爱因斯坦,这位量子理论的奠基者之一,实际上并不质疑量子理论的本身,他所质疑的是量子理论所揭示的那些不确定性现象,这些现象令人惊奇,与人们的传统认知完全背道而驰。

打开网易新闻 查看更多图片

我们生存于宏观世界中,这里的一切似乎都可以预测,可以明确描述,是确定无疑的。爱因斯坦坚定地认为,我们所在的世界是“真实”的,他是“实在论”的坚强倡导者。

何谓“实在论”?简单来说,它主张一切事物都有确定性,可以借助一套自然法则来解释万物的运动规律。例如我们抬头仰望月亮,月亮就在那里,不会在别处。而且,根据月亮的运动规律,我们可以准确预测它在下一时刻的位置及速度。

然而,在量子这一陌生的微观领域,一切都截然不同,那里遵循着与众不同的自然法则,彻底颠覆了我们的认知和世界观。

打开网易新闻 查看更多图片

在量子领域中,我们无法同时掌握一个微观粒子的精确速度和位置,这是量子力学的不确定性原理所决定的。这就意味着,我们无法对微观粒子的具体移动做出准确的预测。

假设将月亮置于量子领域中,我们便无法确定月亮的确切位置,因为其位置和速度都充满了不确定性。月亮或许在某个地点,但也可能同时出现在其他地方,甚至有可能遍布所有地方。

当你试图通过观察来确定月亮的具体位置时,月亮便会从它无所不在的状态中“坍塌”,呈现出你看到的样子,你会惊叹:原来月亮就在那里。但当你停止观察,月亮的状态又会变得飘忽不定,随机出现在任意位置。

打开网易新闻 查看更多图片

简单说来,量子领域的一切都是不确定的,只能用概率来描述,这便是“概率波”的概念。微观粒子的行为如同波一样,它们遍布各处。通过求解薛定谔方程式,我们得到的波函数便是微观粒子的实际状态,波函数的含义便是概率波,我们仅能确定微观粒子在特定位置出现的概率大小。

打开网易新闻 查看更多图片

也就是说,量子领域的一切都由概率所决定,一切都是随机的。这种不确定性对爱因斯坦而言是无法接受的,他认为世界不应是如此,不应如此无序。

以我们所在的宏观世界为例来理解量子世界的不确定性有多么惊人。当你穿过马路到达对面时,你肯定能出现在马路的另一边,这是毋庸置疑的。但如果有人告诉你,你有一定概率会突然出现在火星上,你可能会认为这个人疯了。

但根据量子力学的不确定性来解释,你确实有一定的概率突然出现在火星上,然后再回到地球上,只是这种概率极其微小,可能需要等待无比漫长的时间,甚至可能在宇宙毁灭之前都不会发生,但理论上确实存在这种可能性。

打开网易新闻 查看更多图片

作为量子力学的先驱之一,像牛顿一样,爱因斯坦相信我们生活的世界应该是清晰而确切的,我们应该能够了解任何时间、任何地点发生的事情。然而,量子力学的随机性和概率论彻底颠覆了我们的认知。

爱因斯坦认为,量子领域之所以表现出如此诡异的特性,是因为某些“隐变量”的存在,只是人们还未发现这些隐变量,所以量子领域才显得如此与众不同。

打开网易新闻 查看更多图片

然而,在量子力学诞生后的几十年间,越来越多的证据表明不确定性实际上是量子领域的内在属性,所谓的“隐变量”可能并不存在,至少目前我们尚未发现。更为重要的是,量子力学中那些看似诡异的现象,如量子纠缠、量子隧穿效应等,早已应用于我们的日常生活中,这是最有力的证明。

或许,爱因斯坦真的错了,世界的本质是由概率所决定的,我们生活在一个充满不确定性和随机性的世界里。只不过这种随机性主要体现在量子领域,虽然理论上也可能出现在宏观世界中,但发生的概率极低,以至于在现实中几乎不可能出现,或者说需要等待无比漫长的时间才会发生一次,甚至可能直到宇宙毁灭也不会发生。

打开网易新闻 查看更多图片

此外,需要强调的是,量子领域的随机性是真正的随机,与我们现实世界中的随机行为存在本质差异。因为现实世界中的随机事件其实都是“伪随机”,并非真正的随机。任何看似随机的事件,背后其实都有其必然性。

以掷骰子为例,看似是一个随机事件,但实际上并非如此。理论上,只要我们能够精确地掌握掷骰子的力度、角度以及当时的风速、空气摩擦力、湿度、地球重力等所有条件,我们就可以精确计算出最终的点数。

打开网易新闻 查看更多图片

游戏世界中掉落的装备、你随口说出的数字,这些看似随机的事件或行为,实际上都有其必然性。

量子力学的这种诡异特性,彻底颠覆了我们的世界观,使我们不禁开始怀疑:我们所生活的世界究竟是不是一个真实的世界?