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现实的本质到底是什么?我们所谓的“现实”或许只是错觉!
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2023.05.20 北京

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毫无疑问,我们生活在一个现实世界里,每天一睁眼,我们都能感知到真实存在的世界,周围的一切都如此真实。

醒来之后你会看到自己的家人,然后你们一起吃饭,吃完后之后你去上班,孩子去上学。你会注意到其他家庭也大致如此,大家都在真实的现实世界里忙碌着。

等等,如果我告诉你,我们生活的所谓“现实”世界其实只是错觉,你会作何感想?

对此,你可能会嗤之以鼻,对我的观点根本不屑一顾:周围的世界明显真实存在,怎么可能是错觉呢?

且不说我们的眼睛会欺骗我们,即使没有欺骗我们,也不能否认我的观点。为什么这样说?一切都要从诡异的量子世界说起。

说到量子世界,就不得不提到光,光的本质到底是什么?它是粒子还是波?

科学家们对光的研究已经有上千年的历史,但直到目前也没有完全弄明白光到底是什么,目前的主流观点认为,光具有波粒二象性,有人于是就会认为“光既是粒子又是波”,但其实这种诠释是不严谨的,也是不具体的,有点“和稀泥”的感觉。严格来讲,没有任何东西可以既是波又是粒子。

科学史上著名的双缝干涉实验确实表明光具有波粒二象性,但光体现出来的更本质的东西其实是波,也就是说光就是波,而不是粒子,只不过光可以体现出粒子性,这并不能表明光是粒子。而且麦克斯韦的电磁理论也表明光其实就是电磁波。

但是,当科学家把光子换成电子再次做双缝干涉实验时,发现了更为诡异的现象,电子表现出来的特性竟然与光子一样,如果没有人告诉你光子换成了电子,你肯定仍然会认为那是光子表现出来的特性。

电子双缝干涉实验表明,单个电子可以同时穿过两条狭缝,然后自己与自己发生干涉,产生干涉条纹。而当科学家安装了探测器,试图弄清楚单个电子到底是如何同时穿过两条狭缝的时候,干涉条纹神奇消失了。

在人们的固有思维里,电子就是实实在在的粒子,就像一个玻璃球那样,单个电子怎么可能同时穿过两条狭缝呢?

更为诡异的是,只要一观测,单个电子产生的干涉条纹就会消失,电子就会乖乖地穿过某一条狭缝,而不会同时穿过两条狭缝。这让科学家们很苦恼,因为这意味着要想知道单个电子到底是如何同时穿过两条狭缝,就必须观测,但只要以观测,电子就只会从某一条狭缝穿过。

这个过程就被称为“波函数”坍缩,从不确定性坍缩为确定性。

哥本哈根学派对此的解释是这样的,波函数坍缩的本质是不确定性,这种特性是量子世界的本质,表明量子世界里面的一切都是不确定的,都是随机的,只能用概率去描述,而观测可以让不确定性坍缩为确定性。

这种诠释太具颠覆性了,很难让人接受。用宏观世界里面的事物来理解,就明白量子世界里面的不确定性的颠覆性到底有多强了。

一轮圆月高高地挂在天上,只要我们一抬头就能看到它在那里。但如果我告诉你:月亮并不一定在那里,只是你看的时候,月亮才在那里,你不看的时候,月亮可能就不在那里,可能在任何地方。

你会不会认为我疯了:明明月亮就在那里,怎么可能在其他任何地方呢?

我可以这样反驳你:你不看月亮,怎么肯定月亮就在那里呢?

我的这种反驳看起来更像是“诡辩”,这也是哥本哈根学派反驳爱因斯坦质疑时给出的答案。这种“诡辩”恰恰体现出了量子世界的诡异性:不观测,微观粒子无处不在,只要一观测,微观粒子就会坍缩为某一确定状态。

这就意味着,无论如何我们都不可能知道“无处不在”到底是一个什么样的状态,因为想要知道是什么状态,就必须观测,而只要一观测,“无处不在”的状态就会发生坍缩,成为固定的某一个状态,也就是确定状态。

随着量子力学的发展,科学家们对量子力学的不确定性有了更多认知。微观粒子的数量越多,发生波函数坍缩的可能性就会越大,而我们的观测只是发现了坍缩后的结果而已,而且观测不仅仅指“用眼睛看”,任何形式的直接间接探测行为都属于观测。

而且,当微观粒子的质量大于某个特定的值,就不能同时穿过挡板上的两条狭缝。当然,这并不能说明微观粒子的不确定性就消失了,而是这种不确定性在一定宽度的狭缝面前“消失”了。比如说,把电子扩大到一个真实的玻璃珠,玻璃珠当然不可能同时穿过两条狭缝。

说了这么多,其实我就想说明一带你:量子世界并不存在所谓的“现实”,因为那里的一切都是模糊的,无法确定的,不确定性才是那里的本质,那里的一切都只能用概率波去描述。

但是这里有一个问题:我们所在的宏观世界就是由微观粒子构成的,而且所谓的“宏观”与“微观”本来也没有明确的分界线,这就意味着量子世界与宏观世界不应该有两套不同的大自然法则。

但事实表明,宏观世界与微观世界就是有两套大自然法则,宏观体现出确定,而微观体现出不确定性。为什么会这样?

物理学家德布罗意提出了著名的“物质波”概念,认为万物都有波动性,即便是宏观物体也是如此,只不过由于宏观物体质量很大,具有波动性的波长非常短,于是就只能体现出粒子特性,也就是确定性。而微观粒子的波长就很长,更容易体现出波动性。

这其实也暗示了量子场论的核心:万物的本质其实就是波,更严谨来讲是“场”。宇宙万物都是从最基本的场演化而来的,场受到激发就形成波,形成各种基本粒子,比如说电磁场受到激发会形成光子,电子场受到激发会形成电子。而场本身就具有能量,处于基态的场拥有最基本的能量。

说白了,微观粒子其实就是“波包”,也可以理解为“能量包”,而你我只是“能量包”的集合体罢了!

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