量子力學像解不開的數獨

大家多少有玩過數獨的經驗,想像一下,在字謎中尋找數獨,花了許多時間來解決這個邏輯難題,直到最後幾個方格才意識到找不出一致的方法來完成它,所以你再試一次,這次從頭開始,但到最後還是發生一樣的事情,直到最後幾個方格,仍然找不出一致的解謎方式,而解不開的數獨就好像是我們去利用量子力學來計算出這個世界的基本本質結論一樣,無論我們從哪裡開始研究量子理論,總是會以一個難題作為結束,且這個難題每次都會迫使我們去重新思考這個世界的根本運作方式,不過這就是量子力學如此有趣的原因。

愛因斯坦稱量子力學為「詭異的遠距離行為」

據我們所知,光速是宇宙的速度極限,早在20世紀40年代,愛因斯坦就稱量子力學這種現象為「詭異的遠距離行為」,經典理論和量子力學的根本分歧在於經典理論認為兩粒子的狀態在分開的時候就已經確定,只是沒有足夠的訊息去確認它們的狀態,而量子力學則認為無論兩粒子分開多遠,被測量之前兩粒子的狀態都是不確定的(疊加態),只有測量當下才可以使兩粒子的狀態穩定下來,對某一邊的測量行為則會立即影響到另一邊的狀態。

不過當量子力學一次又一次的預言了許多可怕的現象時,現今的物理學家都認為這個理論還沒有結束,如果我們認為世界是由定義明確的、獨立的「物質」組成的,那麼我們就是處在一個允許事物之間進行遙距動作的世界。

「逆向因果關係」也有眾多支持者

愛因斯坦和他的朋友丹麥物理學家尼爾斯·玻爾就這個問題進行了長期的爭論,玻爾認為,我們應該放棄這個世界的物質都是被明確定義的想法,這樣可能就不會有量子現象的出現,在玻爾看來,除非我們觀察,否則世界是沒有確定屬性的,而當我們不去觀察的時候,我們所知道的世界就不存在。不過愛因斯坦卻堅持認為這個世界是由某種東西組成的不管我們有沒有刻意去觀察它,否則我們就不能互相談論這個世界,科學也是如此。

如果在實驗室裡頭做一個測量量子系統的實驗可以在某種程度上影響這個系統在測量之前的樣子,這個假設被稱為「逆向因果關係」,因為做這個實驗的結果必須回朔到過去,這種觀點在量子物理界並不常見,且也有眾多的支持者。

圖片來源:scienceofthespirit.tumblr.com

資料來源:PETER EVANS(2020,26 DECEMBER).4 Mind-Bending Ways Quantum Physics Challenges Our Reality. Sciencealert

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