自从薛定谔家里的猫被关进箱子里,量子力学在大众眼里似乎就成了一门玄学。
而且不少人相信,未来量子力学发展到一定高度,人生的意义也会像“量子坍塌”的概念那样崩塌。
该如何去理解量子力学呢?搞清楚这些,首先得知道“量子”究竟是什么。
一种能量单位像分子和原子这些基本粒子,人们知道它们是物质组织的肉眼不可见的粒子。
量子不一样,这一概念自出现后,它就属于能量单位,而且还是最小且不可再分割的能量单位。
请注意,这里的“最小”是一个相对的概念。
比如一把菜刀,它可以说成是由无数个原子组成的,原子相对菜刀而言就是最小的粒子。
但量子不是这么定义的,相对于真实的物理世界,它仅仅是一种概念。
而且,其他像分子和原子这些基本粒子,还可以被描述成是量子的不同形式。
也就是说,它不是基本粒子,但又能从概念上去界定其他粒子。
为什么会这样?是因为按照量子理论的定义,它是构成事物的最小单元。
它同时还具有完整性和不可分割性。
现在你的面前有一堆沙子,构成沙堆的每一粒沙子,就可以看成是最小单元。
一粒粒的沙子相对于沙堆,就是最小且不可分割的能量单位。
再比如一本厚厚的笔记,每页纸就是这本笔记的最小构成单元。
这时候把其中一张纸撕成了小碎片。
看起来这些碎纸片更小了,可相对于完整的笔记本而言,它已不是最小单元。
所以在量子的概念中,大与小,是相对于完整构成单元来界定的。
不妨用更形象的例子来解释一下。
大家都听说过春秋时期二桃杀三士的故事。
由于三人得罪了晏子,于是晏子就想到了一个量子计谋——让三人去分两个桃子。
谁都知道,不管怎么分,三个人都无法分到完整的桃子。
于是三人不堪羞辱而死。
这种不够分的特征,就像量子概念中不可分的特性一样。
桃子,就等同于量子概念里,最小的构成单元和能量单位。
如果将桃子换成饺子,那么一锅饺子和100个饺子,在量子领域也是有区别的。
一锅饺子,不管是10个还是99个,都可以说成是“一锅”。
哪怕是饺子煮破了,变成一锅浆糊,依旧是一锅饺子。
这一锅,就失去了量子鲜明的特性。
而100个饺子则是清晰明确的,每个饺子好比量子概念中最小的能量单元,它们是最小的,且处于不可分的状态。
以上,便是量子最小和不可分的大致概念。
那么,量子的叠加态又是什么呢?
当一锅饺子处于破与不破之间宏观世界里的物体包括理论,它们随时都有一个确定的状态和位置。
就像锅里的饺子破了,你把10个饺子捞进碗里,饺子的状态和位置都是清晰可见的。
但如果进入量子概念界定的微观世界,就会呈现出多种状态和多个位置。
这种“多”的状况,就可以理解成是叠加。
薛定谔当年的思想实验很出名,箱子里那只不知状态的猫,在理论上就处于量子叠加态。
因为根据不断变更的实验条件,外面的人看不到箱子里是什么情况,更不知道猫是何种状态。
只要没有打开箱子,猫的状态就永远悬而未决。
同理,一锅饺子在煮着,不掀开锅盖之前,永远不知道饺子破还是没破。
这样的状态,就是量子叠加。
假设将这个概念引申到人类社会,自己相对于数十亿人类群体,也好比是一种量子状态。
而且人的一生,也随时随地处在生与死的叠加状态里。
此外,个体也能身处多个地点,可以在广州,也可以在兰州。
所以说,人类社会就像那个放大版的箱子。
人在地球上,就相当于猫在箱子里一样。
如果更近一步去思考,箱子里的猫处在生或死不可控的状态,人的一生也是如此。
上一秒还活蹦乱跳,下一秒就可能死了。
人无法掌控生死,不知道下一秒或者明天会发生什么。
正因如此,当量子概念引申到人类社会的时候,很多人似乎看到了生命的无意义。
但请注意,所谓的无意义,仅仅是理论和概念上的。
因为量子的叠加态,永远在宏观的世界看不到。
箱子里的那只猫,处在生与死之间才是叠加态。
可只要打开箱子,猫只能是生或者死的一种,而不会是生死之间。
同理,人生活在社会上也是如此。
叠加态,等于同于你所理解的不可知状态,可这种情况只能出现在概念中。
实际上在生活中的每分每秒,个体都能清晰感知到自己处在什么样的状态里。
而一旦知道了处在何种状态里,那么在量子理论里,就等同于坍塌。
量子坍塌,就是打开箱子看到了猫的状态,也是掀开锅盖看到了饺子破没破。
现实世界,叠加态只存在于想象和概念中。
而生活的每分每秒是清晰可知的,就等同于量子坍塌。
这样一来,所谓理解了量子力学就看到了人生的无意义,实际只是在概念上引申出了无意义。
比如一个人要步行上街,他可能会出车祸死亡,也可能不会出车祸。
只有在概念和想象中,这种会与不会,才会呈现出一种叠加态。
他如果不上街,就永远不知道会发生什么。
只有出去了,才能从叠加态转变到坍塌的状态里。
试问,现实中的每个人,会只靠想象而不去做实际的选择吗?
肯定不是,每个人每分每秒都在实际行动,都能清晰知道所处状态是什么。
而这样的状态对个体而言就是意义,所谓的无意义,仅仅是量子叠加态下的一种想象。
所以说,用量子力学引申出的概念去感受人生无意义,是忘记了自己所处的位置。
我们每个人都是身处箱子里的那只猫。
人类的经历和感受,不管是高兴痛苦,还是幸福不幸,这些都不是想象出来的叠加态,而是会发生在每个个体身上。
这并非虚无缥缈的概念,而是每分每秒的实际体验和状态。
说的直白一点,量子叠加态是想象,至少以人类现有的科技水平我们看不到。
而量子坍塌才是实际的感受和状态,因为这一状态清晰可知。
除了叠加和坍塌之外,量子领域还有一个概念就是纠缠。
心灵感应和上帝在掷骰子既然是纠缠,从数量上来看肯定就是两个以上。
当两个量子形成纠缠状态,距离不会形成阻隔,一个量子的状态发生变化,另一个也会相应发生改变。
当年,波尔和爱因斯坦,就曾围绕这一概念进行过激烈争论。
波尔认为,世界的组成基础是概率,所有事物的状态不确定。
就好比锅里煮着的饺子,只有看一眼才知道它破还是没破。
此外,物理过程没有地域限制,不管多远的物体,通过量子纠缠都能发生相互作用。
因此按照波尔的观点,世界就是一种概率和选择。
爱因斯坦反对这个观点,他说上帝不掷骰子,就是说世界的本质不是由概率说了算的。
举个简单的例子,闭上眼太阳就不见了,你能说太阳真的消失了吗?
而这一点,就是爱因斯坦坚持的观点。
此后数十年,科学界围绕两种观点,进行了大量的争论和研究。
有意思的是,当量子纠缠的概念再次进入大众视野,人们突然意识到,所谓的纠缠,不就是心灵感应以及灵魂层面的概念吗。
就像一对热恋中的男女,两个人即便相隔数千公里,心灵上也处于相互纠缠状态,随时随地对各自的生活构成影响。
时至今日,量子纠缠这一概念在科学界得到了大量的证实,这似乎也表明,心灵感应乃至灵魂是存在的。
不过也有观点认为,量子理论本身还有大量空白需要填补,有关人生意义、心灵感应等众多引申出来的概念,自然也无法去证实。
结语人生的不确定,正好跟量子力学的众多概念重叠。
大众一旦讨论量子力学的相关问题,就会不自觉的加入对生活的各种理解。
正因为如此,很多人才觉得量子的叠加态,对应的就是人生的无意义。
但就像上文所说到的那样,我们每时每刻都有清晰的感知,这就等于我们一直处在量子坍塌的状态里。
不管是不是概率,某种状态一旦发生,我们都能感受到。
因为我们有意识,哪怕是纯粹的生理感受我们也拥有。
而只要这种感受还存在,无论量子领域发生何种变化,事实上与个体所处的实际状态都没有关联。
至少以现有的科学水平,人类还没有发现两者之间的关联。
如此一来,仅仅凭借一个概念就觉得人生无意义,就显得太牵强了。
此外,围绕量子力学的弦理论和多维度概念,即使未来对这些有了更清晰的认知,但对于人类自身的存在而言,同样构不成冲击。
那么问题来了,在你看来,人生所谓的无意义状态,真的符合量子力学的概念吗?
未来量子理论的进一步发展,真的能颠覆人类现阶段的认知体系吗?
至少在目前看来,这两个问题还没有清晰答案。
但也正因为没有清晰的答案,人类才会去思考和畅想,期望有一天能解开有关量子理论的众多谜团。
参考资料:
《玻尔与爱因斯坦的世纪之争给量子力学带来了怎样的影响?》 北京科协 2022年10月7日《量子是什么?从“微观世界规律”到人类“新物理革命”》 新华网 2020年10月19日《曹则贤跨年演讲:什么是量子力学?》 澎湃新闻 2019年12月31日