我眼中的世界

2023-11-12

我眼中的世界。

以前发过,最近又学习了一些东西,先把旧知识做一个总结。

大概是在大学之前,我一直认为自己眼中的世界和别人没什么不同,直到有一次和朋友们聊了聊世界观,发现,他会幻想自己是缸中之恼,上层世界眼中的蝼蚁,又或者被外星人操控的提线木偶,甚至是楚门的世界。这些想象虽然都很有趣,但很荒诞,这是无法证伪的泥潭,想一想可以,但是没有任何科学意义。

我自认为自己和很多受到过经典物理熏陶的“理科生”一样,信奉一套叫做【决定论】的东西。决定论认为,所有的事件,必然为先前某种因素造成的结果,即有因必有果,有果必有因,这个很好理解,就像打桌球一样,所有运动都是由一个初始动作产生的,所以当一个事物在某一时刻状态已经确定时,只要直到简单的物理规则,我们可以预言它的一切未来轨迹。另外还要引出一个理论叫做还原论,即一切复杂运动的规律皆可以还原至最基本组成部分的运动规律。

拉普拉斯之妖就是决定论者发明的一种怪物,他能一瞬间掌握宇宙中所有粒子的状态,粒子也是台球不是么,从而根据基本的宇宙法则(运动规律)推演出未来所发生的一切,这听起来很有趣不是?

一直以来我都是强决定论的支持者,所有宇宙中的粒子状态在宇宙诞生那一刻都被决定了,只是人类的理解能力有限,运算能力有限,我们尚未发现宇宙所有的法则,无法计算太多粒子的状态,我们无法制造出拉普拉斯之妖。世上没有任何物质不是粒子构成的,自然逃不了开这套经典物理学规律,包括我们的大脑。自由意志是空谈,只是电信号驱动的蛋白质罢了。所有在我看来未来是被决定的,而且人完全由环境影响着的,这种影响超乎想象。

当我们理解了决定论之后,自然还要提及与经典物理相伴而生的两个概念,也很好理解。

【实在性】,即我们能精确地预测到某一物理量,则这个物理量应该是确实存在的,与我们是否去观察它无关。就好比有两个盒子,当我们得知一个是空的,另一个必定装着东西,即使你还没有打开其中任何一个,但东西就躺在某个盒子里,只是我们还不知道具体是哪一个罢了。假设你是盒子的制造者,你早就知道哪个盒子里没有东西,哪个盒子里有东西,不管先打开哪个,都不会影响到另一个盒子中的内容,因为这早就被决定了,而且都是独立的,这就叫【实在性】。 【定域性】,即相隔足够远(超距,已知最快的信息传播介质光,都要跑很久)的两个事件之间不存在瞬时的相互影响,因而两个事件是独立的。

他们俩合起来,就是【定域实在性】。

我相信大部分接受过经典物理教育的人都不会去否定定域实在性,因为他在我们的世界中司空见惯,深入人心。

就在这时,杀出一个小怪物,著名的薛定谔的猫。 为了方便描述,上述的两个盒子,有装东西记为 1,没有装东西记为 0。

将在量子物理中,没有被观测时盒子永远处于 0 和 1 的叠加态,一开始两个盒子都处于相等的叠加态,这时候你就会说,【定域实在性】告诉我们,明明他们就不同呀,一个是 1 一个是 0,只是我不知道罢了,为什么说他们是相同的呢?

量子物理的解释是,当你先打开箱子,发现是 0,那么另一个盒子就会瞬间坍缩成 1,瞬时改变它的量子态,使其在空间的概率分布清零,坍缩为一个具体的值,0or1。 这种瞬间的盒子间的信息传递。 在爱因斯坦看来是难以解释的,因为这破坏了我们长久以来遵循的【定域实在性】。两个盒子的 0-1 在空间概率性的分布,只是因为我们的无知造成的(我们不知道拿个盒子装的是什么):两个盒子都有确定的内容(0 和 1),只是我们不知道而已,并【不是】它们真的在空间中弥散开的(形成了概率分布)。最开始我们不知道盒子内的具体内容,是 0 的概率是 50%,是 1 的概率也是 50%.,我们打开其中一个盒子,得到是 0 的信息后,同时改变了另一个盒子为 1 的的空间概率为 100%,但是,这个瞬间发生变化的只是我们对另一个盒子的【知识】or【认知】,而不是那个盒子的物理【状态】!爱因斯坦和我都是这么认为的。

这里经典物理与量子物理产生了矛盾。 爱因斯坦说,客观现实是独立的,物理是【定域】的(没有“瞬间的信息传递”);而量子力学则说,没有所谓的【客观】实在,并且物理是【非定域】的。

所以爱因斯坦说:当我们知道了一个盒子的状态时,我们立刻就知道了另外一个盒子的状态(基于事先认知 0 的互斥是 1),而且他们都是互相独立的,无论如何都无法影响到对方的【实在性】!。 量子观世界则说:两个盒子里的 0 和 1 没有确定状态(【非实在】),都是 0 和 1 的【叠加态】,直到观察其中一个,它才能获得一个状态。在它获得一个确定的状态后,另一个盒子瞬间获得了另外一个状态(【非定域】),然后我们同时知道两个盒子的状态!在这个盒子系统中,两个盒子是【纠缠】的,我们无法单独描述某一个盒子的性质。

看似简单的现象,双方各执一词,那怎么办,世界究竟是我们大部分人认知的那样,定域,实在。还是说想量子物理所说的那样满世界都是所谓的叠加态?

爱因斯坦发表了【EPR 佯谬】,这个佯谬建立在貌似合理的【定域实在论】之上,阐述了定域实在论与量子力学的强烈矛盾,并实在论坚持,即使无人赏月,月亮依旧存在。将定域论与实在论合并在一起,阐明在某区域发生的事件不能立即影响在其它区域的物理实在,传递影响的速度必须被纳入考量。【EPR】论文很显然地引起了众多物理学者的兴趣,启发他们探讨量子力学的基础理论,假若【定域实在论】成立,则可以推导出量子力学的不完备性。在那时期,很多物理学者都支持【定域实在论】,EPR 论文试图建立【定域性隐变量理论】来反驳量子力学理论。但是,定域实在论这假设到底能否站得住脚还是一个待查的问题,

因为量子力学搞出了个神仙玩意儿,【贝尔不等式】。

我们可以知道任何一种可能的【定域隐变量理论】都满足【贝尔不等式】。 它有这样两个特征:

  • 1、 这个理论认为,粒子存在一种独立于观察者的状态;(实在性)
  • 2、 这个理论认为,粒子之间不存在瞬间相互关联。(定域性)

【贝尔不等式】为【隐变量理论】提供了实验验证方法,是证实【定域实在性】的关键,从而可以对人们关于量子力学“本质”的争论做出一个判决:我们世界的存在,到底是不是像人们传统认知那样,是一种“客观的”、“定域的”,还是像量子力学中那种颠覆性的认知,是依赖于我们的观察、瞬间影响整个宇宙的?

物理学者做了很多检试贝尔不等式的实验。得到的所有实验结果都符合量子力学的预测,不符合定域性隐变量理论的预测,因此证实代表定域实在性的【隐变量理论】不成立。

我的天哪,这下【定域】与【实在】起码得扔掉一个,才能说的通吧。 要么,这个世界不是【实在】的,我们必须放弃实在论;要么,它不是【定域】的,我们必须放弃因果论!(虽然存在超距作用,但这不能利用为【信息】,因此因果性暂时安全,这是后话了),不得不承认的是,我们认识世界的方式,其实并不是看上去那么正确。

但这并不意味着【定域】性没戏了,就像我之前说的强决定论,也许是所有粒子在创造之处就被决定论,乃至我们今天的的“实验”“观测”也是被决定的,这从一开始都只是上帝的骗局的一部分,决定论是一个无法实证的哲学问题,取决于你是否相信。

顺便一提前面也说过在拉普拉斯之妖的强决定论下,形而上学意义下的自由意志显然是不可能的。因此,量子力学的诞生,自由意志… 也不好说捏。