我們不能簡(jiǎn)單的說(shuō)經(jīng)典力學(xué)的本質(zhì)是研究宏觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。我們也不能簡(jiǎn)單的說(shuō)量子力學(xué)的本質(zhì)是研究微觀世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。那樣的話(huà)我們不如總結(jié)說(shuō)無(wú)論量子力學(xué)的本質(zhì)，還是經(jīng)典力學(xué)的本質(zhì)都是探索世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

還要提醒大家一點(diǎn)，我們其實(shí)并不清楚的知道量子力學(xué)與經(jīng)典物理的界限。

其實(shí)我這樣的提問(wèn)，也是一個(gè)值得注意的點(diǎn)。我在前面關(guān)于量子糾纏的章節(jié)中，其實(shí)已經(jīng)提到了。有人參與的社會(huì)活動(dòng)，對(duì)于用什么語(yǔ)言來(lái)表述和提問(wèn)是很重要的。 人的本質(zhì)是什么？ 一定在人之外去對(duì)比的。是和動(dòng)物，植物相對(duì)比才能得出人的本質(zhì)是什么？

所以上面的答案其實(shí)是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的。量子力學(xué)是一個(gè)物理體系，經(jīng)典力學(xué)也是。它們都是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的成果，是世界客觀規(guī)律的反映。從哲學(xué)上來(lái)說(shuō)，這就是任何知識(shí)的本質(zhì)認(rèn)識(shí)。

可是從物理角度來(lái)說(shuō)這不是?？墒悄阋偌?xì)問(wèn)：相對(duì)論的本質(zhì)是什么？ 物理角度答案就是相對(duì)論的本質(zhì)是時(shí)空理論，時(shí)空引力理論。

或許有人會(huì)這樣說(shuō)，從物理角度來(lái)說(shuō)，量子力學(xué)的本質(zhì)就是概率或者波粒二象性等。

無(wú)論是什么，好像量子力學(xué)從誕生以來(lái)就給我們一種不確定的感受。不像經(jīng)典力學(xué)那樣，讓我們感覺(jué)更實(shí)在些。這對(duì)于人類(lèi)的好奇來(lái)說(shuō)，實(shí)在是種折磨。

量子力學(xué)誕生已近一個(gè)世紀(jì)。它給物理學(xué)、工業(yè)和人類(lèi)生活帶來(lái)了翻天覆地的變化，貢獻(xiàn)是卓著的。然而，雖然量子力學(xué)無(wú)比實(shí)用，科學(xué)家對(duì)量子力學(xué)基本概念的理解卻一直停滯不前。

舉個(gè)例子：量子力學(xué)波函數(shù)到底是真實(shí)的存在，抑或僅僅是科學(xué)家用來(lái)計(jì)算的工具？箱子里既活又死的薛定諤貓，真的存在嗎？量子糾纏是怎么回事？雙縫衍射是怎么回事？

我們認(rèn)為量子力學(xué)只要實(shí)用就夠了，無(wú)需深入探討其基本概念和含義，但是量子力學(xué)的各種詮釋顯然不能讓人越來(lái)越不滿(mǎn)意。很多人，包括費(fèi)曼，溫伯格，愛(ài)因斯坦，薛定諤等獲得諾獎(jiǎng)的人，都在表達(dá)一個(gè)意思：“你真正去學(xué)習(xí)了量子力學(xué)，你才發(fā)現(xiàn)你越來(lái)越不懂量子力學(xué)了?！?/p>

造成這個(gè)現(xiàn)象的根本原因是什么？ 為什么會(huì)有這樣的不實(shí)在感。

量子力學(xué)，它是如此反直覺(jué)，以至于只能用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言才能準(zhǔn)確地描述它。量子力學(xué)中詭異、甚至反直覺(jué)的要素，因何而產(chǎn)生。

在量子力學(xué)領(lǐng)域，物理學(xué)家已經(jīng)習(xí)慣用“概率”來(lái)描述現(xiàn)象，但概率難道不是體現(xiàn)了我們對(duì)研究對(duì)象了解得還不完全嗎？ 什么是概率？

不管你們承不承認(rèn)，其實(shí)量子力學(xué)的概率，和現(xiàn)實(shí)宏觀中的概率本質(zhì)是一樣樣的。就好像現(xiàn)實(shí)中的人，我們經(jīng)常問(wèn)：“你相信緣分嗎？”

“緣分”這個(gè)詞，一點(diǎn)也不神秘。你出現(xiàn)在這個(gè)世界上，那么你遇到任何人的邏輯，本來(lái)就包含在這個(gè)世界的所有相遇可能性邏輯之中了。

重點(diǎn)是你會(huì)把這樣的情況，說(shuō)成是偶然還是必然？ 偶然還是必然！各位，我其實(shí)很多次在我的作品中強(qiáng)調(diào)這個(gè)觀點(diǎn)了。所有量子力學(xué)的奇異性，就在于你如何去理解這個(gè)問(wèn)題。

一點(diǎn)也沒(méi)有錯(cuò)，粒子與粒子的相遇，碰撞，和人與人，人與石頭的遇到和碰撞有什么本質(zhì)的區(qū)別？ 沒(méi)有！ 都是概率！

世界是確定的，量子力學(xué)也是確定的。但世界不會(huì)以單一的狀態(tài)來(lái)顯示它的確定性，至少我們看到的是這樣的。

所以有不確定性原理，波粒二象性，宇稱(chēng)不守恒，真空極化等等物理現(xiàn)象。

還記得我在本書(shū)開(kāi)篇講的那個(gè)案例嗎？要在1分鐘內(nèi)知道中國(guó)現(xiàn)在有多少人活著的問(wèn)題。問(wèn)你，你肯定不知道。但有人知道?，F(xiàn)在不知道，將來(lái)技術(shù)手段也能知道。

你只知道，你們班有多少人，但你的校長(zhǎng)，知道這個(gè)學(xué)校多少人？這就是區(qū)別。去看看最強(qiáng)大腦，你就知道了。你不知道，你認(rèn)為不可能的事情，有人可以做到。 因?yàn)橐磺杏雄E可循！

數(shù)學(xué)是宇宙的語(yǔ)言，我贊同這句話(huà)。那么這種語(yǔ)言的暗示，我們就應(yīng)該重視。很簡(jiǎn)單的一個(gè)例子，一個(gè)圓，它的周長(zhǎng)是整數(shù)，可是每一個(gè)圓里有含有無(wú)窮不循環(huán)的小數(shù)π。

你覺(jué)得這意味著什么，這語(yǔ)言想要表達(dá)什么？ 完整圓不是整數(shù)塑造的，是非整數(shù)塑造。它是π，它是確定的，我們用它計(jì)算了無(wú)數(shù)次。房子，車(chē)子，橋梁，飛船都靠它計(jì)算。

可是你如果非要說(shuō)，我們不確定它，它是無(wú)窮小數(shù)。是啊！我們不確定他，你憑什么說(shuō)它不確定。在我們要確定它之前，誰(shuí)敢說(shuō)它是不確定的。

看看我們的世界，是貨真價(jià)實(shí)的，是熱氣騰騰的。那么一個(gè)π，就是真實(shí)的，就是確定的。

我深深的相信，即使你計(jì)算到它的1兆億億位數(shù)之后，你依然會(huì)贊同我這樣說(shuō)。

在牛頓的理論中，大自然完全是決定論的，也就是說(shuō)，如果你知道了太陽(yáng)系所有物體的位置、速度和相互作用，理論上你可以算出任何時(shí)候它們各自在哪里。只有當(dāng)你沒(méi)有完全了解某些事情的時(shí)候，才會(huì)使用“概率”這一概念，就像你往地上扔一個(gè)骰子，你不知道它會(huì)有怎樣的運(yùn)動(dòng)軌跡，也不知道它最終會(huì)是哪一面。

記住，你不了解，你確定的事情，會(huì)用到概率。但那是你，或說(shuō)我們?nèi)祟?lèi)！不代表所有生命的可能！

量子力學(xué)卻大量地使用概率來(lái)描述現(xiàn)象，這就是一些聲名卓著的科學(xué)家強(qiáng)烈反對(duì)量子力學(xué)的原因。也是我們覺(jué)得它不實(shí)在的原因。

我自己倒認(rèn)為這是我們反對(duì)自己的原因，也是我們自己覺(jué)得自己不實(shí)在的原因。深思吧，你會(huì)發(fā)覺(jué)的。人類(lèi)歷史就是這樣一步步證明的。

1926年，玻恩提出電子波函數(shù)的本質(zhì)是概率后，愛(ài)因斯坦寫(xiě)信給他，信中說(shuō)：“量子力學(xué)是很不錯(cuò)，但我內(nèi)心的聲音告訴我，它不是事物真正的本質(zhì)。這一理論能得到很好的結(jié)果，但它無(wú)法告訴我們上帝的秘密。不管怎么樣，我堅(jiān)信，上帝不擲骰子?！?/p>

直到1964年，物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼還在康奈爾大學(xué)的一個(gè)講座上說(shuō)道：“我想我可以有把握地說(shuō)，沒(méi)有人真正理解量子力學(xué)。

我也說(shuō)過(guò)，上帝不擲骰子，上帝讓人類(lèi)擲骰子。人類(lèi)，不應(yīng)該擲骰子！這是我的觀點(diǎn)！但身為人類(lèi)，我們?cè)趺茨軘[脫“主動(dòng)性”的本能呢！

你如果真正的去思考愛(ài)氏的話(huà)：“我堅(jiān)信，上帝不擲骰子?！逼鋵?shí)是一種信念，這種信念就是偉大科學(xué)家的信念。愛(ài)氏要表達(dá)的理念是世界是可以研究的，可以研究清楚的。世界是確定的。不是上帝在那開(kāi)玩笑。所以他會(huì)在前面說(shuō)：“這個(gè)理論應(yīng)該有更好的結(jié)果?！?/p>

此話(huà)一點(diǎn)毛病都沒(méi)有。但玻爾也沒(méi)有錯(cuò)，玻爾是看著實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)話(huà)的。

隨時(shí)時(shí)間推移，物理學(xué)家已經(jīng)學(xué)會(huì)使用量子力學(xué)得出越來(lái)越精確，越來(lái)越成功的計(jì)算結(jié)果。勞倫斯·克勞斯就將關(guān)于氫原子的一個(gè)量子力學(xué)計(jì)算結(jié)果稱(chēng)為所有科學(xué)領(lǐng)域中被計(jì)算得最精確的一個(gè)量，他并沒(méi)有夸張。

量子力學(xué)成為了我們理解原子、原子核、導(dǎo)電性、磁性、電磁輻射、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、白矮星、中子星、核力以及基本粒子的基礎(chǔ)，所以它是確定的。

有那么多理論，預(yù)言了很多粒子存在。很多粒子后來(lái)也被實(shí)驗(yàn)證明是存在的。

試想想返回到500年前，誰(shuí)如果說(shuō)有反粒子，有膠子，有電子，有正電子，別人會(huì)怎么想？

那是不可能的事情。甚至沒(méi)有人能做出這樣的理論預(yù)測(cè)。所以世界是確定的。隨著我們知道的越多，掌握的越多，能預(yù)測(cè)的就越多。

牛頓的理論在他提出的年代也曾經(jīng)讓很多人不舒服，在牛頓的理論中，兩個(gè)相隔遙遠(yuǎn)的物體可以發(fā)生相互作用，哪怕它們之間不存在有形的拉力或推力，這似乎給本該實(shí)實(shí)在在的科學(xué)帶來(lái)了一些神秘的超自然因素，因此在當(dāng)時(shí)招致了笛卡爾追隨者的反對(duì)。

此外，牛頓的萬(wàn)有引力定律也不能由某些基本的哲學(xué)定律導(dǎo)出，這也是萊布尼茨及其追隨者的反對(duì)的原因之一。牛頓定律沒(méi)能滿(mǎn)足很多前人對(duì)宇宙定律的期望，如托勒密（我們已經(jīng)拋棄了托勒密的地心說(shuō)），和開(kāi)普勒學(xué)說(shuō)。

然而，隨著時(shí)間推移，牛頓引力理論顯示出優(yōu)勢(shì)，最終成為壓倒性的最成功的理論，它能解釋大到行星，小到蘋(píng)果等物體的運(yùn)動(dòng)，包括月球、彗星，甚至地球的形狀也能解釋。

到18世紀(jì)末，幾乎所有人都同意牛頓理論是正確的，至少是個(gè)極為成功的近似。因此，強(qiáng)求一個(gè)新誕生的理論遵循某種已有的哲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，似乎并無(wú)必要。我們需要讓其自然發(fā)展，看看我們能從中得到什么，或許我們需要反過(guò)來(lái)改變我們的哲學(xué)觀點(diǎn)。我們就是這樣做的，我們也算這樣走的。

現(xiàn)在再來(lái)回顧開(kāi)篇提到那幾個(gè)問(wèn)題，在量子力學(xué)中，我們用波函數(shù)來(lái)描述粒子。波函數(shù)在本質(zhì)上就是一系列數(shù)字，每個(gè)數(shù)字都代表了系統(tǒng)可能出現(xiàn)的一種狀態(tài)。如果系統(tǒng)只包含一個(gè)粒子，那么波函數(shù)中的每個(gè)數(shù)字就對(duì)應(yīng)著這個(gè)粒子可能出現(xiàn)的所有位置，數(shù)字的大小代表著它在這個(gè)位置出現(xiàn)的概率。那這有什么問(wèn)題呢？

問(wèn)題的焦點(diǎn)就在于“測(cè)量”這一行為。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，對(duì)電子自旋的測(cè)量：自旋又被稱(chēng)為角動(dòng)量，它是用來(lái)衡量某種物體繞著一個(gè)軸“旋轉(zhuǎn)”速度的物理量。

所有理論都表明，實(shí)驗(yàn)也都證實(shí)了，當(dāng)你測(cè)量一個(gè)電子自旋的時(shí)候，它只能取兩個(gè)值中的一個(gè)，+h/4π 或 –h/4π（h為普朗克常數(shù)），這可以理解為電子繞著軸要么順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，要么逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。但只有當(dāng)你測(cè)量的時(shí)候，電子才會(huì)取這兩個(gè)值之一，當(dāng)你沒(méi)有測(cè)量的時(shí)候，電子的自旋狀態(tài)處于這兩種態(tài)的疊加態(tài)。

這在我的想象里一點(diǎn)也不矛盾。和波粒二象性本質(zhì)其實(shí)是一樣的。舉一個(gè)宏觀的例子。一個(gè)帶有4片風(fēng)扇葉的風(fēng)扇，當(dāng)它不轉(zhuǎn)的時(shí)候，你輕易的就可以抓到第一片，第二片，第三片，或第四片風(fēng)扇葉。現(xiàn)在飛速轉(zhuǎn)起來(lái)，讓你抓第一片，你能抓到嗎？ 顯然是不能的，你連看都看不清，還怎么抓。但當(dāng)你“抓”的時(shí)候，飛速轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)扇慢了下來(lái)，你又看清了。

本質(zhì)上和測(cè)量動(dòng)作是一樣的。玻璃二象性也是，看你看它的方式是什么樣的。有些現(xiàn)象你需要用到波來(lái)解釋?zhuān)€有一些現(xiàn)象你需要用到粒子來(lái)解釋?zhuān)€有一些現(xiàn)象你兩者都得用。

以如何測(cè)量自旋來(lái)講？把電子放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與你想測(cè)量電子自旋的方向一致就可以了。自旋可以用波函數(shù)來(lái)描述，如果只考慮波函數(shù)中關(guān)于自旋的一部分，它就只包含兩個(gè)數(shù)，一個(gè)代表正自旋，一個(gè)代表負(fù)自旋。

量子力學(xué)中有一條規(guī)則叫玻恩規(guī)則，以馬克斯·玻恩命名，它告訴我們?nèi)绾卫貌ê瘮?shù)來(lái)計(jì)算電子自旋為正或?yàn)樨?fù)的概率——這概率就是波函數(shù)的該分量的平方。這有什么不好的呢？

有人說(shuō)問(wèn)題并不在于概率，量子力學(xué)發(fā)展了這么多年，我們完全可以容忍概率的存在了。問(wèn)題在于，電子自旋隨著時(shí)間的變化遵循薛定諤方程，但薛定諤方程本身并不包含概率，它同牛頓運(yùn)動(dòng)方程一樣，完全是決定論的。那概率又是從哪里冒出來(lái)的呢？很多人說(shuō)這就是量子力學(xué)的問(wèn)題之所在。

但我不這樣看，就像我在上面舉了一個(gè)圓的例子。一個(gè)完整的圓包含了不完整無(wú)窮不循環(huán)的小數(shù)π。世界的完整永遠(yuǎn)包含著無(wú)窮，這才是世界的法則。一根繩子，對(duì)半切，理論上永遠(yuǎn)可以切下去。

概率是怎么來(lái)的，就是這樣來(lái)的。你確定的事情，就是百分百概率，你不確定的，就是小于百分百概率。

如果你認(rèn)為太陽(yáng)明天照常升起是百分百概率，那么這樣的例子可以在量子力學(xué)中找到很多很多。

量子力學(xué)是不確定的，量子力學(xué)中的奇異性，也很正常。因?yàn)榭梢岳斫?。其?shí)真正意義上的奇異性，在于未來(lái)。因?yàn)槲磥?lái)才是難以把握的。但如果不能把握現(xiàn)在，更談不上把握未來(lái)了。

就好比我現(xiàn)在問(wèn)你：“1萬(wàn)年后太陽(yáng)還會(huì)照常在地球上升起嗎？”各位，我希望你的感覺(jué)和我的感覺(jué)此刻是一致的。

概率是實(shí)實(shí)在在的物理現(xiàn)象，我應(yīng)該理解它，我們應(yīng)該愛(ài)它。

但我要強(qiáng)調(diào)一個(gè)總的原則，這是很值得強(qiáng)調(diào)的。因?yàn)榱孔恿W(xué)的理論，已經(jīng)是一片紅海了。就拿第45，第46章的弦理論來(lái)說(shuō)，我是猶豫了后才決定還是要介紹的。

但我要說(shuō)高維度空間，多世界理論不如概率實(shí)在。世界也是以這樣的方式來(lái)展示它的存在的。想象中的世界不一定是真實(shí)，但真實(shí)的世界一定可以想象。人一定要在自己可以想象的地方去努力，而不是要在想象的世界里去努力，這是方向問(wèn)題，不容忽視！

就像我在關(guān)于量子糾纏的文章中說(shuō)過(guò)，如果想象中的世界是真實(shí)的，那么這個(gè)世界就不存在問(wèn)題。

量子力學(xué)在計(jì)算方面是非常實(shí)用的。在如何運(yùn)用量子力學(xué)的問(wèn)題上并不存在什么爭(zhēng)論，物理學(xué)家都用同樣的方式使用量子力學(xué)，而且計(jì)算的確有效。也許我上面提到的這些問(wèn)題都只是語(yǔ)言的問(wèn)題，跟量子力學(xué)本身無(wú)關(guān)。一些現(xiàn)代哲學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，最“哲學(xué)”的問(wèn)題都是跟我們所運(yùn)用的語(yǔ)言相關(guān)的問(wèn)題，因?yàn)槲覀兪侨恕?/p>

很多導(dǎo)師常用這種觀點(diǎn)來(lái)教育那些抱怨量子力學(xué)的研究生們：閉上嘴，只管算。

所以不要想著去試圖建立一個(gè)可以隔絕所有環(huán)境的系統(tǒng)。那是不可能的。就像我們好多人說(shuō)，我們要到太空里去。其實(shí)我們就在太空中。

以上就是關(guān)于量子力學(xué)本質(zhì)的一些論述。希望可以不止幫助大家理解量子力學(xué)，更幫助大家理解生命，理解生活。遇到你們，是我的緣分。在沒(méi)有遇到之前，緣分只是可能，在遇到之后，緣分就是確定的。

摘自獨(dú)立學(xué)者，詩(shī)人，作家，國(guó)學(xué)起名師靈遁者量子力學(xué)書(shū)籍《見(jiàn)微知著》

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