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世界的本质,到底是什么?

公众号【力哥理财】发布于:2021-08-22 整理:无聊逛网
上一篇:年轻人将来能赚大钱的3个兆头

导读:很多人都好奇一个问题: 怎样在早期的时候,观察出一个年轻人将来能不能赚到大钱? 换句话说,如何判断一个年轻人赚钱的潜力? 这个问题,父母关心,同事关心,但最关心的人肯定还是你的相亲对象哈哈哈…… 这么说吧,只凭第一眼判断,真的很难。 毕竟,LV和



【缘起】


《为什么要抄底教育股?》一文最后,我说最近看了很多东西,综合在一起,越来越怀疑地球是造物主创造出来的试验场(猪圈),人类也是像小白鼠一样的模式动物。



有小伙伴留言,希望我能好好聊聊这个话题。


但要讲清我为何会产生这种猜想,得从量子力学说起……


作为理财师,帮大家理财赚钱才是本分;


作为文科生,最多聊点历史文化,感叹两句“人性的弱点”,也够不务正业了吧?


啥?你丫还想聊量子力学?


力哥,虽然你名字有个“力”,但也不能开这种国际玩笑哇~


毕竟在一些理科生看来,物理学何等神圣,哪是我这种文科生有资格讨论的?


比如这条留言——



但我一直认为,现代社会理性人,想要对这个纷繁复杂的世界“不惑”,除了语数英这些基础工具学科,还有四门学科,要重点掌握。


文科的历史学经济学,理科的物理学信息科学


恰好,物理学中的量子力学还有很多无法解释的现象,物理学家之间也争论不休,尚无定论,对于那些觉得自己是科班内行,对“民科”外行不屑一顾的评价,我可以直接反弹~


就像另一条留言说的——



反正大号最近关小黑屋,小号本就很放浪不羁,今天就一浪到底!




01


决定我们日常言行选择的主要依据,是价值观倾向。


比如对政治的态度,对生育的态度,对消费的态度,对道德的态度等等。


决定价值观的底层逻辑,是人生观,即你如何看待自己的人生,你追求的人生意义是什么。


人生观的形成,又和一个人对世界的理解息息相关。


一个人的世界观,听上去很宏大虚无,平时少有人讨论,却是最底层的三观,对个人选择和命运,起到最关键的引领作用。


逻辑关系为——


世界观→人生观→价值观(意识)→言行→习惯→性格→命运


那世界观是如何形成的?


无信仰亦无知识者,基于自身有限经验,犹如盲人摸象,形成千奇百怪的世界观;


有信仰无知识者,基于不可证伪的迷信或宗教,形成自圆其说的世界观;


有知识无信仰者,基于可证伪的科学,形成自圆其说的世界观;


我的世界观,归根到底,只追求四个字:求真务实。


因此我不排斥任何科学发现,也不抵触任何宗教理论,尽可能掏空内心,谦卑自我,避免偏见,才有可能最大限度接近我追求的“真理”。


说来惭愧,基于我目前极为有限的认知能力,我认可的世界“真理”,是耶稣基督。



但我并不确定基督是否的确是“真理”,只是我目前的认知能力,无法找到更能说服自己的“真理”,只能姑且选择相信~


如果未来有更多科学发现,比如发现存在和我们类似的外星人,就能实锤否定《圣经》中最关键的确定性描述(上帝独爱人类,人类独一无二),我的信仰根基就会被摧毁。


如果真有那一天,我会毫不犹豫抛弃基督信仰。


但就眼下而言,宗教信仰无法证伪,两种世界观辩到最后,定是鸡同鸭讲,不欢而散。


所以只能回到原点,分享下我追求信仰的第一步:我对物理学的理解。


以下,我尽量用通俗语言解释,实在看不懂,说明你是正常人,不用勉强,就当没看过吧~



02


《迪迦奥特曼》中有句特别热血中二的名言:你要永远相信光!



意思是,无论你面对的环境多黑暗,敌人多强大,内心都要相信光明即将出现,正义终将获胜——


就像阳光穿过黑夜

黎明悄悄划过天边

不要悲伤不要害怕

充满信心期盼着明天


但你有没有想过——


光,到底是什么?


光是世界上最重要的信息传播中介,我们的一切观察研究,都必须依靠光。



没有光,不会产生生命,更不会产生人类文明。


人类本能惧怕黑暗,发自内心需要光,渴望光,热爱光!


朱熹说:天不生仲尼,万古如长夜。


亚历山大·蒲柏说:世界规律隐藏在黑暗中,上帝说,诞生吧,牛顿!于是一片光明。


早在古希腊时代,哲学家德谟克利特就提出过“原子说”,认为世界由原子构成。


光也一样由光原子构成。


但这只是一种哲学上的假设,缺乏足够的实证基础。


人类迈入科学时代的标志,是掌握了一套在数学基础上,通过实验对一个观点进行证明或证伪的方法论。


所以1687年牛顿出版的《自然科学的数学原理》,可以视为人类全面迈入科学时代的标志。



17世纪以来的科学时代,关于光的本质,发生过三次大论战。


最初,笛卡尔认为,光是一种机械波。


笛卡尔,法国哲学家,数学家和科学家,解析几何之父


后来惠更斯、胡克等物理学家也都支持波动说,把光看成波,可以很好解释光的反射、折射现象,特别是奇怪的衍射现象。


但牛顿不这么看,他认为光是一种粒子。


通过三棱镜实验,牛顿发现了光的色散现象,阳光是由不同颜色的光混合而成。



牛顿认为,这是因为不同质量的光粒子产生不同颜色的光,这些光粒子混合在一起,合成白光。


牛顿还发现,假定光是粒子,就能很好遵循他发现的三大运动定律。


粒子的特点是在时空中相互独立,不连续的。


波则相反,在时空中是连续的。


凭直觉就知道,粒子和波是冲突的,光要么是粒子,要么是波,总有一个正确答案。


至此,牛顿为代表的“微粒说”和惠更斯为代表的“波动说”,展开了关于光的本质的第一次大论战。


由于当时科学刚刚兴起,没有足够的实验手段能证明谁的理论更正确,科学界就只能排资论辈,牛顿成就太大,名气太响,就相信了牛顿的观点。


直到100年后,托马斯·杨做了一个从此彻底颠覆人类世界观的伟大试验——双缝干涉实验



试验很简单,一束光对着一张开了两条平行狭缝的纸板打过去,光穿过狭缝投射到后方观测板上,如果光是粒子,沿直线传播,那观测板上看到的应该也是两条相同的平行光带。


凭直觉,我们也能得出这个结论吧?


但实验结果却是:观测板上出现了一系列一明一暗有序间隔的平行条纹!


如果光是粒子,就无法解释这种现象。


只有假定光是一种波,有波峰和波谷,当两束光波的波峰遇上波峰,就会形成叠加,打出来的就是自我加强的亮光,当波谷遇上波峰,就会形成对冲,相互抵消,打出来的就是两条亮光之间的暗光。


由此,消停100年后,第二次大论战重燃战火!


1850年,傅科准确得出了光在真空中的速度,而光在水中的速度只有其3/4,进一步支持了光的波动说。


到19世纪后期,以麦克斯韦预言电磁波,赫兹实验证明电磁波,以及麦克斯韦电磁方程组的诞生为标志,“光也是一种电磁波”的观点,被物理学界广泛接受。


麦克斯韦,英国物理学家、数学家。经典电动力学创始人


这次,波动说逆天翻盘,欧耶!



03


但波动说有个致命软肋。


传统波动理论认为,波是物质通过介质后的规律性运动,没有介质,波就成了无源之水,无本之木。


比如声波可以依靠空气传播,在水里也可以依靠水传播,但在真空中就无法传播,因为真空意味着没有任何介质。


但光可以在真空传播,怎么解释?


当时物理学家只能假想有一种介质,无法被观察和触摸,也无法做实验测定。


这种假想介质,称为“以太”。


对,就是ETH以太坊的那个以太~


到了1905年,第三次大论战,悄然重启。


这一年,被誉为现代科学史上的“大奇迹年”,爱因斯坦不但发明了狭义相对论,还解释了光电效应。


光电效应是说,当一束光打到金属上时,可能会啪啪啪打出电子火花。



因为光本身就是一种能量,打到金属表面,给围绕金属原子核的电子提供了额外的能量,使之能脱离原子核束缚,自由翱翔。


按照麦克斯韦电磁理论,既然光是一种连续的波,只要光的强度足够大,准能打出电子。



但实验却发现,不管红光强度多大,怎么都打不出电子,但很微弱的紫光也能打出电子,说明能否打出电子,不取决于光的强度,而取决于频率。


可见光中,紫光频率最高(波长最短),红光频率最低(波长最长),所以红外线可以做瞄准器,打到很远,但紫外线频率太高,有杀伤力。


怎么解释这种现象呢?


爱因斯坦灵光一现,想到了前不久普朗克提出的“量子”假说。


普朗克,德国著名物理学家,量子力学的重要创始人之一


1900年,普朗克为解释黑体辐射现象,发明了“量子”的概念。


经典物理学认为,物理学测量的数据,能在数学上无限分解,像圆周率,可以无限不循环算下去。


庄子说,“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,也是这个意思,带有数学和哲学上“无限”的含义。


这就像是一个滑梯,测量结果可以是滑梯上任意一点,之所以还有误差,只是我们的测量手段不够精密。


但量子物理学认为,微观世界没有滑梯,只有楼梯,测量结果只可能出现在某一阶楼梯上,绝不可能出现在两阶楼梯之间的某个位置。


一旦到达这个最小值(一阶楼梯的高度),物质就无法再分割,不管原子、质子、中子、电子、介子,还是更小的夸克,都只能以这个最小单位的整数倍存在。


这个最小值,叫普朗克常数,大概是6.626×10的-34次方焦耳·秒。


所以量子力学所说的“量子”,并非自然界真实存在的某种微观粒子,而是基于普朗克常数的最小单位,可视为人类对微观世界研究的极限。


爱因斯坦发现,只有按普朗克的假设,把光看成一个个独立的“量子”,每个量子频率固定,一个个单独打到金属上,才能解释再弱的紫光“单刀赴会”,也能打出电子,再强的红光“千军万马”,也打不出个球。


这也符合普朗克提出的量子能量公式:E=hv。


E是能量,v是频率,h就是普朗克常数。


爱因斯坦由此提出“光量子”理论,后为避免和真正的“量子”概念混淆,改称“光子”。


后来发现的康普顿效应,同样是麦克斯韦电磁理论无法解释的,但爱因斯坦光子理论却能完美解释。


但不管叫光子、粒子、还是美智子,大方向上换汤不换药,爱因斯坦的理论,相当于重新支持牛顿的“微粒说”。


这第三次大论战,看起来像宿命的轮回,又回到问题起点……


光的本质,到底是什么?


无数理论推导和实验,证明光是一种连续的波;


又有无数理论推导和实验,证明光是一种不连续的粒子。


同一个物质,怎么可能又是波,又是粒子呢?


就像一个人,怎么可能又是男人,又是女人呢?


这……这不科学啊!


对于光的论战和迷思,最终促使20世纪最伟大的科学发现——量子力学,登上历史舞台,从此彻底改变了从原始社会到爱因斯坦,人类对世界的根本认知模式。



04


人类对世界的根本认知模式是什么?


“因为所以,科学道理”。


有因就有果,有果必有因,因果必然一一对应。


无论用语言描述,还是用数学公式推导,我们相信世间万物有内在的确定性——只要原因确定,逻辑推导确定(逻辑自洽),那最终结果也应该是确定的。


今天股市大涨,大家问为什么;明天股市大跌,大家还是问为什么。


给一切现象找寻确定的原因,这就是我们对世界的基本认知模式。


之所以我们对很多问题还感到困惑,讲不清所以然,只是因为认知能力不足,尚未完全掌握世界的所有信息和全部规律。


一旦人类掌握全部信息和规律,世界将毫无奥秘可言,“上帝”也将失去最后的“避难所”和“遮羞布”,扫入历史的尘埃!


哪怕这个过程非常漫长,可能再过100年、500年,甚至1000年都不一定能实现,但大方向上看,科学每前进一小步,未知和宗教迷信就会退后一小步,日积月累,最终科学一定会取得完全的胜利!


就好像说,我们无法准确预测股市涨跌,只是因为我们获得的信息还不够全,算力还不够强,如果能获得市场全部信息,算力无比强大,在未来的AI时代,股市涨跌也有可能被准确预测。


就像《西部世界》里描绘的,一台超级计算机,能预测一切人类行为,规避一切潜在风险。


《西部世界》里的超级计算机


到那时,计划经济反而比市场经济更高效,更可靠。


已知圈越大,未知圈越小,科学必胜!


只有信仰科学,才是人类唯一正确道路,还信仰神仙宗教的,都是愚昧无知的表现!


当然,这帮傻瓜现在势力还很强大,人家也是人,也有选择愚昧的自由嘛,所以表面上我们会说,尊重你们的信仰,呵呵~


这种世界观,直接奠定了马克思主义哲学的认识论基础。


在量子力学诞生前,无论牛顿力学、麦克斯韦电磁学、热力学所构成的经典物理学大厦,还是爱因斯坦靠一己之力破天荒提出的相对论,都符合这一世界观设定。


E=mc和F=ma,并无本质区别,牛顿力学可以容于相对论,被认为是低速运动状态下的一种特例,两者对世界规律的描述,都具有因果确定性。


只要发现因,即可推出果,做一万次实验,都不会改变这种因果律。


这就叫科学精神。


但量子力学说:不,牛顿爱因斯坦全错,世界的本质,不是确定性,决定论,符合因果律的,而是不确定性,不可知论,随机的!


一个因,可能导致N个果,这些果不仅可能随机产生,甚至可能同时产生,而我们的观察行为本身还会改变呈现在我们面前的“果”的形态!


有没有觉得,这特么就是胡扯淡!?


这还是科学吗?简直是玄学啊!


但量子力学认为,只有抛弃我们在宏观世界中获得的直觉、理性和常识,相信这种“奇谈怪论”,才体现了实事求是的科学精神。


看下去,你就明白了。



05


第三次光的本质大论战中,德布罗意提出一个更惊世骇俗的观点:不仅光是一种波,连电子也是一种波!


德布罗意,法国理论物理学家,物质波理论的创立者,量子力学奠基人之一


人体内就有无数电子,如果电子也是一种波,那人是不是也可以看成一种波呢?


对,德布罗意认为包括人体在内,世间万物都是波!


区别于经典力学提出的需要介质才能传播的机械波,也区别于经典电磁学提出的无需介质,通过电磁振荡传播的电磁波,德布罗意提出的波,叫“物质波”。


这就不只是争论光的本质,而是争论世界的本质。


科学昌盛200多年,到1920年代,就“世界本质是什么”这个根本问题,顶级物理学家突然吵翻了天……


当时有个段子:物理学家每周一三五把世界看成粒子,二四六看成波,礼拜天躲家里祈祷上帝保佑~


幸好,那是一个人类群星闪耀的伟大时代!


当时,通过卢瑟福α粒子散射实验,人类已基本发现原子奥秘。


原子内部不是原来想象的铁板一块,而是和宇宙类似,中间一丢丢大小,是密度极高的原子核(就像太阳),周围则围绕着许多电子(就像太阳系八大行星)。


原子结构


但卢瑟福提出的原子行星模型具有高度不稳定性。


根据麦克斯韦电磁理论,一个带负电的电子围绕一个带正电的原子核(质子)旋转,会放射出强烈的电磁辐射,导致电子逐渐失去能量,“坠毁”在原子核上(紫外灾变)。


为修正卢瑟福模型,卢瑟福的学生玻尔借鉴普朗克和爱因斯坦提出的量子假说,认为电子距离原子核的高度也是量子化的。


尼尔斯·玻尔,丹麦物理学家,哥本哈根学派创始人,诺贝尔物理学奖得主


打个比方,电子只能在固定“楼层”之间跃迁,可以在1楼,也可以在2楼,但绝不能出现在1.5楼。


通过观察氢原子光谱线规律性的分布,能反推出这个结论。


玻尔还发现,电子的“楼层跃迁”是瞬间完成的,比如从3楼轨道下坠到1楼轨道,电子无需经过2楼,而是在3楼凭空消失的瞬间,在1楼凭空出现,就像瞬移。


微观世界的电子跃迁就像宏观世界的势能向动能转化一样,住在高层的,能量更高的电子,总有一种向低层搬迁的冲动。


可为什么住在高层的电子,就不会轻易坠落,能长期稳定在高层呢?


后来玻尔的学生泡利提出了泡利不相容理论。


不仅电子高度是固定的(量子化),电子的角动量、自旋方向等其他属性,也是固定的(量子化)。


即一个原子中,每个电子都拥有独一无二的一组量子数,每个电子都有自己独特的“身份证”,没有两个电子能住同一个房间。


这种无法“共处一室”的微观粒子,后来被称为“费米子”。


住在高层的电子无法轻易坠落的原因也就揭晓了——


“原子大厦”里每一层楼都有固定的房间数,1楼最多2间房,2楼最多8间房,3楼最多18间房……


1楼只有一间房住了一个电子,叫氢;


2楼两间房各住一个电子,叫氦;


1楼都住满了,还有个电子只能住2楼,叫锂。


(宁德时代yyds!


玻尔模型能解释不少实验现象,但依然有问题。


一是知其然不知其所以然;二是更多实验结果无法解释,比如原子光谱线的频率可以这样解释,但光谱线的强度和宽度无法解释。


进一步解决这些问题的,是玻尔另一位学生,海森堡。


海森堡,德国物理学家,量子力学的主要创始人,诺贝尔物理学奖得主


海森堡认为,玻尔模型容易受质疑,是由于虽然用了量子化思维模式,但没有进行数学上的量化计算,精确算出电子从3楼掉到1楼的每一个解。


那要怎么算呢?


传统物理学思维模式是一维的,2X5=5X2,F=ma,你说F=am也一样,符合乘法交换律。


海森堡脑回路特别清奇,说要把一维模型升级成二维,才能检验量子理论到底对不对。


在二维坐标系中,2X5≠5X2,乘法交换律无效。


具体算法,大学里学过高数的都知道,就是线性代数里的矩阵乘法。


“矩阵”英文叫Matrix,科幻片《骇客帝国》的真正片名。



海森堡最后的计算结果,和实验数据非常吻合。


这就是矩阵力学。


海森堡的发现解决了两个根本问题:


一是量子力学不再只是基于实验结果的反推假设,而是能通过数学推导的必然结果;


二是量子力学和相对论一样,本身包含了牛顿力学。


在宏观世界,我们也可以用量子力学来预测物体运行的轨迹,只不过算起来太复杂,不如牛顿力学简单。


反过来说,牛顿力学在宏观世界的计算误差可忽略不计,但在微观世界却行不通,只能用量子力学。


从1900年普朗克提出量子假说,到1925年海森堡创立矩阵力学,量子力学用了25年时间,才真正走到物理学的舞台中心!


仅仅过了一年,另一位伟大的物理学家通过另一条路径,也发现了同样的结果。


他就是赫赫有名的“虐猫狂人”——薛定谔~


薛定谔,奥地利物理学家,量子力学奠基人之一,诺贝尔物理学奖得主


1924年,布罗意提出“电子也是一种波”的假设,薛定谔比较认同,他想,既然是波,就会有确定的波动方程。


一边泡妞,一边度假,一边推导……1926年,薛定谔终于推导出了波动方程(微分方程)。


薛定谔方程


通过薛定谔波动方程,同样可以解释量子化的电子在原子核中的运动轨迹及其原因。


薛定谔进一步计算出,波动方程和海森堡的矩阵算法,在数学上是等价的,也就是从两条路登上了同一座山峰。


但两者的理论前提却根本冲突——


海森堡矩阵力学是对确定的物理量进行推导,前提是假定电子是粒子,不具有连续性;


薛定谔波动力学通过波的形式进行推导,前提是假定电子是波,具有连续性,才得出了波函数。


这么一来,刚诞生的量子力学叕重蹈当年牛顿和惠更斯的“覆辙”!


擦,没完没了啦!


别急,量子力学对人类世界观的彻底颠覆,才刚刚开始。



06


很快,海森堡的老师玻恩提出一个新理论:薛定谔方程无法描述电子本身,只能描述电子可能出现在什么位置的“概率”。


即,电子本身是粒子,但这个电子出现在不同位置的概率分布,是一种波。


所以德布罗意提出的“物质波”,又叫“概率波”。


这个解释,无比烧脑。


就像上文所说,经典力学追求万事万物的确定性,只要给定的信息足够充足,物理学就能精确预测物体未来的一切运动轨迹。


这种世界观,叫“决定论”。


但根据玻恩理论,电子到底在哪里,方程永远无法告诉你确切答案,不确定性才是世界的本质。


这种世界观,叫“随机论”。


那物理学能告诉我们啥?


只能告诉我们,电子可能出现在不同位置的概率。


???


大哥,这都啥跟啥啊?行行好,说点人话吧!!!


对,量子力学发展至此,已经有玄学、佛学、神学的味道了。


科学和宗教之间的次元壁,有被打破的趋势。


受此启发,脑回路清奇的海森堡进一步思考自己的理论,反推出一个更可怕的结论。


在矩阵力学中,2X5≠5X2,你先测哪个数值,后测哪个数值,最后得出的测算结果不一样。


比如说,电子在微观世界中的动量(速度)和位置,你先测动量,就测不准位置,先测量位置,就测不准动量。


如果你非要把动量测到100%准确,之后对位置的测量误差就会趋向无穷大;反之亦然。


就好像说,位置被测定的那一瞬间,电子好像知道自己被测量了一样,瞬间改变了自己的动量!


测量行为本身,直接影响了电子的运动状态。


反过来说就是,我们永远无法同时准确测量动量和位置。



海森堡经数学推算,最后证明自己的猜测没毛病~


这就是量子力学最具颠覆性的一条原理——海森堡测不准原理


其公式为:ΔqΔp≥h/4π


Δq是位置的误差,Δp是动量的误差,经典力学中,位置和动量的乘积是固定的,符合乘法交换律,但量子力学中,先观测任何一个都会造成另一个出现误差,两者误差乘积一定大于一个常数,就是普朗克常数h除以4π。


这一理论,不仅符合数学推导,也符合后来的实验结果。


千百年来的哲学家,都把世界分成主观和客观。


所谓客观,就是外部的、纯粹的,不受观测者影响的实体世界。


就像一匹白马,不管谁去看,这匹马颜色本身是白色,这是确定不变的,不随主观意志转移。



如果是个色盲去看,可能主观看到的是匹红马;


如果戴个太阳镜去看,可能主观看到的是匹黑马;


但这些观察结果,不会改变这是匹白马的客观事实。


我所信仰的“求真务实”,可能因为认知能力不足,我还不知道什么是“真”什么是“实”,所以我才要上下求索,但客观上,总有一个“真实”存在,我才有可能求索出结果,这叫客观实在性。


这种客观实在性,是经典物理学研究自然规律的基本假设。


但量子力学发现,可能根本没有纯粹的“客观”世界,我求索半天都是在自欺欺人。


只要试图去观测“客观”世界,求索“客观”真理,微观世界的光子、电子都会被实实在在影响到!


所以这匹马到底是白马、红马还是黑马,没有唯一标准答案,只取决于你怎么观察。


横看成岭侧成峰,远近高低各不同。


真理,并不唯一。

至此,光的本质究竟是粒子还是波,答案呼之欲出。


正确答案是:光的本质是不确定的,答案取决于你如何观测,只有在观测手段确定的情况下,光才会呈现出某种确定的状态。


用双缝干涉实验观测,光表现出波的状态是真实的;


用光电效应观测,光表现出粒子状态也是真实的;


脱离观测手段谈本质,就是耍流氓~



即,光的本质是粒子和波的神奇结合,妙不可言。


这就是中学物理课本给出的终极答案:光的波粒二象性。



不仅光,所有微观粒子都有波粒二象性。


对,无论数学推导还是实验观察,都证明,有一个人,即是男人,也是女人,你正巧观察到他有个小鸡鸡,他就是100%纯汉子;你正巧观察到她裤裆贴了一条红彤彤的护舒宝,她就是24K纯妹子。


他/她是男是女,取决于你怎么观察。


……………………



07


量子力学的颠覆性,还不止于此。


除了发现观测本身会引起量子改变,量子世界还有两个非常玄妙的状态。


一是叠加态。


让我们回到最初的双缝干涉实验。


不过这次,我们把试验对象从光变成更有普遍意义的电子。


实验结果也一样,用发射器打出一束电子,经过双缝后,呈现出的也是明暗相间的规则条纹。


如果把电子变成粒子状,一个电子一个电子这样单独打出去呢?


神奇的事发生了:哪怕我们把一束电子分割成一个个电子,分别单独打出去,最后还是会呈现出明暗相间的规则条纹!

单电子双缝干涉实验


后来有科学家对单电子双缝干涉实验结果还不满意,想知道电子究竟如何做到这种运动规律,就在双缝入口安装了能清晰捕捉电子出入的高精度监视器。


结果发现:屏幕上的干涉条纹不见了!


但把监视器关了,再做实验,干涉条纹又出现了!


如此反复,屡试不爽。


再后来,又有科学家把监视器装在双缝出口,也就是双缝和屏幕之间。


在经过双缝之前,没有刻意观测,那应该重新呈现出波的干涉条纹了吧?


结果发现,还是无法出现干涉条纹!


说明即使电子已穿过双缝,当它发现自己被观测时,还是可以瞬间转变为规规矩矩的粒子形态!


可见,单一电子能被捕捉到的状态,只能是确定的粒子态。


而最终它能呈现出波的形态,只能是“概率波”——我们只知道它出现在不同位置的概率有多高,而无法准确测量,你要强行测量,概率波就会隐藏起来,只给你看一个100%确定的点。


这一结果既符合薛定谔波动方程,也符合海森堡测不准原理。


听不懂?


打个比方,你掷骰子,在宏观世界中,掷出的结果可能是1-6中的任何一个,概率各1/6的,对吧?



但量子论说不对,这6个点其实同时存在,骰子的状态是这6种可能性的叠加。


你说不对啊,明明打开盖子,我看到的就是确定的某个点,怎么可能6个点都存在呢?


答案是:当你打开盖子的一瞬间,骰子为了你的观察,刻意呈现出某种确定形态。


你不观察,它既是1也是2也是3也是4也是5也是6,是这一切可能性的叠加;


你一观察,它只能呈现1或2或3或4或5或6。


不测量,就是叠加态,一测量,就从原来的叠加态,瞬间变成某个本征态。


这个变化过程,专业术语叫“波函数坍缩”,又叫“量子坍缩”。



掷出一个骰子,结果又是1又是2,出现这种不可思议的怪事,会怀疑自己是不是在做梦?


如果捏了下脸,发现没做梦,就会怀疑:这个世界是真实的吗?


可见,量子要是不坍缩,人类世界观就会坍塌!


似乎宇宙背后暗藏的规律,不希望人类出现这种情况。


量子产生的第二个更玄妙的状态,叫纠缠态。


一个电子被分裂成两个电子后,只要没被观测,它们实际上还是一个整体,这种状态叫“纠缠态”。


哪怕这两个量子相隔十万八千里,还是能瞬间感知对方状态,并根据能量守能定律,做出相应变化。



打个比方,你从上海寄快递,把一副手套的左右两只,分别寄给北京和深圳的两位朋友,采用盲盒模式,你不知道哪只手套寄往哪里。


根据常识,虽然你不知道,但手套寄出去的那一刻,左右就已确定,不可能中途再突然发生改变,否则就成魔术了。


但根据量子论,在北京或深圳的朋友没有打开盒子观察前,这两只手套处于不确定的叠加态,既是左手套又是右手套。


只有当北京或深圳的朋友先打开一个盒子,发现是只左手套,那一瞬间,另一个位于深圳或北京的盒子里的手套,会自动变成右手套。


这就叫量子纠缠。




08


科学家们用最科学的方法,不断逼近世界真相,最后却得出一个看起来违背科学的结论!


量子力学的种种神奇发现,让我大受震惊,我意识到,世界的背后,很可能隐藏着一位造物主。


如果真有造物主,世界运行规则是祂定下的,那从一开始,祂就给人类通过自身智慧(科学)发现世界真理,划定了不可逾越的边界。


《道德经》开篇说,“故常无欲(通过信仰崇拜),以观其妙(惊叹上帝造物之美妙),常有欲(通过科学研究),以观其徼(发现人类力量之有限)”。


徼(音“教”),意思是边界,极限。


人类一思考,上帝就发笑。


愚蠢的人类啊,到此为止了!


但这个观点,很多人无法接受。


这特么太反常识!反逻辑!反理性!反直觉了!


不仅你可能完全无法接受,20世纪很多顶尖物理学家也无法接受。


比如第一个提出“量子”概念的祖师爷普朗克,就是个世界观非常保守的人,他自己就是量子力学坚定的怀疑者和批判者;


再比如发明波动方程这一量子力学最重要公式的薛定谔,也无法接受这一世界观。


有个梗叫“薛定谔不懂薛定谔方程”。


著名的“薛定谔的猫”,就是薛定谔用来质疑量子力学的思想实验。



实验过程就不说了,有兴趣的网上一搜就有。


实验想表达的是:就算手套可以处于又是左又是右的叠加态,一只猫怎么可能处于又死又活的叠加态呢?


本质上,薛定谔的猫和拉普拉斯兽、麦克斯韦妖一样,背后的主人都相信世界应该是因果对应的决定论,而不是开盲盒一样的随机论。



量子论的众多反对者中,咖位最大的还要数爱因斯坦。


他有一句名言:上帝不掷骰子。


(爱因斯坦不信任何宗教意义上的上帝,此处“上帝”只是把自然规律人格化的修辞手法)


对于听上去最无厘头的量子纠缠理论,爱因斯坦更是斥之为“鬼魅般的远距效应”


按量子纠缠的说法,哪怕一个电子在地球,另一个在相距4.37光年外的半人马座α星,它们之间还是可以瞬间传递信息。


如果事实真这么无厘头,只有两种解释——


要么两者之间存在超光速通信,但违背狭义相对论(光速是速度的极限)。


要么两者之间存在不受物理定律约束的心灵感应,心有灵犀一点通,但这已超出物理学研究领域。


所以在爱因斯坦看来,要么老子的理论错了,要么老子活见鬼了!



我不信相对论是错的,也不信世上真有鬼,所以我选择硬刚到底,绝不退让!


事实上,量子论就是在爱因斯坦一路帮扶下壮大起来的,他并不反对量子论本身,只是无法接受量子论背后的世界观。


最后,他提出一个曲线救国的观点:量子力学可能是正确的,但一定是不完备的,只是现有科学研究还无法找到答案,造成我们误以为世界是不确定的错觉。



玻尔认为,量子力学就是真理!


爱因斯坦说不对,量子力学的确接近真理了,但还差口气~


量子力学背后,一定还隐藏着一个尚未发现的理论,能完整解释一切!


爱因斯坦称之为“隐变量理论”。


一旦把这个隐变量加进去,量子论也将和相对论一样,回归确定性。


1935年,爱因斯坦与波多尔斯基、罗森共同提出EPR悖论(三人姓氏字首缩写),以此论证量子力学的不完备性。


悖论的设计原理如下图所示——

爱因斯坦去世9年后,1964年,贝尔推演出一套不等式,可以通过实验验证EPR悖论是否成立。


约翰·斯图尔特·贝尔,爱尔兰物理学家,发展了量子力学中极为重要的贝尔定理


贝尔不等式的推演过程实在复杂,我自己看了都一知半解,pass。


贝尔的本意是想借此证明:爱因斯坦提出的基于局域实在性的隐变量理论正确,量子纠缠理论错误。


所谓定域实在性,意思是我和你距离100米,这100米是真实存在,无法忽略的,我不能无视这个实际存在的定域,瞬间来到你面前。


如果实验结果证明贝尔不等式成立,意味着定域实在论成立,也就不存在“鬼魅般的超距效应”。


反之,则证明超距作用存在,非定域实在论可行,量子纠缠现象没毛病。


1982年,法国物理学家阿斯派克特带领团队,完成了历史上第一次比较精确的关于贝尔不等式的实验。


结果证明:贝尔不等式不成立,爱因斯坦假设的“隐变量”不存在,EPR悖论不成立。


但因为这个实验对环境的要求非常苛刻,实验设计本身的各种瑕疵会被反对者抓小辫子,所以此后几十年,各国科学家不断进行更趋完美的实验。


实验对象也从最初的电子,变成光子、原子、离子、超导比特、固态量子比特……但不管怎么实验,结果都证明贝尔不等式不成立。


实验证明,爱因斯坦就是错了,听起来不可思议的量子纠缠,就是24K纯科学。


如今,EPR悖论已改称EPR佯谬(提出的悖论最后被证实并不矛盾,打脸~


目前在量子纠缠研究领域处于最领先地位的,不是别人,正是我们中国!


2017年,“墨子号”量子通讯卫星首次成功实现地球同步轨道与地面之间,超过上万公里的双向量子纠缠和密钥分发。



对,量子纠缠不只是理论,已应用于加密信息传输了。


既然量子可以瞬移,理论上说,更大的物体甚至人类,也应该可以瞬移,只是目前科技水平还远远达不到。


爱因斯坦的名言“上帝不掷骰子”,如今已变成疑问句——上帝掷骰子吗?


《时间简史》中,霍金写到:


爱因斯坦说“上帝不掷骰子”,他错了。鉴于黑洞给我们的暗示,上帝不仅掷骰子,还总是将骰子掷到我们看不见的地方以迷惑我们。


我注意到就连那些声称凡事皆为定命、我们无力改变之人,过马路的时候也一样会小心翼翼。



09


虽然数学推导和实验结果都证明量子论的科学性,但为什么量子世界会呈现出叠加态、纠缠态、测不准这些令人匪夷所思的现象,却众说纷纭。


还是以“薛定谔的猫”为例,为什么在量子力学中,这只猫可以又死又活?


按照玻尔与海森堡创立的哥本哈根学派观点,只有升维才能解释。


一维世界的生命只能理解线的概念,无法理解平面。


二维世界的生命只能理解线和平面,无法理解立体。


一个三维世界的圆锥体,二维世界的观察者从底面看过去,看到的是个平面上的圆形;


观察者从侧面看过去,看到的是平面上的三角形。



圆形和三角形都是在二维世界看到的真实,可以同时存在。


因为本质上,圆形和三角形都只是三维世界的圆锥体在二维世界的投影,都无法描绘出这个圆锥体在三维世界的完整面貌。


一样的道理,我们在三维世界看这只猫,不管看到的是死猫还是活猫,都只是四维世界在三维世界的投影,可能从四维世界看过去,这只猫的状态并非叠加态,只是身处三维世界的我们,永远无法理解。


就像二维生物无法理解“圆锥体”的概念,他们研究半天,只能得出“科学”结论,这货既是圆形,又是三角形,是两种形状的叠加态。


再举个例子,在一张纸上画A、B两个点,AB之间距离为100毫米,一只蚂蚁以1毫米/秒的速度,从A点移动到B点,需要100秒,这叫科学计算。


但如果把纸张折叠,让A、B两点正好重叠,在这个点上戳个洞,位于A点的蚂蚁只要穿过这个洞,就能到达B点。


假设这张折叠后的纸厚度为1毫米,蚂蚁只要1秒就能穿越,看起来就像瞬移一样。


二维生物眼中是“鬼魅般的超距作用”,怎么看都违反直觉,不可思议!


但在三维世界的我们看起来,有啥奇怪的?这才是科学呀~


通过虫洞完成星际穿越的脑洞,也是一个道理,只要把宇宙空间“对折”,戳个洞,就能从地球瞬移到天狼星。



目前理论物理学界最流行的什么超弦理论、M理论,本质上,也是这套说法。


还有一种更颠覆的解释也很流行,就是这些年科幻电影玩烂的平行宇宙理论。


用平行宇宙理论解释薛定谔的猫,就不一样了。


我们每做一次选择,就会同时产生两个宇宙——这个宇宙中,猫还活着,那个宇宙中,猫死了。



再做一次选择,宇宙就再分裂一次。


理论上说,世界上那么多人,每天都在做无数次选择,所分裂出的平行宇宙也会无穷多。


如果真是这样,那什么宇宙大爆炸,质能守恒、熵增……都不过是这个宇宙的规律而已。


可能这个宇宙快热寂了,那个宇宙才刚刚大爆炸。


想到什么了没?


对,和佛教理论很像。


一花一世界,一叶一天堂,世界以一千为集,一千个世界形成一个小千世界,一千个小千世界,形成一个中千世界,一千个中千世界,形成一个大千世界。


三千大千世界中,有千百亿个世界,也就是无限世界……



问题在于,佛教这套理论背后的底层世界观,并非哥本哈根学派宣扬的随机不确定性,而是爱因斯坦等传统物理学家坚信的因果确定性。


原始佛教的核心世界观叫“无常”,背后的实质是空观。


but,万法皆空,唯因果不空!



诸法皆由因缘生,因缘变异,终将灭坏。一切事物都在成、住、坏、空的道路上无限循环,所以叫无常。


无常(不确定性)只是表象,背后隐藏着无比复杂的因缘(因果律)。


诸行无常,诸法无我,解脱轮回之苦的根本法门,就是涅槃寂静


涅槃,就是无欲无求,不生不灭,佛教徒追求的最高境界。


可见,原始佛教世界观,表面和量子论世界观一致,实质又和爱因斯坦世界观一致——量子论体现出的不确定性只是表象(部分事实),背后还有看不见的因果律(完备真理)。


但科学实验却又实实在在打脸爱因斯坦世界观啊……


除了哥本哈根解释和平行世界解释,关于量子世界的奇异现象,还有其他更小众的解释,但都无法让所有人信服。


至此,科学、科幻和玄学,已混沌不清……


真相,到底是什么?



10


以上,是已知的科学事实,以下,是力哥的个人脑洞。


前方高能预警!请自带大脑,谨慎食用!


15年前,我爸因病去世,当时我就在认真思考一个问题:人生到底是命中注定的(宿命论)还是随风飘荡的(不可知论)?


普通人其实没那么关心世界本质是确定的还是随机的,却很关心自身命运,这是生物趋利避祸的自私基因决定的。


《阿甘正传》有一句名言:生活就像一盒巧克力,你永远不知道会得到什么。



这显然是不可知论的观点。


但年纪越大的人,往往越容易相信宿命论,把自己的种种不幸,归结为“命不好”。


所以算命这门生意——不管看相还是塔罗牌——永远不缺信徒。



12年前,我归信基督,找到了一个能说服自己的可能答案:


在人看来,是不确定的,在上帝看来,是命定的。


这个世界观背后的依据,来自奥古斯丁最先提出,加尔文将之理论化的“预定论”。



预定论认为,世界由上帝创造,祂对世界的旨意是绝对的、无条件的,人类既无法完全理解上帝脑回路,人的行为也无法影响上帝旨意,改变上帝安排。


就好像说,有人经精密测算,告诉你明天汶川会发生大地震,但这依然只是受造物基于造物主设计好的规律,做出的预测——可能准,也可能不准。


而上帝告诉你明天汶川会发生大地震,放心,一定准。


因为这不是祂在预测未来,而是说这一切的发生,本就是祂的计划。


包括肆虐全球的新冠病毒大流行,同样是上帝的计划。


这就叫“预定”。


我在万事万物的起初,已计划好万事万物的终局,不可改变。


我是阿尔法,我是欧米伽。


你说上帝这么牛逼,为啥要允许这些苦难和不幸发生呢?祂不是号称很爱人类的吗?


这要到基督教神学体系中去找答案,原罪论救赎论啥的,几句话讲不清楚,在此略过。


但这个观点,和普通人,甚至很多基督徒对基督教的理解截然不同(很多教派不认同预定论)。


如果一切皆命定,那我眼下一切努力又有何意义?既然上帝自有安排,向上帝祷告又有何用?


这就是“预定论”最伟大的脑洞——


虽然上帝掌握一切,但祂不剥夺受造物(人类)的自由意志!


上帝允许世人有自由意志,可以皈信祂,也可以反对祂,可以行善,也可以作恶,可以对世界的本质和人生的意义提出各种各样的解释……这本身就包含在祂的旨意和计划中。


那上帝为何要给人自由意志呢?


因为上帝本身就有自由意志,祂想创造一种和祂一样有自由意志的生命。


起初,上帝就已计划好世界的终局(灭世)和人类的命运(审判)。


届时,上帝审判人的唯一依据,就看我们每个人如何行使自由意志——是按祂喜欢的方式行使,还是厌恶的方式行使。


比如基督徒会为自己所爱之人(往往是亲友)的信主向上帝祷告,盼他早日信主。


但上帝会因为我们的祷告就归正那人的心吗?


不会,那人信不信主,取决于那人如何使用自己的自由意志——那是上帝和他之间的“私事”,与你无关。


按耶稣的说法,有没有辛勤播种是你的事,最后能不能有收成是我的事。


哪怕那人是你最爱的妻子、丈夫、父母、儿女,他信不信主,也不取决于你的祷告是否真诚迫切。


那我们祷告又有什么意义?



答案是:你这个行为属于正确使用自由意志,讨上帝喜欢,在末世审判中,会给你自己加分。


正因为上帝给人自由,而人的选择是不确定的,亿万人的自由意志汇聚在一起,导致乍一看,世界纷繁复杂,人生阴晴难料,充满随机性——突然新冠病毒来了,突然教培行业凉了,突然至亲出车祸了,突然男票提分手了……


就像一盒巧克力,你永远不知道下一刻会得到什么。


这就是基督教信仰的核心——按上帝喜欢的方式,正确运用上帝赋予的自由意志,度过此生。


由此,按预定论观点看“爱因斯坦之问”,答案非常清晰——


上帝不掷骰子,但祂故意迷惑人类,让人类误以为祂在掷骰子!


把预定论和量子论结合,我们就会对股市做出这样的结论:


股市走势是所有市场参与者自由意志(态矢量)的叠加。


人类不管用任何理论、方法、技巧,都永远不可能准确预测股市,但上帝知道明天会涨还是跌~



11


当然,上面这段吹水,纯属宗教理论,估计不少人看了很感冒,毕竟没法证明,也没啥说服力是吧?


还是让我们回到物理学世界。


爱因斯坦后半生,都在努力构建一套大一统理论。



人类已知自然界有四种力:万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。


理论上,宇宙中所有现象都能用这四种力解释。


在爱因斯坦和无数经典物理学家看来,世界的根本运作法则一定符合两个要求:


一是简单性。


就像E=mc,有一种数学上的简洁美。


二是统一性。


就像F=ma和E=mc之间,应该逻辑自洽,相互统一。


不应该宏观世界遵循一种规律,到微观世界就遵循截然相反的另一种规律。


目前强、弱、电磁三种力,已在量子力学中得到统一,但万有引力依然格格不入。


上面提到的什么超弦理论,也是大一统理论的一种解释,但还无法被证实。


人类是否有可能创造一套囊括四种力的大一统理论(万物定理,The Theory of Everything),很多科学家也表示怀疑。


毕竟,宇宙中是否只有这四种力?


我们尚不清楚。


这种研究发现和世界观之间的冲突,用我上面说的预定论就很容易解释。


不管人类如何研究自然规律,造物主早就给人类的研究划定了一条边界,设定了一个阈值,那个阈值是我们永远无法突破的,从普朗克单位到测不准原理,量子力学种种发现一再证实这一点。


那些尊重科学,尊重事实的理性人,只能得出这个结论:世界是不确定的,不符合经典因果律。


但在身处更高维的造物主眼里,这世界哪是不确定的?明明一直按我的旨意正常运行,有着明明白白的因果律哇~


这个因果律,我知道,你们看不懂,怪我咯?


对,就怪你!因为你故意把骰子掷到人类看不到阴暗角落,迷惑人类!


按这个思路推演下去,会发现,人类一直以为是自己在探索世界,书写历史,所以看未来,会感到无比迷茫,殊不知,人类所做的一切,都只是重演上帝早就写好的脚本。


所以说,人类发现自然规律,创造现代科学文明的具体时间是不确定的,但这件事本身,造物主早就计划好了,注定会发生!


造物主创造的自然规律就是如此,不是牛顿在17世纪发现三大运动定律,就是“马顿”、“羊顿”在16世纪或18世纪发现。


牛顿力学也可以叫马顿力学,不是爱因斯坦发明相对论,就是爱波斯坦发明,这不重要~


重要的是,人类只能按造物主从一开始就设定好的“剧本”,一步步从狩猎采集食物的原始社会,走到食物自给自足的农业文明,再走到工业文明,最后走到今天这个信息化时代。


其中最令人感到意外的走向,就是今天这个信息化时代。


1960年代,美苏冷战进入白热化,开始争夺外太空霸权。


那时的人类,以为未来科学的发展,就是不断向外太空进发——月球都登陆了,登陆火星还远吗?那冲出太阳系也不用等很久啦~


所以70-80年代许多经典科幻作品,都把故事背景搬到浩瀚的宇宙,比如星球大战、星际迷航、银英传、高达……



可半个多世纪后的今天,人类依然没能登陆火星。


因为万万没想到,过去几十年,人类把最重要的科研精力,拿去建立了一个庞大的虚拟世界!


对,这就是人类历史上最伟大的一场革命——信息技术革命。


从这个角度看,人类走入互联网时代,并非偶然,而是必然。



12


量子论和信息科学的深度结合,也成为今天最重要的科研方向之一。


有趣的事发生了:今天用信息科学——更直白点说——用程序员思维重新解读量子论的奇怪发现,会发现很容易理解。


假如把我们生活的世界,看成一个程序设定的虚拟世界——普通人最熟悉的虚拟世界,就是网络游戏世界。



在游戏中,一个物品既可以是波函数,也可以是确定值。


比如一个随机函数,没有运行时就是一个随机范围,运行后就是一个确定值。


一张地图上,如果有50%概率能刷出怪,没有玩家进入地图前,刷怪程序并不执行,那这时候地图上有怪吗?


答案是:既有又没有,说不清,类似于量子力学说的叠加态。


当有玩家进入这张地图,想看看到底有没有怪时,叠加态迅速坍缩,玩家看到的结果,只能是有怪或没有怪,永远是一个确定的本征态。


再比如听上去非常诡异的量子纠缠现象,在游戏世界非常普遍。


两个同时掉落的宝箱,打开后会出现什么道具,取决于提前设定好的程序。



不管你把其中一个搬到游戏中的任何一张地图,哪怕从游戏视角看,远在天涯海角,在你打开那一瞬间,宝箱里原本可能出现各种宝物的概率就瞬间坍缩成一个确定的宝物,而另一个宝箱里会出现什么宝物的概率,也会随之改变。


把问题简单化:假如这个宝箱只可能产生一把剑或一个盾,各50%概率,当一个宝箱打开后出现一把剑,另一个宝箱里的神秘物品瞬间就确定为一个盾。


量子力学中,还有一种匪夷所思的现象,是通过惠勒的延迟选择实验发现的。


这是双缝干涉实验的升级版,具体实验步骤不再展开,有兴趣的网上一搜就有了(李永乐老师也有讲过)。



总之实验结论是:我们对光子的观测行为,不仅会导致波函数坍缩,让光子原本不确定的叠加态,坍缩成确定的本征态,甚至还能“延迟”其选择。


哪怕光子已实际通过双缝屏幕,当我们临时起意,突然在“终点站”前设一个“卡哨”(探测器),光子发现你丫“抽老千”,居然会再原路“退回”,重新修正传播路径,改从另一条路径走,就是不让你逮着!


这个实验结果更让人匪夷所思,难道光子可以逆转时空?


当看到结果时,再回过头改变自己当初的选择?


果反过来能决定因,而非因决定果?


就像《星际穿越》、《回到未来》、《终结者》、《明日边缘》、《人猿星球》、《十二只猴》等很多经典科幻片YY的那样,未来能改变过去?



这种怪异现象,游戏世界中是怎样的呢?


比如法师发出一个火球,命中目标的概率是50%,在程序设计上,有两种写法。



一是先让火球飞到目标面前,在接触目标之前,再计算能否命中。


二是先按概率计算出结果,再反过来根据计算结果(hit/miss),绘制相应的飞行动画路线。


你是程序员,你会选哪种?


如果选前者,玩家可能会眼睁睁看着火球沿正常轨迹来到怪的面前,眼瞅就要击中,结果画面却显示miss……


你是玩家,你啥感觉?


会觉得很突兀,违反直觉,吐槽游戏画面做得真烂!


如果选后者,就会给玩家造成一种因果错觉——火球发出后,发现怪很快做出躲避行为,这时攻击miss,就会觉得很自然,很真实。



但其实,能否命中,并不取决于怪的躲避反应,也不取决于你的微操水平,而取决于游戏程序的概率设定。


就像桌上的台球走位,在你击中母球的那一瞬间就已确定,只不过随后又把这种确定性在台球桌上演示了一遍。


一样的道理,结果在玩家点下鼠标的那一瞬间就已确定,只是为了让玩家玩起来更真实刺激,才把早已确定的结果,再给玩家用动画演示一遍,让玩家情绪在暴爽和郁闷之间,来回游走,体验游戏快感,甘愿氪金~


如果你突发奇想,想看看火球到底是如何hit或miss目标的,就在火球飞行路径上加一个监测点,对游戏公司来说,这叫作弊啊,就不得不从检测点开始做回归计算,重新做一遍动画。


那显示在玩家面前的画面,就像出现bug一样,怎么时光倒流了?看不懂……



13


量子无法再被分解的普朗克常数,也很容易解释。


程序员要构建一个虚拟游戏世界,首先得定义一些构成世界的最小粒子。


在游戏画面中,这个最小单位叫像素,在物理学中,目前认为是夸克。


问题是,一个夸克太小了,很难赋予太复杂的属性,你就开始用夸克拼装更高一等的粒子。


怎么做呢?


设定夸克和夸克之间相互作用的效应,比如A碰到B会自动相互吸引,A碰到C会自动相互排斥,它们互相之间是如何吸引和排斥的,用一套方程确定下来。


三个夸克组成一个质子,然后再拼装出更多类型的复杂粒子,原子核、原子、分子……一个游戏世界的基础框架就构建好了。


但要创建角色时,也就是把无机物变成有机生命体,编辑出DNA和细胞后,系统的复杂程度出现几何级倍增,得持续迭代。


过去可以精确算出物体运动时的每一个解析解,现在不行了,只能退而求其次,求一个数值解,也就是通过函数,可以求出任何时间下,物体运动的位置。


解析解和数值解的概念关系有点绕,大体可理解为解析解是更精确的解,数值解则是近似的解。


像著名的三体问题,就无法求出解析解,大刘就是以三体问题为基础,创作出伟大的科幻小说——《三体》。



不像解析解能用微积分求出一连串连续分布的解(类似光的波动说),数值解对函数做了简化处理,只能求得一个个相互分离的数字(类似光的微粒说),所以在计算上,时间不能连续,必须有个最小单位(量子化),而且得足够小,否则画面误差就会很大,画面出现跳帧,玩家体验大降。


那最小时间设为多少呢?


取决于主机硬件参数。


主机跑越快,时间单位就能设越小。


最后程序员根据硬件条件一算,得出一个最小时间单位:10^-43s,读作10的负43次方秒。


这个单位叫啥好呢?


正好这个程序员叫普朗克,哈,那就叫普朗克时间吧~


对应的,最小长度单位就叫普朗克长度,最小质量单位就叫普朗克质量,这就是所谓的“普朗克尺度”。


有了最小计算尺度,很多其他参数也随之确定下来。


比如最大速度=最小普朗克长度÷最小普朗克时间,这就是光速。


搞定这些常数,意味着这个复杂游戏世界的运算规则,敲定了~


问题是,随着游戏世界里的粒子越来越多,运算越来越复杂,系统算力就hold不住了。


不管主机怎么升级,都永远跟不上系统复杂程度的升级,也就是必须不断换主机,太烧钱了……


怎么解决?


很简单——这不就是个游戏吗?游戏是做给谁看的?


玩家。


玩家玩的爽,不就行了?


只要指定观察者接口,谁调用哪个接口,就马上计算,不调用就不运转,系统负担就会大幅下降。


在玩家能看到的那个有限世界里,玩家主观感觉这世界是真实的,就OK~


回到上面那个问题:当玩家没有进入一张地图时,地图上的怪到底存不存在?



答案可能是:没有玩家进入时,别说怪,这张地图也根本不存在,因为这个世界本就是虚幻的,类似佛教说的“空”。


只要玩家一进入,系统马上开始运算,给你呈现出一个有怪或无怪的“真实”世界。



就像佛教说的“空即是色,色即是空”。


而这一切现象背后的根本原因,就俩字:省钱……


哦,不,是节省资源!


这就和奥卡姆剃刀原理神同步了。


如无必要,勿增实体,简单粗暴,经济高效,不容易把服务器搞崩!


为什么两点之间一定直线(线段)最短?


为什么光一定要沿直线传播?


为什么没有外力作用,物体一定处于静止或匀速直线运动状态?


为啥装修房子时,电工故意给你绕线走,好多收你材料费,你会气急败坏?


为啥房间里没人,你妈就会赶紧把空调关了?


都一个道理哇!


既然本就是程序员创造出来的虚拟世界,又何必那么较真?用最少资源,让玩家感受到相对最真实的游戏体验,就可以了。


假如我们所处的这个“真实”世界,和游戏世界一样,真是被造物主刻意创造的,像个试验场、观察皿,造物主像科学家观察小白鼠一样观察我们的行为,那量子力学的发现就很好解释了。


有些最聪明的人类,发现了一部分造物主写的“源代码”,开始怀疑世界的真实性,但永远无法找到确凿证据,证明自己处于虚拟世界中!


就像二次元里的游戏角色,永远不可能从屏幕里爬出来,踩你键盘上,进入三次元世界!



为什么人类历史上会出现各种稀奇古怪的灵异现象?


按照这套理论,要么是造物主创造的执行特殊任务的程序(天使?),也就是游戏中权限高于普通NPC的网管正在秘密工作,机缘巧合,被我们碰上了。


要么是算力吃紧时,系统难免宕机,一小部分人类个体真实感受到了物质世界之外,还有一个理性无法解释的灵异世界。


但不管是微信挂了还是B站无法登陆,都注定是短时间bug,为了“用户体验”,码农007日夜赶工弥补漏洞,所以绝大部分没体验过微信挂了的人,就不相信有人说微信会挂这件事,觉得是宗教迷信,不懂科学,毕竟微信会挂这件事,没法通过实验反复证明,让所有人信服呀~



很多人觉得宗教描绘的世界虚无缥缈,专骗傻帽,现实世界才实在可信,因为我们被困在“现实”世界,凭直觉就会相信这个世界是真实的,而看不见摸不着,只存在于别人口中的属灵世界自然值得怀疑,这是理性人的基本认知能力。


但你有没有想过:如果,只是如果,真相恰好相反呢?


这个我们以为真实的世界是造物主刻意营造的,就像我们创造的游戏世界一样,是虚拟的,只是造物主的水平比我们高太多,这个世界的拟真度太高,以至我们无法察觉。


而真实的世界,是造物主所在的那个更高维的世界,不管叫它“天堂”还是“极乐世界”,那这一切都说得通了。



14


自古人类就相信,人体是由无数原子构成的,这是肉眼观察能得出的最直观结论。


但量子力学告诉我们,人体也是一种波。


生命科学和信息科学发展至今,我们发现人体可能就是一连串信息代码——DNA里储存的,不就是遗传信息吗?



信息又是什么?


是实体,还是非实体?



你有没有想过,达尔文提出的物种演化假说,有没有从单细胞生物一路演化为人类的完整证据链?


你有没有想过,地球生物的分类,看起来更像是自然演化的随机产物,还是各从其类,刻意创造的结果?


你有没有想过,为什么生命科学发展至今,人类可以通过提取DNA复制一个物种,也可以通过修剪某些DNA片段,改造一个物种,甚至计划把早已灭绝的恐龙复活,但人类就是无法自己发明一组DNA,创造一个全新物种呢?


你有没有想过,按照费米悖论,如果地球真的只是浩瀚宇宙中一颗不起眼的行星,太阳也只是一颗很普通的恒星,宇宙中理应有无数像人类一样的文明,由于生命有争夺生存资源和对外扩张的本能,任何高等级文明最终一定会发现宇宙运行法则,和我们一样冲出行星引力,开拓宇宙空间。



但为什么在宇宙诞生100多亿年后,我们还是没在可观测宇宙的任何地方,找到任何智慧生命存在的切实证据呢?


关于费米悖论的解释有很多,我们最熟悉的可能是大刘提出的“黑暗森林法则”。


但宇宙中,真的存在外星智慧生命吗?


从哥白尼提出“日心说”开始,过去几百年,人类一直在不断降低自己在宇宙中的地位,认为自己只是浩瀚宇宙中微不足道的沙粒,一点也不特殊。


事实果真如此吗?


吴亦凡被囚禁在监狱里,全人类不也被囚禁在一维时间和三维空间构成的时空牢笼里吗?


如果这个世界的背后真有一个造物主,为人类创造了这个虚拟世界,那祂的目的究竟是什么?


我们还是只能用三维世界看二维世界的思考模式,猜测更高维世界看我们这个世界的脑回路。


《未来简史》的副标题,叫“从智人到智神”,像神一样创造一个新世界,就是我们现在正在做的事。



一是众所周知的人工智能。


二是肇始于电子游戏,经VR、AR等技术持续进步,即将进入的“元宇宙”时代。


“元宇宙”是个网红新名词,大意是人类为自己创造了一个高度拟真的虚拟世界。


类似于《头号玩家》或《阿凡达》展示的科幻世界。



两者都相当于人类自己取代造物主的角色。


前者是在这个世界中,再创造一个像人类一样的智慧存在。


一部分人类,热切期盼这种类人智慧早日发展出属于自由意志;但更多人类非常担心这种类人智慧一旦发展出自由意志,会站到人类对立面,把人类赶尽杀绝。


就像无数神话里出现的“弑神”故事。


《西部世界》、《终结者》、《机械公敌》、《攻壳机动队》等一系列优秀科幻作品都是以此为背景展开的。


后者是人类为自己创造了一个全新的虚拟世界。


《骇客帝国》的牛逼之处,就是AI反杀人类,最后给人类创造了一个虚拟世界,把这两种可能性完美结合了!


20年后看,这依然是史上最伟大的动画科幻电影,没有之一。



那人类为什么要创造AI和VR世界?


我的答案是:通过满足人类的好奇心,给人类找乐子。


人类总是不满足于现状,不断折腾,想看到更大的世界,发现更多的奥秘,获得更多的乐趣。


如果造物主也是我们一样,因为追求乐趣创造了人,那圣经描绘的那种人格化的上帝形象,就很好理解了。


听到这里,很多保守派基督徒可能受不了,说上帝爱世人,甚至赐下祂的独生爱子挽救世人,怎么到你口里,上帝造人的目的成了享乐?你这是亵渎!


但基督教不是很喜欢用人类的父子关系来帮助信徒理解上帝(天父)与人类的关系吗?


人为什么要生孩子?


可能是性欲本能,也可能是养儿养老,但今天这个时代,避孕很方便,养老靠钞票,为啥还要生孩子?


最漂亮的回答是:通过教养孩子,能让我们获得不可替代的无比宝贵的人生体验,就像在玩养成类游戏,看着孩子不断成长,最后成才,还有一路上和我们的情感交互,这种人生体验,是其他任何事都无法代替的。



这不就是找乐子吗?


父母从孩子身上感受到快乐,和父母发自内心爱孩子,不矛盾。


孩子健康聪明又听话,做父母的就很开心,奖励玩具棒棒糖~


孩子调皮捣蛋成绩差,父母难免生气难过,母慈子孝不存在……


上帝看人也一样。


圣经中,上帝非常在意和人类之间的情感交互体验,所有才会时而喜悦,时而发怒。


很多人抨击基督教,说基督教的上帝说话做事都像人一样,说明是人创造了上帝,而非上帝创造了人,明显假的。


这个逻辑背后的世界观基础,是默认人类一点不特殊,就算真有造物主,也不会care人类这种“蝼蚁”。


但如果人类真就很特殊,上帝就是个更高维度的程序员,照自己的形象造了人,因为上帝自己有爱恨,人也有爱恨,不很正常吗?



15


最后,让我们再回到基督教的“预定论”世界观——


世界的本质,在人看来,是不确定的,在上帝看来,是命定的。


爱因斯坦相信的世界观虽然是正确的,但科学发现可能永远无法支持他的观点。


因为科学发现是人类做出的,但上帝从一开始,就锁死了人类通过自身努力发现世界全部真理的可能性。


上帝主宰一切,人类无能为力,世界必将毁灭,人类终会凉凉……


这是否意味着,我们只能接受一种宿命论的悲剧命运呢?


我不这么看。


别忘了,上帝还给了人类自由意志!


别忘了,量子力学所发现的不确定性,并非完全不可控的随机,而是一种有据可循的分布概率!


还记得力哥写过一篇关于命运的经典作品吗?


《小富靠运,大富靠命,如何拥有成为富人的命?》


所谓命运,其实由两部分组成,“命”和“运”。


命是必然性,内因,人对上帝的回应,尽的“人事”,量子纠缠中的A电子,宏观经济和“遛狗人”。


运是偶然性,外因,上帝对人的安排,知的“天命”,量子纠缠中的B电子,股市和“狗”。


我们直觉感受到的,往往是“运”,也就是偶然性。


然而透过偶然性表象,背后暗藏的必然性,才是真正决定我们能否成为富人的关键——“命”!


有人烟酒不沾,却得了肺癌,这是运,无奈。


有人嗜烟如命,最后因肺癌去世,这是命,活该。



有人一生遵守交通法规,最后被一辆违章逆行的大卡车撞死,这是运,无奈。


有人整天乱穿马路,总以为自己能有惊无险,化险为夷,最后命丧街头,这是命,活该。


很多人错误地把自己不可控的“运”,归结为“命不好”,而把自己原本可以努力把握的“命”,归结为“运气差”。


一个努力、聪明、受过良好教育的人,就算运气再差,也能过上中产家庭生活。如果运气够好,则可能成为顶级富人。


一个懒惰、愚蠢、缺乏良好教育的人,就算运气再好,中了千万彩票,也会因不善理财,消费无度,最终回到穷人状态。如果运气较差,一辈子只能在底层挣扎度日。


可见,“命”决定财富下限,“运”决定财富上限。


就像光的波粒二象性,波所代表的概率性,只会在“命”决定的下限和“运”决定的上限之间波动,而不会完全随机乱来。


最后呈现的真实人生,就像光所展现的粒子性,是一个确定值——但没人能准确预测,这个值到底落在哪里。


尽人事,就是运用我们的自由意志,选择不断努力,把命运可能出现的概率区间整体上移的过程!


听天命,就是如果运气不好,“看不见的手”老把你往下拽,最后呈现的真实人生,正好压着概率下限,也要宠辱不惊,笑看风云——竹杖芒鞋轻胜马,一蓑烟雨任平生。


最值得肯定的人生态度,是用自己的自由意志,紧紧扼住命运的咽喉,永不放弃!


这种世界观基础,决定了在“自由”和“公平”这两个都无比正确的核心价值观之间,我天然更倾向“自由”,哪怕在时代大潮裹挟下,我再往中间派靠拢,也还是个中间稍偏右的右派。

最后的最后,我想讲个故事:


孔子东游,见两小儿辩斗,问其故。


一儿曰:“我以日始出时去人近,而日中时远也。”


一儿曰:"我以日初出远,而日中时近也。"。

一儿曰:“日初出大如车盖,及日中则如盘盂,此不为远者小而近者大乎?”

一儿曰:“日初出沧沧凉凉,及其日中如探汤,此不为近者热而远者凉乎?”

孔子不能决也。

两小儿笑曰:“孰为汝多知乎?”



关于太阳和地球的距离问题,两小儿从不同视角出发,得出截然相反的结论,孔子也无法断决,就像光的本质,物理学家们争了半天也没定论。


即使以上所有推导和猜测全部正确,这世界真是造物主创造的试验场,作为孤独的小白鼠,我也注定没能力发现世界全部真相。


是啊,就算你丫装逼写了2万多字,从量子论扯到预定论,乍一看超有学问的样子,呵呵,孰为汝多知乎?


没错,以上我说的,可能都是错的……


但不管世界本质到底是什么,作为有限、有死、有欲望、有恐惧的人类个体,我们总得信点什么吧?


不是爱因斯坦就是玻尔,不是耶稣就是佛祖,不是春哥就是曾哥,不是确定性就是随机性,不是我命由我不由天,就是我命由天不由我……


回到本文开头:少年,你还相信光吗?


我的回答是:我愿意用我的自由意志,选择相信光。


因为迪迦耶稣说过:我就是世界的光,跟从我的,必不在黑暗里走。


耶稣:这么夸张的话我真说过,而且史上有且只有我说过


虽然我太过愚笨,还有很多困惑未解,但每次想到这段话,内心就会平静许多——


如今我们好像对着镜子观看影像,模糊不清,如同猜谜,到主再来的时候,就要面对面,看得真真切切。现在我所知的有限,到那时就全知道了,如同主完全了解我一样。(新约圣经·哥林多前书13章12节)



全文完,感谢您的耐心阅读


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本文原载于公众号【力哥理财】

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