上帝是個(gè)賭徒，不僅喜歡擲骰子，還玩弄了 牛頓，笛卡爾，普朗克、愛因斯坦、狄拉克、薛定諤、德布羅意、玻爾、玻恩、海森堡、泡利、貝爾、費(fèi)曼……等一眾科學(xué)家
最后幽靈般地隱藏于量子糾纏中
物理、化學(xué)和醫(yī)學(xué)告訴我們：組成人體的物質(zhì)與石頭沒有本質(zhì)區(qū)別，都是質(zhì)子，中子、電子。
那么意識(shí)呢？意識(shí)出現(xiàn)在什么位置？
一種觀點(diǎn)認(rèn)為意識(shí)是科學(xué)無法解釋的事物，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為意識(shí)不過是超級(jí)計(jì)算的結(jié)果，人腦產(chǎn)生意識(shí)是因?yàn)槿四X中有上千萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元時(shí)刻在進(jìn)行計(jì)算，只要計(jì)算機(jī)能夠模擬這樣的計(jì)算，一定有同樣的意識(shí)產(chǎn)生，因此相信一切盡在當(dāng)前科學(xué)掌握中。
量子力學(xué)告訴我們，意識(shí)是一種糾纏態(tài)！
今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了研究量子力學(xué)的三位科學(xué)家，表彰他們通過光子糾纏實(shí)驗(yàn)，確定貝爾不等式在量子世界中不成立 ，并開創(chuàng)了量子信息這一學(xué)科。
對(duì)于我們大部分人來說，物理學(xué)似乎只能仰望，那些復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，高深莫測(cè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果似乎與我們?nèi)粘Ｉ畹乃娝労敛幌喔?，與我們的感覺或情緒毫不相干，與我們個(gè)人與社會(huì)之間產(chǎn)生的諸多問題更是毫不相干。
你可能忘了，物理學(xué)與所有學(xué)科一樣，都始于日常經(jīng)驗(yàn)，始于我們對(duì)事物發(fā)生、發(fā)展的疑問和好奇，還有我們希望知道在這些事物中扮演什么角色，起到什么作用。
從微小的原子到浩瀚的宇宙，從每一滴水到閃亮的鉆石，從劃破夜空的激光到你身邊的手機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)，所有事物的背后都是量子力學(xué)在主宰！
你以為這就完了嗎？
量子力學(xué)為了讓我們記住，他無時(shí)無刻不穿梭于我們的意識(shí)世界中，比如靈感，思考，記憶，說話，分娩，死亡，共情乃至心靈感應(yīng)、我與他人之間的關(guān)系，等等
現(xiàn)在你還認(rèn)為物理學(xué)只能仰望嗎？
如果你想知道量子物理學(xué)到底是如何影響我們的生活，影響我們與自己，與他人以及整個(gè)世界的關(guān)系。推薦你一定要看這本《量子與生活：重新認(rèn)識(shí)自我、他人與世界的關(guān)系》
接下來我盡量用通俗易懂的語(yǔ)言為你介紹量子力學(xué)的前因后果
如果說牛頓力學(xué)標(biāo)志著工業(yè)時(shí)代的開始，那么量子力學(xué)則是信息時(shí)代的開端！
我們今天幾乎所有的學(xué)科都建立在牛頓經(jīng)典物理學(xué)之上。
牛頓力學(xué)并非是一門學(xué)科，更是一種世界觀，在牛頓看來，物質(zhì)世界中的一切都能代入公式中，世界像一個(gè)鐘一樣在走動(dòng)，而人類可以預(yù)知未來的一切，這被稱為機(jī)械論世界觀。
而牛頓機(jī)械論世界觀的三大理論分別是：1.二元論；2.還原論；3.決定論。
二元論
科學(xué)的思維方式起始于古希臘人，薛定諤說科學(xué)就是用希臘人的方式來思考世界
古希臘人的思維對(duì)后來的科學(xué)有兩個(gè)影響：
1.古希臘人認(rèn)為世界是可以被理解的，這與今天的科學(xué)家對(duì)世界的態(tài)度是一樣的
2.把認(rèn)知主體我排除于客觀世界之外，換句話說我可以在世界之外觀察，測(cè)量這個(gè)世界，而不會(huì)對(duì)客觀世界造成干擾，所以主體與客體二元分立。
還原論
古希臘本體論的第一條是質(zhì)料因：即這個(gè)世界是由什么組成的呢？
我們把世界切割成最小單元時(shí)，這個(gè)最小單元就是世界的本體，而這個(gè)最小單元又能組成全部的世界。
如泰勒斯認(rèn)為，水是萬(wàn)物之源；德謨克利特認(rèn)為原子是組成世界的本體。
與本體論相對(duì)的形式論認(rèn)為：這個(gè)世界真正的決定力量并不在于事物，而在于事物之間的關(guān)系，任何事物都會(huì)經(jīng)歷生生滅滅，但事物之間的關(guān)系永遠(yuǎn)不變，把這種現(xiàn)象稱為羅格斯，就像老子的道微妙玄通。
決定論
決定論中最重要的是柏拉圖的理念論，理念論認(rèn)為人們相信宇宙是由一條或少數(shù)幾條基本原理決定的，而這條基本原理可以用數(shù)學(xué)表達(dá)出來，換句話說，只要技術(shù)足夠進(jìn)步，我們就能了解這個(gè)世界，宇宙萬(wàn)物盡在我們的掌握之中！這個(gè)想法在西方根深蒂固。
這三大理論將一切事物都納入了確定不變的運(yùn)動(dòng)規(guī)則中，讓曾經(jīng)豐富多彩，浩瀚無比的宇宙頓時(shí)被寂寞、寒冷所籠罩。
隨后，馬克思描述了亙古不變的歷史規(guī)律，達(dá)爾文創(chuàng)建了被動(dòng)進(jìn)化論，弗洛伊德提出了“黑暗靈魂之暴力”學(xué)說，這些多多少少都是受牛頓物理學(xué)啟發(fā)而產(chǎn)生的。
直到20世紀(jì)初，新物理學(xué)的兩大支柱相對(duì)論和量子力學(xué)徹底顛覆了牛頓經(jīng)典物理學(xué)。
需要說明的是，相對(duì)論在宇宙尺度上發(fā)揮著重要的作用，在地球上，在人們的生活中，很難發(fā)揮作用，盡管小學(xué)生們都知道空間是彎曲的，時(shí)間如我們所知，“僅僅是一種錯(cuò)覺”，但普通人對(duì)日常現(xiàn)實(shí)的理解，基本不會(huì)受到愛因斯坦理論的影響。
量子物理學(xué)則完全不同，它用于描述我們所能看到的，至少是物理的角度上所能看到的一切事物的內(nèi)部運(yùn)作方式。與經(jīng)典物理學(xué)的根本區(qū)別是物質(zhì)的存在以多種形式表現(xiàn)出來，具有不確定性。
量子力學(xué)提出 4大理論：1.量子躍遷：非連續(xù)性；2.量子測(cè)量：不確定性；3.量子疊加：破二元論；4.量子糾纏：超時(shí)空性。
量子起源于對(duì)黑體輻射的研究，當(dāng)時(shí)德國(guó)物理學(xué)家普朗克用兩個(gè)公式來研究黑體輻射，但這兩個(gè)公式不相容，最后他把兩個(gè)公式合二為一后能夠解釋黑體輻射，但是這個(gè)新公式提出了一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，帶來的新結(jié)果是能量不是連續(xù)的，而是一份份傳輸?shù)?，而能量的最小單元稱為量子。比如風(fēng)能，電能，熱能，等，組成他們的最小單元就稱為量子。
而在牛頓經(jīng)典力學(xué)中，認(rèn)為能量是不可分割的，是連續(xù)的。
普朗克提出了量子力學(xué)公式，但他終身不敢相信的是，量子竟然是一個(gè)實(shí)體！
因?yàn)槠绽士艘恢闭J(rèn)為量子就是數(shù)學(xué)的一個(gè)計(jì)算工具，這也難怪，畢竟普朗克處于經(jīng)典力學(xué)范式中，作為量子力學(xué)的發(fā)明家，他沒有打算挑戰(zhàn)經(jīng)典力學(xué)這個(gè)范式，更不敢大膽宣稱這個(gè)新現(xiàn)象是顛覆牛頓經(jīng)典力學(xué)的。
量子躍遷：非連續(xù)性
量子躍遷，屬于突然的，非連續(xù)的變化。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，電子從一個(gè)軌道可以突然躍遷到另一個(gè)軌道上，連過度的痕跡都沒有，簡(jiǎn)直就是現(xiàn)實(shí)版穿越！
我們都是由原子組成的，根據(jù)還原論，當(dāng)我們相信原子的時(shí)候，我們以為我們能掌握這個(gè)宇宙的終極規(guī)律，而這個(gè)世界發(fā)展的本質(zhì)卻是非連續(xù)性的，我們以為物種是一點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)化的，但如果你看過考古學(xué)家的研究，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在一個(gè)足夠大的尺度中，物種的進(jìn)化是非連續(xù)性的，物種一旦形成，長(zhǎng)期保持穩(wěn)定，隨后突然在一個(gè)短時(shí)間里發(fā)生重要變化，一批新物種會(huì)出來，然后再保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，再過一段時(shí)間，突然又出現(xiàn)一堆物種。
從亞里士多德的元素論到牛頓的機(jī)械論再到愛因斯坦的相對(duì)論，我們以為科學(xué)發(fā)展是繼承，是改良，事實(shí)上，每一次的科學(xué)發(fā)展是革命性的顛覆和突破。
量子測(cè)量：不確定性
量子力學(xué)曾被稱為幼兒園科學(xué)家做出來的，當(dāng)時(shí)，研究量子力學(xué)的科學(xué)家在玻爾的帶領(lǐng)下年齡最大的不超過27歲。
海森堡是其中之一，在他24歲的時(shí)候，終于把量子力學(xué)表達(dá)了出來，他稱之為矩陣力學(xué)，在他26歲的時(shí)候提出了不確定性原理，這個(gè)原理告訴我們主體不能測(cè)量客體，測(cè)量本身是不確定的。
與海森堡不確定性原理同等重要的是哥德爾的不完備性原理，他認(rèn)為人類理性思維具有不可克服的邏輯悖論，也就是說任何一個(gè)系統(tǒng)，如果他的內(nèi)部是完備的，是邏輯自洽的，那么系統(tǒng)外一定有個(gè)與其不自洽的東西會(huì)破壞掉原有的系統(tǒng)。
根據(jù)牛頓定律，只要我能測(cè)量今天所有粒子的速度和位置，原則上，未來一切時(shí)候我都能預(yù)測(cè)出來，實(shí)際上這個(gè)世界是復(fù)雜的，是不可預(yù)測(cè)的，決定論根本不成立！
我們一直以為科學(xué)是萬(wàn)能的，雖然今天有些問題還沒有辦法解決，但隨著科學(xué)的發(fā)展，總有一天能解決所有的問題，但量子力學(xué)告訴我們，科學(xué)本身是不完備的，科學(xué)并不能解決自己給這個(gè)世界帶來的問題！
還記得培根那句話，知識(shí)就是力量。這似乎在告訴人們，只要我掌握的知識(shí)越多，我越能了解自然，征服自然，為我所用。
量子疊加：多元論
原子論告訴我們，他的終極是一個(gè)原子，而原子拆到最小單位是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，而量子力學(xué)告訴我們，量子拆到最小單位的時(shí)候可能是點(diǎn)，也可能不是點(diǎn)，可能是波，也可能不是波......
這就是著名的波粒二象性，他的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)就是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，是量子力學(xué)的核心，也是嚴(yán)重的挑戰(zhàn)了原子論的假設(shè)。
在牛頓經(jīng)典力學(xué)中，人是獨(dú)立于自然之外的觀察者，主體和客體二分，主體對(duì)客體的測(cè)量不影響客體，但雙縫實(shí)驗(yàn)告訴我們的是，如果科學(xué)家想研究粒子，基本粒子就會(huì)呈現(xiàn)出粒子的狀態(tài)，如果想研究波，就會(huì)呈現(xiàn)出波的屬性，主體對(duì)客體的觀察，會(huì)導(dǎo)致他用不同的形態(tài)呈現(xiàn)給你，在微觀世界，客體存在狀態(tài)取決于主體的觀察。
在海森堡提出矩陣力學(xué)的第二年，愛因斯坦的摯友馬克斯·伯恩提出了概率波，告訴我們這個(gè)世界的本質(zhì)是概率的，我們不是生活在一個(gè)確定的世界中，而是生活在或然的世界中。
當(dāng)時(shí)愛因斯坦代表著哲科思維所能達(dá)到的極致的頂點(diǎn)，但是愛因斯坦對(duì)量子力學(xué)提出了質(zhì)疑：上帝不擲骰子（ tóu zǐ）！
后來薛定諤做了一個(gè)假想實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的偉大之處在于他將現(xiàn)實(shí)世界與微觀世界聯(lián)系起來，在量子世界里，既衰變又不衰變，伴隨著貓的狀態(tài)就是既死又活的疊加狀態(tài)，而一旦你去觀測(cè)他，就注定了不是衰變就是不衰變的狀態(tài)。
這太可怕了！聽起來很像老子的道可道，非常道！
量子糾纏：超時(shí)空性
愛因斯坦提出一個(gè)著名的EPR 佯謬（ yáng miù），一個(gè)粒子分裂成兩個(gè)粒子時(shí)，具有自旋狀態(tài)，當(dāng)一個(gè)粒子在做向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)角動(dòng)量平衡定律，另一個(gè)粒子會(huì)做相反方向的運(yùn)動(dòng)。如果這兩個(gè)粒子分別在銀河系兩端，相隔10萬(wàn)光年以上，當(dāng)你觀察其中一個(gè)粒子時(shí)，另一個(gè)粒子不可能在一瞬間做出反應(yīng)。因?yàn)闆]有超光速信號(hào)，這違背了定域?qū)嵲谡?，量子理論本身不完備?/span>
1964年，貝爾根據(jù)愛因斯坦的EPR實(shí)驗(yàn)，推導(dǎo)出一個(gè)數(shù)學(xué)公式，它就是著名的貝爾不等式：
簡(jiǎn)單來說，這兩個(gè)具有相反自旋方向的粒子如果同我們的世界一樣，那就要同時(shí)滿足定域性和實(shí)在性，他的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)必定受限于不等式，否則微觀世界和我們的世界不一樣，不等式不成立！
萬(wàn)萬(wàn)沒想到啊，量子糾纏竟突破了定域?qū)嵲谡?/strong>，實(shí)屬鬼魅般的超距作用！兩個(gè)粒子之間存在于一個(gè)超越時(shí)空的場(chǎng)里，而在這個(gè)場(chǎng)里，時(shí)間和空間的概念被嚴(yán)重質(zhì)疑了。
牛頓認(rèn)為時(shí)間是絕對(duì)的，整個(gè)宇宙有一個(gè)絕對(duì)的時(shí)間，時(shí)間像河流，是均勻的，有方向的，沒有起點(diǎn)和終點(diǎn)。
愛因斯坦的相對(duì)論認(rèn)為，時(shí)間和空間都是相對(duì)的，沒有一個(gè)絕對(duì)不變的時(shí)間尺度，但時(shí)空作為一個(gè)整體是絕對(duì)的，物質(zhì)的存在會(huì)使時(shí)空彎曲，如果沒有物質(zhì)，時(shí)空依然存在，只不過是平坦的。
但在晚年，愛因斯坦的觀點(diǎn)發(fā)生了變化，他認(rèn)為不存在一無所有的時(shí)空，沒有物質(zhì)就沒有時(shí)空，時(shí)空與物質(zhì)同生同滅。
霍金的奇點(diǎn)時(shí)空說認(rèn)為時(shí)間一定有奇點(diǎn)和結(jié)束，奇點(diǎn)就是時(shí)間開始或結(jié)束的地方，時(shí)空與物質(zhì)同時(shí)從宇宙大爆炸中產(chǎn)生。
當(dāng)下，量子力學(xué)或許能夠解釋我們回憶和想象在內(nèi)的很多現(xiàn)象，從某種程度上說，人一生中獲得的思想啟發(fā)確實(shí)很像是量子態(tài)的隔空糾纏。
我們自以為高冷的新物理學(xué)中其實(shí)棲息著一種富有詩(shī)意的探索方法，它為我們展現(xiàn)了另一種大開腦洞的方法，推動(dòng)著我們跳出樊籠去看待自我，社會(huì)和物質(zhì)世界，進(jìn)而改變我們與物質(zhì)世界的關(guān)系。
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