|
人类是一种傲慢自大的族群，我们总是觉得自己的存在在宇宙中具有特殊的意义。从前的人类认为我们所存在的地球就是宇宙的中心，日月星辰总是围绕着地球旋转，这仿佛更赋予了我们宇宙的主人这一角色。然而，哥白尼和达尔文等科学家的研究打破了人类这一无知又狂妄的想法，逐渐把人类中心论打入冷宫。时间来到二十世纪，当物理学的大厦几乎完全被建立，量子力学的问世，却给我们对于物质世界的研究，再添上了一层迷雾。  从前人类定义一个物体的状态，只需要知道它的位置和速度，就能通过物理定律预测它未来的变化。这正是牛顿经典宇宙的内涵，通过它我们能精确预测行星的轨道变化。但是，量子力学的诞生打破了人类想用物理定律来预测事物发展变化的愿望，我们发现在量子世界中，一切事物都是随机的，粒子不再遵循经典宇宙的那些物理定律，取而代之的是一套支配着微观世界的量子力学。在量子力学中，描述粒子状态的，不是位置和速度，而是一套全新的方程-波函数。粒子状态随时间的变化也不再遵循牛顿定律或者爱因斯坦的相对论，而是由薛定谔方程来决定。  因此有人说薛定谔是20世纪最伟大的物理学家，他的发现也被看作是20世纪最重大的成就。但同时，他的理论却让很多物理学家难以接受，如果在微观世界中，一个物体可以同时存在于好几个不同的地方，那为什么我们却从来没有观察到这样的现象呢？  为了解答这个问题，我们还得引入一个概念——波函数坍缩。粒子可以同时存在于好几个地方，这只是在没人测量它们的时候。如果它正在被观测，那么这时候薛定谔方程将不再起作用，它的波函数将崩坍。所以，你如果正在看它，那么它就会瞬间出现在一个地方，而不是同时存在于许多地方。我们还可以判断它出现的位置，这个位置的概率全由它波函数的平方决定。只要粒子的波函数坍缩，粒子就具备了经典世界物质的性质，换句话说就是他拥有了位置和速度，我们便可以用牛顿定律来描述它。  波函数的坍缩让量子物理学家都为止兴奋，这将意味着自然界的本质是具有随机性的。但是这个结论让爱因斯坦感到十分不开心，他所期待的宇宙应该是可以被确定的而不是随机的，他拒绝接受这个结果，于是便诞生出了他那句每个人都耳熟能详的名言：“上帝是不会掷骰子的”。爱因斯坦对量子力学的排斥是可以被理解的，因为在此之前，物理学的意义就是发现宇宙规律从而预测未来。现在这种情况直接让物理学的预测能力丧失。  波函数坍缩对人类在宇宙中的回归具有重要作用，由于观测会造成粒子的坍缩，使得它们从未知变为确定，这就表明观测这一动作具有重要的意义。量子力学的奠基人波尔曾经说道：“没有观测，就没有真实”，这仿佛又把人类推到了宇宙中心地位。现实世界的创造离不开人类，我们需要看它一眼，它才能出现在我们的眼前。  |
|
|
