由量子卫星想到的

前两天量子试验卫星的成功发射,让我想起一些事情。

当年,大约是十九世纪末期,全世界知名的物理学家集中在一起开 paty,庆祝物理学所取得的伟大成就,其活动的组织者自信的站在台上宣布,物理学的大厦已经建成,基本的体系架构已经日趋完美,未来对于物理学已经基本没啥可研究的了(“只剩下对大厦的装修了”),唯一的不足就是,在展望未来时,飘在大厦上还存在两朵乌云,这两朵乌云就是:1、光的波动;2、能量的均分;

然而,谁都没想到的是,正是这两朵乌云,最后彻底摧毁了物理学大厦,使得一切不得不重新来过。最终诞生了量子力学。

我们想当然的认为,数学是对现实世界的高度抽象,完美的表达了现实世界,但是随着研究的深入,我们逐渐发现,“现实”比我们想象的要复杂的多。

第一个问题是粒子的运动。通俗的来说,数学上的定义,两点之间有无限多个点,从 A 点到 B 点,必然经过 AB 这条线段上的所有点,这在宏观世界中是显而易见的,可是在微观世界,物理学家彻底蒙圈了,他们发现原子内的电子,从 A 点到 B 点的时候,完全可以不经过“中间”,而是忽然“跳跃”到了 B 点,也就是说,粒子不再是像公式中描述的那样平滑移动了,而是无法预测他们的轨迹,他们可能突然出现在他们愿意出现的位置。

第二个问题是量子纠缠。这个问题好复杂啊,还是简单来说吧。科学家通过不断捣鼓发现,处于量子纠缠态的两个粒子,无论相距有多么遥远,当你改变其中一个粒子的状态时,另外一个粒子的状态立即发生改变,这个信息传递的速度是超过光速的(如果真的存在信息传递的话)。现在科学上只能证明这种现象的存在,但是无法解释这是为什么。

以我浅薄的理解(我在刷牙沉思录中也提到),这其实进一步证明了我们所处的世界是一个“幻象”,我们可能就是生活在一个“某种超级智能”创建的虚拟世界,就像我们创造的游戏世界一样。

为什么呢,建设在这个“虚拟世界”的假设之上,首先是我对第一个问题的理解,粒子之所以不能平滑移动,说明人类的微观探索已经到达这个“虚拟世界”的“分辨率”极限了。熟悉计算机的人都了解“分辨率”这个概念,我们在程序中绘制的“点”、“线”、“面”最终显示到屏幕上的时候是需要“栅格化”的,因为显示器有物理分辨率,两个里的非常近的点在显示器中的显示可能就是在一个像素上,那么这个时候处在我们的程序中的“物理学家”也会蒙圈地发现,从 A 到 B 是“一下子跳过去的”。

第二个问题,为什么两个粒子的状态会如此的变化一致,而且变化的速度超出了光速?答案就是,这根本就是一个粒子,也就是说,无论相聚多远,他们的“本体”就是一个,类似于我们程序中的变量地址,无论这个变量的值显示在哪里,它在内存里只有一份,所以一旦发生变化,你在各地看到的结果都是一样的。这就好像我们最近在看里约奥运会的直播,赛场上的球的运动轨迹,无论我们在北京看电视屏幕,还是在纽约看电视屏幕,我们看到的都是一样的运动轨迹,而如果我们不知道这是来自于同一场直播,那么我们就像量子科学家对这两个处于量子纠缠态的粒子那样,感觉到很奇妙,为什么他们的运动状态这么一致呢?

金刚经有云:“凡所有相,皆为虚妄”,不知与量子物理有没有关系。

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