由微觀量子構成的宏觀世界,爲什麼沒有出現量子糾纏和不確定性的相關特性?

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題主的問題很有價值,可以說是有一定水平的問題。這個問題如果用哥本哈根學派的觀點解釋就是:存在一堵牆將微觀世界和宏觀世界隔開,讓兩個世界服從完全不同的物理理論。然而這個解釋完全就是“胡人說八道經”!

如果我們撇開哥本哈根學派,單純地從量子力學來看這個問題,會發現這個問題可以拆開成幾個子問題:第一,微觀世界和宏觀世界的區分是什麼?第二,微觀世界的規律能不能自動推廣到宏觀世界?第三,微觀世界和宏觀世界是遵循一套理論還是遵循兩套理論?這幾個問題如果得不到解釋,那麼題主的問題就永遠無法說清楚。

為此,我們要思考強量子效應等價於什麼。簡單說就是因為,相對量子漲落太大。注意我說的是“相對量子漲落”,不是“絕對量子漲落”。所謂漲落,即物理量的統計方差,它也是絕對漲落。我們將統計方差除以統計平均值的平方,那麼就得到了相對方差。而量子漲落指的是對具有量子效應的客體進行統計時獲得的統計方差。一般來說量子效應越強,相對量子漲落會很大,有時候甚至是無窮大。但是量子效應很弱的情況下,相對量子漲落會很弱,甚至可以理解為零。按照我們分析,微觀世界有強的量子效應或者宏觀世界有弱的量子效應,都僅僅是特例,因為理論上講,相對量子漲落是與尺度無關的。所以,絕不可以用尺度來區分宏觀和微觀!而需要用別的思路。這個思路就是粒子數量。單個粒子是有很強的量子效應,但是大量粒子的量子效應卻不一定很大。原因就是量子漲落可以相互抵消,相對量子漲落很弱。

宏觀世界的物體是有大量粒子組成的,這些粒子之間存在十分複雜的相互作用,導致量子效應十分弱。量子糾纏在多粒子之間的發生的難度遠遠大於兩個粒子或者幾個粒子之間發生的難度,這就是為什麼宏觀世界沒有觀察量子糾纏的主要原因。至於不確定性,原因差不多。由此可見,量子力學並不是不適用於宏觀世界,而是因為粒子太多,導致量子效應減弱。

基於此,我們可以初步回答我前面說的三個問題:微觀和宏觀的區別在於我們考察的粒子體系數目,而不是尺度;量子理論是普適性規律,世界可以統一到量子理論體系上,雖然我們還沒有建立起這樣的體系。由此可見,哥本哈根學派確實是“胡人說八道經”!但是這不代表量子力學就是最好的理論,量子力學還沒有解決薛定諤的貓,也沒有解決量子糾纏的超距效應,總之量子力學還需要進一步發展。


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