另一些人,却恰好相反——他们做任何事,都是为了纠结。
下面要说的,就是另一些人的故事。
学历最高的活动员
1908年炎天。
丹麦,哥本哈根。
一名足球活动员正在思考本身的出息。
23岁,是时间做个决定了。
比本身小两岁的弟弟,已经成为国奥队的中场核心。在刚刚竣事的伦敦奥运会上,哈那德率丹麦队17比1血洗法国队、斩获银牌、创造“丹麦童话”,一夜之间成为家喻户晓的球星。
而我,作为丹麦最强俱乐部——哥本哈根AB队的主力门将,居然从未入选国家队,这简直是一种羞耻。
国家队台甫单里怎能没有我?
锻练说我什么都好,唯一的缺点是喜好思考人生。
前次和德国米特韦达队踢交情赛,对手竟敢趁我在门框上写数学公式的时间,用一脚远射偷袭,打断我的思绪!
末了一刻不还是被我的闪电扑救得救?
要是后卫早点上去堵枪眼,那场踢完就可以交作业了。
成为天下最巨大的门将,还是成为天下最巨大的物理学家,这是一个题目。
我必要纠结一下。
不发急,纠结一下
这根门柱靠着真惬意……
上篇我们讲到(戳上篇真的可以看上一篇哦),100多年前,为了搞清光子毕竟是波还是粒子,科学家们被一个貌似简单的“双缝干涉”实行弄到团体精分。
这个实行明白无误地阐明,光子既可以是波,也可以是粒子。
至于它到底是什么,取决于你的观测姿势。
装摄像头观测光子的位置,它就变成粒子;不装摄像头,它就是波!
我们曾经灵活地以为,无论用什么样的姿势看电视直播,都不大概影响球赛结果。但是在微观天下中,这个天经地义的知识好像并不创建。
这就是那么多高智商理工男懵逼的缘故起因。
但是在玻尔看来,将宏观天下的履历知识套用到微观天下的科学研究上,纯属自寻烦恼。
通过知识,我们可以明白一个光滑小球的物理属性;但是凭什么断定,构成这个小球的万亿亿亿个原子,也肯定有着和小球完全雷同的属性?
凭什么在微观天下中,原子、电子、光子,肯定要依照和宏观天下同样的物理法则?
一样平常人纠结的题目无非是:量子天下的物理法则为什么这么奇怪啊啊啊……
量子的天下,你不懂
只有天才,可以或许刀切斧砍问出关键题目:
这些法则是什么?
严格来说,量子理论是一群人、而不是一个人创建的。但是假如肯定要选出一个“量子力学代言人”的话,我以为非玻尔莫属。
由于当别人纠结的时间,他第一个想通了。
通过前面那些烧脑的实行,玻尔总结了量子天下的三大根本原则:
1.态叠加原理
在量子天下,统统事物可以同时处于差别的状态(叠加态),各种大概性并存。
比如在双缝干涉实行中,一个光子可以同时处在左缝和右缝。
这种人类无法想象的叠加态,才是最平凡不外的本质形态;而在我们看来“正常”的非黑即白,才是一种特例。
2.测禁绝原理
叠加态是不大概正确丈量的。比如,正确测出了粒子的位置,但它的速率却永久测禁绝!
这并不是由于仪器精度不敷高,着实,仪器再好都没用。这个不大概是被宇宙规律所监禁的“不大概”,而非“有大概但如今做不到”。
3.观察者原理
固然统统事物都是多种大概性的叠加,但是,我们永久看不到一个既左且右、又黑又白的量子物体。只要举行观测,肯定看到一个确定无疑的结果。
至于到底看到哪个态则是随机的,其概率高低取决于叠加态中哪个态的因素居多。
如许一来,实行表明起来就轻松多啦:
“双缝干涉”实行的官方表明:
没装摄像头:光子在未观测的环境下处于“多种大概性并存”的叠加态,以50%的概率同时通过了左缝和右缝,形成干涉条纹;
装上摄像头:光子被观测后只能处于一个态,不能神奇地同时穿双缝啦,以是干涉条纹就消散了。
这就是如今量子力学教科书上的正统理论:哥本哈根表明。
终于,统统都有了答案。
吗?
由于美满表明了双缝干涉等灵异征象,玻尔一夜成名附近树敌。小搭档们纷纷表现:这个理论不但反直觉反人类,而且bug点很多!
附近树敌的了局
比如,没有观测时,光子是混沌中的叠加态;观测的一刹时,光子就变成了单一简直定态。叨教两种态是怎样无缝切换的?
按照玻尔的说法,观测的一刹时,光子就随机蜕变成多种大概中的一种,还把这个过程取名叫“塌缩”。具体怎么个塌法,玻尔本身也说不清。
再比如,既然触发“塌缩”的条件是“观测”,那么谁可以或许成为合格的观察者呢?
科学家?人类?统统生命体?还是包罗人工智能在内的任何聪明形态?
众口纷纭之际,给玻尔带来致命一击的,是一只喵。
薛定谔的喵
10年前,正是薛老师,亲手写下了量子颠簸方程,与矩阵力学、路径积分一起,被后人并称为量子力学的三大基石。
10年后的1935年,对“哥本哈根表明”的群起而攻之,薛老师打响了第一炮。
宿命。
当时,险些全部人以为“叠加态”是个纯属YY的玩意,却没人能真正驳倒玻尔和他的哥本哈根学派。
由于,“态叠加”、“测禁绝”、“观察者”,无论这三大原理违和感多么强,都被玻尔视作量子天下不可挑衅的公理。
所谓公理,就像“两点之间有且只有一条直线”,大概牛顿力学三定律一样,是无法、也无需证明的宇宙根本大法。
在玻尔看来,物理学家的任务是透过征象找规律,而不是去诘责天主:“你为什么要把宇宙计划成酱紫?”
而且,凭什么微观天下的宇宙法则,肯定要和宏观天下的生存履历符合呢?
自作粉饰的玻尔之盾,也只有金枪不倒的薛定谔之矛可以或许与之一战。
“薛定谔的猫”,就是薛老师用来挑衅玻尔的头脑实行。
以下实行纯属想象+推理,没有任何无辜的喵因此被害
把一只猫关在封闭的箱子里。
和猫同处一室的尚有个主动扮装置,内含一个放射性原子:
假如原子核衰变,就会引发α射线-射线触发开关-开关启动锤子-锤子落下-冲破毒药瓶,于是猫当场毙命。
在这个险恶的连环构造中,猫的死活直接取决于原子是否衰变;然而,具体什么时间衰变是无法正确猜测的随机变乱。只要不打开盒子看,我们永久没法确定,猫此时如今到底是死是活。
刑具预备完毕,如今,薛老师对玻尔的拷问开始:
1、原子啊、衰变啊、射线啊,这些都属于你们整天研究的“微观天下”,天然得符合量子三大定律,没错吧?
2、按照玻尔你本身的说法,在没打开盒子观测之前,这个原子处于“衰变”+“没衰变”的叠加态,没错吧?
3、既然猫的死活取决于原子是否衰变,而原子又处于“衰/不衰”的叠加态,那是不是意味着,猫也处在“死/没死”的叠加态?
原子衰变=死猫
原子没衰变=活猫
叠加态原子=叠加态的猫
以是,按照哥本哈根表明,箱中之猫是不死不活、又死又活的混沌之猫,直到开箱那一刻才刹时“塌缩”成一只死猫大概活猫?
ALIVE还是DEAD,这是个题目
薛老师的逻辑,着实就是反证法:以子之矛,攻子之盾。我先假冒你是完全精确的,然后顺着你的说法推理啊推理,直到推出一个谬妄透顶的结论——
那只能阐明你从一开始就错了!
薛老师好锋利,收了我吧
至于为什么要放进一只猫,这又是薛老师的高明之处。
从前各人研究原子、光子,总以为那是与一样平常完全差别的另一个天下;无论量子多么诡异,我们总可以安慰本身说:微观天下的规律,不肯定实用于宏观物体。
科学家们做完精分的实行,就能回归老婆孩子热炕头的正常生存。
如今,薛老师把微观的粒子和宏观的猫绑在一起,要么你承认叠加态什么的都是YY,要么你承认猫是不死不活的叠加态——别纠结,二选一。
连三岁小孩都知道,假如打开箱子看到一只死猫,那阐明猫早就死了,而不是开箱的刹时才死的——只不外它被毒死的时间,你装作没听到惨啼声而已。
别跑啊,玻尔,尚有几句话咱好好唠唠。
你的理论告诉我们,猫在被观测前是不死不活的;那么,假如把你关进一个密室,你不也变成不死不活了吗?
大概,在密室中的你看来,全天下的人都是不死不活的僵尸态?还是说,地球和太阳是否存在,都变成不确定的了?
薛老师的猫,本意是想让玻尔下不了台;千万没想到,结果却引发了唯心、唯物主义的大辩说。
哲学家们忽然发现,终于有机遇以砖家的身份,来对科学界说三道四了。
我思故我在
400年前,一个法国大叔的思考,奠定了唯心主义哲学的核心头脑。
假设凡间统统都是幻觉。所谓人生,大概只是我们的大脑在黑客帝国的AI里做的一个梦,说不定身材正插满管子泡在作育皿中。
那么题目来了:假如统统都大概是幻觉,那么,尚有没有绝对不是幻觉的东西呢?
有。
唯一不大概是幻觉的,只有“我们正在YY天下是不是幻觉”这件事。
我在思考,至少阐明我还是个东西。
着实,唯心主义并不是“我想要什么存在它就存在”,而是“只有我的意识(心)无可置疑,天下却大概是幻觉”。
以是,假如你认真看那些唯心主义哲学大家的著作,会发现非但不扯蛋,反而逻辑精密得怒不可遏。
而唯物主义者的观点则是“我在故我思”:
天下肯定不是幻觉,不外每个人都把本身版本的幻觉当作客观天下的原形。但是,只要我们在马列主义***头脑***理论的巨大指引下,连续发展先辈生产力,终有一天可以排除幻觉逼近原形的。
到底哪一个天下观才对呢?
由于唯物主义者无法证明这个天下肯定不大概是黑客帝国,而唯心主义者也拿不出这个天下肯定就是黑客帝国简直凿证据,以是谁也无法说服对方。
直到唯心主义者们听说了量子力学。
你造吗?
主张“心外无物”的明代哲学家王阳明,早在500年前就发明白量子力学!
王大家的另一句名言“知行合一”开导了400年后的一位粉丝:陶行知
王阳明与友人同游南镇,友人问曰:
“天下无心外之物,云云花树,在深山中自开自落,于我心亦何相干?”
老师答曰:
“你未看此花时,此花与汝心同归于寂,你来看此花时,则此花颜色一时明白起来,便知此花不在你的心外。”
唯心所现,唯识所变。未看此花时,花的存在是不确定的叠加态;起心动念的一刹,花才会从不确定态塌缩为确定态,你观察的天下因此出现。
意识与物质互为因果,无法割裂。量子力学的“观测导致塌缩”,就是唯心主义的铁证!
以是,在某个神奇的东方国度,在某个特别的汗青时期,谁要是胆敢研究量子力学,结果很严峻。
摘自《三体》,情节纯属刘慈欣假造;如有雷同,绝非偶合
然而,很多人至今都不知道,“意识决定观测结果”这个名声在外的量子黑科技,着实是耳食之闻导致的误会。
回到双缝干涉实行,假如科学家故意不观测实行结果,而是用呆板主动记录;去掉人类的“意识”干扰,是不是量子态就不会塌缩了?
再比如,做实行时忽然飞过一只苍蝇,在它的N只复眼凝视下,光子的叠加态会因此而塌缩吗?(你以为苍蝇就没故意识吗?)
结果,根本没有任何影响!
屏幕结果是代表颠簸的斑马线还是代表粒子的两道杠,只与实行装备的设置有关,和谁来观测、是否观测无关。只要实行中双缝全开,哪怕有一亿双眼睛盯着,望见的仍旧是未塌缩的叠加态光子产生的干涉条纹。
如今看来,比玻尔那句毁人不倦的“观察导致塌缩”更正确的表述是:
只要微观粒子处于“大概被正确丈量”的环境下,它就会主动塌缩,并不必要等待“观察者”就位。
以是归根到底,量子实行仍旧是不以主观意志为转移的。只不外,我们无法正确丈量,只能用概率分布来盘算这个客观天下。
硬报纸小编可以自大地告诉你:我从来也没信过黑客帝国之类的唯心主义鬼话!
假如天下真是个Matrix,我为什么不能像基努里维斯一样,上天入地、手挡子弹、单挑黑衣人军团,为什么我连用意念掰弯一把勺子都做不到?
你们说努哥有主角光环,那好,看看这个被努哥一巴掌拍死的叛徒,为什么每天在Matrix的壕饭店里戴着链子吃着法餐?
对于努哥、墨菲斯、崔妮蒂等一帮利用体系bug蓄意制造紊乱的反**武装团伙,黑客帝国非但没有一个重启把他们齐备调和掉,反而还单独给他们开了一个叫“锡安”的副本,让这些欲求不满的Hardcore用户在壮烈的锡安保卫战中圆了本身的好汉梦。
这是什么精力?这就是用户体验至上的精力!
最令我震动的是,像如许一款以用户为天主的VR沉醉式网游,居然还是永世免费的!
不必要用户费钱拼装备却每天有福利,不必要码农加班改bug却从来不蓝屏,不必要投资人烧钱却连续运营了几百年——连服务器电费都不收,就能让全天下每个人躺着玩一辈子,临了捐赠遗体发个电就算两清了?!
本心之作啊!
那么,对于每天在实际生存中苦逼的你我来说,有谁享受过这种体验吗?
这就是为什么,我至今都是一只
眼见为实
薛定谔猫真的存在吗?
一开始,包罗薛老师和玻尔本人在内,没有人信托天下上真会有不死不活、既死又活的猫。
但是不久之后,科学家们恐慌地发现,这件看似显然的事,居然没法证伪(证明猫不是叠加态)。
我,还能以不死不活的姿势存在?
按理说,猫到底是不是叠加态,做个实行不就明白了?痛惜,这个实行至今做不出来——毕竟,我们没法让猫产生干涉条纹啊!
证伪不可,证明的方法倒是有一个:把这只猫造出来。
令人细思恐极的是,我们已经做到了。
1996年,美国人梦露(男的)用单个铍离子制成“薛定谔猫态”并拍下了快照,发现铍离子在第一个位置处于自旋向上的状态,而同时又在第二个位置自旋向下,而这两个状态相距80纳米之遥!
这是人类有史以来第一次,亲眼“看”到活生生的量子叠加征象。
不外,这毕竟只是单个离子,和猫相比还差了十万八千里啊!
2004年,潘建伟团队初次实现了多光子的薛定谔猫态。固然这只猫的身材仍旧苗条——浑身上下只有5个光子,但还是令玻尔的信徒信心大增。
潘建伟(图片中心)的团队
这阐明,从单个微观粒子到严格意义上的薛猫(宏观量子叠加态),大概只是量变而非质变。它被密切地称为:薛定谔的小猫。
假如继承增长粒子数量,是不是能把小喵渐渐喂肥成大喵呢?
然而实际很暴虐:如今薛猫的最高记录,仍旧是潘建伟2012年实现的8光子叠加态。为了增长戋戋3个光子,用了整整8年时间。
可想而知,要让猫身上亿亿亿亿个原子同时处于量子叠加态,绝非易事。
在乐观者看来,这不外是临时的技能困难,假以时日早晚会攻克;但也有人以为,量子天下与宏观天下之间存在着一道天然的结界,像猫一样大的宏观叠加态,大概是这个宇宙明令克制的。
有朝一日,能不能造出一只眼见为实的大喵?
至少如今,我们还不知道。
但是我们已经知道:纵然是小喵,也蕴含着无比惊人的能量。
正是这些几个光子构成的
量子胶葛态
开启了宇宙的洪荒之力
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三部曲之
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