“我来自偶然像一颗尘土 有谁看出我的脆弱
我来自何方我情归何处 谁在下一刻呼唤我
天地虽宽这条路却难走 我看遍这人间坎坷辛苦
我还有多少爱我还有多少泪 要苍天知道我不认输
感恩的心感谢有你 伴我一生让我有勇气作我自己
感恩的心感谢命运 花开花落我一样会珍惜”
--《感恩的心》歌词
“量子论”,这个名字一听就非常的不接地气,而单看到一个“论”字,就大概能猜到,这货的背后很可能有为数不少的论文,风格也必定全然不似开头引用的歌词这类文艺作品的风花雪月万种柔情。然而论文也是分种类的:一种是主体为纯文字版的,多数应用于文科,无论是把多确定的事说成多不确定、还是把多不确定的问题得出一个作者认为很确定的结论,好歹不会动不动就把事情搞到宇宙头上,还是别人无法忽视那种;另一种是文字、数字和图形兼有,如果用在理科论文,特别是物理学上,分分钟能用哲学般的概念、逼死数学家的精密演算、以及为了展示思维实验画出来的谜一样的公式图等图形,让人为了宇宙未来的命运“痛不欲生”。
每个大学生只要用过知网、是自己写的毕业论文,必然都曾为这二者之一“伤心伤肺”,而其背后所代表的,却都是人类的骄傲之本:人类关于这个世界本源的哲学思辨,以及人类更加雄心勃勃地试图以物理学去掌握这个世界上,一切事物的规律原理,甚至根据这些规律去反推事物的起源、重现其经历,直至预测未来!
对世界的认知处于幼年的人们为了解释万物生发的源头,让上帝说出“要有光”,于是,“动感的光波”催生了这个世界日新月异的所有变化;而人类对这个世界的认知,则如光的粒子性,虽然微小、断续,叠加起来,则终将成为更能靠近世界本源的“通天塔”。可是,不会骗人、不会变通的数学要求我们给出这个世界一个唯一的、最终的正确解释。而量子论诞生初期,不过是精于用数学解决问题的物理学界对光的“波粒二象性”产生争执时,两军对垒之际偶然发现的一个怪异巨人。随后,海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动方程殊途同归,让人再也无法忽视它所代表的的宇宙力量。可是,“怎么能从物理上去理解,一个又是粒、又是波的世界呢?”海森堡提出“不确定性原理”,认为这是因为人类“测不准”,所以这个世界才“不确定”。玻尔则融合了薛定谔的成果,提出了比起物理学更接近玄学家或哲学家的思想,认为“你用什么方式看,决定了你看到了什么结果”,因为人不能同时设计两个实验,既测出光是粒子也是波,还都是自己同一时间亲自观测到的,堪比“人的一生不可能两次踏入同一条河流”,所以,“波粒互斥又互补,只不过从不同时出现”。说实话,这比玻恩认为世界跟概率有关更让人伤神。结果,“概率和不确定性说,因果律靠不住,而不确定性和互补原理说,客观性靠不住······”
从前无论物理学家们提出怎样的从单纯物质出发理解这个世界的理论,即使后来被证明再不靠谱,这个世界、这个时空毕竟还是确定存在的,怎么能说“这个东西本身就不存在,除非被观测到?”至于出现什么样的世界,取决于我们怎样观测?!一股唯心主义的气息已经快盖不住了啊!物理学家的神圣使命就是“去探索自然是什么”,去“追问客观世界的本质是什么”,因此,如果这个世界要开始受意识支配了,一切只是上帝掷骰子的结果,人类所做的一切究竟还有什么意义?!
单电子双缝干涉实验,更是要让人抓狂:射出去的明明是单个电子,作为一个粒子,它也只能经过一条缝,按理说没法与什么产生干涉,它却偏偏产生了条纹!它不可能同时既在这里又在那里,就像我们不可能一边上着班一边躺在家里,所以,是它自己干涉了自己?而且,为什么,你不看它就“走双缝,有干涉”,你一看它,它就“走单缝,不干涉”?难道这粒子在宇宙建立之初就成了精,比那些躲过了教导主任玩手机的人还强大,能预判人的意识的产生?
如果说,波能同时穿过两道缝,那么,为什么“你不看它,他是虚无缥缈的波,呈叠加态,你一看它,它立马坍缩成粒给你看!”它也一样,怎么知道自己什么时候应该变成粒子呢?它这样到底是图什么?!
何况相对论诠释的物理世界还在那里摆着,量子力学是绕不过去的。于是狄拉克出手,以“狄拉克方程”,一举收伏了狭义相对论和新量子力学,后来更是在发现了方程的计算bug后,直接提出了“我们的所谓真空,其实不是什么真空,而是充满了反物质”的正电子海,人称“狄拉克之海”······
但是,物理尽头的谜团,怎么会就此全然被揭示呢?哥本哈根学派对量子论的解释虽然已经一再完善,并加以修补,却始终被爱因斯坦质疑--他不但质疑别人,也质疑自己的支持者,因为他不能容忍思维的懒汉,不认为把这个世界推给意识就万事大吉了。“经典物理的重要属性:局域性,或者叫定域性”,“这是指一定时间内,事物的影响范围都是有限的,而不是无限的。因果关系也一样。”这是爱因斯坦的底限。无论薛定谔的猫如何疯狂,它拷问的不过是哥本哈根派对量子论中的世界不够完美的解释,但是如果为了反对而反对,甚至无法区分“意识是不是某种程度上的物质”,能不能被微观世界所提前锁定,物理还研究个什么?!而不能被实验证实的理论,也终究难以服众。
1979年,瓦尔西等人发现了“一对双类星体”。后来才知道,这是一个乌龙:“这是同一个类星体,它的万道光芒,各走各路,有两道碰巧被引力透镜一同弯到了地球,于是我们看到了它的两个像。”根据这些发现,惠勒设计了实验,对意识与宇宙进行了解读:“在意识出现之前,没有什么宇宙,只有波函数,当意识第一次出现时,它才坍缩成现实世界。既然有了眼前这个世界,那么,就需要有这个世界的来历,”“坍缩的不仅是眼前、现在,还有历史--你的观测决定了历史!有意识的观测创造了宇宙!”--而这些论述,最终成就了休·艾弗雷特Ш关于“平行宇宙”的解释,即每一个世界的你,都“注定”只能观测到一个随机的结果,你看不到自己的世界以外的东西。也就是说,就算怎样离经叛道的物理学后辈,也不必担心以后见了牛顿,惹他不高兴了。
可这还是解决不了无法以实验证明这个理论正确性的问题。此时,费曼登场。他使用“路径积分”(从A到B所有可能的世界线的叠加),确认了“粒子运动的所有可能路径,也就是世界线”!他将发现的包含了经典电动学全部信息的作用量引入量子力学,就得到了量子力学的全部结果!也就是说,虽然还不能搞“量子自杀”之类惊悚的活体实验,让一个人化身薛定谔的猫,拿生命去赌能不能在平行世界还活着另一个自己,但费曼的计算板上钉钉地证明了经典和量子从来就是一家子,只不过有着不同的表现形式!而希格斯粒子、引力波、量子通信、“强力”和“弱力”······每一个新的发现,都意味着人类的认知早已不再是固守局限,调和新发现和经典就万事大吉的了,一切都将会不断进步。我们也许永远都无法得知绝对的真相,但我们必然在不断地逼近真相。
所以,回看人类的发展进化,从获取能源,到对地球物理的认知,从对地球年龄的猜测,到地球故事里所有我们今天才发现、却是造就我们的一切的认识,人类一路走来,似乎除了唱一曲《感恩的心》,只能膜拜这个世界的奇点,一切开始,然后,宇宙、银河系、太阳系、地球、人类、你我······浩瀚的时空里,所有就这么自然而然地,由宏观到微观,或者说以微观堆起了宏观,在双方的相互作用下,成就了我们今天仍在努力探究的世界。全部脆弱的偶然,成就了你我“存在的必然”,即使我们不知道自己“来自何方,情归何处,谁在下一刻呼唤我”,明知探索这无尽的世界是最艰难的道路,依旧要为一切的不确定性苦苦挣扎求索,但是,人类的好奇永远不会就此停止,人类的勇气不会容许我们就此放弃!--感恩这个被量子论代表的所有未知所驱动的世界,因为那意味着我们将永远珍惜自己身为人类能够思考的能力,永远为自己不失去对这现实世界的热情而骄傲,永远为能够感知自己的脆弱而谦卑,为能够亲眼见证一代又一代天才的头脑愈加逼近世界本来的真相而自豪!