Quantum Mechanics In Your Face

Quantum Mechanics In Your Face

这次是偷了Sidney Coleman ‘94年 “Dirac lecture”的题目。还能在看到大师的讲座真是幸甚至哉，这么精彩的讲座在油管仅仅有14k的浏览量，想起来Motl大神上次在“Shut Up and Calculate”的博客里说的话
“如果你在youtobe上搜索 量子力学，排在最前面的视频有大概60万的点击率。可是对于在拿过目前理论物理界最丰厚300万Milner物理突破大奖中最为迷人最为有活力的Nima，他的关于基本物理定律的视频的点击率可能连之前的视频的一个零头都达不到。”
能发现这个讲座恰巧是看Nima的“Three cheers for shut up and calculate”[https://www.sns.ias.edu/sites/default/files/files/ThreeCheersShutUp.pdf]的讲稿，很遗憾Nima的视频资源还是没有，不过Sidney的视频算是一个补偿的惊喜吧。
Ps. Sidney的笑声还挺魔性的。
Pps. 里面好多笑话，比Seiberg的好笑好多，Sidney是段子手啊！

内容上，我比较喜欢是下面四点。同样的以下只代表我的一种理解，总结和延伸，抛砖引玉。

1. 并不存在量子力学诠释的问题（interpretation of QM)，量子力学是自然的规律，真正要思考和回答的问题，反而是如何从量子力学理解作为近似的经典力学(reduction的问题)。就比如我们不应该问怎么用热力学去解释统计力学。当然这也看成是一种“interpretation”。并不是说其他的诠释都没有了意义，只不过从某种程度上削弱了这个问题的重要性，也淡化了它的物理内涵，或是一种对自然不可理喻的一种妥协？不管怎样，从现代物理发展的角度出发，不同的诠释并没有所谓对错，只不过是不同的范式，不同的范式在某些场合，对于某些问题有更清晰的解答，物理学家应该在不同范式之间灵活跳跃。
2. 量子力学的有一个特点是，同样的一系列的观测，不同的观测顺序会得到不同的结果，数学上归结为作为算符的非对易性，这个学过量子力学的朋友都知道。可是这并不量子力学独有的。同样的情况也可以出现在经典的情形下。一个有趣的例子是，说是一个社会学家想要通过调查问卷调查一些社会问题，同样的，问题的顺序会影响最后的答案。这可以理解为当我们做观测的时候，会影响到一些我们注意不到的隐藏因素，然后是这些隐藏因素真正改变了最后的答案。我本人特别喜欢这个例子，因为往往当我找到一个看似正确数学的解释后就以为彻底把问题搞清楚了。是的从线性代数的角度，算符的非对易性解释了量子力学里观察的非对易性，但是并没有完全说明为什么量子力学不能用经典力学的来解释，只是用数学编造了一个挺美丽的谎言。真正的量子力学的责难或是悖论这时并没有出现，只有当我们同时考虑相对论的限制时才显示出来。相对论是说，对于不同的观察者，所谓的顺序是相对的，如果所有观测者都是物理等价的，那么观测的顺序不应该影响观测的结果。所以这里要么，我们相信量子力学不能由经典力学来解释，要么相信相对论是错的。这就是爱因斯坦著名EPR文章的结论：量子力学和非局域性(非物理实在)，只能二选一。
3. 并不存在波函数塌缩，只不过是一个接一个的相干叠加。如果把所有的观测仪器都当成量子系统而不是经典的仪器，那么所有因为波函数塌缩而引起的匪夷所思都一扫而空。这可以是一种退相干对测量问题的解释，或是所谓的弱测量(weak measurement)。当你用仪器去测量一个量子系统的时候，仪器就会和系统相干叠加纠缠在一起，这样每个仪器的本征态就对应了一个系统的状态，所以仪器的本征态对应的本征值就成为指示坐标(pointing variables)，也就是仪器上的读数。从这角度出发，人只是一个量子仪器，当你看，听，感受世界的时候，都是一个相干过程。
4. 结尾用了一个路德维希.维特的斯坦的一个故事，说他在走廊里深思，然后问他的一个朋友，为什么人们认为地球是绕着太阳转的。他的朋友说，因为看起来很明显就是地球在绕着太阳转。然后他说，好的，那么如果是太阳在绕着地球转，看起来是什么样的。
   然后Sidney接着说，如果自然就是遵循量子力学而没有任何经典力学的话，会是怎样的？他自己回答说就是我们现在看到的世界的样子。