读《量子之谜》后的一点思考
为了重构自己的知识体系,这段时间恶补了一点科普性知识。昨天在图书馆借了本《量子之谜》,这本书写得不错,翻译得也不错。基本上是一鼓作气读完的。读完书,照样得总结一下:
1)对于“薛定谔的猫”:
量子处于叠加态(猫是死的,也同时是活的),经由“观察”向确定态塌缩(瞬间,不用时间,超越光速)。从理解上来说也好理解,因为可以想象有一种爱因斯坦的“幽灵”在作用。但我的问题是这种经由“观察”而产生的塌缩是如何作用的,或者说是如何选择的呢?因为我们总能观察到最终的确定结果(对于盒子对来说,观察到的结果总原子是要么在A,要么在B)。虽然说在没有“观察”前,原子以波函数存在。“波场”是一种概率,是一种观察者可以观察到原子的在某个位置出现的概率。对于确定的观察结果,原子在“A”中,那么波场是如何瞬间以何种方式选择塌缩到A的呢?
2)量子理论与意识
量子理论是一种非常有意识的理论,一方面,应用越来越广泛,比如激光技术,晶体管技术,磁共振成像,量子计算机,量子通讯等。书中说的全球经济的三分之一都是基于量子理论。但另一方面,量子理论又非常不好解释,因为它颠覆了我们已有的直觉性的东西。对“实在性”和“可分性”提出了严重的挑战。“原子”不是“实在”,由此会导出我们这些人也不是“实在”的观念,估计你我都不太能接受。虽然量子理论的哥本哈根学派解释采用实用主义的态度,只关注量子理论的物理性和实用性,而不去理会量子理论的哲学性--量子与意识的纠缠。这种处理方式虽然比较务实,但既然量子理论不可避免的会遭遇到“意识”,我觉得逃避不是一种好的态度。
哥本哈根学派解释,把现实世界分为微观世界和宏观世界,微观使用量子理论,宏观适用经典理论(相对论),但从逻辑上就是有问题的,你如何界定微观和宏观呢(可以用大小悖论来思考)。本质上,量子理论既适用于微观也适用于宏观。
根据二维世界和三维世界的类比,我最初觉得量子的不确定性或许是维度的问题,在三维世界的规则运动,在二维世界可以看成是随机的。但经过思考,觉得不太能解释宏观下的这种确定性和微观下的不确定性的并存问题,因为如果微观的原子可以处在4维世界(时间算另外的第5维),那为什么其构成的宏观物体却确定在三维世界呢?无法解释。当然,如果从投影的角度去理解,也可以解释这种不确定性和确定性问题,不确定性是因为有4维,我们所处的本身是4维,但我们能感知的却是3维。但随之而来的是我们的世界仅仅是“影”而非“实在”。这也很难理解。
现在的量子实验可以证实物体可以同时处于“两种”状态,但随之而来的是物体可以同时处于“N”态么?平行宇宙?这个解释也很难说服人的。
3) 量子纠缠
两个“对象”具有波函数叠加在一起就是量子纠缠,纠缠在一起的两个“量子”可以有神秘的“相互作用”(作用不需要时间,如孪态光子“),虽然以此为理论基础的”量子通讯已经可以达到150公理距离量级。但理解起来还是比较吃力。
4)在干涉试验里还有一个地方不是很理解,如果说干涉是因为光子能同时具有两种状态,单缝干涉体现粒子性,双缝干涉体现其波性。这种确定是由于“观察”决定,问题是,在实际试验中,这些光在已经被够我们所“观察”。能否说明光子在干涉实验前已经是确定态呢?如果是,何来干涉?
当然,还是期待未来,不久的未来能给予我们以明确的答案。无论我们是否具有“自由意志”都能坦然接受。
5)谁是“观察者”
如果不存在“实在”,问题就来了,观察者是谁呢?是有“意识”的我们还是?
6)真的随机么?
对于古典概率,我们一般假设抛硬币的结果是正面和反面的结果是随机的。问题就来了,这种水机是如何水机的呢?本质上,量子概率也一样具有这种疑问。比如在实际抛硬币中,如果能综合手,硬币和环境的各种因素,硬币还会是随机的出现正反面么?
后记:量子思维,也应是一种创新的思维。在实际应用领域,哥本哈根学派的做法还是相当的明智。
解释什么?做出来再说!