寻求对量子力学的“理解”,是人类傲慢和自大的最高表现

老胡懂点星 2025-03-04 04:20:13

量子力学?不理解?当然不理解。但是,这有什么可惊讶的?

先看清楚,我们是谁。我们是湿热稀树草原上的猿猴,进化到今天,擅长狩猎、社交、制造工具、编织故事。但这些技能,全都建立在我们祖先的生存环境上。能感知三维空间,因为捕猎需要。能理解因果关系,因为这是在野外求生的必备技能。能推测他人的心理状态,因为合作才能生存。但这些能力,从来没有被进化用来理解量子世界。

量子力学根本不讲“物体”。经典物理学给我们讲的是“东西”——一块石头、一颗行星、一条抛物线,清清楚楚,有位置,有速度,有因果律。但量子力学里,粒子既不是“东西”,也不是“波”,它是状态函数,是线性代数里的向量。你非要用直觉去理解它,那只会撞墙。

费曼早就说了:“我可以肯定地说,没人理解量子力学。”这不是说科学家没搞明白,而是说,它不能用人类日常经验去比拟。牛顿力学可以类比弹球,电磁学可以想象波浪,但量子力学?别想了,它没有类比对象。

再看看约翰·冯·诺伊曼,他直接说:“在数学里,你不是理解它,而是习惯它。”数学家都知道,数学不是靠“感觉”来的,而是靠定义、逻辑、推导,一步一步逼近结果。量子力学正是这样,它是数学的一部分,而不是直觉的一部分。

当然,这门学科已经运作得很好。数学表达清晰,预测准确,工程应用无处不在,计算机、激光、核能,全靠量子力学。但这套规则,不是为人类设计的,而是自然的底层架构。你可以学会使用,但别指望“理解”它。

再看看进化。人类的思维模型,是为了在非洲大草原上活下来,而不是为了描述宇宙的底层规则。我们的大脑,适应的是宏观世界,适应的是狩猎、采集、竞争,而不是希尔伯特空间、算符代数、测不准原理。你让一个猎人理解薛定谔方程,他会觉得你疯了。

但这不是说人类无能。相反,人类最强的能力,是合作。尼安德特人比我们聪明,比我们强壮,但灭绝了。为什么?因为他们不会大规模合作。而我们,创造了数学,创造了科学,创造了量子力学。虽然没人能用直觉理解它,但我们能建立模型,推导公式,运行实验,把这套奇怪的规则,变成手机里的芯片。

物理学家也曾挣扎过。20世纪初,经典物理学崩溃,实验数据和理论预测对不上,科学家们焦头烂额。然后量子力学横空出世,彻底推翻了“物体”这个概念。玻尔告诉你,电子没有确定轨迹,测量决定状态。薛定谔告诉你,状态是个波函数,不是个点。海森堡告诉你,精确测量是不可能的,测位置就模糊了速度。

这违背了人类的直觉。但科学不是直觉,而是实验。量子力学的预测,精准无误,百年实验无一例外支持。标准模型计算出的电子磁矩,小数点后12位都能对上实验。这就是科学,不靠感觉,靠数学,靠实验,靠可重复验证。

更让人震惊的是,量子力学竟然是线性的。现实世界充满非线性,流体湍流、天气变化、股票市场,全是高度复杂的非线性系统。但量子世界,竟然是清清楚楚的线性叠加,整个框架都建立在线性代数之上。它的基本方程,全是线性的,这才是真正的反直觉。

概率?很多人还以为量子概率和掷骰子一样,其实完全不同。掷骰子是经典概率,底层还是确定的,只是我们不知道初始条件。但量子概率是基本的,不是无知造成的,而是自然就这样。电子的自旋,测量前就是叠加态,测量后才坍缩成某个值。谁都不服从你的常识,因为你的常识在这不管用。

所以,物理学家的困惑,其实是心理层面的,而不是理论层面的。牛顿三定律听起来很“正常”,但如果你深究,力到底是什么?没人能回答。广义相对论说,质量弯曲时空,空间本身是弹性的,你能“理解”这个概念吗?其实一样理解不了。但你可以用数学描述,可以用实验验证,就够了。

量子力学已经完美运作一个世纪,半导体、超导、量子计算,全是它的产物。你可以用,也可以研究,但别指望它符合人类的直觉,因为宇宙不是为人类设计的。

所以,想不通?别想了,直接算吧。

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