啥叫量子力学(量子力学怎么解释)，新营销网红网本栏目通过数据整理汇集了啥叫量子力学(量子力学怎么解释)相关信息，下面一起看看。
量子力学是违背常识的特殊知识，但也不是完全看不懂。只要稍微懂一点量子力学，就会惊叹不已。如果你了解的足够多，你可能会被卡住。如果你懂的多了，也许你想把青春献给物理。
温伯格谈到了一个困扰物理学家很久的问题。这个问题太大了，影响不了大家的世界观。理解这个问题不需要什么高深的概念。让我给你解释一下。
1.常识中的“不确定性”
现代人常说“不确定性”“概率”之类的东西，但你有没有想过，这个世界真的是不确定的？
你向空中扔一个苹果。如果我准确的知道苹果的初速度，空气的阻力，重力的强弱，我就能准确的计算出苹果的轨道，告诉你它会在何时何地落地。一切都是绝对确定的。
但如果你扔硬币，问我硬币落地时哪面朝上，我只能说一个概率。这不是因为硬币和苹果有什么本质区别，而是因为影响硬币落地的因素太多了。——初速度，角度，旋转，地面的光滑度，空气中气流的变化等等。我对这些因素的了解和计算能力有限，无法准确预测。
但是你看左右币的物理方程，都是确定性的。也就是说，如果有人能准确理解所有的因素，他原则上就能准确预测硬币的运动轨迹！硬币，本质上还是确定性事件。
在量子力学出现之前，物理学是这样的。所有的物理方程都是确定的，所以如果你确切知道宇宙中每个粒子的初始条件，原则上完全可以预测整个宇宙的后续演化，一切都是确定的。——这就是所谓的“机械宇宙”。
我们今天所说的天气、股市、地震等所谓的“不确定事件”也存在于力学宇宙中。我们说不确定，只是因为我们的计算能力有限。宇宙中没有真正不确定的事件，一切都是注定的。
这个世界观有点让人沮丧。——我们的大脑也是受物理定律支配的，所以你未来的想法也是注定的。——但这是一种和谐自洽的世界观。
这也是为什么量子力学一出，物理学家就一头雾水。
2.在这里和那里
下面这个实验叫做“双缝实验”。当一束光通过两个缝隙时，两个缝隙中的光束会发生干涉，在后屏上形成干涉条纹。
这是因为光是易挥发的，就像水波一样，如下图所示：
但是量子力学一出来，我们就知道光也是粒子——，也就是“光子”。物理学家原则上可以把光子——或者电子，或者其他粒子——一个个发射到有双缝的隔板上。猜猜会发生什么？
哪怕你一次只发射一个光子，干涉条纹图也会出现在后屏！这就很奇怪了，因为干涉条纹是两个间隙同时发出的光相互干涉的产物。现在你一次只能发射一个光子。会干扰到谁？
答案是这个光子与自身干涉——。也就是说这个光子同时通过两个缝隙！用电子或其他粒子做这个实验，结果是一样的。
这就是量子力学。一个粒子，可以“左右夹缝”——“左右逢源”！
我再给你举个例子。物理学中有个概念叫“自旋”，你大概可以理解为一个质点的旋转。选择任意方向，比如北方，那么对于一个电子来说，它有两种自旋——面向北方。如果这个旋转是顺时针的，我们说它的自旋是正的；如果它是逆时针的，我们说它的自旋是负的。
你不需要关心自旋的确切定义是什么，只要知道电子在任何方向都有两种可能的自旋：正的和负的。
好吧。现在假设这里有一个电子。在我观察之前，你问我一个问题：这个电子的自旋是正的还是负的？
如果说的是台球，我的回答应该是“要么正，要么负”。但对于电子，我的回答一定是“正反两方面都有”。
这和前面的双缝实验“左缝右缝都取”是一个道理。
一个未被观测到的电子，其实是两个自旋态的“叠加”，也就是“量子叠加态”。物理学家用“波函数”来描述这种叠加态。
这个“存在…和…”的概念可能会让你震惊。其实是观念问题。在日常生活中，一个人是不可能同时从左右门穿过，撞到自己的，但那只是我们的日常经验。微观世界的情况与宏观世界大不相同。只要你能接受这个观念，就不会睡不好觉。
基本粒子不是台球。只要不观察，就可以是“这个那个”。
至今让物理学家保持清醒的是“观察”。
3.真正的“不确定性”
回到双缝实验。假设我只想知道光子通过了哪个狭缝，于是我在其中一个狭缝外面安装了一个探测器。光子一过去，我就会知道。
结果，我发现干涉条纹消失了！屏幕上的图案和你用台球打出的一样。
一旦观察到，光子就从“既走左缝又走右缝”变成了“要么走左缝要么走右缝”！
也就是说，观测会破坏量子叠加态。用物理学家的话说，这叫“波函数坍缩”。
同样，如果你“观察”一个电子在某个方向的自旋，你得到的结果是“要么正，要么负”。
而你会得到“正面”或“负面”的哪个结果具体来说，这是一个真正的“不确定性”事件！
没有办法预先预测你的观察结果。电子
的波函数到底往正、负哪个结果塌缩，不受任何外界因素影响 —— 你可以说那是电子的“自由意志”。
物理学家可以用电子的波函数精确预测你获得每个结果的概率大小是多少，但是面对一次单独的观测，从理论上讲就没有任何办法可以预测结果。
正因为量子力学有这个性质，我们才真正生活在一个不确定的世界。机械宇宙观过时了，万事万物不是注定的，天神来了也无法预测未来。
好了，现在温伯格的问题就是，描写波函数演化的方程是“薛定谔方程”，而薛定谔方程其实是一个确定性的方程，里面根本没有概率 —— 那么观测结果的这个“本质的不确定性”，是从哪里来的呢？
4.人的意识和多重宇宙
只有到观测的时候，才出现不确定性。物理学家对此细思恐极 —— 只有当有人参与的时候，才出现不确定性！
温伯格总结了目前的两种看法，一种叫 工具主义者，一种叫 真实主义者。
工具主义者认为，量子力学方程只是一个工具，它能帮你计算观测结果的概率是多少，这就足够了。我们根本不应该把量子力学当成对真实世界的解释，量子力学只管到波函数塌缩之前，波函数到底怎么塌缩，不受量子力学控制。
这就等于说，人，不受量子力学控制。想要解释实验结果，光有薛定谔方程还不够，必须把人的意识也加进来才行。有个量子物理学的先驱人物叫尤金·维格纳，他就说，如果你不考虑人的意识的话，你就没有办法得到一套自洽的量子力学理论。
但我们同时知道，量子力学能够非常精准地描述微观世界的一切自然现象。那么这就等于说，人，成了一个在自然界物理定律之外的东西。
这个解释你能接受吗？达尔文以来人类最大的教训就是人只不过就是一堆基本粒子的排列组合，难道现在人又变特殊了吗？
但是真实主义者的观点更耸人听闻。真实主义者认为量子力学描写的就是真实世界，既包括电子，也包括人。那么不确定性从哪里来呢？其实根本就没有什么不确定性 —— 每次观测的时候，正自旋和负自旋，实际上都发生了！只不过是在平行世界里发生。
在这个宇宙里的你，观测到了一个正自旋。而在另外一个平行世界里，还有另外一个你，观测到的是一个负自旋。你以为是概率，其实你是不知道另一个你的存在。宇宙每时每刻都在发生分叉，每条岔道上都有一个你，谁也不比谁特殊。
这个平行世界解释是1957年普林斯顿大学的一个博士生的博士论文，后来成了一系列科幻小说的素材。一般物理学家、包括温伯格在内都不太赞成这个理论。每时每刻都分裂出去一个新宇宙？至于吗？而且真实主义者的解释还有别的技术问题，这里就不多说了。
这两派观点，温伯格都不满意。其实你不较真的话，量子力学是个特别好的理论，跟实验结果高度吻合，可以说是最成功的物理理论。那何必还较这个真呢？温伯格说，既然量子力学有这个困境，也许我们可以探索一个比量子力学更好的新理论。
实验不太可能给新理论提供什么灵感，毕竟量子力学太准了。温伯格畅想，我们大概只能先从逻辑上推测这个新理论。温伯格讲了他的思路，技术性比较强，我们就不说了。
温伯格希望将来有了这个新理论之后，也许新理论和现有的量子力学理论之间存在一个微小的差异，也许我们在特别精确的实验中能测出来这个微小的差异，这样的话，新理论就有它的价值。
说破一句
物理学家都喜欢新理论，而且还希望能获得一些实质性的不一样的结果。但实际上，量子力学已经足够精确，根本没有什么解释不了的实验结果等着新理论。
我现在已经不是物理学家了，所以我就把话说穿了吧 —— 现有量子理论的困境，暗示了一个特别大的哲学问题。新理论的根本任务是解释这个哲学问题。
物理学家都不愿意谈哲学，但哲学最需要的思维工具就是物理学。
咱们把“平行世界”那一套的说法都暂时放在一边，单论“工具主义者”这派的思想，也就是现有量子理论管不了人的意识。如果这是真的，那事情可就太大了。
量子力学完全可以解释计算机。如果只有人的观测能带来真正的不确定性，如果量子力学解释不了意识，那我们就可以说 ——
从物理学的角度讲，人可能 —— 再次强调，仅仅是可能 —— 不是计算机。
意识就可能是有用的。自由意志就可能是存在的。那就算到了人工智能时代，机器再怎么厉害，人永远都有价值。
这就是为什么现在有很多人，包括一些物理学家在内，试图借助量子力学研究人的意识。
最后强调一句，这套说法很容易被滥用，也许某些玄学家会借此去胡乱解释一些他喜欢的东西。而他们的解释很可能都是胡说八道。
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