為什麼有人說量子觀會顛覆人類的思想思考和思維方式?

啟林歌者


我們的三觀裡,可能價值觀更加重要,但如果沒有世界觀,那麼價值觀就比較難建立起來。


我們對於這個世界的認知是從身邊開始的,但真正感動我們的,是抬頭看天。在劉慈欣的一篇小說裡,人類是由一個更加智慧文明的世界放養在地球上的一種生物,他們每時每刻在被監視著。突然有一天,有一個猿人抬頭看天,看了好久,超過了一定的時長,這個智慧文明的警報器就響了。

這是為什麼?因為放養的這個生物開始有了思考,有智慧了,它開始思考天上是怎麼回事。

自從有了智人,十萬年以來,我們走出非洲,來到中國,都是從那個唯一的源頭來的。但是我們思考天空思考了十萬年,我們對於世界的認識,到底什麼時候才開始比較接近真相呢?大概是兩千年前。

比兩千年再往前的時候呢?

這裡有一張圖,是印度人對大地的認識。他們早認識到地球不是一個大平板,而是一個有弧度的東西,是被四頭大象馱著,這四頭大象又站在烏龜上,烏龜下面又是無數層的烏龜。這是印度人的世界觀。

圖 / 印度人對大地的認識

下面的是一個簡化版的地心說,也就是托勒密的系統。這個系統是建立在古埃及人和古希臘人一系列的哲學家和科學家認識的基礎上,特別是亞里士多德。

亞里士多德認識到,我們站立的地面其實是一個球面,地球是一個球。他怎麼認識到的呢?他當然沒有像哥倫布那樣,繞地球一圈,他沒有做,也不可能做這件事,但他舉了很多的證據。

證據之一,就是你站在大海邊,等一艘歸船的時候,這艘船出現在你的視野裡時先出現的是桅杆,然後才是慢慢整個船身,這說明大海是有弧度的,推而廣之,地球是有弧度的。亞里士多德由此推斷出,地球是個球。

圖 / 簡化版的地心說

此外,他還推斷出來——當然,這是錯誤的——太陽繞著地球轉,就像月亮一樣,同樣水星、金星所有的天體都繞著地球轉,最外一層是恆星,是最遙遠的。古希臘人和中國人對於恆星的認識是一致的,也就是恆星基本是不變的,但行星總是在變。

儘管這個由托勒密繼承的系統是錯誤的,但他們有一個認知是正確的,就是地球是個球。他們認識到行星和太陽距離地球非常遙遠。非常遺憾的是,這一點,我們中國古人沒有認識到。

儘管張衡也認識到,地球是個球,但他們沒有認識到,行星和太陽距離地球,和地球的大小是差很多的。舉個例子,太陽離地球距離 1.5 億公里,相當於地球直徑的一萬多倍,這一點古希臘人已經認識到了。但是中國的張衡認為,地球像個雞蛋黃一樣,天就像一個雞蛋殼,這個雞蛋黃和雞蛋殼的相距並不大。

當然,我們知道,目前最新的數據是太陽離銀河系大概是三萬光年。

前面講的是仰望星空,是人類變成智慧生命的一個過程。這是必須要經歷的。包括小孩從出生起到四歲,他一直在問父母問題,他一直在建立他的世界觀、宇宙模型,人類就是這麼走過來的。

接下來要談的,是認識會導致什麼?會導致行動。

下面這張圖,左邊是牛頓在思考:「蘋果為什麼從蘋果樹上掉到地面上,而不是掉到天空上?」由此想到了萬有引力。右邊是人類登上月球。

有了對萬有引力的精確理解,我們才能把航天器和人送到月球上去。

圖 / 牛頓的萬有引力與人類登月

前面講的是一個宏觀的世界,或者是一個身邊的、具像的世界,還有一些看不見的世界,也就是微觀世界。

微觀世界是由量子力學主導的。

很多人認為量子力學很燒腦,一點都不詩意,我們不需要認識量子力學也能認識世界,這其實是錯誤的。沒有量子力學,我站的地板可能都不是踏實的,這個非常重要。還有,沒有量子力學就沒有現在很方便的通訊工具,比如手機,這些芯片都建立在量子力學的基礎上。

圖 / 沒有量子力學,就沒有手機芯片 by Irish Times

這個世界,幾乎所有的方面都和量子力學有關,包括:鵝卵石為什麼是五彩繽紛的?為什麼這個花是紅色的?葉子為什麼是綠色的?所有的這些東西都離不開量子力學。

圖 / 花為什麼是紅的,也和量子力學有關

甚至我猜測,我們人類的思維方式、意識的產生也是跟量子力學有關。

當然這是我的一個猜測,不過現在貌似越來越多的人相信它。以前我們觀測人類的思考,無非是在頭上很多地方插上電極,這個電極裡面會和我們的大腦神經連起來,一個神經元放電了,或者一個迴路放電了,這個儀器就會反應,把腦電圖印下來。

似乎大腦就像一個手機芯片一樣,而且結構都很像。因為我們手機有處理信息的 CPU,和儲存信息的儲存器,好像我們的大腦完全一樣,比如有人說左半腦是管理知覺的,右半腦是管理語言的。但市面上流傳的這種說法,其實是偽科學,我們後來發現,左右腦其實是在同時管理所有的事情。

圖 / 人類大腦和芯片相似

但二十世紀、二十一世紀生物學家的這種思想,非常像十九世紀的物理學家。他們認為大腦像一個手機芯片,其實是一個機械性的對世界的認知。

為什麼說像十九世紀物理學呢?因為十九世紀物理學家的認知,是建立在牛頓的理論上。他們認為,這個世界就像一個大機器一樣,人腦也不例外。

但到了量子力學,物理學家進步了,認為這個世界沒有那麼簡單,它也許可以說是機器,但是一個非常神秘的機器,因為有些未來是不確定的。同樣我認為,既然我前面說到的一切——甚至鵝卵石為什麼五彩繽紛、鑽石為什麼跟玻璃不一樣的——既然所有這些都跟量子力學有關,既然量子力學那麼有用、有意思,而且是主導整個世界的運行。那麼人類大腦為什麼不用上量子力學呢?

圖 / 李淼

一旦用上量子力學,我覺得人類就有點意思了。我們不是一個手機,大腦也不是一個普通的芯片,而是量子力學意義上的芯片。我們就不是一個機器,我們的未來不確定,要靠人類自己做決定,以及我們這個機器來做決定,我覺得這一點非常有意思。


米缸一號


因為我們永遠不會相信一個人可以同時出現在兩個地方,而量子理論就可以。是不是很顛覆啊!


微觀世界的疊加態 如果以宏觀世界的思維去思考就是: 薛定諤的貓可以既死又活!


先來說說我們所處的宏觀世界。我們知道 生活中每個人的具體位置是確切無疑的,毫不含糊的。同一時間點上,你如果在家,就不可能在公司,從公司到家只有兩條路,你只能經過一條路回家!選擇其中一個線路 就意味著不能選擇另一條線路。這些規則在日常生活中顯得極其平常,毫無爭議。但人們帶著這種宏觀尺度下的思維定式去理解微觀世界的量子運動 就會顯得摸不著頭腦!


在微觀世界中 量子的運動極其詭異,只要我們不去測量它,那麼它就有可能出現在任何地方!在微觀世界,量子不會像宏觀世界那麼守規矩。也可以這樣說 ,家和公司之間只有兩條路,而量子可以同時經過這兩條路回家, 它可以同時處於兩種疊加狀態,只要我們不去測量它,它不會有任何改變!之所以測量會改變它,是因為測量就需要光,光子打到被測量的粒子上會讓粒子吸收能量並同時坍塌掉,而只表現出一種狀態。之所以宏觀物體不會被光子弄坍塌掉,在於宏觀物體的粒子數目不知道比測量所需的光子數目高到哪裡去了!所以影響就很不明顯!


科學認識論


量子力學是微觀物理學的整個一套基本框架、基本邏輯、基本語言。對於它所適用的範圍(通常是分子以下的微觀層次,但後面還要提到適用範圍),所有的科學規律都在量子力學的基本框架下。相對之前的物理,量子力學這個基本框架是全新的,因此前者被稱作經典物理。

在經典物理中,每個物理量總有明確的值。比如物體在每個時刻都有明確的位置,而且經典物理規律完全決定了它怎樣隨時間變化。掌握了經典物理規律,只要知道物體受力情況和某個時刻的位置和速度,就可以計算出其它任意時刻的位置和速度。比如,哈雷根據牛頓力學正確預言了哈雷彗星的迴歸,現在我們也能應用經典物理將人造衛星發射到預定軌道。

經典物理和日常生活中也有幾率。但這是一種粗粒化描述,基於對細節的忽略。扔下一個均勻的硬幣,每個面朝上的幾率大概是二分之一。在大致相同的宏觀條件下,細節有各種各樣的可能性,重複扔若干次硬幣,最後每個面朝上的結果大概有一半。但是,其實每個硬幣的運動都是決定論的。如果知道力學細節,原則上是可以預言最後結果的。

量子力學中,幾率的概念首當其衝,而且是實質性的。對於量子粒子的每個可能位置我們賦予一個複數,稱作波函數。測量粒子的位置,它出現在某個可能的位置;測量另一個也由這個波函數描述的粒子,它出現在某個可能的位置。這樣的過程重複很多遍,然後統計出現在每個位置上的次數,佔所有次數的比例就是粒子處於這個位置的幾率,等於波函數在這個位置的大小的平方。


物理文化與施鬱世界線


“上帝擲骰子嗎?”這句話是愛因斯坦對量子理論的質問。所謂“擲骰子”,代表的是世界的不確定性和隨機性。所謂量子,是“能量子”的簡稱,是能量的不可分割的最小單位。量子就像我國貨幣元、角、分中的“分”,“分”是貨幣中不可分割的最小單位。圍繞著光的本質,物理學界不斷爭論,比較重大的爭論有三次。在第三次鬥爭中誕生了“量子”的概念。量子的提出,調和了這場持續幾百年的大爭論。但是量子論的觀點,卻與經典物理理論格格不入,甚至顛覆了我們的世界觀和宇宙觀。

物理學界圍繞光的本質進行過三次重大論戰,最終孕育出量子的概念。能量由一個一個“能量子”組成的,這些“量子”就是能量的最小單位,它沒法再分割,而是一個一個發出去。1905年,愛因斯坦也提出“光量子”假設,光不僅在吸收和發射時是量子化的,而且光的傳播本身也是量子化的。物理學界圍繞光的本質,到底是一種微粒,還是一種波,鬥爭了幾百年,但雙方都無法徹底推翻對方的觀點。在第三次波粒鬥爭中,孕育出了量子的概念。量子概念的提出,讓雙方無奈達成了妥協,只能接受這個說法,光是量子化的,光既是粒子又是波,也就是光有“波粒二象性”。

量子論提出了與經典物理理論嚴重衝突的五種觀點,徹底顛覆了我們傳統的宇宙觀和世界觀。在光具有波粒二象性的引發下,人們通過“電子雙縫干涉實驗”,發現了電子也具有波粒二象性。不同的觀測手段,電子錶現出不同的特性,並且在實驗中,人們還發現了電子出現的隨機性和不確定性。既然整個宇宙都是由電子、原子這些微粒組成,據此,量子論提出了人類的觀察創造了世界,根本不存在絕對的“客觀真相”,也不存在客觀世界,整個世界的發展都是測不準的,不確定的,也沒有什麼因果關係。量子論還認為,存在多個世界或者多維度時空,但是各個時空之間互相平行,沒法聯繫,就像我們的世界和靈魂世界沒法聯繫一樣。

總而言之,經典物理理論告訴我們,我們生活在一個不以人類意志為轉移的客觀世界,宇宙從大爆炸那一刻起,像一臺精密的機器,嚴格按照物理定律嚴絲合縫的連續運轉,這個世界有因必有果。但是,量子論卻提出了一個完全相反的說法,根本不存在客觀世界,人類的觀察創造了世界萬物,世界萬物的發展也沒有因果關係,它是隨機發展的,不確定的。愛因斯坦是量子物理學重要的開創者,他面對量子理論推導出的很多匪夷所思的,並且徹底顛覆經典物理理論的觀點,拋出了“上帝擲骰子嗎?”這個疑問。所謂“擲骰子”,代表的是世界的不確定性和隨機性。愛因斯坦堅信宇宙中存在著確定的因果性,不相信上帝會“擲骰子”,認為量子論的基礎一定有問題。可是這個貌似荒謬的理論,確實是通過嚴格推導和“電子雙縫干涉實驗”實驗反覆證明的,並且已經列入人類最偉大的發現。物理大師霍金對愛因斯坦的質疑,卻說:上帝不但擲骰子,他還把骰子擲到我們看不見的地方去。


不雨



愛因斯坦就是量子論的半個先驅,但是愛因斯坦一輩子都在和量子論作對,但是愛因斯坦和量子論學派的大論戰也間接促進了量子論的發展,最終讓量子論和相對論一樣成為了現代物理學兩大支柱。

而愛因斯坦反量子論就是因為量子論太“匪夷所意”了,在量子世界裡,物體不再像宏觀世界一樣穩定,而是呈現出“不確定性”,在量子領域裡不存在絕對的狀態,科學家們完全預測不了電子的運動軌跡,只能用量子力學中的“概率雲”來預測電子。

薛定諤的貓一直是大眾對於量子力學最熟悉的故事,故事中的貓在被人類觀察之前是“亦死亦活”的,這種特性也是量子力學的特性,但是一旦有人打開盒子後,貓就會迅速的從量子世界亦死亦活的不確定性變成正常世界的死亡或者生存。

也就是說在量子世界,人的觀察就能影響實驗結果,無外乎愛因斯坦說“上帝不擲骰子”,根本原因就是愛因斯坦不相信這個世界本質上是不確定的。

在量子論出現之前,科學家們都認為只要能掌握全宇宙所有原子的運動數據,那麼就能從根本上預測宇宙的過去和未來,自然也能預測每個人的命運,因為每個人都是由宇宙中的原子組成的,可是量子論讓人們知道了這個世界在本質上是呈現隨機狀態的,科學家在量子世界連一個電子的確切位置都算不出來,自然也就不可能算出整個宇宙的過去和未來了。


宇宙探索未解之迷


量子理論奇談:

很久很久以前,有原始人撿到了兩塊機械錶,他們稱之為量子表。由於他們的視覺器官可見光波長較長,極盡手段後他們隱約能看到秒針在運動,但看不清秒針到底在錶盤的什麼位置。雖然視力差,但是他們的觸覺很靈敏,如果拿手摸一下表盤,就感覺到秒針停在手指下面的固定位置,他們把這種不測量就不能確定,一測量就能確定具體位置的現象稱為量子塌縮。

而且如果用手摸準確了秒針的位置,他們隱約看見的秒針速度就會測不準,如果光看不摸,就能夠測準速度卻確定不了秒針的位置,他們把這種現象稱為測不準原理。

由於一會兒秒針在錶盤的左邊,一會兒在錶盤的右邊,後來有個聰明的原始人他統計出來秒針在左邊的概率和在右邊的概率差不多,還用一個波函數來描述秒針可能出現在左邊還是右邊,他們把這種現象稱為量子概率雲。

再後來有個更大膽的原始人摸到了表的調節鈕,發現兩塊表可以把秒針對同步,他們把這種現象稱之為糾纏。原始人驚奇地發現,如果這兩塊表產生了糾纏,無論兩塊表距離多遠,讓兩個原始人分別摸產生糾纏的表的秒針,如果一個原始人摸到A表的秒針在左邊,那麼另一個原始人也同時摸到B表的秒針也一定在左邊!他們認為一定是摸A表的時候影響到了B表,他們發現這種相互影響作用力的傳遞速度超過了光速!在他們把這種超過光速的作用力看作是一種鬼魅般的幽靈作用。

後來他們發現如果摸的太使勁,糾纏現象持續不了太久就亂了,他們使用更溫柔細膩的摸表方法,還提高了對時操作的精度,使得更大的分針也能產生糾纏了,提高了糾纏的持續時間。依靠這倆塊機械錶,大大提高了原始人的狩獵時的協同作戰水平,提高了原始人的科技。因此酋長派了一堆頂尖聰明的原始人專門摸表研究這些機械錶的量子糾纏現象。

直到過了幾千年之後,進化了的原始人擁有了更精細的視覺測量手段。他打開了表蓋,看到裡面設計複雜的齒輪組和精妙絕倫的遊絲,在錶殼中有條不紊,複雜而優雅地運動,他一邊驚歎這兩塊表的造物主是多麼偉大,一邊捂嘴笑,覺得自己祖先的想法好可愛。


古恆先生


量子理論的奠基人之一波爾曾經說過一句話:如果一個人沒有被量子力學震撼的話,他根本就不懂量子力學!

從這句話就能真實反應出量子力學的顛覆性!而具體來說有一下幾點!

首先最重要的一點就是,量子力學表明在微觀世界,一切都是不確定的,而只有實施觀察的行為後,微觀世界才變得確定(相對的確定)

用宏觀世界的事例來描述微觀世界更能直觀地感受到這種顛覆性!比如說你現在自己家的窗戶旁觀看遠處的樓房,樓房就在那裡,無論你觀察與否,都不會影響樓房的狀態和位置!

但按照量子力學的詮釋,樓房的狀態和位置並不是確定的,在你沒有實施觀察行為時,樓房可能以任何狀態存在,也可以位於任何位置,甚至會在月球上!

說吧了,微觀世界所有的一切都只能用概率來描述,沒有什麼事確定的。這就是“不確定性原理”!

而且這種不確定性並不是因為人類的科技水平受限觀察不準確導致的,而是微觀世界的固有屬性!

想象看,如果我們的宏觀世界像微觀世界那樣,世界會是什麼樣子?

但問題就在於,我們宏觀世界的一切都是有微觀粒子構成的,而且微觀宏觀本來就是相對的,沒有明確的分界線,這是不是意味著我們的宏觀世界也是不確定的呢?

除了不確定性,還有量子隧穿效應,電子雙縫干涉實驗的詭異現象,還有更神秘的量子糾纏現象,相信大家都有所瞭解,這裡就不再詳述了!

總之,量子力學對於我們的顛覆性是全面的,是從根基上徹底動搖了我們對周圍現實世界的認知!


宇宙探索


為什麼說量子觀會顛覆人類的思想思考和思維方式?

儘管很多朋友都會將薛定諤的貓是生又是死的比喻來顛覆人類思維方式,其實將微觀狀態的量子不確定性的概念強行套用於宏觀世界是難以服眾的,作比喻可以,但卻會讓很多不瞭解量子力學的朋友錯誤理解量子力學......

量子力學的奠基人普朗克,其實老頭子當年帥的不要不要的.....

這才是普朗克當年的風采....

量子並不是物質的最小單位,而當年只是來描述黑體輻射的,因為經典的維恩公式僅僅在短波範圍內起作用,而瑞利公式則在長波範圍內起作用,無法將之統一起來.....最終普朗克用一份份量子或者說量能來描述了黑體輻射,成功統一了黑體輻射.....當然這僅僅是開始而已!從這裡開始我們的世界觀就開始崩塌了,因為我們賴以依靠的世界居然是一份一份的,無論是時間,還是長度或者能量都是......

而雙縫干涉實驗則更是令人不寒而慄,干涉條紋在假如探頭的瞬間消失,似乎超級文明在控制這個世界,發出質量讓光子老老實實的各自通過自己的縫隙!

而改進型的雙縫干涉則更是讓人的恐懼無以復加,因為在後端加入的檢測能讓在路徑之前的光子選擇通過的縫隙,簡單的理解就是現在干預了過去,這在經典物理中是完全無法理解的現象,但在量子力學中卻實實在在的發生了!!!

當然有微觀世界中的電子的運動,因為它是概率雲的模式出現的,在你測量之前可以在任意地方,但等你測量了它就會在某個位置!當然我們不需要考慮這種狀態會疊加到我們現實生活中來,因為從微觀層面成立的量子力學在宏觀世界的依然遵循概率,而非同時存在或者現在干預過去等等,薛定諤的貓也只有生或者死兩種狀態,你放在櫃子中的杯子在打開前也不會在任何地方等等.....但相信您的思緒一定被打亂了,這也許和你的意識存在的量子態有關係.....


星辰大海路上的種花家


量子效應只在微觀世界顯現,儘管量子力學誕生了接近一個世紀,也沒有發現人類的思維方式發生改變,量子效應充其量只是微觀粒子的客觀規律,不受人類思維左右。

量子的不確定性原理是由德國的物理學家海森堡於1927年提出,這個原理告訴我們不可能同時精確得知一個粒子的位置與速度(動量),所以我們就無法知道原子內部電子會在下一秒出現在什麼位置,只能用電子雲模型來表述它出現在某個位置上的概率。

這種規律顯然不能套用在現實生活中,比如我們肯定知道自己會出現在某個位置上,也會知道你的速度。

量子糾纏效應是指如果把一對處在糾纏態的(比如說光子)分開,即便相距的再遙遠,它們還能夠繼續保持糾纏態,當然前提是之前就處在糾纏態中。

這也是微觀世界的效應,在宏觀世界中沒有體現。

總之,量子力學是神奇的,量子力學的奠基者玻爾曾說一個人在聽到量子力學的內容時而沒有大發雷霆,就說明這個人還沒有聽懂量子力學。

個人淺見,歡迎評論!

本回答由一枚遊戲科幻迷原創,感謝點贊關注,我們一起科幻想象、暢遊宇宙!予人玫瑰,手有餘香!


一枚遊戲科幻迷


見許多人對量子問題如此感興趣,我也來湊一份熱鬧。

首先請大家注意一個問題,許多人都在反相對淪,但卻鮮有人反量子力學,為什麼?因為相對論尚可理解,但量子力學似乎無法讓人理解,做為一個物理學理論,無法讓人理解且自圓其說,這是無淪如何不能令人滿意的。當然我們不應該懷疑客觀世界的複雜性導致人們對一些特殊的現象一時無法與自己的直覺相適應,這是有可能的,但是做為一個物理學理論:,什麼波粒二象性?遠距的量子相關性?等等概念不能使人不生疑惑?

其實所謂量子,我們可以這樣理解,比如我們建房子,我們可以用長方形的磚,也可以用正方形的磚,無論磚是長方形的或正方形,都可以理解他們為量子,當然他們最後都能夠將房子建成。那麼我們可以認為長方形的磚與正方形的磚是正確的這樣一種觀點麼?許多人奉行有用既為正確這樣一種哲學觀在物理學領取域未必正確,也許量子力學應該理解為一種有用的數學處理方法較為一合適。

比如一串光波,有一個波動方程,量子力學叫態方程,現在我們要計算光的能量,怎麼辦,用弗立葉或者拉氏對時間進行積分,至於基函數,我們可以選正弦波,矩形波等等,那麼這個基函數就是所謂的量子,顯然這樣的計算結果與本來應該的結果是有誤差的,但這個誤差與我們要的結果根本就可以忽略不計,所以當量子測量聲稱他們的精度達到什麼數量級時,千萬莫被他唬住,其實沒有多大意義。

至於波粒二象性,我認為這正是導致現代理論物理研究的癥結所在。將粒子做波處理,一本糊塗賬。將所有人整懵圈了。而所謂的糾纏,其本質是兩個系統的合併,合併之後再分離,分離之後一個系統的狀態決定了另一個系統的狀態,這太搞笑了,量子力學在這裡講決定論了,先前他們聲稱概率論的。


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