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引领先锋|没有人真正理解量子力学，包括你

量子力学不是火箭科学 ， 但它很有可能取代火箭科学 ， 成为一个令人无法理解的数学难题 。 量子力学出了名的令人难以理解 ， 它违背直觉又看起来毫无意义 。 科普报道总是将它描述为“奇怪的”、“怪异的”、“令人难以置信的”或以上所有特点 。 然而 ， 我们并不这么认为 ， 量子力学是完全可以理解的 。 只是物理学家在半个世纪前放弃了唯一的理解方法 。 时至今日 ， 物理学的基础理论几乎停滞不前 。 当年没能解决的重大问题今天仍然悬而未决 。 我们仍然不知道暗物质是什么 ， 我们仍然没有解决爱因斯坦引力理论和粒子物理标准模型之间的分歧 ， 我们仍然不了解量子力学中测量意味着什么 。 我们怎样才能克服这些难题？是时候重新审视一个早已被遗忘的解决方案：超决定论（Superdeterminism） ， 即宇宙中没有哪两个部分是真正相互独立的 。 这个方案让我们对量子测量有了物理上的理解 ， 并有望借此改进量子理论 。 修正量子理论将成为物理学家们努力解决物理学中其他问题和寻找量子技术新应用的驱动器 。 量子力学无处不在到目前为止 ， 物理学家和哲学家都认为 ， 有缺点的不是量子力学 ， 而是我们对它的理解 。 因此 ， 对量子力学的理解可以着重在其数学的重新解释上面 ， 希望问题最终能够取得突破 。 但突破还没有出现 ， 因为量子力学的每一种解释都存在问题 ， 他们都不是完全自洽的 ， 只有更好的理论才能解决这些问题 。 量子力学不可能是自然界运行的最基本的规则 ， 我们要超越它才行 。
问题是 ， 没有人知道为什么当人们试图测量量子效应时 ， 量子效应会消失 。 公平地说 ， 抱怨量子力学的缺点并因此要求完全取代它的其他理论 ， 是对一个如此成功和精确的理论的最大侮辱 。 我们必须强调的是 ， 无论量子力学奇怪与否 ， 它都已经存在了超过100年 ， 它完成了很多了不起的工作并帮助相信它的物理学家赢得了大量奖金 。
没有量子力学 ， 我们就没有激光 ， 就没有半导体和晶体管 ， 就没有计算机、数码相机和触摸屏 。 我们不会有自旋磁共振 ， 电子隧道显微镜和原子钟 。 我们也不会拥有基于所有这些技术的无数应用程序中的任何一个 。 我们没有Wi-Fi ， 没有人工智能 ， 没有LED ， 现代医学基本上也会不复存在 ， 因为现在大多数成像工具和分析方法都依赖于量子力学 。 最后但也很重要的是 ， 量子计算机不会出现 。
因此 ， 毫无疑问 ， 量子力学与社会息息相关 。 同理 ， 毫无疑问 ， 更好地理解它可以获得更多成果和进步 。 没有人理解量子力学那么 ， 为什么连著名的物理学家都一再声明量子力学是无法理解的呢？量子力学的核心概念是波函数 。 在量子力学中 ， 一切都是由波函数描述的 。 波函数是形容基本粒子的 ， 而基本粒子又组成了一切 ， 所以一切事物都是由波函数来形容 。 所以有电子的波函数 ， 原子的波函数 ， 猫的波函数等等 。 严格地说 ， 一切事物都有量子行为 ， 只是在日常生活中大多数量子行为是观测不到的 。 问题是 ， 没有人知道为什么当人们试图测量量子效应时 ， 量子效应会消失 。 自从物理学家们提出量子力学以来 ， 这个“测量问题”就一直困扰着他们 。 部分谜题都已得到了解决 ， 但对这一部分的理解仍不令人满意 。
引领先锋|没有人真正理解量子力学，包括你隐变量：掷骰子的结果是无法预测的 ， 因为它对细节（例如手的动作）敏感 。 由于这部分信息未知 ， 因此对于实际目的 ， 掷骰子是随机的 。 这是如何理解量子力学的方法 。 如果缺少信息 ， 则可以进行量子测量的结果 。 为了了解这个问题 ， 假设你有一个粒子和两个探测器 ， 一个在左边 ， 一个在右边 。 如果将粒子向左发送 ， 则左检测器会发出滴答声 。 如果将粒子向右发送 ， 则右检测器会发出咔哒声 。 但在量子力学中 ， 你可以做的不止这些：你可以让一个粒子同时处于两种状态 。 例如 ， 你可以通过分束器（beam-splitter ）发射粒子 ， 这样之后它就可以既向左运动又向右运动 。 物理学家说粒子是左右“叠加”的 。 但是你从来没有观测到过一个处于叠加态的粒子 。 对于这样的叠加态 ， 波函数并不会告诉你一定会测量到什么 ， 你只能预测你测量结果的概率 。 假设它预测到向左的概率是50% ， 向右的概率也是50% 。 这样的预测对于一组粒子或一系列重复测量是有意义的 ， 但对于单个粒子却没有意义 。 探测器要么发出咔嗒声 ， 要么不发出咔嗒声 。 数学上 ， “发出咔嚓声或不发出咔嚓声”要求我们在测量瞬间改变它的波函数 ， 这样在测量之后 ， 粒子在确实测量到它的探测器中百分之百地存在 。 量子力学不可能是自然界运行的最基本的规则 ， 我们要超越它才行 。 这种改变（也称为波函数的“塌缩”）是瞬时的 ， 它在任何地方都同时发生 。 这似乎与爱因斯坦的光速是信息传播速度的极限相冲突 。 然而 ， 观测者不能利用这一点来发送比光还快的信息 ， 因为观测者无法控制测量结果是什么 。事实上 ， 测量更新的同时性并不是主要问题 。主要的问题是 ， 如果量子力学像大多数物理学家所相信的那样是一种基本理论 ， 那么测量更新应该是多余的 。 毕竟 ， 探测器也是由基本粒子组成的 ， 所以我们应该能够计算出在测量中发生了什么 。 不幸的是 ， 我们不仅不知道如何计算探测器被粒子击中时的行为 ， 除非我们只是假设测量会导致波函数的突变 ， 更糟的是 ， 我们知道这是不可能发生的 。


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