你的人生,经历过量子力学的淬炼吗

历史能给人智慧,未来能给人惊奇。

上周聊了古人,这周想聊聊神奇的量子力学。我是科幻爱好者,自然不会放过最前沿的科技。

在万维钢的精英日课第4季中,认真接受了量子力学的洗礼。用万老师的话说,就是:把你的大脑拿量子力学淬炼一遍,切身感受到新思想带来的纠结和不安,你的认知才能升级。

学着学着,我凌乱了。量子力学是关于我们生活的这个世界的本源的秘密。

感觉不是在学习物理科学,而是一次深刻的人生洗礼。整理了一下,分享给大家,跟我一起在奇幻之旅中淬炼一下吧。

爱因斯坦、玻尔、薛定谔、海森堡、狄拉克、泡利、德布罗意、费曼……等等,物理学界里最耀眼的英雄都为量子力学绞尽脑汁、激烈争论。其中,爱因斯坦到死都不相信自己推演出的结论,因为不符合他自己的《相对论》原理,可谓死不瞑目。

什么是革命呢?这个思想是如此之离经叛道,以至于连革命者本人都反对它,那才是真革命啊。

微观世界的东西似乎在遵循某些非常怪异的规则,比如:

绝对自由的粒子,同时身处世界所有的地方。它是一片无处不在的云,你在哪里都有可能遇到它。体会一下这个意境,什么叫自由

被墙挡住的粒子,可以穿过势能比它自身能量大的墙。这叫“量子隧穿”。量子隧穿在自然界是个普遍现象,它简直随处可见:核聚变、光合作用、细胞呼吸、DNA自我修复……都和量子隧穿有关。

泡利的“不相容原理”:一个原子的任何两个电子的四个量子数,不能完全相同。正是因为这个原理,电子们才不得不一个一个往外排。排到外层的电子决定了原子的各种化学性质。世界才会如此多姿多彩,万物才有了现在的样子。

世界上没有完全相同的两个东西。但是,在微观世界里,两个电子,却是完全相同的。这个概念叫做“全同粒子”,全同的意思是无法区分。

量子纠缠”——鬼魅般的超距作用。量子纠缠说明波函数是一种超越空间的存在。波函数似乎有一种神奇的感知能力,能随时知道空间各处的事情。正所谓,两情若是久长时,又岂在朝朝暮暮。

渡边慧的“时间对称解释”:不但现在可以影响未来,未来也可以影响现在,波函数向着未来和过去两个方向演化。庄周晓梦迷蝴蝶,望帝春心托杜鹃。是也。

惠勒的“交易解释”:每个粒子的波函数不是一个,而是两个。一个走向未来,一个走向过去。他们做了一次交易。

         …………

为了解释日常世界的“正常”,我们只能接受微观世界的“不正常”。换一个视角,也许应该说微观世界的那些怪异行为才是正常的,而我们在日常生活里的感知,都是大尺度带来的错觉。对于大数,人没有感觉,对于小数,人同样没有感觉。

也许真实世界中很多所谓的“不可能”,其实都是概率极其小的意思。要这么看的话,我们其实是生活在一个概率的世界中,每天都在“拥抱不确定性”。在理论上,只要数学允许,这个世界真的就像那句励志口号说的那样,“一切皆有可能” —— 只不过有些可能性实在太小了而已,我们没有机会恰好遇见。

要沿着这个思路往深了想,可能会有点胆战心惊。如果这个世界最底层的积木都是抽象的存在,都是数学结构,那这些积木组成的物体就算失去了全同性,不也仍然还是数学结构吗?也许我们身边的一切,包括你和我,都只不过是数学元素的排列组合而已

这么说的话,这个世界还是真实的吗?它跟电子游戏里的虚拟世界又有什么本质区别呢?

科学家们认为:量子力学最大的应用,是宇宙。

冯·诺依曼、加勒特·伯克霍夫说:这就是“全息宇宙”——我们所观测到的一切之所以让人感觉定律不足,也许是因为需要“更真实”的宇宙,更深层的现实。也可能是“量子逻辑”——宏观世界的逻辑并不适用于量子世界。

贝尔的“超级决定论”:人根本没有自由意志,一切事件都是从宇宙创生之初,就已经由物理定律决定了。你也是剧本的一部分!所谓,冥冥中自有安排,一切都是最好的安排。

史蒂芬·霍金:宇宙开始之前,只有空间而没有时间——既然没有时间,也就谈不上“之前”,这是真正的“无”的状态。宇宙处于一个量子叠加态,它可以有各种各样的历史,可以用一个波函数描写。然后突然之间,宇宙的波函数发生了坍缩,时间开始了。再后来才是爆涨,然后才演化出万事万物。这个“从无到有”的过程,便是《道德经》中的:“道生一,一生二,二生三,三生万物。”

霍金说:我们经历的只是宇宙众多可能的历史中的一个,甚至都不是可能性最大的一个。还有很多别的宇宙也无缘无故地起源了,不过它们大多数都会因为“爆”得不够好而立即消失, 而我们这个宇宙幸运地存活了下来……

中国科学院院士朱清时,把量子力学跟种种神秘主义力量、甚至佛学联系起来,说:“科学家千辛万苦爬到山顶时,佛学大师已经在此等候多时了!”

我倒觉得,其实是量子力学本就存在,宇宙产生之初就存在。只是以我们的认知无法理解。几千年前,宇宙想要给地球人类传递某些信息,各个地方各个文化背景下的某些智者或先知(或者叫被“宇宙选中的人”)捕捉到了这些信息,并用各自的文化符号表达出来传承下来,形成了我们现在知道的佛教、道教、易学、塔罗、占星等等神秘的玄学。而量子力学只是科学发展到一定的高度后,科学家们用科学实验物理定律论证了这些神秘现象产生的物理原因。随着科学技术的继续发展,也会有越来越多的神秘现象得到科学论证。因为,超乎寻常的论断需要超乎寻常的证据

是不是很烧脑?对量子力学的研究还在继续,对这个世界的探索也不会停止。

抬头仰望星空,我们都只是这个世界中的一粒微尘,不妨把自己当成某个完全自由的粒子,在某种神秘力量的牵引下游荡在广袤的宇宙中。在这个过程中,你与其他的自由粒子碰撞,有些插身而过,有些碰撞出新的能量,有些融合成新的整体成为另一个粒子……

成年人的学习成长,就是一次次被打碎,再一次次被重组,新知识新能量与旧的自我重新排列组合,融合成一个全新的自我。至于你是“爆涨”了还是“坍缩”了,就取决于你对新的自我的接受程度了。

对这个世界保持敬畏,又充满好奇,接受任何状态下的自我,就是最好的状态。

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