哈尔滨白癜风医院 http://pf.39.net/bdfyy/jdsb/180306/6084137.html<上一节我们讨论了双缝实验带来的第一个疑难：“波”与“粒”叠加的微观物质究竟是什么？通过讨论我们得出了一个很不一般的结论：微观物质不是现实世界中的物质，处于混沌空间里。对于现实而言，它什么都不是，仅仅是我们感觉建构的材料。双缝实验带来的第二个疑难：物质为什么会呈现出两种截然不同的形态？并且是在放置了摄像机之后就出现变化？原来的波变为粒子？这里包含了两个小问题，第一个小问题在科学范畴中是无法回答的——除非科学承认物源体以及混沌空间的存在。微观物质自身不在现实空间，我们只能依靠它在现实世界呈报的现象被把捉。倘若非要追问它自身是什么，我们只能说它在混沌世界里，是物源体，是待要建构的材料，具有待建构性。对于现实来说，它什么也不是，不是任何物，即不是现实之物，因为它没有任何现实之物的属性。正因为微观物质是具有待建构性的物源体，因此可以在不同情况下被建构为不同的现象或者物体，具有两面性、甚至多面性都是正常的。因为科学直接放弃了第一个问题（微观物质究竟是什么），于是把第二个问题（为什么）当做自己的主要任务，但是第一个小问题无法直接回答，幸好还有第二个小问题，因此量子物理把解释“为什么在放置了摄像机之后原来的波变为粒子？”作为自己的中心任务，围绕着这个问题科学家们开展了深入研究，形成了多种解释。比较典型的解释有两派：一派是以量子力学的主要代表——丹麦物理学家尼尔斯·玻尔为首（和海森堡共同提出），因为波尔长期任教于自己家乡的哥本哈根大学，被称为哥本哈根解释，这个解释被认为是正统解释。另一派则是才华横溢的美国物理学家埃弗莱特创立的极富想象力的多世界解释。第一派：哥本哈根解释要讲明白哥本哈根解释，需要稍微作一下延伸。微观世界和宏观世界看上去非常不同，宏观世界里物体的运动可以用牛顿定律解释，这就是经典力学。但是经典力学不能解释微观运动，因为微观物质有着波的特性。年天才的奥地利物理学家薛定谔用一个方程刻画了微观物质的运动规律，薛定谔方程是量子物理最基本的假设，相当于经典力学中的牛顿定律。这个方程的解叫做波函数，另一个著名德国犹太人科学家马克斯?玻恩提出波函数表达的是一种可能性，也就是概率。意思是把微观物质视为一种波（如电子波），它是一种不确定的弥散式的存在，是各种可能的叠加（叠加没有区分，就是混沌状态），它最终在哪儿呈报出来是随机的，是一种概率行为，也就是微观粒子出现空间某点的“概率”。这就意味着微观物质其实是一种可能性，它遵循的是几率定律，只有呈报为现象（观测）的时候才是确定的。比这晚一年，和波尔共同提出哥本哈根解释的德国著名物理学家海森堡曾提出过量子力学一个重要原理——测不准原理。这个原理认为，当我们使用技术手段（例如显微镜）测量微观物质时，就会对它进行干扰，我们很难测准它的全部特性，只能测准其中某个特性（例如位置）。后来波尔基于微观物质的波粒二象性和互补原理把测不准原理扩展为不确定原理，认为不确定性是微观物质的内在秉性，不论你采用再先进的技术手段也不可能测准，或者说跟测量没啥关系。上述两段或许把你解释晕了，把薛定谔方程和不确定性原理结合在一起，是为了表达微观物质观察之前是各种可能情况的叠加（混沌），其运动是随机的、不确定的，确定的只有“概率”。哥本哈根派这样解释双缝实验：在放置摄像机之前，即在我们观察之前，光子处于各种可能性的叠加状态（波函数），处于叠加态的光子可以同时穿过两条缝（可以想象为一分为二），之后穿过两条缝的光子发生干涉现象，打在屏幕上出现干涉条纹。如果我们放置一台摄像机进行观察，处于叠加态的光子就坍缩了，用术语说变为本征态（理解为变成了粒子，不再是波），露出了真面目。这时候就就只能穿过一条缝，打在屏幕上就是一个点。为了更清楚的理解哥本哈根解释，摘录一段解释“态叠加原理指出，假设A和B是一个粒子的两种不同的状态，那么A和B的线性组合A+B也是这个粒子的可能状态，同时具有状态A和状态B的特征，A+B可称做“叠加态”。按照这种假设，在双缝实验中，粒子穿过狭缝A时处于状态A，穿过狭缝B时处于状态B。实验装置令粒子具有了一种特定的叠加态，该叠加态是“粒子穿过狭缝A”和“粒子穿过狭缝B”的结合，记作A+B，也就是粒子同时穿过狭缝A和狭缝B。两道狭缝被捆绑在一起，于是在测量粒子位置时，会发现有干涉现象。也就是说，按照这种假设，单个粒子同时穿过了两道狭缝，它自个儿跟自个儿发生了干涉。但是，叠加态会被人为测量而破坏。假如我们要观察电子穿过狭缝的过程，那么它有50％的可能性穿过狭缝A，同时有50％的可能性穿过狭缝B。如果你观察到它从哪个狭缝穿过（即完成一次测量），叠加态就消失了，于是感光屏上就不会出现干涉。假如我们不观察电子穿过狭缝的过程，而只观察它最终落在感光屏上的形态，同时穿过狭缝A和狭缝B叠加态就会始终存在，就会看到干涉”（参见《从量子到宇宙》，作者：高鹏）。在哥本哈根解释中，观察者起到了重要作用，观察让微观物质最终确定下来。这里其实就是我们所说的“观察建构”。法国物理学家，量子力学的奠基人之一德布罗意在年提出了物质波的概念，认为一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。这个观点非常好，它表明，人们不观察的时候，外部世界处于各种可能性的叠加状态，这时候还没有区分，因此叠加态本质上是混沌态。当我们观察的时候把混沌区分开来，或者说混沌呈报出来，成为现象。爱因斯坦对量子力学有一个著名的诘难：“难道我们不看月亮的时候，月亮就不存在？”现在我们可以回答：是的。可见，大千世界原本不是这个样子，或者说：现实世界原本没有样子。第二派：多世界解释多世界解释，也被称为埃弗雷特解释。休·埃弗雷特是一位美国物理学家，他独自提出了多世界解释。与哥本哈根解释不同，这个理论认为光子不会从叠加态坍缩，叠加的所有可能性在客观上都是真实发生的。他认为测量结果只有一个，而实际上所有这些结果都发生了，而我们只能看到这些现实中的一个，其他现实具有单独的物理存在。因此，整个宇宙可以被认为是一个巨大的波函数，其中包含所有可能的现实。宇宙开始于所有粒子所有可能状态的叠加，随着宇宙的演化，其中一些叠加分解，使某些现实彼此不同并相互隔离。测量行为并没有真正创造新的现实，只是将我们的世界与其他现实分开了，我们作为一个观察者处于我们的现实世界之中。如果说哥本哈根解释引入了观察者就让人感觉不可思议了，那么多世界解释假设同时存在着无数的平行世界简直让人震惊。多世界理论给我们一个启示：我们的世界不是唯一的：我们的观察让我们处于“我们的世界”中，其它平行世界则是“他们”观察的结果。