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1.量子力學給出的是：沒有什么是真實的，我們不去觀察時，則什么也不能說。 2.在量子力學世界中，日常所見的熟悉的物理定律不再成立。取而代之是事件發(fā)生的概率性。 3.實驗證明世界沒有內在的真實性。日常所謂的“真實性”在描述組成世界的基本粒子行為時不是一個好的方法，而且這些粒子同時聯(lián)成不可分離的整體，每一個都能覺察到別的粒子發(fā)生的事。 4.牛頓創(chuàng)立了物理學，實際上他創(chuàng)立了一切依賴于物理的科學。正是他的運動三大定律及引力理論，才使科學走向通往空間飛行、激光、原子能、基因工程、化學及其他一切的里程。牛頓第一定律：除非有外力作用其上，一個物體總保持靜止或以恒定的速度運動。第二定律：力改變了物體的運動速度，速度的變化稱為加速度。力等于質量乘以加速度。第三定律：對于每一個作用存在大小相等方向相反的反作用。 根據(jù)牛頓定律，一個粒子的行為可根據(jù)其他粒子對它的作用力及它本身受到的作用力確定。 5.現(xiàn)代數(shù)學與物理全由算術項和方程描述，數(shù)學描述所依賴的技巧大部分是由歐拉創(chuàng)立的。 6.麥克斯韋建立的電磁場理論，將電學、磁學、光學統(tǒng)一起來，至此光的理論得以完善。 7.拉瓦錫在研究物質何以能夠燃燒時，原子概念才算真正地成為科學的一部分。拉瓦錫判斷出許多真元素，它們不能分解為其他的化學物質。 8.在經(jīng)典力學中，每件事物的發(fā)生總有其原因，直到宇宙大爆炸。但在量子世界中，只要你觀察一下放射性衰變及原子的轉變，你就會發(fā)現(xiàn)這種簡單的因果性消失了。 9．實驗直接證明了量子力學中最奇特的方面是這個真實世界的文字描述。在物理學中處理微觀系統(tǒng)的理論稱為量子力學，是普朗克、玻爾提出的。 10.玻爾的互補性原理指出，光的波動理論和粒子性理論不是相互排斥的，而是相互補充的。 11.德布羅意提出了波粒二象性思想。 愛因斯坦曾推導出了兩個描述光量子的方程： E=hv；p=hv/c 德布羅斯在論文中討論，在這兩個方程中，描述粒子特性的項（能量和動量）出現(xiàn)在左邊；描述波動特性的項（頻率）出現(xiàn)在右邊。用來檢測光是波還是粒子的所有實驗之所以失敗，必定是因為這兩種特性無法擺脫的糾纏在一起。 12.人們認識到不僅只有光子和電子，事實上所有的粒子和所有的波都是波和粒子的混合體。 13.薛定諤從一個清晰的物理圖像—源自是一個“真正的”整體—出發(fā)。其理論核心為電子是波。兩種方法都建立了能夠精確描述量子世界中可測量事物行為的方程組。 14.海森堡測不準原理所測量的量是對電子，或其他基本實體的重疊的互補性描述，位置是粒子的重要特性—粒子能夠精確定位。然而波沒有精確的位置，但它們具有動量。你對波的特性知道的越多，對粒子的特性知道的越少，反之亦然。用來檢驗粒子的實驗只能用來檢驗離子，檢驗波的實驗只能用來檢驗波。沒有實驗能夠同時表明電子既像波又像粒子。測不準原理告訴我們，根據(jù)量子力學基本方程，像電子這樣的東西不會同時具有精確的動量和精確的位置。測不準原理的一個重要方面是它在時間的正方向和負方向上表達著不同的意義。 測不準原理適用于時間和能量的互補特性，以及位置和動量的互補特性。 15.不確定性、互補性、概率、觀察者對系統(tǒng)的擾動，這些思想?yún)R集起來構成量子力學的“哥本哈根解釋”。 16.為了了解基因如何構造和重構，我們就必須理解原子按某種固定的方式進行組合、相互之間必須滿足一定的距離、必須以一定的化學鍵相連接的機制和原因。這個理解是量子力學對化學和分子生物學的貢獻。 17.從量子理論基本方程出發(fā)可以導出不確定關系，但從不確定的關系，卻導不出量子理論基本方程。不確定關系告訴我們，因為不能同時知道位置和動量，從而未來也就是不可預測的---未來在本質上是不可預測的和不確定的。 18.在量子物理當中，觀察者和系統(tǒng)之間存在相互作用，這種相互作用強到不能認為系統(tǒng)是孤立存在的。 19.根據(jù)實驗觀察結果就可以很容易地解釋和理解哥本哈根解釋的主要特性。首先，我們已經(jīng)接受了這樣一種概念：觀察這一活動本身會改變觀察對象。在更實際的意義上，觀察者本身也是實驗的一部分。其次，我們所知道的都是實驗結果。我們在觀察一個原子時，看到一個電子處于能態(tài)A，過一會兒發(fā)現(xiàn)一個電子處于能態(tài)B。我們猜測是這個電子由A跳到B，這可能是因為我們看到了電子的兩種狀態(tài)。事實上，我們甚至不能保證它是同一個電子，我們更不知道當我們沒有進行觀察的時候，電子正在干什么。我們在沒有進行觀察時所發(fā)生的一切一無所知。 20.在量子世界中，你所見到的只是你所得到的，一切都是假的。你最有希望得到的是一套相互一致的幻覺。 21.雙孔實驗，電子不僅僅知道兩個孔是否都是打開的，而且還知道我們是否在觀察它們，它們據(jù)此相應調整自己的行為。 22.這些規(guī)則只是依賴于如下一個假設：神秘的鬼粒子之間時刻都存在著相互作用，在觀察過程中隨著波函數(shù)的坍塌，凝聚為一個真正的粒子。更嚴重的是，只要我們一停止對電子的觀察，不管我們正在觀察什么，這個電子就立即劈裂成一個鬼粒子列陣，其中的每一個都沿著它們自己的概率路徑通過量子世界。只要我們不進行觀察，一切都是假的。只要我們一停止觀察，它就不再是真的。 在這個世界中，只有當我們進行觀察的時候，粒子才看起來成為真實的。在這個世界中，即使是動量和位置這樣的特性也僅僅是觀察的一個人工制品。 23.為簡單起見。假設只有兩種可能，粒子通過A孔或者通過B孔。玻爾指出，我們可以認為每種可能代表一個不同的世界。在一個世界中，粒子通過A孔；在另一個世界中，粒子通過B孔。然而我們所生活的現(xiàn)實世界并不是這兩種簡單世界中的一種。我們的世界是這兩個可能的世界的混合體。這兩個可能的世界分別相應于粒子的兩種路徑，并且這兩個世界之間存在著相互作用。當我們來察看粒子通過哪一個小孔時，就只剩寫一個世界，因為我們已經(jīng)排除了另一種可能性。在那種情形下兩種世界之間沒有相互作用。玻爾指出，根據(jù)量子方程，不僅僅是鬼電子，而是鬼現(xiàn)實。鬼世界僅僅存在于我們沒有進行觀察的時候。 24.是我們的知覺在動，而不是現(xiàn)實在變。 25.當原子中的一個電子從激發(fā)態(tài)落入一個較低的狀態(tài)時，將其多余的能量傳遞給一個光子，使其自由地飛出去。捕獲下一個自由光子的電子吸收能量。同樣的過程使核子膠合在一起。 質量和能量是可相互轉化的，力“程”與起膠合作用的粒子的質量成反比；如果涉及的粒子不止一個，那么力程與最輕的粒子的質量成反比。因為光子的質量是零，所以從理論上講電磁力的力程是無窮遠，盡管在距離帶電粒子無窮遠得地方電磁變得無窮小。 26.在極短的時間內，粒子的存在與否具有內秉的不確定性。假設遵守一定的規(guī)則，例如電荷守恒和粒子、反粒子數(shù)之間的平衡，那么就沒有理由阻止整車的粒子“無中生有”地出現(xiàn)，隨后又相互復合而消失。這一切均發(fā)生在大宇宙意識到這個偏差之間。 27. 惠勒敘述了一件逸事：在一次晚宴上，他正在與一伙人玩二十個問題的老游戲。當輪到他的時候，他被從房子里請了出去，以便讓其他的客人能夠決定采用什么樣的話題。他關在外面的時間“令人難以置信”地長，這說明其合作者們正在選擇一個非常難的詞，或者正在搗鬼。當他回來的時候，從客人們依次所做的回答中，他發(fā)現(xiàn)最初對諸如“它是動物嗎?”“它是綠色的嗎?”這類問題的回答是很迅速的。但是隨著游戲的進行回答問題所用的時間越來越長。所有的同事大概已經(jīng)同意了這個話題，并且需要做的回答僅僅是：“是或不是。”這真是一個奇怪的過程。被問的人為了做一個簡單的回答，為什么要費這么多的腦筋呢?最后，只剩下一個問題了。問題是“它是一片云嗎”，惠勒回答“是”，于是引起了同伴們的哄堂大笑。他被搞得莫名其妙。 我們都有這么一個概念：當我們不進行觀察的時候，真實世界也是存在的。同樣，惠勒認為對于他正確證的問題有一個真實的答案。但實際上沒有。只有對他的問題的回答才是真實的。同樣，對于量子世界，我們唯一知道的就是實驗的結果。 這個故事強調了量子理論的基本規(guī)律：只有記錄下來的現(xiàn)象，而沒有基本現(xiàn)象。 28.哲學家們長期以來在深思這樣一個事實：除了按照現(xiàn)在所記載的這種方式以外，歷史是沒有意義的—過去并不存在?；堇盏乃プ冞x擇實驗將這個抽象的概念變得有血有肉，成為一個具體的、實用的術語。“只有在提問—回答的游戲結束后，對于 “房子中有什么”這樣一個問題，我們才能回答；同樣，只能在完成記錄之后，“對于光子正在做什么”這樣一個問題才能做出回答?！?/font> 宏觀世界中的萬物都是由滿足量子規(guī)則的粒子所組成的。我們稱之為真實的任何東西都是由不能視為真實的東西所構成?！俺丝梢哉f通過某種方式被發(fā)現(xiàn)，以及它們必須建立在成千上萬的這種觀察者參與的活動的統(tǒng)計意義上之外，我們還有什么選擇呢？” 然后惠勒進一步將整個宇宙考慮為一個供人分享的、自激發(fā)的循環(huán)。從大爆炸開始，宇宙膨脹、冷卻，幾十億年后誕生可以對宇宙進行觀察的人類?！坝^察者參與的活動（借助于衰變選擇實驗裝置），反過來將實質性的“現(xiàn)實”賦予宇宙，不僅是現(xiàn)在，而且可以追溯到開始?！蓖ㄟ^觀察宇宙背景輻射的光子、大爆炸的回波，我們可能正在創(chuàng)造大爆炸和宇宙。 29.南巴黎大學的艾斯派克特說，我們對現(xiàn)實的日常觀念基于三個基本假設：（1）真實的事物是客觀存在的，它并不依賴于我們是否對其進行觀察；（2）從一致的觀察和實驗結果中得出一般的結論是合理的；（3）任何效應的傳播速度都不能超過光速，他稱這個性質為“局域性”。這三個基本假設合在一起構成了當今世界“局域現(xiàn)實”觀點的基礎。 貝爾實驗起始于世界的局域現(xiàn)實觀點。貝爾不等式的7次檢驗中，5次結果有利于量子力學。艾斯派克特指出，量子理論的這些證據(jù)比初看起來更加有力。因為實驗本身的規(guī)律和在具體實施過程中存在的困難，所以“在實驗設計中存在的大量的系統(tǒng)誤差可能會破壞真正相關的證據(jù)。。。。。另一方面，很難想像一個實驗誤差能夠在5個獨立的試驗中都伴隨產生某一個錯誤。而且，實驗結果不僅僅是違背了貝爾不等式，而且是精確地按照量子力學預言的那種方式去違背?！?/font> 艾斯派克特實驗及其前任確實獲得了與我們的常識非常不同的世界觀。它告訴我們，在某種意義上，曾經(jīng)發(fā)生過相互作用的粒子將始終為同一系統(tǒng)的的部分，它們共同對進一步的相互作用做出響應。實際上，我們看到的、摸到的、感覺到的一切事物都是由相互作用著的粒子集合構成的。而這些粒子與其他粒子之間的相互作用可以追溯到大爆炸時期，通過宇宙大爆炸才得以形成。事實上，構成你我身體的這些粒子曾經(jīng)靠得很近并且發(fā)生過相互作用。 艾斯派克特指出，我們必須承認，任何事物都與其他事物聯(lián)系著。適用于宇宙的唯一一個整體的方法可能會解釋人類意識之類的現(xiàn)象。 30.當我們對亞原子系統(tǒng)進行測量時，那些使波函數(shù)發(fā)生坍塌的、幽靈般的量子世界將發(fā)生什么情況呢？當我們進行測量時，這個重疊的現(xiàn)實怎么能夠簡單地消失，而與我們實際測量的那個結果恰好一致呢？最好的回答是：這個兩者挑一的現(xiàn)實并沒有消失，薛定諤的貓實際上既是活的，同時又是死的，但分別處于兩個或更多個不同的世界中。哥本哈根解釋及其實際含義完全包含在一個更完整的現(xiàn)實觀點---多世界解釋中。 31.哥本哈根解釋要求在觀察者存在的情況下，波函數(shù)魔術般地發(fā)生坍塌。艾弗雷特以此作為博士論文。這種觀點起始于一個非常簡單的問題。設想我在一個封閉的屋子里做一個實驗，然后出來告訴你結果，你再將這個結果告訴在紐約的朋友，他再向其他人去報告，如此等等。在這個過程中，波函數(shù)發(fā)生了一系列的坍塌，在這一方面這個回題達到了邏輯的頂峰。在每一步，波函數(shù)都變得更復雜，都包含了“現(xiàn)實世界”的更多信息。但在每一種狀態(tài)，這兩種解釋都同樣有效。在有關實驗結果的消息到來之前，都將現(xiàn)實疊加。我們可以想象消息以這種方式在整個宇宙中進行傳播，直到整個宇宙處于一個波函數(shù)相疊加的狀態(tài)，可供選擇的現(xiàn)實只能坍塌到進行觀察時所看到的那個世界。然而，誰來觀察宇宙呢? 埃弗雷特的解釋是，整個宇宙疊加的波函數(shù)、相互作用以在量子水平上可測量的干涉的選擇性現(xiàn)實并不坍塌。它們中的每一個都是同樣真實的，在“超空間”(和超時間)內自己那一部分中存在。當我們在量子水平上做一次測量時所發(fā)生的事情就是觀察過程迫使我們從這些選擇項當中選出一個，這一個就成為我們看到的“真實”世界。觀察活動切斷了將各種可供選擇的現(xiàn)實連接在一起的紐帶，并允許它們在超空間中以各自獨立的方式運動。每一個可供選擇的現(xiàn)實都包含它自己的觀察者，他已經(jīng)做了同樣的觀察，但獲得了不同的量子“答案”，于是他就認為是他將波函數(shù)坍塌成一個獨立的量子選擇對象。 32.是選擇而不是運氣決定了在我們的實驗中測量的是哪一個量子世界，從而決定了我們居住的是哪一個量子世界。事實上一個實驗所有可能的結果都發(fā)生了，每一種可能的結果都由它自己的一套觀察者來觀察。 33.大多數(shù)可供選擇的量子現(xiàn)實不適合于生命，是空的。適合于生命的條件是特殊的，所以當生命體回過頭去追溯產生他們的量子路徑時，他們將看到特殊的事件，他們在量子道路上看到的分支不是建立在統(tǒng)計的基礎之上的，而是那些導致生命出現(xiàn)的路徑。 在量子的多世界中，我們通過參與而選擇出自己的道路。在我們生活的世界上，你看到的就是你所得到的。 2018年6月29日 |
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