我們不能簡單的說經(jīng)典力學的本質(zhì)是研究宏觀世界的運動規(guī)律。我們也不能簡單的說量子力學的本質(zhì)是研究微觀世界的運動規(guī)律。那樣的話我們不如總結(jié)說無論量子力學的本質(zhì)，還是經(jīng)典力學的本質(zhì)都是探索世界的運動規(guī)律。
還要提醒大家一點，我們其實并不清楚的知道量子力學與經(jīng)典物理的界限。
其實我這樣的提問，也是一個值得注意的點。我在前面關(guān)于量子糾纏的章節(jié)中，其實已經(jīng)提到了。有人參與的社會活動，對于用什么語言來表述和提問是很重要的。 人的本質(zhì)是什么？ 一定在人之外去對比的。是和動物，植物相對比才能得出人的本質(zhì)是什么？
所以上面的答案其實是沒有標準的。量子力學是一個物理體系，經(jīng)典力學也是。它們都是人類認識世界的成果，是世界客觀規(guī)律的反映。從哲學上來說，這就是任何知識的本質(zhì)認識。
可是從物理角度來說這不是?？墒悄阋偌殕枺合鄬φ摰谋举|(zhì)是什么？ 物理角度答案就是相對論的本質(zhì)是時空理論，時空引力理論。
或許有人會這樣說，從物理角度來說，量子力學的本質(zhì)就是概率或者波粒二象性等。
無論是什么，好像量子力學從誕生以來就給我們一種不確定的感受。不像經(jīng)典力學那樣，讓我們感覺更實在些。這對于人類的好奇來說，實在是種折磨。
量子力學誕生已近一個世紀。它給物理學、工業(yè)和人類生活帶來了翻天覆地的變化，貢獻是卓著的。然而，雖然量子力學無比實用，科學家對量子力學基本概念的理解卻一直停滯不前。
舉個例子：量子力學波函數(shù)到底是真實的存在，抑或僅僅是科學家用來計算的工具？箱子里既活又死的薛定諤貓，真的存在嗎？量子糾纏是怎么回事？雙縫衍射是怎么回事？
我們認為量子力學只要實用就夠了，無需深入探討其基本概念和含義，但是量子力學的各種詮釋顯然不能讓人越來越不滿意。很多人，包括費曼，溫伯格，愛因斯坦，薛定諤等獲得諾獎的人，都在表達一個意思：“你真正去學習了量子力學，你才發(fā)現(xiàn)你越來越不懂量子力學了?！?/p>
造成這個現(xiàn)象的根本原因是什么？ 為什么會有這樣的不實在感。
量子力學，它是如此反直覺，以至于只能用數(shù)學的語言才能準確地描述它。量子力學中詭異、甚至反直覺的要素，因何而產(chǎn)生。
在量子力學領(lǐng)域，物理學家已經(jīng)習慣用“概率”來描述現(xiàn)象，但概率難道不是體現(xiàn)了我們對研究對象了解得還不完全嗎？ 什么是概率？
不管你們承不承認，其實量子力學的概率，和現(xiàn)實宏觀中的概率本質(zhì)是一樣樣的。就好像現(xiàn)實中的人，我們經(jīng)常問：“你相信緣分嗎？”
“緣分”這個詞，一點也不神秘。你出現(xiàn)在這個世界上，那么你遇到任何人的邏輯，本來就包含在這個世界的所有相遇可能性邏輯之中了。
重點是你會把這樣的情況，說成是偶然還是必然？ 偶然還是必然！各位，我其實很多次在我的作品中強調(diào)這個觀點了。所有量子力學的奇異性，就在于你如何去理解這個問題。
一點也沒有錯，粒子與粒子的相遇，碰撞，和人與人，人與石頭的遇到和碰撞有什么本質(zhì)的區(qū)別？ 沒有！ 都是概率！
世界是確定的，量子力學也是確定的。但世界不會以單一的狀態(tài)來顯示它的確定性，至少我們看到的是這樣的。
所以有不確定性原理，波粒二象性，宇稱不守恒，真空極化等等物理現(xiàn)象。
還記得我在本書開篇講的那個案例嗎？要在1分鐘內(nèi)知道中國現(xiàn)在有多少人活著的問題。問你，你肯定不知道。但有人知道?，F(xiàn)在不知道，將來技術(shù)手段也能知道。
你只知道，你們班有多少人，但你的校長，知道這個學校多少人？這就是區(qū)別。去看看最強大腦，你就知道了。你不知道，你認為不可能的事情，有人可以做到。 因為一切有跡可循！
數(shù)學是宇宙的語言，我贊同這句話。那么這種語言的暗示，我們就應(yīng)該重視。很簡單的一個例子，一個圓，它的周長是整數(shù)，可是每一個圓里有含有無窮不循環(huán)的小數(shù)π。
你覺得這意味著什么，這語言想要表達什么？ 完整圓不是整數(shù)塑造的，是非整數(shù)塑造。它是π，它是確定的，我們用它計算了無數(shù)次。房子，車子，橋梁，飛船都靠它計算。
可是你如果非要說，我們不確定它，它是無窮小數(shù)。是??！我們不確定他，你憑什么說它不確定。在我們要確定它之前，誰敢說它是不確定的。
看看我們的世界，是貨真價實的，是熱氣騰騰的。那么一個π，就是真實的，就是確定的。
我深深的相信，即使你計算到它的1兆億億位數(shù)之后，你依然會贊同我這樣說。
在牛頓的理論中，大自然完全是決定論的，也就是說，如果你知道了太陽系所有物體的位置、速度和相互作用，理論上你可以算出任何時候它們各自在哪里。只有當你沒有完全了解某些事情的時候，才會使用“概率”這一概念，就像你往地上扔一個骰子，你不知道它會有怎樣的運動軌跡，也不知道它最終會是哪一面。
記住，你不了解，你確定的事情，會用到概率。但那是你，或說我們?nèi)祟?！不代表所有生命的可能?/p>
量子力學卻大量地使用概率來描述現(xiàn)象，這就是一些聲名卓著的科學家強烈反對量子力學的原因。也是我們覺得它不實在的原因。
我自己倒認為這是我們反對自己的原因，也是我們自己覺得自己不實在的原因。深思吧，你會發(fā)覺的。人類歷史就是這樣一步步證明的。
1926年，玻恩提出電子波函數(shù)的本質(zhì)是概率后，愛因斯坦寫信給他，信中說：“量子力學是很不錯，但我內(nèi)心的聲音告訴我，它不是事物真正的本質(zhì)。這一理論能得到很好的結(jié)果，但它無法告訴我們上帝的秘密。不管怎么樣，我堅信，上帝不擲骰子?！?/p>
直到1964年，物理學家理查德·費曼還在康奈爾大學的一個講座上說道：“我想我可以有把握地說，沒有人真正理解量子力學。
我也說過，上帝不擲骰子，上帝讓人類擲骰子。人類，不應(yīng)該擲骰子！這是我的觀點！但身為人類，我們怎么能擺脫“主動性”的本能呢！
你如果真正的去思考愛氏的話：“我堅信，上帝不擲骰子。”其實是一種信念，這種信念就是偉大科學家的信念。愛氏要表達的理念是世界是可以研究的，可以研究清楚的。世界是確定的。不是上帝在那開玩笑。所以他會在前面說：“這個理論應(yīng)該有更好的結(jié)果?！?/p>
此話一點毛病都沒有。但玻爾也沒有錯，玻爾是看著實驗結(jié)果說話的。
隨時時間推移，物理學家已經(jīng)學會使用量子力學得出越來越精確，越來越成功的計算結(jié)果。勞倫斯·克勞斯就將關(guān)于氫原子的一個量子力學計算結(jié)果稱為所有科學領(lǐng)域中被計算得最精確的一個量，他并沒有夸張。
量子力學成為了我們理解原子、原子核、導(dǎo)電性、磁性、電磁輻射、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體、白矮星、中子星、核力以及基本粒子的基礎(chǔ)，所以它是確定的。
有那么多理論，預(yù)言了很多粒子存在。很多粒子后來也被實驗證明是存在的。
試想想返回到500年前，誰如果說有反粒子，有膠子，有電子，有正電子，別人會怎么想？
那是不可能的事情。甚至沒有人能做出這樣的理論預(yù)測。所以世界是確定的。隨著我們知道的越多，掌握的越多，能預(yù)測的就越多。
牛頓的理論在他提出的年代也曾經(jīng)讓很多人不舒服，在牛頓的理論中，兩個相隔遙遠的物體可以發(fā)生相互作用，哪怕它們之間不存在有形的拉力或推力，這似乎給本該實實在在的科學帶來了一些神秘的超自然因素，因此在當時招致了笛卡爾追隨者的反對。
此外，牛頓的萬有引力定律也不能由某些基本的哲學定律導(dǎo)出，這也是萊布尼茨及其追隨者的反對的原因之一。牛頓定律沒能滿足很多前人對宇宙定律的期望，如托勒密（我們已經(jīng)拋棄了托勒密的地心說），和開普勒學說。
然而，隨著時間推移，牛頓引力理論顯示出優(yōu)勢，最終成為壓倒性的最成功的理論，它能解釋大到行星，小到蘋果等物體的運動，包括月球、彗星，甚至地球的形狀也能解釋。
到18世紀末，幾乎所有人都同意牛頓理論是正確的，至少是個極為成功的近似。因此，強求一個新誕生的理論遵循某種已有的哲學標準，似乎并無必要。我們需要讓其自然發(fā)展，看看我們能從中得到什么，或許我們需要反過來改變我們的哲學觀點。我們就是這樣做的，我們也算這樣走的。
現(xiàn)在再來回顧開篇提到那幾個問題，在量子力學中，我們用波函數(shù)來描述粒子。波函數(shù)在本質(zhì)上就是一系列數(shù)字，每個數(shù)字都代表了系統(tǒng)可能出現(xiàn)的一種狀態(tài)。如果系統(tǒng)只包含一個粒子，那么波函數(shù)中的每個數(shù)字就對應(yīng)著這個粒子可能出現(xiàn)的所有位置，數(shù)字的大小代表著它在這個位置出現(xiàn)的概率。那這有什么問題呢？
問題的焦點就在于“測量”這一行為。舉個最簡單的例子，對電子自旋的測量：自旋又被稱為角動量，它是用來衡量某種物體繞著一個軸“旋轉(zhuǎn)”速度的物理量。
所有理論都表明，實驗也都證實了，當你測量一個電子自旋的時候，它只能取兩個值中的一個，+h/4π 或 –h/4π（h為普朗克常數(shù)），這可以理解為電子繞著軸要么順時針旋轉(zhuǎn)，要么逆時針旋轉(zhuǎn)。但只有當你測量的時候，電子才會取這兩個值之一，當你沒有測量的時候，電子的自旋狀態(tài)處于這兩種態(tài)的疊加態(tài)。
這在我的想象里一點也不矛盾。和波粒二象性本質(zhì)其實是一樣的。舉一個宏觀的例子。一個帶有4片風扇葉的風扇，當它不轉(zhuǎn)的時候，你輕易的就可以抓到第一片，第二片，第三片，或第四片風扇葉?，F(xiàn)在飛速轉(zhuǎn)起來，讓你抓第一片，你能抓到嗎？ 顯然是不能的，你連看都看不清，還怎么抓。但當你“抓”的時候，飛速轉(zhuǎn)動的風扇慢了下來，你又看清了。
本質(zhì)上和測量動作是一樣的。玻璃二象性也是，看你看它的方式是什么樣的。有些現(xiàn)象你需要用到波來解釋，還有一些現(xiàn)象你需要用到粒子來解釋，還有一些現(xiàn)象你兩者都得用。
以如何測量自旋來講？把電子放在磁場中，磁場方向與你想測量電子自旋的方向一致就可以了。自旋可以用波函數(shù)來描述，如果只考慮波函數(shù)中關(guān)于自旋的一部分，它就只包含兩個數(shù)，一個代表正自旋，一個代表負自旋。
量子力學中有一條規(guī)則叫玻恩規(guī)則，以馬克斯·玻恩命名，它告訴我們?nèi)绾卫貌ê瘮?shù)來計算電子自旋為正或為負的概率——這概率就是波函數(shù)的該分量的平方。這有什么不好的呢？
有人說問題并不在于概率，量子力學發(fā)展了這么多年，我們完全可以容忍概率的存在了。問題在于，電子自旋隨著時間的變化遵循薛定諤方程，但薛定諤方程本身并不包含概率，它同牛頓運動方程一樣，完全是決定論的。那概率又是從哪里冒出來的呢？很多人說這就是量子力學的問題之所在。
但我不這樣看，就像我在上面舉了一個圓的例子。一個完整的圓包含了不完整無窮不循環(huán)的小數(shù)π。世界的完整永遠包含著無窮，這才是世界的法則。一根繩子，對半切，理論上永遠可以切下去。
概率是怎么來的，就是這樣來的。你確定的事情，就是百分百概率，你不確定的，就是小于百分百概率。
如果你認為太陽明天照常升起是百分百概率，那么這樣的例子可以在量子力學中找到很多很多。
量子力學是不確定的，量子力學中的奇異性，也很正常。因為可以理解。其實真正意義上的奇異性，在于未來。因為未來才是難以把握的。但如果不能把握現(xiàn)在，更談不上把握未來了。
就好比我現(xiàn)在問你：“1萬年后太陽還會照常在地球上升起嗎？”各位，我希望你的感覺和我的感覺此刻是一致的。
概率是實實在在的物理現(xiàn)象，我應(yīng)該理解它，我們應(yīng)該愛它。
但我要強調(diào)一個總的原則，這是很值得強調(diào)的。因為量子力學的理論，已經(jīng)是一片紅海了。就拿第45，第46章的弦理論來說，我是猶豫了后才決定還是要介紹的。
但我要說高維度空間，多世界理論不如概率實在。世界也是以這樣的方式來展示它的存在的。想象中的世界不一定是真實，但真實的世界一定可以想象。人一定要在自己可以想象的地方去努力，而不是要在想象的世界里去努力，這是方向問題，不容忽視！
就像我在關(guān)于量子糾纏的文章中說過，如果想象中的世界是真實的，那么這個世界就不存在問題。
量子力學在計算方面是非常實用的。在如何運用量子力學的問題上并不存在什么爭論，物理學家都用同樣的方式使用量子力學，而且計算的確有效。也許我上面提到的這些問題都只是語言的問題，跟量子力學本身無關(guān)。一些現(xiàn)代哲學觀點認為，最“哲學”的問題都是跟我們所運用的語言相關(guān)的問題，因為我們是人。
很多導(dǎo)師常用這種觀點來教育那些抱怨量子力學的研究生們：閉上嘴，只管算。
所以不要想著去試圖建立一個可以隔絕所有環(huán)境的系統(tǒng)。那是不可能的。就像我們好多人說，我們要到太空里去。其實我們就在太空中。
以上就是關(guān)于量子力學本質(zhì)的一些論述。希望可以不止幫助大家理解量子力學，更幫助大家理解生命，理解生活。遇到你們，是我的緣分。在沒有遇到之前，緣分只是可能，在遇到之后，緣分就是確定的。
摘自獨立學者，詩人，作家，國學起名師靈遁者量子力學書籍《見微知著》
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