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超乎想象的宇宙3—量子力学

  
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概率不是凭空猜测,概率的力量——以赌博为例,庄家不知道你是否会赢,但他知道在这个赌局里,你赢的概率是多少!所以就算你偶尔可以赢一把,但是只要长时间玩下去,你绝对是输多赢少,庄家并不需要知道每一场牌局,每一次掷色子,或者每一个轮盘赌的结果,他们确信在几千个赌局结束之后,他们会是赢家。他们可以精准预测赢的概率。

根据量子力学原理,与赌博一样,世界本身就是一场碰运气的游戏,宇宙中所有的物质,都是由原子和亚原子组成的,而掌控原子和亚原子的是可能性而非必然性,在本质上这种理论认为自然是建立在偶然性的基础之上的,而这与人的直观感觉相悖,所以很多人一时觉得难以接受,其中一位就是爱因斯坦,爱因斯坦实在难以相信,现实世界的本质居然是由概率决定的,爱因斯坦不接受这一理论,他曾说上帝不掷色子,他不喜欢有可能发生也有可能不发生这种说法,不过还是有很多科学家并不是特别排斥概率论,因为量子力学的方程式,让他们可以精准预测原子和微小粒子群的行为,这一理论很快催生了许多重大发明,比如激光器,晶体管,集成电路,它影响了整个电子学领域,

波尔认为,测量可以改变一切,他认为在没有测量或观察粒子之前,粒子的特性都是不确定的,举例来说双缝实验里的电子在侦测器精确测出其位置之前几乎可以出现在概率预测范围内的任何地方,直到你观察它的那一刻,也只有在这一刻它所在位置的不确定性才会消失……根据波尔的量子力学原理,测量一个粒子时测量这个行为本身就会迫使粒子放弃它原本可能存在的地方,而选择一个明确的位置,也就是你发现它的地方,正是测量行为本身迫使粒子作出了这个选择。波尔认为现实世界的本质原本就是模糊的,不确定的。然而爱因斯坦并不这么认为,他相信事物的确定性,他认为事物并非在测量和观察时才存在,而是一直都存在……爱因斯坦曾说,我认为不管我认为有没有看着月亮,月亮一直都在那里……爱因斯坦真的非常不喜欢这种想法,整个宇宙的现实真的取决于我们是否看到了它吗?这真的很奇怪,爱因斯坦确信量子理论还不完整,它缺少描述粒子细节特征的部分,比如你没有看到粒子时粒子所在的位置,不过当时几乎没有物理学家与他的想法相同,当爱因斯坦重复那句上帝不掷色子时,波尔回应道,别告诉上帝他该怎么做!

量子力学中最奇怪最不合理最疯狂就是量子纠缠现象,量子纠缠是一种理论上的预测,源自量子力学方程式,两个粒子靠近时会彼此纠缠之后它们彼此就有了联系,最特别的是量子力学理论认为,即使你把这些粒子分开,当它们位于彼此相反的位置它们还是会纠缠在一起,还是有联系……要想弄明白这个奇怪的现象就得考虑电子的一个特点——自旋!和陀螺不一样,电子自旋这一特性和它其余的特性一样,在你测量它的那一刻之前一般都是模糊不定的,但是只要你一观察它,你就会发现它要么在顺时针自旋要么在逆时针自旋,有点像轮盘,它停止转动时会随机指向红色或蓝色,现在如果我们想像一下如果还有一个轮盘,如果这两个轮盘是两个纠缠的电子,那么只要这个轮盘停在红色上,另一个就一定会停在蓝色上,反过来也是如此。由于两个轮盘并未相连所以出现这种状况着实相当奇怪。换句话说,如果你测量这个粒子,你影响的不只是它,还有它的纠缠伙伴。量子粒子可以跨越空间彼此联系,测量其中一个可以马上影响到它远方的伙伴,仿佛它们之间的空间不存在一样。

利用量子纠缠技术可以瞬间移动微小粒子,进而制造量子计算机……现实不只存在于我们看得到的这个宇宙,它会不断产生新的可能,形成另一些新的不同的世界,每一个可能性都有可能变成现实,这是量子力学的新领域,没有人会知道它会通往何处。事实上我们现实中的世界比想象中的更大,更奇特也更神秘……微观世界和宏观世界之间的界限已经不存在了,取而代之的是使用于所有世界的定律……

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