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量子解读:我们所看到的世界不是真正的世界

2020/7/21 18:58:59 来源:李桑说日本 浏览:


我们自己也好,我们生活的这个世界也好,都是用量子构成的。

身边的自然现象也好,科学技术也好,都是如果没有量子的存在就无法成立的。

但是,这个量子,是一个无法捕捉到的不可思议的东西。

作为创造世界根本的根源性存在,对于量子的理解今后应该会越来越重要,但是追求其姿态的话就会发现其无迹可寻。真是令人着急的事。

量子到底是什么呢?话题作品《时间是什么》的来自日本的作者松浦壮先生在《量子究竟是什么》中展开了量子论“直觉性”理解之旅!

现在看到的世界不是“真正的世界”

请抬起头环视四周。我经常在电车上写原稿,现在也还在电车里敲键盘,我的周围吊环摇晃,空罐子翻滚,还有从社团活动回来的学生们在谈笑。世界上每天都会发生各种各样的事情,但即使自己在做某件事情,世界本身也不会改变。在身边展开的今天的世界也和往常一样。就是日常的生活,大家的周围也一定有相似之处吧。

在这里,试着问一下有点不可思议的问题吧。现在所看到的这个世界,真的是世界本身吗?

“我手里拿到了一本书……”请稍等一下把书合上!莫惊诧往往热情洋溢的年轻人似乎会脱口而出的这个疑问,实际上这是现代物理学的核心之一。

然后,物理学非常认真地这样回答。所看到的世界并不是世界本身

这绝不是夸张也不是吹毛求疵,而是“东西是由什么做成的?”这是人类不断探索“量子”所遵循的道理之一。看来,尽管微观世界的居民量子是世界的大本营,但它似乎遵循着与我们直观想象完全不同的法则而行动着。

“提示”意外地就在身边。例如这本书。大家现在肯定在看这本书,如果说大家现在看的书不是“书本身”的话,会不会很吃惊呢?但是,这却是毋庸置疑的事实。

“世界的想象图”

在大家的视野中,反射到书本上(想象中)的光进入眼睛,分布在视网膜上的视细胞对光作出反应,将电信号发送到大脑,大脑通过处理那个信号而制造出来,可以说是虚拟现实。

书不仅仅是视觉信息。手指翻页时产生的压力信息、这时产生的声音信息、书中出现的胶水成分信息,分别通过触觉、听觉、嗅觉来捕捉,转换成电信号传到大脑。

人脑为了与来自各个传感器的所有电信号一致,构建了被称为“书”的物体的想象图。对书的存在感到真实,是因为这个想象图和通过五感得到的信息中的任何一个都不矛盾。

这可以说是我们所认识的所有事情。当然也没什么,我们从一开始就没有看到“世界本身”。

认为看到的东西全部都是通过五感进行的“测定”,不矛盾地构成了世界的想象图。

凭五官怎么也无法理解

“嗯,确实可能是这样。因为有什么东西所以看起来像那样吧?这样的话,即使认为看到的东西是在那里的【东西的真面目】也没问题吧”

你说得对。确实,“能看见的书”可能是感官和大脑产生的想象的产物,但是如果不存在被称为“书”的什么东西的话,就没有能看到那样的东西的道理。如果自己看的书别人看不见的话(从各种意义上来说)是个问题,但是好像其他人也能看到同样的书。如果说五官不可信的话,使用机器也没关系,仅仅精度发生变化,结果不会改变,无论谁观测都会看到同样的东西。

作为现实问题,看到的世界是真正的世界吗?嗯,想了也没有答案,看了也没用。即使把看到的东西就那样认为是世界也没有什么不方便的,这样不是很好吗?这样想也不会有什么问题。

但是,这种天真无邪的世界观通用的和平时代,在20世纪前半期量子被发现后就结束了。

松浦壮先生虽然在《量子是什么》书中详细解释了量子,但是量子这个东西连位置和速度都还无法确定下来。

位置和速度是我们直觉世界认识的根本。要将无法使用这些表达的“量子”收入我们通常的认知中,是相当困难的工作。

到底在哪里,真的无法确定位置

举一个例子吧。请把手边的书放在桌子上闭上眼睛。当然书看不见了。但是,虽说如此,“书消失了!”没有人会这样嚷嚷吧?只是单纯地从视野中消失了。如果睁开眼睛(除非有人恶作剧),书应该和刚才一样在桌子上。

望着天空,就像太阳和月亮总是在那里一样,世界无论我们看不看见都不会改变地存在于那里,只要我们想看,无论何时都能看到它真实的样子。这是我们一直信赖的常识。

但是量子不同。在微观世界里,即使在某个瞬间看到了什么,下一次看到的时候也不一定能在预想的地方看到同样的东西。

按照刚才的书的例子来说,把书放在桌子上,闭上眼睛,然后睁开眼睛,明明谁也没有碰过,却掉在桌子下面,或是在厨房,或是上一层,找到的地方也不一样(当然,书是书)像这样大的物体不会发生如此极端的事情,所以说到底只是个比喻。

量子在本质上没有固定的位置,只有通过“看”才能确定那个地方。令人难以置信的是,在量子世界里,“存在”和“可见”是不可能相同的。

如果有人说 “夜空中能看见星星,多亏了量子 ”,通常会被反驳“不知所云!你在说什么?”恐怕这是最坦率的感想吧。完全就是这样,量子总是伴随着这种“莫名其妙”的东西。人类是对无法凭直觉理解的事物感到“很难”的生物。偏离直觉理解的量子论对于人类来说是无论如何也难以理解的存在。

根据被称为“量子力学”的方法论,借助数学的帮助可以正确地预言微观世界的现象。正因为如此,从闪存那样的半导体技术到MRI那样的医疗技术,运用量子力学的各种科学技术被开发,丰富了我们的生活。

科学的目的不是追求真理这种暧昧的东西,而是合理、定量地说明现实世界。不含糊地进行计算,其结果既然与自然现象一致,量子力学作为自然科学是完全正确的体系。

也许你会这么想“也许量子力学是正确的,但是这种复杂的事情只是微观世界的事情吧?我们平时所看到的是一个巨大的世界,所以没有关系吧?”。可以理解你的这种心情,但是很遗憾这是错误的。这也在《量子是什么》的书中进行了详细叙述,不仅不是没有关系,其实现在我们看到的风景如果不以量子为前提的话是无法成立的。

例如,如果光不是量子的话,就看不到夜空中的星星。如果电子不是量子,这个世界上就没有颜色。如果一切都不是量子的话,我们的身体和地球都会消失。

量子是令人吃惊的亲近的存在,说起来,从很久以前开始就在我们的眼前出现了。世界是现在的样子和世界的基础是量子是表里一致的。不能以直觉的来理解,虽然为了计算需要数学,但是想要了解世界的话,量子是无法避免的。

为了理解量子,制作“电路”

松浦壮先生认为直觉是孕育出来的。举个例子,大家在小学低年级的时候,连简单的加法计算都会觉得很辛苦吧?但是,现在一位数的加法可以心平气和地暗算,当人们看到“32+43=30”这个错误的算式的时候,不用计算就可以说“咦?”并感觉是错误的。即使是以前很辛苦的事情,现在几乎都能凭直觉得出答案,这是直到理解为止反复进行正确计算的证据。

这个“领会”的瞬间很重要。这是脑内构建“电路”的瞬间。直觉在加法上起作用,是因为通过充分的经验在脑内形成了“加法电路”。这不是天生具备的大脑机能,而是通过积累正确的经验而获得的。

投球等也是很好的例子。不太习惯球的孩子们在投球时给人一种不正规的印象。大人们想办法表达在投球瞬间的感觉,但是怎么也做不好。但是,在以正确的姿势反复投掷的过程中,身体中什么东西连接起来的瞬间就会到来。投球也会越来越进步,大人也会说“就是这样!”这样的话,回过神来就会有仿佛是从出生开始就有的错觉。在构筑了“投球电路”的环境下,那么莫名其妙的“投球”的感觉变得直观了。这也是通过积累正确经验而获得的能力。

“量子”被认知的时代

像这样,让直觉工作需要基础的【电路】,要建立电路,在正确的方向上积累的经验是不可缺少的。反过来说,如果感觉到什么新事物无法直观地理解的话,就无法构筑理解它的电路。

就像以前的加法和投球一样,通过充分积累正确的经验,将电路刻在身体上,让人感觉到一种恍然大悟的抽象概念。这是直觉。您能理解“直觉是孕育出来的”的意思吗?

让我们把话题回到量子上来吧。确实,直觉对量子不起作用。但是,这是因为支撑我们常识性的直觉的电路是通过肉体具备的五感的经验培养出来的。证实这种经验的不是量子力学,而是传统物理学的领域。既然量子现象在传统物理学中无法处理,那么无论怎样“易懂”地运用从五感中获得的知识和经验,也绝对无法直观地理解量子。

那么,要理解量子该怎么做呢?到了这里答案只有一个。在理解之前要积累正确的经验。到此为止。我把松浦壮先生的《量子是什么》推荐给感兴趣的朋友们。

量子被发现已经过去了100多年的现在,我们生活在以量子力学为基础的科学技术的包围中。单纯认为量子“不可思议”的时代就要结束了。

看看网友怎么说

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U223367347:微观世界安装在宏观上不实用

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