是物理定律本身内部的属性，概率深藏在宇宙的底层。这个结论，在根本性上动摇了决定论的哲学观。
第三，海森堡测不准原理，提出了我们不但无法准确预测电子的最终状态，甚至于我们都无法完全测定电子的初始状态，从而动摇了实在论。
量子力学说，同时观测电子的位置和动量是不可能的。我们测量一个事物，一定需要“测量”，比如“看见”，用的是光去接触。当我们测量宏观物体时，光对物体的影响忽略不计。
但是在微观层面，光子对电子的影响极大，当我们需要较高精确度的时候，就需要测量光的波长越短，频率越高。根据普朗克的量子假设，频率越高能量越大，对电子的影响越大，即测量精度越精确，对电子的扰动越巨大。
也就是说，我们的观测本身，影响了被观测的事物，主体与客体的界限被打破了，主客一体，哲学上说的独立于我们认识和观测之外的客观存在，也就是实在论，在微观尺度上，面临了根本性挑战。
量子力学，从三个大的层面，打破了经典物理的世界观体系，量子性打破了世界是连续性的假设，动摇了微积分的基础，概率性动摇了哲学的决定论思维。
上帝是在掷骰子的！不确定性颠覆了实在论观念，主体是会影响客体的，不存在一个绝对客观的实在。
煊赫一时的经典物理大厦轰然倾倒，而我们牛顿世界观的核心拼图已经不复存在。
我们注定不得不重建一个基于量子力学的新世界观，这会影响到世界上的每一个人。没错，这不光是科学家的事，也是我们每个人的大事。
05 几点猜想
世界观是一个很大的话题，”量子世界观“这个词更是我的凭空猜想。但因为这个问题和每个人都息息相关，我说说自己的几点想法，欢迎讨论拍砖：
世界充满随机性：没有什么是确定的，黑天鹅总会发生。一块石头突然变成金子是可能的，只是概率很小。
世界是不可知的：大部分的东西是理论上不可观测，不可知的，哪怕仪器再精密。
世界不是无限的：我们被封印在一栋大楼里，向上的极限是138亿光年（宇宙年龄之外的距离是无法沟通的），向下的极限是电子的量级（无法再深入观测细节），这中间的空间就是我们有限的可观测宇宙。
因果论并不成立：物理属性取决于观测方式，这摧毁了经典世界的（严格）因果性
世界不是客观的：物理属性取决于观测方式，也捣毁了世界的（绝对）客观性。即意识改变世界（心外无物心外无理？）
光速不是最快的：量子力学认为存在比光速快的粒子，只是没有能量和信息，所以不违反相对论。
佛陀可能是对的：多宇宙让人联想“六道轮回“；微观世界类似星系的结构很像“一花一世界，一叶一菩提”；退相干论让人想象佛陀的N维智慧，一念三千。
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