量子力學——現實生活中的「魔鬼」

量子力學——現實生活中的「魔鬼」

在上期內容中，我們提到了相對論和量子力學，相比於相對論而言，量子力學可以說是更好玩的。雖然我也屬於因果論中的一員，偶像呢也是愛因斯坦老先生，但正如兵家所說，知己知彼方能百戰不殆嘛，所以出於這種目的，我也曾去探索過量子力學中的科學性。然而令我感到有些沮喪的是，雖然量子力學違背了因果論，但它的正確性在如今是毫無疑問的，但值得慶幸的是，在有些領域，相對論也是正確的，我想相對論和量子力學必定是為一個更加偉大的理論而鋪墊的吧，而我相信真理也必定在不遠的前方，激勵著我們去探尋。

其實說實話，如果離開了那些有趣到甚至可以說是詭異的實驗的話，量子力學是索然無味的，因為全是公式的計算，比如說我跟你們談定態薛定諤方程

2ψ(x,y,z)+(8π2m/h2)[E-U(x,y,z)]ψ(x,y,z)＝0

你們肯定會說這是什麼玩意，亂七八糟的，再比如說全同粒子系與波函數的交換對稱性，我估計你們想打死我的心都有了吧，所以今天我們就不那麼折磨自己了，看幾個有趣的實驗來放飛一下自己的心靈，在摧毀自己對這個世界的真相的認知道路上越飛越遠。

薛定諤的貓

好，言歸正傳，我們先來一個眾所周知的實驗——「薛定諤的貓」，這個實驗可謂是廣為流傳了，甚至於初中階段都聽過。這個實驗呢，是奧地利物理學家薛定諤提出的有關貓生死疊加的思想實驗，這個貓呢被封在一個密室里，然後密室里有食物也有毒藥。毒藥瓶上有一個鎚子，鎚子由一個電子開關控制，電子開關由放射性原子控制。如果原子核發生衰變的話，則觸動電子開關，鎚子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出裡面的毒氣，貓必死無疑。

但問題關鍵在於原子核的衰變是一個隨機事件，物理學家所能精確知道的只是半衰期而已——即衰變一半所需要的時間。如果一种放射性元素的半衰期是一天，則過一天，該元素就少了一半，再過一天，就少了剩下的一半。

然而物理學家卻無法知道，它在什麼時候會衰變，上午，還是下午呢。當然了，物理學家還是能知道它在上午或下午衰變的幾率——也就是貓在上午或者下午死亡的幾率。如果我們不揭開密室的蓋子，根據我們在日常生活中的經驗，可以認定，貓或者死，或者活，這是它的兩種本徵態。

但如果我們用薛定諤方程來描述貓的話，則只能說，它處於一種活與不活的疊加態。我們只有在揭開蓋子的一瞬間，才能確切地知道貓是死是活。很詭異是吧，我當初也這麼覺得，其實呢，這個實驗涉及到一個波函數的問題，如果你們當中有人了解過波函數概念的話，那麼對於這個薛定諤貓，相對來說，還是好理解一些的。而這個實驗的困惑也在這波函數上，因為打開蓋子的瞬間呢，貓構成的波函數會瞬間坍縮，但這在物理上是不成立的，這樣會導致薛定諤方程不成立，這是不可能的。好在當今，有大牛科學家利用平行宇宙的理論來詮釋這個實驗，並且也通過偉大的「量子相干性」實驗來使得結果更加優美。

各位看官，看到這邊是不是覺得這個世界有點可怕呢，但好在我們大部分人對於平行宇宙這個理論非常感興趣，再加上之前也聽過這個實驗，所以對於薛定諤的貓也並沒有多大的排斥心理。那麼既然如此，我們不妨把世界變得更可怕一點，不然，生活也太過平淡了些呢。

接下來的這個實驗呢，相信大家聽說過的就很少了，也算是薛定諤貓的後續吧。在談及這個實驗之前，相信大家從小受到的教育就是這個世界是客觀的，並不會隨著我們的主觀意識而改變，但真的是這樣的嗎？希望大家在看完接下來的實驗之後，可以再好好思考思考。

這個實驗是這樣子的

讓一個人戴著一個防毒面具也和貓一起待到那個盒子裡面去，對於我們來說，貓是死是活我們並不知曉，貓還是生死疊加態。我們事後問那個人的話，他肯定會回答貓要麼是死的要麼是活的，絕對不可能回答貓既生又死。

這樣一來的話，就存在一個問題，那就是人和貓同時存在於這個盒子中，人有意識，而意識一旦包含到量子力學的系統中去，他的波函數就坍縮了，貓就變成要麼死要麼活了。也就是說貓是死是活，只要人的意識參與其中，就有了一個確切的狀態，不再是生死疊加態這種模糊狀態了。所以說即使我們在盒子外，但盒子里的波函數還是會隨著那個人的觀測而不斷觸動，因此只有死態或者活態這種純態的可能。

說到這裡，你們可能不以為意，覺得這沒什麼大不了的呀，但其實藏在這背後的，是你們不知道的一個可怕真相。我們能知道，在這個實驗中波函數的坍縮是因為有人的意識參與了，這意味著什麼呢，通過對比沒有人的意識參與，波函數就不會坍縮的事實，你會驚奇地發現，天吶，意識可以作用於外部世界！意識能夠改變客觀世界的，而改變客觀世界就是通過波函數坍縮，使不確定狀態變為確定狀態。

自然科學總是自詡為最客觀，最不能容忍主觀意識的，但到如今這個地步，作為物理支柱的量子力學居然發現人的主觀意識是客觀物質世界的基礎了！量子力學詭異也就是詭異在這一點，人的主觀意識導致了客觀物質世界從不確定到確定的轉移。到這邊我相信大家都有點懵圈了吧，你們肯定在想：這都是什麼玩意啊，怎麼這麼像哲學裡的東西，還跟那個什麼什麼一花一世界的有點類似呢，大概搞這個東西的物理學家都是一群精神病吧。話說回來，雖然我本身也屬於科學工作者之一，但我也認同你們的觀點，物理學家多多少少有點癲狂的，然而也是因為癲狂的原因，才能使我們離這個世界的真相越來越近呀。

上述兩個實驗呢，可能已經引起大家對這個世界的深深懷疑了吧，而我自然也是不會就在這邊停下的，畢竟只是懷疑能有什麼用呢，既然認知已經有所改變，不如將這天，這世界徹底顛覆吧！

這最後的一個設想呢，可能會超出大家的心理承受能力，有膽小恐懼者可以選擇不看，不然的話被嚇到了還真就是我的罪過了。好，話不多說，投身於這絢爛的夢中吧！

我想向大家問一個你們可能覺得我是個白痴的問題：你們覺得這個世界是真實存在的么？你們也許會覺得我很蠢，這個問題都問的出來，但我會用毫無破綻的邏輯來證明這個世界是由我們意識創造出來的。延遲選擇思想實驗已經被證實，而這個實驗正是用來說明一個粒子在空間走過的路徑竟然會由最後的觀測來決定，按理來說客觀存在的粒子走過的路徑在觀測之前已經是客觀存在，不可更改的。下面我來詳細介紹這個實驗。

激光脈衝源發出光子，到達半鍍銀的反射鏡BS1（作用是使光子有一半可能穿過了反射鏡BS1到達全反射鏡M1，一半可能被反射鏡BS1反射到達全反射鏡M2），兩個全反射鏡M1和M2把這兩部分的光子又交匯在一起。在終點觀察光子飛來的方向，我們就可以確定光子究竟是沿著哪一條路徑飛來的。

如果在終點處也插入一塊半鍍銀的反射鏡BS2，通過調整BS1-M1-BS2和BS1-M2-BS2兩個路徑的光子的相位，可以使這兩部分光子到達BS2時發生反相干涉，從而使光子在水平方向或者在豎直方向上「互相抵消」，最後只在豎直方向或者水平方向上輸出。

然而，真正讓你感到不可思議的是，即使激光脈衝源每次只發出一個光子，經過足夠長的時間，你還是可以看到同樣的干涉結果，這說明一個光子每次到達BS2時和自己發生了干涉——按照量子力學理論來說就是一個光子同時通過BS1-M1-BS2和BS1-M2-BS2兩條路徑到達BS2後和自己發生干涉（這其實是由著名的雙縫干涉實驗證實的，激光脈衝源每次只發出一個光子，經過足夠長的時間，你同樣會看到干涉條紋）。

但是，如果在終點處不放置半鍍銀的反射鏡BS2，激光脈衝源每次只發出一個光子，則通過在終點觀察光子飛來的方向，我們每次卻只能看到光子從一個路徑飛來，或者沿水平方向，或者沿豎直方向。這說明，如果我們不在終點處放置半鍍銀的反射鏡BS2，光子就沿著某一條路徑而來，反之，它就同時經過兩條路徑而來。也就是說，我們的選擇決定了光子的「選擇」。

但現在關鍵來了，如果在光子已經通過了第一塊半鍍銀的反射鏡BS1，快要到達終點但還沒到達的時候，我們才把半鍍銀的反射鏡BS2放入終點處，結果會怎麼樣呢？一般地，我們會認為光子通過了第一塊半鍍銀的反射鏡BS1後已經選擇了怎麼走，按前面的結果就是光子只沿著某一條路徑而來，應該不會再發生干涉現象。可惜，結果再次讓你感到驚訝，光子還是選擇了同時經過兩條路徑而來。無論激光脈衝源每次只發出一個光子還是多個光子，結果都是一樣的。這就是著名的惠勒延遲選擇實驗。

實驗結果表明，我們現在的選擇（觀測行為）改變了光子過去的「選擇」。也就是說，我們可以在事情已經發生之後再來決定它應該怎麼發生——無論是否事情的結果在邏輯上已經在一段時間以前被決定！

」

而實際上，任何一種基本量子現象只在其被記錄（觀測）之後才是一種現象，而在觀察發生之前，沒有任何物理量是客觀實在的。也就是說，觀察創造了全部的實相。現在，惠勒延遲選擇實驗在此基礎上更進一步的說明，觀察不但創造了實相，而且還可以在事情發生之後再逆時間地創造實相。而值得一提的是，關於時間，愛因斯坦創立相對論時也有一個著名的結論，「過去、現在、將來的區別，只是一種幻覺，不管人們怎麼堅持這種區別也沒有用」。不過，相對論強調的是我們對時間的幻覺，而量子力學的結論更加普遍，那就是一切實相都是幻覺。

這說明，宇宙的歷史，可以在它實際發生後才被決定究竟是怎樣發生的。在薛定諤的貓實驗里，如果我們也能設計某種延遲實驗，我們就能在實驗結束後再來決定貓是死是活。比如說，原子在1點鐘要麼衰變毒死貓，要麼就斷開裝置使貓存活。

但如果有某個延遲裝置能夠讓我們在2點鐘來「延遲決定」原子衰變與否，我們就可以在2點鐘這個「未來」去實際決定貓在1點鐘的死活。

這樣一來，宇宙本身由一個有意識的觀測者創造出來也不是什麼不可能的事情，雖然宇宙的行為在道理上講已經演化了幾百億年，但某種「延遲」使得它直到被一個高級生物所觀察才成為確定。

我們的觀測行為本身參予了宇宙的創造過程，這就是所謂的「參予性宇宙」模型，宇宙本身沒有一個確定的答案，而其中的生物參與並賦予了這個謎題答案的構建本身。所以說，這個世界決定於我們主觀意識的觀測，並非真實存在，在被我們觀測到之前，一切皆為虛幻。

當然，看到這裡，大家也不必真的陷入這個怪圈，如果當真去努力思考這些的話，會把自己逼瘋的，生活還是很美妙，我們又何必去把時間花費在世界真假與否這樣一個問題上呢，真也好，假也罷，我們依然活著，我們依然在喜怒哀樂。

本期物理奇奇怪怪到此結束，敬請期待下一期《優雅而唯美的弦》！

關

注

我

們

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