双缝干涉实验,你可能在很多地方都听说过,什么"最恐怖的物理实验"、"意识改变物质"、"世界是虚拟的证据",说得神乎其神,好像这个实验一出来,我们的世界观就要崩塌了一样。
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说实话,我一开始接触到这个实验的时候,也是头皮发麻。什么?我看一眼,结果就变了?这不是玄学吗?
但是,如果你真的深入了解了这个实验,了解了量子力学的基本逻辑,就会发现,它虽然反直观,但并不"恐怖",更不是什么玄学。它只是揭示了微观世界的运行规律,而这些规律,和我们宏观世界的经验,完全不一样。
说白了,我们觉得它"恐怖",只是因为我们的直觉,都是在宏观世界里建立起来的。用宏观世界的直觉,去理解微观世界的规律,不崩溃才怪。
接下来,我会一步步带你走进这个实验,尽量用最通俗的语言,讲清楚到底是怎么回事。
至于最后你会不会觉得"恐怖",那就看你自己了。
先从经典的杨氏双缝干涉说起。
很多人一听到双缝干涉,就直接想到量子力学,想到那些诡异的现象。其实不是的,双缝干涉实验的历史非常悠久,它一开始,根本就不是什么量子实验,而是经典物理的实验。
这个故事,始于光的"波动说"的一次阶段性胜利。
光是波还是粒子,一直都是物理学争论的核心议题。这个争论持续了几百年,两边的大佬你来我往,打得不可开交。
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整个18世纪,在超级学霸牛顿的压制下,波动说一直暗无天日。没办法,牛顿太牛了,他在物理学界的地位,就像是武林盟主,说一不二。牛顿支持光的粒子说,认为光是由一颗颗微小的粒子组成的,沿直线传播,就像子弹一样。
既然牛顿都这么说了,其他人还能说什么呢?波动说就这样被压了一百多年,抬不起头来。
转折出现在19世纪的开头,英国物理学家托马斯·杨,做了一个实验,就是著名的杨氏双缝干涉实验。
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这个实验的设计很简单,简单到你自己在家都能做。拿一个光源,比如说蜡烛,在蜡烛前面放一张纸,纸上扎一个小孔,目的是获取点光源。然后再往前放一张纸,纸上开两条相互平行的狭缝,最后再放一块屏幕。
如果光是粒子,就像牛顿说的那样,那么光穿过两条狭缝之后,应该在屏幕上形成两条亮斑,对吧?因为粒子是沿直线传播的,从哪个缝过去,就打在哪个缝的后面。
但是实验结果呢?完全不是这样。屏幕上出现的,是一系列明亮条纹与暗淡条纹相间的图样,明暗相间,整整齐齐,就像斑马线一样。
这就奇怪了。如果光是粒子,怎么会出现这种条纹呢?
要知道,干涉和衍射,是波所独有的性质。比如说水波,两道水波遇到一起,波峰和波峰相遇,就会叠加,变得更高;波峰和波谷相遇,就会抵消,变得平静。这就是干涉。
杨氏双缝干涉的结果,明明白白地展示了光的干涉现象,这说明什么?说明光是一种波啊!
理解经典的杨氏干涉其实很简单,就是从两个缝射出的波,其振幅和相位在空间上的分布不同,相位相同的区域振幅相加呈现亮条纹,相位差pi的区域振幅相减呈现暗条纹。
说白了,就像是两道水波相遇,有的地方浪更高,有的地方风平浪静,这就是干涉条纹。
所以说,经典的杨氏干涉实验一点都不恐怖,它是波动说的决定性证据!托马斯·杨用这个实验,直接打了牛顿粒子说的脸。
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当然了,因为牛顿当时的地位太高了,托马斯·杨的实验结果,被压制了几十年,他的论文根本没地方发表,只能自己联系印刷厂印刷。
不过没关系,真理就是真理,就像一颗种子,迟早会发芽的。
后来又有了泊松亮斑,又有了麦克斯韦的电磁理论,又有了赫兹的实验验证,光的波动说算是彻底站稳了脚跟。到了19世纪末,物理学家们普遍认为,光的本质问题,已经解决了,光是电磁波,没什么好争论的了。
但是,事情并没有这么简单。
真正让人难以理解的,是量子力学中的双缝干涉实验。
经典的双缝干涉,我们很好理解,光是波嘛,波当然会干涉了。但是,如果我们把光的强度降到极低,低到每次只发射一个光子,那会怎么样呢?
这里我们做三个思想实验,来一步步理解。
注意,这里是思想实验,为了方便和经典比对,继续使用了光子。其实如果考虑实际操作的话,用电子来描述更为严谨,这个我们后面再说。
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第一个实验:我们用一个光源连续地放出光子,把两个狭缝都打开,那么在屏幕上会得到什么样的结果?
这个很简单,对吧?和经典的杨氏双缝一样,屏幕上会呈现一列列明暗相间的干涉条纹。这个没问题,大家都能理解。
第二个实验:我们这时光源每次只放出一个光子,把两个狭缝都打开,那么在屏幕上会得到什么样的结果?
重点来了。
这时,我们自然而然地会想到,每次只有一个光子,那个光子不是从b狭缝通过,就是从c狭缝通过,对吧?既然每次只有一个光子,那么在同一个时刻,两个狭缝不能都有光子,就不可能出现两狭缝的干涉,自然也就不会出现实验1中的干涉条纹了。
这个逻辑,听起来是不是没毛病?非常符合我们的直觉。一个光子,要么走左边,要么走右边,怎么可能自己和自己干涉呢?
但是,这个实验有人做了,结果却让人大跌眼镜。
虽然每次只发射一个光子,但是经过一段时间的积累,还是出现了干涉条纹。
没错,你没听错。一个光子一个光子地打,打了很多个之后,屏幕上还是出现了明暗相间的干涉条纹。
这就太让人费解了。明明两个狭缝只有一个狭缝有光子,那这个光子是和谁在进行干涉呢?难不成是和它自己干涉吗?
答案是:没错!这个光子就是在和自己进行干涉!
听到这里,你是不是觉得有点懵?别慌,懵就对了,说明你开始接触量子世界的诡异之处了。
这里我就要引出第一个要强调的概念:叠加态。
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大家都熟悉薛定谔的猫,对吧?讲的其实就是叠加态的一种极端情况。猫处于死的或者活的叠加态中,只有测量,也就是你打开箱子看一眼,才能使这个叠加态坍缩,变成要么死、要么活的确定状态。
在这里,光子也是一样的。
光子处于既从b狭缝通过,也从c狭缝通过的叠加态中。只要你不在狭缝处进行测量,你就不能确定到达屏幕处的光子是从哪个狭缝过来的。那么包含多个路径的量子叠加态,就会发生自我干涉,从而出现干涉条纹。
没错,就是这么奇妙,我干涉我自己。
你可能会说,这不是扯吗?一个光子怎么可能同时通过两个狭缝?它又不会分身术。
我理解你的感受,因为我们的直觉,都是在宏观世界里建立起来的。在宏观世界里,一个物体要么在这里,要么在那里,不可能同时在两个地方。但是在微观世界里,就是这么诡异。
说白了,在测量之前,光子根本就不是一个"粒子",它没有确定的位置,它是一团概率云,或者说波函数。它以波的形式同时通过了两条狭缝,然后自己和自己发生了干涉。
当然,这么说可能还是不太好理解。没关系,我们继续看第三个实验,你会更懵。
第三个实验:我们这时光源每次只放出一个光子,把两个狭缝都打开,但是在狭缝处放置光电探测器,也就是说,我能观测每个光子从哪个狭缝走,那么在屏幕上会得到什么样的结果?
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大家看到这里可能会问,实验3和实验2有什么区别?唯一的区别就是多了个探测器,也就是说,区别就是我看了一眼。
俗话说得好,看一眼又不会怎么样。我就是看看光子从哪个缝过去,难道还能影响结果不成?
那么这时的实验结果是什么呢?
答案是:干涉图样消失了!变成了两道简单的光束。
我一开始学习的时候,学到这里简直是可以用"头皮发麻"四个字形容。什么?我看一眼,你就不是你了?
这也太玄学了吧!难道光子有意识吗?它知道我在看它?我一看它,它就乖乖地变成粒子,老老实实从一个缝过去;我不看它,它就变成波,同时从两个缝过去,还自己和自己干涉?
别着急下结论,我们慢慢说。
这里我要引出第二个要强调的概念:测量。
测量对于量子力学的意义就是,测量会引发叠加态的坍缩。
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之前的讨论中,我们说实验2的光子处于既从b狭缝通过,也从c狭缝通过的叠加态中。而实验3中的光子,因为被在狭缝处被测量了,所以这个包含两个路径的叠加态,一定会坍缩成只包含一个路径的单态。那这时,这种基于叠加态的干涉,就完全地被测量这一行为破坏掉了!
说白了,你一测量,叠加态就没了,变成确定的了,自然也就没有干涉了。
听到这里,你可能会有一个疑问:到底什么是"测量"?
是不是必须有一个人,有意识地去看,才算测量?如果我放一个探测器在那里,但是我不看结果,算不算测量?如果是一只猫看了呢?如果是一台摄像机拍下来,但是没人看录像呢?
这个问题问得非常好,而且,坦白地说,我不知道。
你先别失望,不仅我不知道,据我所知,都2026年了,距离量子力学体系建立已经快一百年了,物理学界对于测量背后的物理图像,仍然没有一个共识性的意见。
也就是因为这个原因,现在仍有一些功成名就的物理学家,在自己拿奖无数之后,开始转投那些影响因子很小的基础理论期刊。就是因为他们不满足于现有的量子力学解释,想要搞清楚测量到底是怎么回事。
那现在学界认可的量子力学,是如何处理"测量"这一概念的呢?
下面的解释可能不再那么通俗易懂,提前打个预防针。
物理学中有一个很重要的概念,叫"可观测量",比如速度、位置、光强等等。那测量其实就是通过物质间的相互作用,给出被观测者想要的可观测量。
在量子力学中,我们把测量这一操作假设为一个个算符,你可以理解为一个矩阵,而待测的量子态设为一个个矢量,其实这个矢量是在希尔伯特空间中展开的。那我们日常看到的这些"可观测量"在量子力学中如何求出呢?就是算符和量子态的投影。
你看到这里一定心里暗暗地笑,你们搞物理的在自嗨吗?这些规则都是你们自己定的呀,这算出的东西是真实的吗?
没错,你的疑问没有问题。
现代的量子力学确实是建立在一套我们自己制定的规则中,而测量作为一个投影算符,会导致量子态的坍缩,恰恰是这个规则中的一个。
现在你理解我为什么要说我不知道了吧?因为测量坍缩在量子力学中是定理呀!如果你使用这个理论,那这个假设就是不言自明的!
就像是欧式几何的最底层也存在"五大公理",那你是不是也要质疑一下凭什么两条平行线不相交?事实上有人质疑了,这个人写出了黎曼几何。
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和黎曼一样,当然我们当然希望一个理论中作为公理的假设越少越好,越符合我们的直观越好,所以现在还有很多物理学家在做出努力。
但是就目前而言,对于测量能不能被更为基本的理论去理解,学界目前应该没有什么共识。
所以欢迎大家开脑洞,但是也要擦亮眼睛,保持清晰,自我判断。
说到这里,可能又有人会问了,每次只发射一个光子,就算产生了干涉,怎么会有波纹?一个光子是不是只能在板子上产生一个亮点?是不是因为光子具有波的属性,所以就算一个光子也能产生干涉条纹?
我不得不说这是一个很好的问题,这个问题再一次地触及到了量子力学的本质,我来认真回答一下。
要知道光子具有波粒二象性,在传播的时候显示为波动性,但是被测量时却显示出粒子性。所以说每次发射出的一个光子打到屏幕上,会以粒子性被测量,也就是屏幕上出现一个亮点。
但是为什么会出现干涉条纹呢?
虽然每个光子都是一个亮点,但是你发射出非常多的光子时,你会发现这些亮点自动地服从明暗相间的干涉分布。亮的地方,光子打中的概率高;暗的地方,光子打中的概率低。
你是不是看到这里觉得不能接受?明明每个光子是独立的,但是为什么冥冥中好像有一股力量在操纵它们,使它们服从干涉分布?
那是因为你一直以为这种干涉是光子作为一种实体来参与的一种干涉,而事实上,光子在传播的时候,并不能视为一个粒子。
事实上在测量之前,都不能视为一个粒子的行为。所以这里干涉的是概率波!不是实体波!
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光子在被测量前,可以理解成不同态的叠加,而这些态的是否会被测量到有不同概率的,概率和为1。这个干涉条纹,是统计意义的干涉条纹!
说白了,不是光子在干涉,是概率在干涉。
大部分对于量子力学不太了解的人,可能会认为目前的量子力学是精确解释微观世界中单个粒子行为的理论。
但是事实上,量子力学只有在统计意义上才有意义。
量子力学解释单个光子是没有任何意义的。
就其中某一个光子而言,我也不知道它会落在屏幕的哪里,我只能说出它落在哪里的概率是多少。但是如果有一亿个光子,那我敢确定,它们一定服从干涉条纹的分布。
其实我一开始是不准备说这么深的,因为这没有多年的学习和科研训练,是很难理解的。但是既然说到这里了,就干脆说透。
说到概率,就不得不提海森堡的不确定性原理了。
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很多人都听说过不确定性原理,大概意思就是说,微观粒子的位置和速度不能同时测准。但是很多人对这个原理有误解。
不确定性原理指出,不可对易的算符不能同时测量准确,这个如何理解?
我现在再把不确定性原理给大家翻译翻译。
其实就是说,在微观世界,有一些可观测量不能同时被精确地测量,就比如说速度和位置,这俩就不能同时测。速度测量的误差和位置测量的误差的乘积,一定会大于某个值。
也就是说,如果你确定地说一个电子处于某个确定的地方,那这个电子的速度可能是0到无穷大;相反的,如果你精确地说出了电子的速度是多少,那这个电子可能处在空间中的任何一个地方。
不确定性原理自从提出之日起,就一直存在着两种解释。
第一种是说,测量不准,是因为测量本身对于微观粒子就是一种干扰,同时也受制于测量仪器的精度,故测不准。
第二种是说,测不准,是因为物理原理上的原因,原理限制了不可能测准。
第一种是最为大众所接纳的,因为容易理解。
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很多科普文章也是这么讲的,说什么"你要测量电子的位置,就得用光子去打它,光子一打,电子的速度就变了,所以测不准"。
但是,物理学界普遍认可第二种解释。第二种解释也有一个名称,量子力学的哥本哈根诠释。
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其主要的提出和支持者是玻尔、波恩、海森堡等,主要的反对者是爱因斯坦。
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这个派别从第五届索尔维会议的座次就可见一二,玻尔被波恩、海森堡等人围在中心,爱因斯坦则坐在这个圈子之外。
这个诠释说的是,量子力学中粒子的波函数没有任何的实际意义。
有意义的是波函数的模平方,指的是粒子的概率分布。
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也就是哥本哈根诠释完完全全地摒弃了经典物理的概念,甚至连粒子的实体意义都摒弃了,取而代之的是概率分布。而所有我们熟悉的粒子实体概念,只有在所谓测量发生的那一刻,才因为概率的坍缩而产生意义。
我在看到很多神乎其神的描述和结论,其实都是借用了一些量子力学的概念,但是又没有完全使用与之对应的哥本哈根诠释。
你如果想要完全理解现代量子力学,我要给你的第一个建议就是,不要再执着于给粒子的行为一个实体化的图像,不要再想着光子是从右往左一点点连续移动到屏幕上的。
相反的,在测量之前,粒子作为波函数存在,没有经典的实物对照,只存在概率意义。
而爱因斯坦不认可这种基于概率和统计的解释,认为"上帝不掷骰子"。
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你看到这里,可能会倒吸一口凉气。
但是,这确实是目前公认的解释。物理学也会发展,这也绝对不会是最后的解释。但是目前我们这样理解微观,你猜怎么样,从未出错!
你们想一想为什么量子力学反直观,但是聪明的物理学家却一代代地传承这个理论,并坚信其正确呢?因为量子力学实在是太精确了,我们没有找出任何与之违背的证据,它实在太优美了。
说到这里,我想聊点题外话。
我一开始了解到诡异的量子力学,也是有一些迷茫的。有种我们看到的世界原来是被测量影响了的世界,看山不是山,看水不是水的感觉。
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用比较中二的话说就是,"从我睁开眼的那一刻,这个世界就因为我睁眼而改变了"。
其实这么想是很容易进入不可知论的怪圈的。
后来经过几年的沉淀和学习,我慢慢想明白了。量子力学是目前最为精确的学科,几乎没有任何实验现象与之违背。我觉得自己不应该为一条"看不见的喷火龙"而苦恼,不如做一些有意义有趣的研究,去影响身边现实可感的世界。
这样就看山又是山,看水又是水了。
目前来看,量子力学还是算一个唯象理论,就是说需要用一些不需要解释的公理作为支撑。目前的量子力学一般而言,就是先给出五大公理加测量公理。更进一步的,如果去解释这些公理背后的物理图像,是很困难的。
就测量而言,量子力学几乎所有算符都是幺正的,而测量却是非幺正的。这种错位就很难把测量装进现有理论中。
当然了,这些都是比较深的问题了,对于我们普通人来讲,其实不需要了解那么多。我们只需要知道,量子力学虽然反直观,但它是正确的,是经过无数实验验证的。
好了,扯远了,我们再回到双缝干涉实验。
刚才我们一直在说光子,但是不知道你有没有一个疑问:如果我们在狭缝处测量光子,光子被测量之后,不就被吸收了吗?还怎么继续前进到屏幕上呢?
这个问题问得非常好,而且非常关键。
大家对于实验装置实操可行性的讨论,也激起了我新的思考。我在之前解释量子力学中的双缝干涉实验时,用的模型粒子是和经典杨氏双缝一致的光子。很多人在讨论时,我也在反思这个设置是否合适。
比如,"光子测量转变为电信号,测量的光子不就消失了,如何继续前进呢?"
我刚才就一直在想,能不能找出一个测量手段,不把光子吸收掉。我目前确实还没有想到,可能是因为我的水平有限,希望有人可以给出不同意见。
所以基于此,之前用光子跟大家解释双缝干涉,在思想实验这个层面肯定是没问题的,但是在实操这个层面,就有些不合适的了。
所以我认为,把之前讨论中的光子转变为电子,更为严谨。
请各位不用担心,这样的改变不会对之前各位已经理解的产生任何的改变。因为电子是德布罗意波,同样具有波粒二象性,同样会因为叠加态在屏幕上产生干涉条纹,也同样会因为测量导致的坍缩,而不再呈现干涉条纹。
技术上来说,单电子,也就是用电子枪,比单光子更容易实现,并且可以利用光子实现不把电子吸收掉的测量。
具体原理可以借助光子和电子相互作用的康普顿效应,通过测量探针光子动量的改变来给出电子的信息。
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所以我必须要强调一点,我在之前讨论的单光子双缝干涉实验是思想实验,在技术上是存在实现难度的,而且据我所知,应该没有实现过。
真正被实验证实的,是单电子的双缝实验。
至于我为什么不直接选择电子作为讨论对象,是因为我之前担心,从经典杨氏双缝干涉过渡到量子双缝实验时,直接讨论电子,会造成一些不熟悉电子波动性的读者一些理解上的障碍。而光子却可以非常好地作为"教具",来让大家理解叠加态和测量在这个实验中的意义。
非相对论的量子力学描述电子是非常合适的,但是用来描述光子却是不严谨的。现在量子光学主流是利用场量子化来描述光场。在这个角度来看,光子和电子是有区别的。
但是大家不用担心之前思想实验的理解,因为光子和电子的波粒二象性,都是有强力实验证据的:
光子波动性:杨氏双缝干涉实验;
光子粒子性:康普顿散射实验。
电子波动性:镍晶格衍射实验;
电子粒子性:阴极射线。
所以无论是光子还是电子,在经过狭缝时都必须用叠加态来描述。
说到这里,可能有人对于单光子的具体细节和定义感兴趣,这里增加一点这方面的讨论。
单光子光源可以用原子尺度下的局域缺陷实现。至于单个光子的定义,这是一个很好的问题。与其说,在同一时间只射出一个光子,不如说是在光电探测器的极限内,只发射一个光子。
也就是说,前后两个光子到达探测器的间隔,大于现在光电探测器的精度极限。
如果这个极限是1纳秒,而你可以做到每10纳秒才发射一个光子,那这个光子对于这个探测器来说就是"单光子";但是如果一个探测器的极限是100纳秒,那这100纳秒间隔内,会有10个光子打过来,那这个光子对于这个探测器就不是"单光子"。
所以你看到了,其实最为前沿的物理,其实就是在物理仪器的精度极限上跳舞。
另外理论上,单光子在非相对论的量子力学框架下,是很难在数学上严格定义的。我承认,将光子和电子一样作为波函数来理解,有不严谨之处。目前量子光学主流上,是用场量子化来给出光子的严格定义。
单光子源实现的物理机制应该不难,构建一个两能级体系然后自发辐射就可以。至于单光子的测量,我之前猜想是用灵敏度极高的雪崩放大器,但是后来我得知单光子测量的一些常用手段,放在这里也分享给大家。
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一般是用雪崩二极管,但是效率更高的是利用超导纳米线的光探测器,光子会使它失超从而改变电流。
单光子测量,灵敏度极高的雪崩放大器理论上是可行的,局限性是该类探测器对短波较为敏感,对红外波的探测效率很低,且通常噪声较大。目前较为先进或敏感的单光子探测器,是超导类探测器,比如TES,SNSPD。
可能有人听不懂这些术语,没关系,听不懂就听不懂,不影响理解双缝干涉实验。我之所以说这些,只是想告诉大家,前沿的物理实验,是非常精密的,是在仪器的极限上跳舞。每一个实验结果,都来之不易。
好了,说了这么多技术细节,我们再回到双缝干涉实验本身。
总结一下,大家对于这个实验感到"恐怖",是来源于其实验现象的反直观:
第一,光子一个个地打,也能出现干涉。
第二,看一眼光子通过哪个狭缝,干涉却消失。
我们在这篇文章里解释了,这些反直观的实验现象,来自量子力学中两个重要概念,分别是叠加态和测量所导致的坍缩。
说白了,微观粒子在测量之前,处于各种可能状态的叠加之中,所以可以同时走两条路,可以自己和自己干涉。而一旦你测量了,叠加态就坍缩了,变成了确定的状态,自然也就没有干涉了。
当然了,如果你要追问,为什么会有叠加态?为什么测量会导致坍缩?
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那我只能说,不知道。
至少目前,我们不知道。我们只知道,这个理论是对的,是和实验结果完全吻合的。至于背后的深层原因,我们还在探索。
其实,这很正常。科学的发展,就是这样的。我们先发现规律,然后再去追问为什么会有这样的规律。很多时候,我们知道"是什么",但不知道"为什么"。
就像牛顿发现了万有引力定律,他知道引力是怎么运作的,但是他不知道引力的本质是什么。直到爱因斯坦的广义相对论,才解释了引力的本质是时空弯曲。
同样的,我们现在知道量子力学的规律,知道叠加态,知道测量坍缩,但是我们不知道为什么会这样。也许未来,会有一个更深刻的理论,来解释这一切。
但是在那之前,我们只能接受。接受微观世界的规律,和我们宏观世界的直觉不一样。
其实,换个角度想,这也很正常。我们人类,是宏观世界的产物,我们的直觉,是在宏观世界中进化出来的。我们的直觉,适合处理宏观世界的问题,比如扔石头、打猎、做饭这些。
但是微观世界,和宏观世界完全是两个世界。用宏观世界的直觉,去理解微观世界,当然会觉得诡异、反直观。
这不是世界的问题,是我们的直觉的问题。
说白了,我们的直觉,太有局限性了。
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就像我们的眼睛,只能看到可见光,看不到红外线、紫外线。我们的耳朵,只能听到20到20000赫兹的声音,听不到次声波、超声波。我们的感官,本来就是有局限的,只能感知到世界的很小一部分。
同样的,我们的直觉,也是有局限的,只能理解宏观世界的规律。对于微观世界的规律,我们的直觉,根本就不管用。
所以,当我们学习量子力学的时候,最重要的一点,就是放下我们的直觉。不要用宏观世界的经验,去套微观世界的规律。接受微观世界就是这个样子的,就是这么诡异,就是这么反直观。
接受了这一点,你就不会觉得双缝干涉实验"恐怖"了。它只是微观世界的一个普通现象而已,就像苹果会落地一样正常。
当然了,我知道,说起来容易,做起来难。我做了这么多科普,有时候还是会忍不住用经典的直觉去想问题,然后就把自己绕进去了。
没关系,慢慢来。量子力学本来就不是那么容易理解的。连费曼都说了,"我想我可以有把握地说,没有人理解量子力学。"
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如果你觉得自己完全理解了量子力学,那恰恰说明你还没理解。
最后,我想再说几句。
很多人喜欢把量子力学和什么意识、唯心主义、虚拟世界扯在一起,说什么"意识改变物质"、"观察者创造现实"、"世界是虚拟的证据"。
说实话,我不太喜欢这种说法。
量子力学里的"测量",和人的意识,没有必然的关系。测量,本质上是量子系统和经典仪器的相互作用,是量子态和环境的纠缠,和你有没有意识,看不看结果,没有关系。
你放一个探测器在那里,哪怕没人看,只要探测器和光子发生了相互作用,叠加态就坍缩了。不是说你不看,它就不坍缩。
当然了,关于测量的本质,学界确实还有争议,还有很多不同的诠释,比如多世界诠释、退相干理论、客观坍缩理论等等。但是,没有一个严肃的物理理论,会把"意识"作为测量坍缩的必要条件。
把量子力学和意识扯在一起,更多的是一种玄学,而不是科学。
同样的,把双缝干涉实验作为"世界是虚拟的"证据,也太牵强了。一个物理现象,我们暂时还没有完全理解,不代表它就是虚拟世界的证据。这就像古人不知道闪电的原理,就认为是雷神发怒一样,本质上是一样的。
我们不知道,不代表它就是超自然的,不代表它就是虚拟的。我们不知道,只是因为我们的科学还不够发达,还没有搞清楚而已。
科学的态度,应该是承认自己的无知,然后努力去探索,而不是不懂就往玄学上扯。
当然了,每个人都有自己的理解方式,你愿意怎么想,那是你的自由。
我只是想说,从科学的角度,从目前主流的物理学界的角度,这些说法都是站不住脚的。
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