第34節(2 / 2)

哥本哈根解釋的基本內容,全都圍繞著三大核心原理而展開。我們在前麵已經說到,首先,不確定性原理限製了我們對微觀事物認識的極限,而這個極限也就是具有物理意義的一切。其次,因為存在著觀測者對於被觀測物的不可避免的擾動,現在主體和客體世界必須被理解成一個不可分割的整體。沒有一個孤立地存在於客觀世界的“事物”(being),事實上一個純粹的客觀世界是沒有的,任何事物都隻有結合一個特定的觀測手段,才談得上具體意義。對象所表現出的形態,很大程度上取決於我們的觀察方法。對同一個對象來說,這些表現形態可能是互相排斥的,但必須被同時用於這個對象的描述中,也就是互補原理。

最後,因為我們的觀測給事物帶來各種原則上不可預測的擾動,量子世界的本質是“隨機性”。傳統觀念中的嚴格因果關係在量子世界是不存在的,必須以一種統計性的解釋來取而代之,波函數ψ就是一種統計,它的平方代表了粒子在某處出現的概率。當我們說“電子出現在x處”時,我們並不知道這個事件的“原因”是什麼,它是一個完全隨機的過程,沒有因果關係。→思→兔→網→

有些人可能覺得非常糟糕:又是不確定又是沒有因果關係,這個世界不是亂套了嗎?物理學家既然什麼都不知道,那他們還好意思呆在大學裏領薪水,或者在電視節目上欺世盜名?然而事情並沒有想象的那麼壞,雖然我們對單個電子的行為隻能預測其概率,但我們都知道,當樣本數量變得非常非常大時,概率論就很有用了。我們沒法知道一個電子在屏幕上出現在什麼位置,但我們很有把握,當數以萬億記的電子穿過雙縫,它們會形成幹涉圖案。這就好比保險公司沒法預測一個客戶會在什麼時候死去,但它對一個城市的總體死亡率是清楚的,所以保險公司一定是賺錢的!

傳統的電視或者電腦屏幕,它後麵都有一把電子槍,不斷地逐行把電子打到屏幕上形成畫麵。對於單個電子來說,我並不知道它將出現在屏幕上的哪個點,隻有概率而已。不過大量電子疊在一起,組成穩定的畫麵是確定無疑的。看,就算本質是隨機性,但科學家仍然能夠造出一些有用的東西。如果你家電視畫麵老是有雪花,不要懷疑到量子論頭上來,先去檢查一下天線。

當然時代在進步,俺的電腦屏幕現在變成了薄薄的液晶型,那是另一回事了。

至於令人迷惑的波粒二象性,那也隻是量子微觀世界的奇特性質罷了。我們已經談到德布羅意方程λ=

h/p,改寫一下就是λp=h,波長和動量的乘積等於普朗克常數h。對於微觀粒子來說,它的動量非常小,所以相應的波長便不能忽略。但對於日常事物來說,它們質量之大相比h簡直是個天文數字,所以對於生活中的一個足球,它所伴隨的德布羅意波微乎其微,根本感覺不到。我們一點都用不著擔心,在世界杯決賽中,眼看要入門的那個球會突然化為一縷波,消失得杳然無蹤。

但是,我們還是覺得不太滿意,因為對“觀測行為”,我們似乎還沒有作出合理的解釋。一個電子以奇特的分身術穿過雙縫,它的波函數自身與自身發生了幹涉,在空間中嚴格地,確定地發展。在這個階段,因為沒有進行觀測,說電子在什麼地方是沒有什麼意義的,隻有它的概率在空間中展開。物理學家們常常擺弄玄虛說:“電子無處不在,而又無處在”,指的就是這個意思。然而在那以後,當我們把一塊感光屏放在它麵前以測量它的位置的時候,事情突然發生了變化!電子突然按照波函數的概率分布而隨機地作出了一個選擇,並以一個小點的形式出現在了某處。這時候,電子確定地存在於某點,自然這個點的概率變成了100%,而別的地方的概率都變成了0。也就是說,它的波函數突然從空間中收縮,聚集到了這一個點上麵,在這個點出現了強度為1的高峰。而其他地方的波函數都瞬間降為0。

哦,上帝,發生了什麼事?為什麼電子的波函數在一刹那發生了這樣的巨變?原本形態優美,嚴格地符合薛定諤方程的波函數在一刹那轟