量子力学被证实生命就毫无意义 量子现象背后的本质

量子力学被证实生命就毫无意义?量子力学在很多场景下应该说没有问题,在很多已知微观尺度条件下能够解释很多奇特的微观粒子物理现象,目前从宏观社会层面看,对人生意义问题的认知应该没有太多影响。但科学界还不能...

量子力学被证实生命就毫无意义?量子力学在很多场景下应该说没有问题,在很多已知微观尺度条件下能够解释很多奇特的微观粒子物理现象,目前从宏观社会层面看,对人生意义问题的认知应该没有太多影响。

但科学界还不能确定量子力学是否是本质上正确的。一个重要的问题就是量子力学与相对论之间存在一个始终看不见的鸿沟。

科学界无法用量子力学来解释引力场和相对论能解释的各种宏观物理现象。同样,相对论也无法解释微观尺度上的量子纠缠,量子延迟选择等神奇的微观物理现象。

量子力学被证实生命就毫无意义 量子现象背后的本质

因此,量子力学到底是否是合理正确的,科学界目前尚不能给出明确的结论。量子效应所对应的量子力学仍然充满争议,于是就有了对量子效应的各种诠释,尝试给出量子效应背后的物理机制和本质。

量子力学本身的数学模型应该说已经非常成熟,对量子力学的内涵解释仍然存在大量的争议。

目前,主流的量子力学诠释包括以下三种:哥本哈根诠释、多世界诠释以及退相干诠释。不同的诠释背后是对物理世界本质的一种假设。

如果我们确定了某种诠释是量子现象背后的本质,那么,很可能从根本上影响人类对世界的认识,就如同地心说对人类认知的改变一样,一旦确定了量子背后的机制,会是一个非常有冲击的认知过程。

01 哥本哈根诠释,真是我看故我在吗?

量子力学的核心波函数把物质定义为波,或者说是粒子在某一个时刻处于某一个能量或位置上概率分布的描述。

一个量子,它可以某一个概率处于状态0,或者以另一个概率处于状态1。我们对这个量子的描述只是这两个概率值而已,而不是这个量子具体在什么位置,或者处于什么样的能量级,这里的位置或能量级是离散的。

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那么,为什么我们一旦观测一个量子,或者去测量这个量子时,我们却得到了一个确定的量子状态呢?这个过程在哥本哈根诠释中定义为量子波函数的塌缩,也是哥本哈根诠释中的核心思想。

然而,量子现象充满争议,爱因斯坦和薛定谔提出了所谓“薛定谔的猫”的悖论来反驳量子理论。

我们把一只猫关在一个密封的毒气室中,毒气室的毒气开关由一个量子来决定,如果量子处于状态1,则毒气释放,否则不释放毒气。

这样一来,按照量子理论,如果我们不去观测这个量子,那么箱子里猫只是处于一个死亡和活着的叠加态,也就是说,可能以一个概率活着,或者被毒死了,只要你不去观测,这个结果我们是不知道的,这是不是很荒谬,不可思议。

对此,海森堡也无法解释,只能说微观世界的规律并不适用于宏观世界。或者说,微观视界是遵循量子力学规律的,宏观世界则遵循相对论。

哥本哈根诠释实际上没有再进一步给出量子态背后的物理或者哲学意义是什么,他们只是说,波函数塌缩到了其中的一个状态上,就变成了确定的观测结果了,至于是什么使波函数塌缩,或者说,为什么波函数会塌缩,没有人知道,也没有人关心,因为这套理论已经可以解释很多现象了,包括双缝实验和延迟选择实验。

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根据恵勒本人的解释,延迟选择只是量子态最终在观测的时刻决定下来的,无论它的量子态在整个过程中发生了什么变化,最后的结果只是在观测是决定的,所以,才会有所谓路径改变的情况,那是量子状态最终确定下来而已,之前的状态都只是我们的假设。

换句话说,根据哥本哈根诠释,因果律并没有被延迟选择实验打破。我们对量子的时空观需要以测量为时间节点,而不是以它的产生为时间节点。

无论怎么解释,在一般人看来,量子效应绝对是对基于时序的因果推理的一次冲击。毕竟我们的假设要建立在合理的因果逻辑基础上。

时间并不决定因果关系,观测才是决定因素,这是反直觉的,对我们基于时间、时序的因果律还是产生了动摇。我看故我在,这个比唯心主义的我思故我在强不了多少。

从这个角度看,延迟选择就好像量子具备一种“后悔”的功能。如果我们相量子有一种可以“后悔”的功能,可以“改变过去”的功能,就像时空穿越一样,是否意味着我们其实可以做很多超乎想象的事情呢?

但是,量子观测决定论的解释还隐藏一个更为惊人的假设,那就是我们人类可能处于一个模拟器中,就像骇客帝国中的矩阵一样,我们只是生活幻境中而已,一切都是一台大型计算机的模拟结果,所以才会有不观测就不会有结果的情况。

因为这个大型模拟器不会为了你不去看的事情做任何计算,那样只是途耗计算资源而已。这样的论调也被一些科学家在非正式场合中提出,甚至阿隆马斯克也曾这样调侃过。

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如果这个世界真的只是一个模拟器而已,那么我们肯定要从新思考认知这个世界了,最多的问题恐怕就是为什么给我们开的是Hard模式,能不能帮我把剧本改改之类的愿望。

实际情况下,即便我们是生活中一个模拟器中的,也不影响现在人对世界的认知,毕竟我们没有办法确定是否是生活在一个模拟器中,即便确定了,我们也无法控制自己的模拟人生,还是只能沿着自己的人生轨迹努力前行。

02 多世界模型是否意味着真的有前世今生呢?

与多世界模型相比,哥本哈根诠释就显得保守得多了。多世界模型,或者说是平行世界诠释的大致意思是每一次进入量子叠加态,都会把世界分成两个不同的线索前进,一个是我们观测到的结果,按照观测的结果继续演化,另一个则是我们没有观测到的结果,会在另一个世界中演进。

每一次观测,都会选择一个世界演进分叉,我们现在所处的时空状态只是在一个其中的可能分叉而已,为此,波函数也不需要塌缩,只是继续存在即可,而我们的世界则不断地分裂。

比如,在薛定谔的猫中,当我们观测量子状态是1,就确定了一种结局,猫死了,但是,与此同时,我们所观测的量子同时也进入另外一个世界,在那个世界里量子的状态是0,猫是活动,换句话说,猫也进入另外一个世界

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这听起来是不是很玄幻,其实并不玄幻。比如双缝实验在多世界假设中就变成了如下的解释:当我们放入摄像头时就进入了粒子世界;当我们不放入摄像头,只放一个白板时就进入了波动世界(产生相干条纹),波函数并不塌缩,摄像头决定了我们进入哪个世界。

两个世界是电子在通过双缝时产生的,也就是说,一个电子进入双缝,则进入了一个量子态,此时,它在两个世界演进,一个是波动的世界,一个是粒子的世界,进入哪个世界是由其波函数来定。

然后,两个世界同时演进,如果接下来我们在干涉投影幕前放入摄像头,则系统进入粒子世界,干涉图像消失;如果不放入摄像头,则进入波动世界,在投影屏上显现干涉条纹。

粗听起来似乎没有什么问题,解释天衣无缝。但是,在我看来多世界诠释似乎并没有做任何诠释,只是把量子效应重新复述了一遍,有点逻辑反复的意思。

换句话说,量子效应就是这样的,不存在波函数塌缩的机制,另外一个选择并没有消失,只是我们没有进入到那个世界里而已,这等于没有解释。

这也是为什么提出多世界诠释的Hugh Everett命运如此多折的原因,他的导师是延迟选择实验的设计者恵勒,对多世界假设也是持怀疑态度,因为他们根本无法说服恵勒的导师,哥本哈根诠释的创始人玻尔。

如果多世界假说存在,那么会是一番什么景象?其实什么也不会发生,除非我们能将多世界演化的路径反演,从而回到从前,重新选择。

可是,多世界假设恰恰否定这个可能,因为多个世界一旦分叉则不会再走回头路,只会继续分叉,未来只能选择进入那个世界,却不能回去改变原来的选择

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但是,设想一下,如果在薛定谔的猫的试验中,我们通过观测,打开盒子发现猫死了,一定非常难过,我们可不可以通过某种手段“切换”到另外一个分叉中呢?因为在那个分支中,猫是活的。

但是,我们知道,在另外一个分叉的世界中,存在一个同样的我们,只是正高兴地看着活着的猫,所以,悲伤的我们应该无法切换到那个世界中。

03 退相干诠释,大一统理论的希望?

多世界假说还是有太多的争议,比如多个世界之间的切换,世界存在的粒度等等。哥本哈根诠释将一切归因于观测,只要观测了就坍缩了。退相干理论则结合了两者的思想,假定在观测之前系统是多世界的,一旦观测后,观测者与被观测者形成一个耦合的系统,观测者与被观测的量子形成了新的量子态,被观测量子的波函数发生了变化,由于观测者的宏观特性,最终将被观测量子的微观不确定性被消去,形成了确定性的结果。

退相干诠释认为所有的宏观物理特性都可以由微观波函数之间的相互作用得出,宏观物理性质只不过是无数微观量子波函数叠加后的产物,就像大数定律一样,无数随机量的叠加最后产生的正态分布。

但是,宏观物质与被观测者之间如何形成叠加耦合依然无法得到合理解释,这也是大一统理论面临的核心挑战。

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退相干假说听上去很有说服力,既没有强调多世界的特征,又能把宏观和微观世界联系起来,似乎是最有潜力的量子诠释模型。

但是,建立量子理论与宏观物理特征间的关系谈何容易,理论上目前还没有任何进展。

量子理论目前基于的所谓量子力学、波函数等与基于黎曼几何的相对论之间在数学形式,机理上都相去甚远,可以说是毫无瓜葛。因此,退相干诠释也只是一种假说而已。

退相干假说也可以说是最没有悬念的一种假说,没有多世界假说的玄幻,也没有哥本哈根诠释的唯心特性。因此,从理论上看,它即便成立,对我们的世界观的影响恐怕也是最小的一种假说。

04 量子世界与现实世界

最终,量子理论进展是否会影响我们的现实世界,我想还不至于。牛顿力学和相对论已经极大改变了我们对宏观物理世界的认知,解释了很多之前无法解释的自然现象,改变了人类文明的世界观。

量子理论进展的首要目的还是要解释微观尺度上的物理现象,而这种微观尺度的物理现象离我们的现实世界更加遥远,因此,我想对我们的世界观的冲击不会比相对论更大。

当然,还有一种可能是我们的物理世界探索已经达到了极限,就如同测不准原理和哥德尔不完备性定理所描述的一样,我们很可能永远无法破解量子之谜,如果是这样,量子效应恐怕就会成为我们心中永远的迷了。

量子力学被证实生命就毫无意义 量子现象背后的本质

不管量子力学理论对不对,意义这个概念本事就无意义,人生只是个人的心路历程,因为人对世界的认识,不是直接来自外界(通过感知器官接受电磁感应的变化),而且接受的信息也不是全部的信息(受限于感知器官的局限),这些有限的信息通过“不可知”或者叫俗称“心”的转变并丰富我们的认知和自我意识。自我意识总想搞清楚从哪来到哪去,并寻找终极意义。但人生意义只在于本体自我目标的设定,与外在没有任何直接关系(外在对个体只是有限的信息)。结论,人生的意义是每个人自己赋予的,个体可以认同所在群体的共有认知,也可以自我设定并接受与众不同的意义。有些人说找不到人生的意义,是因为放弃了或者丢失了自我设定,又对共有认知不接受和认可,就会有心里缺失感。如何解决或者需不需要解决,属于另一个问题了,就不继续讨论了。

恰恰相反,如果证实世界上有灵魂的存在,则人生意义则有了新的含义。

自古至今,很多人认为人生是无意义的,“死去元知万事空”是很多人的共识,人生在世,不过草木一秋罢了。虽然人们希望有灵魂和来世,但不过是未经证实的愿望罢了。若是一旦证明,虚拟世界是存在的,灵魂是存在的,人生只不过是生命的一段形式而已,肉体只不过是一种载体而已,灵魂是永恒的,也是自由的,那么获得永生则成为可能,想想也是很奇妙的事情。

量子力学理论和人生意义有什么关系呢?我觉得不管量子力学对不对,有意义的人生还是会有意义,无意义的人生还是无意义吧。感觉一个是科学问题,一个是哲学问题。

反而,量子力学理论是对的,那更多的人人生更有意义了,因为量子力学会产生更多的研究方向,产生更多新的东西新的职位。那对于很多研究人员不就有意义了么,而且也说明科学有了新的突破,那可能一些我们现在没办法解决的问题或者猜想,就得到了解决和实现,这不都是有意义的么。

当然,也可能会有没有意义的情况存在,就是他一辈子是想着怎么推翻量子力学的,那最后发现是对的,自然他就会觉得人生毫无意义了。

其实人生有没有意义是看每个人的思想和想法而已,很多时候同一件事从不同的角度去看就会有不同的意义,不是么?

我个人感觉量子力学理论和我们的人生有意义与否毫无关联。

量子力学只是最近100年才提出的物理学理论,把理论引申到哲学的观念,本身就有很大的局限,难道100年前的人们生活的都毫无意义吗?,显然,这是一个伪命题!

什么样的人生是有意义的?

记得著名心理学家弗兰克尔在《活出生命的意义》一书中,描述了自己当时在集中营死里逃生的一段经历:每天都有人死,所有人都已经麻木而且不抵抗了。即使在得救的最后一刹那,他还与死神擦肩而过 。

可是他最后却得出一个结论:尽管在当时大家都认为比地狱还惨的集中营,人们依然可以选择自己要做什么样的人,哪怕代价是死亡。

我想,大多数人活着的意义就是为了追求幸福,为了自己幸福,也为了别人幸福。人活在世界上,生命的意义就是不断地给这个世界留下礼物,让我们得精神或者经验流传,这样我们就能永远的活下去,活在我们留下的礼物里。

当我们慢慢老去之时,我们经历的每一段时光,都让你觉得值得回忆,我想,这样的人生就是充满意义的。与量子力学半毛钱的关系都没有。

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