近期热门的精选读物《第一推动丛书·弦理论之争系列》,幽默有趣非常动人!(37)

2023-07-21 来源:旧番剧
在描述过去方面,经典物理和量子力学之间也存在很大的不同。在经典物理学中,为了平等对待所有时刻,我们在描述导致我们所观测到的事物的事件时所用的语言,完全等同于我们在描述观测本身时所用的语言。如果我们在漆黑的夜空看到一颗流星飞过,我们可以讨论它的位置和速度;如果我们想弄明白它是怎样到达这儿的,我们也得搞清楚当它穿过太空飞向地球时的一系列位置和速度。而在量子力学中,一旦我们观测到某物,我们就到了一片净土,在这里,我们对所知道的事情有100%的把握(与该问题有关的仪器精确性及其他类似的问题暂时忽略)。但是,过去——特别是那些“没有被观测到”的过去,在我们,或任何其他人,任何事物进行某一观测之前——存在于量子不确定所带来的概率王国中。即使我们于此时此刻此地碰巧测量到了一个电子的位置,但在此之前,我们所知道的一切不过是这个电子在这儿或在那儿或在其他任意位置的概率。
而且,正如我们所看到的,并非电子(或者是其他粒子)位于这些可能位置中的一个,只是我们不知道到底是哪个这么简单。实际情况是,所有的位置对电子而言都是有一定意义的,因为每一种可能性——每一种可能的历史——都对我们现在所观测到的结果有贡献。别忘了,在第4章中,我们已经知道可在实验中看到相关证据——电子被迫通过两条缝隙。经典物理学使人们普遍存有这样的信念:任何事物都有其独一无二的固有历史,所以人们会认为任何一个电子要么从左边的缝隙穿过,要么从右边的缝隙穿过,然后才能到达接收屏。然而,有关过去的这种观点会使我们误入歧途:它预测的结果与实际所发生的情况并不相符。只能借助于通过这两条缝隙的某物的叠加才能解释观测到的干涉图样。
量子力学提供了这样一种解释,但这样做戏剧性地改变了我们对过去——我们对自己观测到的某种事物的由来的描述——的认识。根据量子力学,每个电子的概率波确实穿过了这两条缝隙,正是由于来自每个缝隙的波相互混合,才使得最后的概率波呈现出干涉图样,从而使得电子所落的位置呈现出干涉图样。
与日常经验相比,我们完全不熟悉这种用概率波的混杂来描述电子历史的方式。但是,管他呢,你可能会认为进一步采用这种量子力学描述,会被带到某种更为怪异的可能性前。或许每个单独的电子在到达屏幕之前都会经过两个缝隙,所得到的实验数据不过是两种历史的干涉。也就是说,我们可能会忍不住这样想,来自双缝的波实际代表的是单个电子的两种可能历史——通过左边的缝隙或右边的缝隙,而且,既然这两列波都对我们从屏幕上观测到的结果有贡献,那么量子力学或许是在告诉我们,每个电子的两种可能历史都对结果有贡献。
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