量子力学中的奇怪现象。
量子力学也是自然科学史上最精确的理论,但没有人能理解量子的概念。我说没人能懂,绝不是指我们这个级别的人,而是连量子力学的创始人都理解不了。
那么量子力学中最难的问题是什么呢?首先,我将量子力学中最难的东西介绍给大家,最难的东西只是证明意识不能被排除在客观世界之外。你必须在理解它之前给它加上意识。
量子力学中的第一个奇怪现象叫做态叠加和坍缩原理。
为了解释量子力学的概念,我先说说普通人的日常经验。
一般认为,客观物体必须有确定的空间位置,这是客观的,独立于人的意志。比如我女儿现在在客厅,或者我女儿现在不在客厅。
量子力学中的第一个奇怪现象叫做态叠加和坍缩原理。
【我女儿能进出客厅吗?】
但是在量子力学中就不一样了。量子力学就像说你女儿既在客厅又不在客厅。如果你想看看这个女儿在不在,你就观察一下。你一观察,女儿的存在状态就会崩溃,她会从客厅里原本叠加的状态,突然变成客厅里唯一进出的状态。
那么量子力学有一个奇怪的地方:如果不观测,它会处于叠加态,也就是一个电子既在A点,又不在A点,你一观测,这个叠加态就坍缩了,它真的只在A点,或者真的只在B点,只出现一个。
那么就会有人说:这是诡辩。你怎么知道当一个电子不观察它的时候,它既在A点,又不在A点?
嗯,这是量子力学发展过程中很多实验已经证实的,其中最著名、最重要的一个实验就是干涉实验证实。
[电子同时在两个地方]
当没有观察到电子时,就没有确定的状态。这是量子力学中最奇怪的事情。如果我们理解了这一点,我们就会理解量子力学最奇怪的一点,然后我们就可以证明量子力学离不开意识,意识是量子力学的基础。
单体叠加:薛定谔的猫。
我刚才说的是量子力学的第一个奇异点。现在,让我们看看从这个奇异的点能得出什么结果。最后我们会意识到意识是量子力学的基础,物质世界和意识是分不开的。
这个实验是量子力学的创始人薛定谔提出来的,被称为“薛定谔的猫”。
[死猫和活猫叠加]
现在让我告诉你薛定谔的实验是什么:把一只猫放在一个封闭的盒子里,然后把盒子连接到一个设备上,这个设备包含一个原子核和一个有毒气体设施。原子核有50%的概率会衰变,衰变时会发射出一个粒子,触发毒气设施。当毒气被触发时,会杀死猫,也就是说猫也处于这种死与活的叠加状态。这是他想象中的实验。
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这个问题一提出来,物理学家一个个都惊呆了,原来以为只有微观世界才有这种态叠加,就是状态不确定,既处于这个状态,又不处于这个状态。现在宏观世界也一样了,猫不就是这样吗?有一只既死又活的猫。
这与我们的经验严重违背。这个实验实际上就是“女儿在客厅里,女儿不在客厅里”变了个样子说出来。这个猫是死了还是活着?既死又活是同时存在的,量子力学认为两者同时存在。
那么怎么可能既死又活同时存在呢?人不能想象这种状态,于是大家就把这个实验进一步讨论下去。
【从不确定到确定可避免意识参与吗?】
1963年获得诺贝尔物理学奖的维格纳想了一个新的办法,他说:我让个朋友戴着防毒面具也和猫一起呆在那个盒子里面去,我躲在门外,对我来说,这猫是死是活我不知道,猫是既死又活。事后我问在毒气室里戴防毒面具的朋友,猫是死是活?朋友肯定会回答,猫要么是死要么是活,不会说是半死不活的。
他这个说法一出来大家就发现,问题在哪儿呢?一个人和猫一起呆在盒子里,人有意识,意识一旦包含到量子力学的系统中去,它的波函数就坍缩了,猫就变成要么是死,要么是活了。也就是说猫是死是活,只要一有人的意识参与,就变成要么是死,要么是活了,就不再是模糊状态了。
维格纳总结道,当朋友的意识被包含在整个系统中的时候,叠加态就不适用了。即使他本人在门外,箱子里的波函数还是因为朋友的观测而不断地被触动,因此只有活猫或者死猫两个纯态的可能。
维格纳认为,意识可以作用于外部世界,使波函数坍缩是不足为奇的。确实只能这样认为。因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变。
大家想过没有,牛顿第三定律说作用力与反作用力是相等的。我们的意识能够受外部世界的影响而改变,大家都觉得没有问题,对吧?人的意识就是受外界客观世界的影响改变了,随时都在变化。那为什么客观世界就能改变意识,意识就不能改变客观世界呢?
他就说意识是能够改变客观世界的,意识改变客观世界就是通过波函数坍缩,就是使不确定状态变成确定的状态,这样来影响的。所以波函数,也就是量子力学的状态,从不确定到确定必须要有意识的参与,这就是争论到最后大家的结论。
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