我們先不去管DH,如果仔細考慮“坍縮”,還會出現一個奇怪現象:假如我們一直觀察係統,那麼它的波函數必然“總是”在坍縮,薛定諤波函數從來就沒有機會去發展和演化。這樣,它必定一直停留在初始狀態,看上去的效果相當於時間停滯了。也就是說,隻要我們不停地觀察,波函數就不演化,時間就會不動!這個佯謬叫做“量子芝諾效應”(quantum Zeno effect),我們在前麵已經討論過了芝諾的一個悖論,也就是阿喀琉斯追烏龜,他另有一個悖論是說,一支在空中飛行的箭,其實是不動的。為什麼呢?因為在每一個瞬間,我們拍一張snapshot,那麼這支箭在那一刻必定是不動的,所以一支飛行的箭,它等於千千萬萬個“不動”的組合。問題是,每一個瞬間它都不動,連起來怎麼可能變成“動”呢?所以飛行的箭必定是不動的!在我們的實驗裏也是一樣,每一刻波函數(因為觀察)都不發展,那麼連在一起它怎麼可能發展呢?所以它必定永不發展!
從哲學角度來說我們可以對芝諾進行精彩的分析,比如恩格斯漂亮地反駁說,每一刻的箭都處在不動與動的矛盾中,而真實的運動恰好是這種矛盾本身!不過我們不在意哲學探討,隻在乎實驗證據。已經有相當多的實驗證實,當觀測頻繁到一定程度時,量子體係的確表現出芝諾效應。這是不是說,如果我們一直盯著薛定諤的貓看,則它永遠也不會死去呢?
時間的方向是一個饒有趣味的話題,它很可能牽涉到深刻的物理定律,比如對稱性破缺的問題。在極早期宇宙的研究中,為了徹底弄明白時間之矢如何產生,我們也迫切需要一個好的量子引力理論,在後麵我們會更詳細地講到這一點。我們隻能向著未來,而不是過去前進,這的確是我們神奇的宇宙最不可思議的方麵之一。
好了各位,到此為止,我們在量子世界的旅途已經接近尾聲。我們已經瀏覽了絕大多數重要的風景點,探索了大部分先人走過的道路。但是,正如我們已經強烈地感受到的那樣,對於每一條道路來說,雖然一路上都是峰回路轉,奇境疊出,但越到後來卻都變得那樣地崎嶇不平,難以前進。雖說“入之愈深,其進愈難,而其見愈奇”,但精神和體力上的巨大疲憊到底打擊了我們的信心,阻止了我們在任何一條道上頑強地衝向終點。
當一次又一次地從不同的道路上徒勞而返之後,我們突然發現,自己已經處在一個巨大的迷宮中央。在我們的身邊,曲折的道路如同蛛網一般地輻射開來,每一條都通向一個幽深的不可捉摸的未來。我已經帶領大家去探討了哥本哈根、多宇宙、隱變量、係綜、GRW、退相幹曆史等6條道路,但要告訴各位的是,仍然還有非常多的偏僻的小道,我們並沒有提及。比如有人認為當進行了一次“觀測”之後,宇宙沒有分裂,隻有我們大腦的狀態(或者說“精神”)分裂了!這稱為“多精神解釋”(many-minds iation),它名副其實地算得上一種精神分裂症!還有人認為,在量子層麵上我們必須放棄通常的邏輯(布爾邏輯),而改用一種“量子邏輯”來陳述!另一些人不那麼激烈,他們覺得不必放棄通常的邏輯,但是通常的“概率”概念則必須修改,我們必須引入“複”的概率,也就是說概率並不是通常的0到1,而是必須描述為複數!華盛頓大學的物理學家克拉默(John G Cramer)建立了一種非定域的“交易模型”(The transaal model),而他在牛津的同行彭羅斯則認為波函數的縮減和引力有關。彭羅斯宣稱隻要空間的曲率大於一個引力子的尺度,量子線性疊加規則就將失效,這裏麵還牽涉到量子引力的複雜情況諸如物質在跌入黑洞時如何損失了信息……等等,諸如此類。即便是我們已經描述過的那些解釋,我們的史話所做的也隻是掛一漏萬,隻能給各位提供一點最基本的概念。事實上,每一種解釋都已經衍生出無數個變種,它們打著各自的旗號,都在不遺餘力地向世人推銷自己,這已經把我們搞得頭暈腦脹,不知所措了。現在,我們就像是被困在克裏特島迷宮中的那位忒修斯(Theus),還在茫然而不停地摸索,苦苦等待著阿裏阿德涅(Ariadne)——我們那位可愛的女郎——把那個指引方向,命運攸關的線團扔到我們手中。
我們先不去管DH,如果仔細考慮“坍縮”,還會出現一個奇怪現象:假如我們一直觀察係統,那麼它的波函數必然“總是”在坍縮,薛定諤波函數從來就沒有機會去發展和演化。這樣,它必定一直停留在初始狀態,看上去的效果相當於時間停滯了。也就是說,隻要我們不停地觀察,波函數就不演化,時間就會不動!這個佯謬叫做“量子芝諾效應”(quantum Zeno effect),我們在前麵已經討論過了芝諾的一個悖論,也就是阿喀琉斯追烏龜,他另有一個悖論是說,一支在空中飛行的箭,其實是不動的。為什麼呢?因為在每一個瞬間,我們拍一張snapshot,那麼這支箭在那一刻必定是不動的,所以一支飛行的箭,它等於千千萬萬個“不動”的組合。問題是,每一個瞬間它都不動,連起來怎麼可能變成“動”呢?所以飛行的箭必定是不動的!在我們的實驗裏也是一樣,每一刻波函數(因為觀察)都不發展,那麼連在一起它怎麼可能發展呢?所以它必定永不發展!
從哲學角度來說我們可以對芝諾進行精彩的分析,比如恩格斯漂亮地反駁說,每一刻的箭都處在不動與動的矛盾中,而真實的運動恰好是這種矛盾本身!不過我們不在意哲學探討,隻在乎實驗證據。已經有相當多的實驗證實,當觀測頻繁到一定程度時,量子體係的確表現出芝諾效應。這是不是說,如果我們一直盯著薛定諤的貓看,則它永遠也不會死去呢?
時間的方向是一個饒有趣味的話題,它很可能牽涉到深刻的物理定律,比如對稱性破缺的問題。在極早期宇宙的研究中,為了徹底弄明白時間之矢如何產生,我們也迫切需要一個好的量子引力理論,在後麵我們會更詳細地講到這一點。我們隻能向著未來,而不是過去前進,這的確是我們神奇的宇宙最不可思議的方麵之一。
好了各位,到此為止,我們在量子世界的旅途已經接近尾聲。我們已經瀏覽了絕大多數重要的風景點,探索了大部分先人走過的道路。但是,正如我們已經強烈地感受到的那樣,對於每一條道路來說,雖然一路上都是峰回路轉,奇境疊出,但越到後來卻都變得那樣地崎嶇不平,難以前進。雖說“入之愈深,其進愈難,而其見愈奇”,但精神和體力上的巨大疲憊到底打擊了我們的信心,阻止了我們在任何一條道上頑強地衝向終點。
當一次又一次地從不同的道路上徒勞而返之後,我們突然發現,自己已經處在一個巨大的迷宮中央。在我們的身邊,曲折的道路如同蛛網一般地輻射開來,每一條都通向一個幽深的不可捉摸的未來。我已經帶領大家去探討了哥本哈根、多宇宙、隱變量、係綜、GRW、退相幹曆史等6條道路,但要告訴各位的是,仍然還有非常多的偏僻的小道,我們並沒有提及。比如有人認為當進行了一次“觀測”之後,宇宙沒有分裂,隻有我們大腦的狀態(或者說“精神”)分裂了!這稱為“多精神解釋”(many-minds iation),它名副其實地算得上一種精神分裂症!還有人認為,在量子層麵上我們必須放棄通常的邏輯(布爾邏輯),而改用一種“量子邏輯”來陳述!另一些人不那麼激烈,他們覺得不必放棄通常的邏輯,但是通常的“概率”概念則必須修改,我們必須引入“複”的概率,也就是說概率並不是通常的0到1,而是必須描述為複數!華盛頓大學的物理學家克拉默(John G Cramer)建立了一種非定域的“交易模型”(The transaal model),而他在牛津的同行彭羅斯則認為波函數的縮減和引力有關。彭羅斯宣稱隻要空間的曲率大於一個引力子的尺度,量子線性疊加規則就將失效,這裏麵還牽涉到量子引力的複雜情況諸如物質在跌入黑洞時如何損失了信息……等等,諸如此類。即便是我們已經描述過的那些解釋,我們的史話所做的也隻是掛一漏萬,隻能給各位提供一點最基本的概念。事實上,每一種解釋都已經衍生出無數個變種,它們打著各自的旗號,都在不遺餘力地向世人推銷自己,這已經把我們搞得頭暈腦脹,不知所措了。現在,我們就像是被困在克裏特島迷宮中的那位忒修斯(Theus),還在茫然而不停地摸索,苦苦等待著阿裏阿德涅(Ariadne)——我們那位可愛的女郎——把那個指引方向,命運攸關的線團扔到我們手中。