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文字 ✎Ttang
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量子物理由理论物理变为实践物理，
人类发展就正式跨过分水岭，
由外在世界转向内在世界的探索
----量子物理是超微观物理学
而这次诺贝尔物理学奖的颁发
为什么这件事情这么重要？
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被证实和被承认，不是一个量级的事情
因为从这一天起，
我们对世界的认知底层架构被改变，
集体意识对世界和宇宙的看法升级了
人类大脑的量子跃迁开始了！
具体重要影响我将在后面从三个方面来说明，
在此之前我们先还是需要有一个背景知识框架
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背景知识：从假说到实证的100年
1918---2022
马克斯·普朗克德国著名的物理学家和量子力学的重要创始人，
和爱因斯坦并称为二十世纪最重要的两大物理学家
1918年，马克斯·普朗克在解决经典物理学的困难——黑体辐射问题时，提出能量子假说，引入了一个常数 h，对物理学的进展作出了重要贡献，获得当年的诺贝尔物理学奖，成为量子力学的创始人。
20世纪20年代初，一所貌不惊人的理论物理研究所，在丹麦的哥本哈根拔地而起，一个全新的学派，在这里被悄然孕育出来。他们主攻量子理论，尤其是量子力学方面的科学研究。在很长一段时期内，这个研究所代表了量子力学方面的世界顶级水平，这一学派就是享誉世界的，'哥本哈根学派'。尼尔斯·玻尔和他在哥本哈根建立的这个研究所，培养了大批为量子力学做出贡献的青年才俊，和很多年轻的科学家。当然就有海森堡和泡利（我的文章天才的秘密提到过这位科学家，以及他与道教经典太乙金华宗旨的关联），他俩最后也成为了莱比锡大学，苏黎世理工学院的物理系主任，也包括哥廷根大学的波恩，他们都对量子力学的解释一致。这个新力学对物理现实做出了新的解释，概括起来主要有三点，波恩的对波函数的概率解释，海森堡的测不准原理，以及玻尔的互补原理。
差不多100年以后，量子物理在实际应用领域的科学家里，以潘建伟为首的中国量子通信的开路先锋们，如今已经遥遥领先于全世界——，今年的获奖者Anton Zeilinger（安东·塞林格）正是潘建伟在奥地利留学时期的博士生导师。其实早在上世纪90年代后期，潘建伟就和导师塞林格一起开始发展量子信息。之后，当潘建伟回国后，更是带领中国在量子信息和量子计算领域做出了一系列的成果：
如“墨子号”量子科学实验卫星在2016年8月16日发射升空，
2022年5月，中国“墨子号”实现1200公里地表量子态传输新纪录。
2020年12月4日，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”。
2016年，建成全球首条量子通信「京沪干线」，传输长达2000多公里，中国率先迈出量子通信网络的第一步；
2016年，发射全球首颗量子通信卫星墨子号，领跑即将到来的量子通信时代；
2017年，墨子号实现1200公里的量子纠缠分发，实现三大科学成果：量子密钥分发、量子纠缠分发、量子隐形传态；
2020年代，中国建成亚洲与欧洲的洲际量子通信网；
2030年，中国将建成全球化的广域量子通信网络。毫无疑问，中国已经遥遥领先于全球量子通信时代。
中国量子信息和量子计算的领军人物、中科院院士、中国科学技术大学常务副校长潘建伟
潘建伟院士说：“ 我们已经等了很长很长的时间。”
量子信息和量子计算，从当初的冷门一举成为这些年物理学界的大热门，包括美国、欧洲一些国家也推出了量子信息和量子计算的国家级的规划。可以这么说，对量子物理的肯定已经远远落后于现实层面的应用了，终于，今年2022年，诺贝尔物理学奖发给了3位量子物理研究科学家，以世界权威的姿态给予量子物理官方肯定。所以潘建伟院士说：“ 我们已经等了很长很长的时间。”
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John Clauser (左), Anton Zeilinger and Alain Aspect由于在量子纠缠上的研究获颁今年的诺贝尔物理学奖。图片来源：Credit: J. Clauser (CC BY-SA 4.0), Matthias Röder/dpa/Alamy, The Royal Society (CC BY-SA 3.0)
三名量子物理学家因为光子纠缠实验获颁2022年诺贝尔物理学奖。三名获奖者都是量子信息学和量子通信学的先驱，这些实验让光的粒子紧密纠缠在一起，它们为包括了量子计算机和量子通信在内的一系列量子技术奠定了基础。这三个人的实验证明，量子粒子之间的关联并不是定域“隐变量”能表示的——也就是说，并不能以“某种尚未知悉的隐形因素”来解释两个测量结果之间的关联性。相反，两个量子对象之间存在真正关联，使得操纵其一会远距影响另一个。德国物理学家阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）对这一现象有著名的说法“鬼魅般的超距作用”——现在它的名字叫量子纠缠。
阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）对这一现象有著名的说法“鬼魅般的超距作用”
由于量子纠缠的效应，测量纠缠中的一个粒子的性质会立刻影响到另一个粒子的测量结果。这就是让量子计算机得以实现的原理——这种机器试图利用量子粒子同时处于多个态的性质，来执行传统计算机无法实现的计算。今天，物理学家使用量子纠缠开发量子加密和量子互联网技术，将使超安全的通讯、新型的传感器和望远镜成为可能。诺贝尔物理学委员会成员 Eva Olsson 指出，量子信息科学在安全信息传输和量子计算等领域具有广泛的影响。她说，量子信息科学是一个“充满活力且发展迅速的领域”。“它打开了通往另一个世界的大门，它也动摇了我们解释测量结果的基础。”
在对量子物理有了一定了解以后，在下面的文章里，我们从更广泛的大众层面来理解一下，这次量子物理学从原来的理论科学被肯定为实践科学，对我们到底有多么重要的影响。
20世纪也就是在100多年前，为了搞清楚光子到底是波还是粒子，科学家们做了个双缝干涉实验。量子我们过去常常认为这些粒子是构造物质实在的材料，在试验中被证明更像波而不是微粒。量子的波的性质由此试验展示出来，它展示了粒子的波粒二象性，但前者是根本的。实验中，设计者使粒子的微粒外观显现出时，波形外观依然存在，就像波形形成的干涉模型在显示屏上扩大一样；当光量子看似相互分离的实体﹣-穿过两条缝中的一条时（很可能是一个接一个地穿过的）,波形并不消失。玻尔（ Niels Bohr ）的著名的“互补原则”认为，粒子可以像波也可以像微粒，但是不能同时表现内者。“互补原则”暗示了粒子的两个可替代的特性是互朴的：虽然两种特性并非单个出现，它们却共同完整地形成了粒子的状态。但是在实验中，甚至微粒外观被观察到时，波形依然存在；然而当波形被发现时，微粒并不能被观察到。
（左）尼尔斯．波(1885~1962)，
丹麦著名物理学家，诺贝尔获得者。在量子理论和原子结构方面贡献卓越。
量子的存在打破了一切自然过程都是连续的经典定论，第一次向人们提示了自然的非连续性，从此人们进入了量子时代。量子力学认为世界是不连续性（量子化的）、不确定性（事件是概率出现的）、非定域的（物理量性质的瞬时改变）而广义相对论认为世界是连续的（非离散的）、确定的（可准确预知的、满足因果关系）、定域性的（光速的极值性）。
上面说过，量子物理最新分析证明：物质只是能量的一种飞跃的形式。量子纠缠——爱因斯坦（Albert Einstein）所谓的著名的“鬼魅般的超距作用”更形成了量子力学的时空观：时间和空间做为一个整体的动力元素同物质及其他各式各样的能量无时不刻地互相影响着。
时间不是单向的，即时间是可逆的，可倒转的。时间不是连续的，持续的，是有间接缝隙的。时空有对称结构，时空也存在对称性结构。量子时空观遵循时间的可逆时间理论，颠覆传统时间不可逆的时间观。时间和空间，既是物质的存在方式，也是意识的存在方式。
经典物理学遵守因果关系；信息完整的过去可以推算出未来。同样的，信息完整的未来也可以精确的推算出过去。在量子物理中却并不是这样。量子物理中的物体既不是粒子性的也不是波性的；他们奇怪地同时具有两种属性。我们通过信息完整的过去只能对未来进行概率性的预测。在经典物理的场景中，两个有相同引线的炸弹可以同时爆炸。而在量子物理中，两个绝对相同的放射性原子通常会在非常不同的时间衰变。实际证明两个相同的u-238原子的衰变可能会在几十亿年的跨度上发生，尽管他们事实上都是相同类型的原子。大多数物理学家相信量子物理是正确的理论，即使它还有许多细节没有搞明白。1927年，量子力学的基本形式就已经确立，矩阵力学和波动力学这两种力学体系，为量子世界从根基上提供了理论支撑。这两种力学的重要性，就跟牛顿力学在经典物理学中的地位一样。而且人们也发现，牛顿力学只不过是矩阵力学的一种特殊形式，矩阵力学囊括了牛顿力学。在微观世界这样的例子非常多，都不满足宏观世界的决定性和因果性。
如果时间是一个整体并且是可逆的，必然可以导致因果可以互换！秉承光速最快和时间是线性理念的爱因斯坦也只能含泪承认，并且坦言，难道因果律真的错了？
科学家们做了另一个双缝干涉延迟檫除试验，来证明了“果”决定“因”。前面我们已经掌握了粒子和波、不确定性原理、量子纠缠等概念，现在我们就来证明在量子力学中，果如何决定因。
还是双缝干涉实验，假设一道光透过A、B两条缝，我们用某种器材（比如晶体），把一个叠加态的光量子分离为互相纠缠的两个粒子：甲和乙。甲射向屏幕，此时屏幕出现干涉条纹。
我们从A缝和B缝为乙设计两条虚拟光路（注意是虚拟的，不要用宏观物理去看待）：a和b，b比a距离长、a比甲射进的屏幕距离长。然后分别设置两个检测机构1和2，观测乙具体的行为，即乙是通过哪条缝照射进来的，用时长的说明乙走的是b路、即通过B缝（t2），用时短的说明乙走的是a路、即通过A缝（t1）。根据量子纠缠，若测得乙的状态，自然也就知道了甲的状态。现在我们假设甲射向屏幕用时1秒，t1为3秒、t2为5秒。测得t1与t2时间不一样，我们就知道了乙具体的行为，一旦准确测得乙的状态，根据不确定性原理，乙的波函数瞬间坍塌，变成了粒子。此时5秒后的乙波函数扰动影响到了5秒前的甲，甲变成了粒子，干涉条纹消失。若将检测机构2前移，使得t1=t2（延迟擦除），此时我们已无法获知乙的具体行为，乙此时仍然呈波函数扩散，甲依旧在屏幕上产生干涉条纹。若再使得t2>t1，我们再次改变了结果，乙又呈现出粒子性，进而又再影响到了甲，甲又变成了粒子。也就是说，改变结果可以改变最初的状态，果能决定因的发生。
因此量子力学的颠覆性因果观也出现了：微观粒子的延迟选择实验证明，人类的观察行为，不仅可以影响微观粒子的存在状态如粒子态还是波态，而且也能改变微观粒子的先后因果逻辑关系。如当粒子做出选择后，再加入人类观测行为，人类观测行为即可强行改变粒子之前做出的选择。这就证明，在微观量子世界，不存在传统意义上的因果关系，因可为果，果可为因，一切由人的观测（意识）行为决定。
自从柏拉图开创了理念论之后，唯心主义就成为西方哲学的主流观念。柏拉图认为，我们所看到的世界，也就是现象世界，是理念世界的投射。对他来说，意识是第一性的，理念世界决定了现象世界。到了贝克莱，他把唯心主义发展到了极致，从根本上否定了客观世界的存在。贝克莱认为，客观世界不过是感官的集合，我们所观察到的对象，他们并不存在，他们仅仅是我们感官所收集到的感觉，这就是贝克莱的“存在就是被感知”。贝克莱认为，如果我们认为自己所感知到的事物之下，还有一种实体存在，那么就犯了独断论的错误，因为那个实体你永远看不到摸不着。所以贝克莱认为我们能知的都是通过感官投射过来的现象，一切都是心灵虚构的产物。
我们回到前面提到过的量子纠缠。哥本哈根派对此解释，在观测之前，A和B两个粒子根本没有什么“自旋”，没有物理实在，只有波函数可以描述。只有观测到A，才有B。不观测，A和B作为一个整体始终处于一种模糊不清的“叠加态”，即又左又右的状态，这就是量子纠缠。量子力学无数的实验也证明，人类是否观察，也就是人类是否对观测物施加意志，竟然可以对自然客体产生影响。这个物理实验似乎予贝克莱-存在就是被感知的哲学理论相一致，彻底挑战了物质第一性唯物主义的地位。这就是说，我们现在所处的世界更像是《黑客帝国》里矩阵的那样，是一个被打造出来的虚拟世界。只有在我们观察的时候，现实才成为我们眼睛看到的样子。
我们生活矩阵中吗《黑客帝国》？
在喜剧演员乔罗根的热门播客《乔罗根体验》(The Joe Rogan Experience)中，埃隆马斯克解释了为什么他仍然相信我们生活在黑客帝国中。他称，宇宙的绝对年龄是138亿年，这意味着外星文明有足够的时间来开发一套复杂系统。马斯克谈到，“假设以任何速度的发展，游戏都将与现实无异，否则一个文明将会被终结，二者必然发生其一。因此，我们很可能生活在虚拟世界中。”他补充说，“我认为最有可能的是，有很多虚拟世界存在，这只是概率问题，你也可以称其为现实，或者也可以称其为多元宇宙。”
在虚拟世界里人类是否存在自由意志？还是像《西部世界》里的机器人一样活在既定程序里面-——而我们称之为命运！这是另一个哲学家和数学家们谈论多年的重要问题。在量子理论中，量子态下的意识也是物质，意识生命同物质生命共同构成宇宙。意识必须依靠量子力学的方式来解释。量子貝有不确定性、纠缠性、非定域性，这恰好与人脑中的神经细胞的概率性、整体性和分化性活动特征相吻合。
量子意识有多种状态，量子波函数的坍塌过程，实质是意识从各种量子态中选择其中之一的过程。在意识的量子世界里存在着各种可能，它并不指向一个确定的结果。人的意识的启动，就是通过动念去对量子进行观测的过程，一旦这个观测发生，那么叠加态就坍塌，确定性就显现。但是在动念之前，可以说自由意志是存在的。
量子理论甚至更认为：微观系统与实物环境不可分离，人眼观察会改变实践结果，人的视觉反应意识会影响物质存在状态，人的意识可以改变客观事物的历史原因，即人的意识可以改变历史，历史不完全是客观的，而可以随人的主观愿望而改变，人类历史没有规律可循。
从量子学的角度去理解世界会发现世界
就像常用“游戏”来比喻人生
“游戏”这个词是我认为最符合现实世界的客观描述
-------------------------------------量子物理相关名词：量子费连续性/量子纠缠/双缝干涉实验/需要测不准原理/亚原子粒子/黑体辐射/光电效应/原子光谱/德布罗意波/强弱相互作用/万有理论……胶子/玻色子、光子/希格斯粒子/中微子……门捷列夫/居里夫人/伦琴/爱因斯坦/普朗克/薛定谔/费米/费曼/玻恩/海森堡/泡利/玻尔/朗道/狄拉克/冯·诺依曼/康普顿/奥本海默/杨振宁/李政道/吴健雄/丁肇中/霍金……
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