标签: 上帝粒子

  无论你是一个有神论者，还是无神论者，是否相信西方的万物之神——上帝的存在，在这里并不是最重要的，因为这并不影响你理解整篇文章的内容。 　　 科学工作者是不会相信宇宙中会有上帝的存在，并支配一切事物的发展，这或许也是大多数人坚持的思想，尽管上帝是不存在的，但有时侯他的出现，的确能帮助我们重新认识一下周围的世界。 　　 在这里，我要谈论的上帝不再是一个万能的神，他只作为一种形式上的假设存在。这和伟大的物理学  家——伊萨克·牛顿，在发现了万有引力之后，假设上帝提供了“第一推动”能量推动了宇宙的运转，有些不一样。牛顿的假设是希望借助上帝，来解决第一推动问  题，承认上帝在宇宙中存在的事实。 　　 上帝在这篇文章里出现，只是形式上的假设，并不代表他在宇宙中有一个真实的位置。在后面，你会看到，在做量子观测时，没有任何一个人能够替代他，并在宇宙之外观测宇宙。我希望通过假设上帝的存在，能帮助我重新阐述一下量子的世界。 　　 我们都知道，量子世界里存在者固有的不确定性，这对于我们观测者来说是无法避免的。根据海森堡  提出的不确定原理可知，一个运动粒子在某一时刻的位置与动量，是不能同时准确给出的。当我们对粒子的位置进行一次精确测量，会影响到粒子动量的精确测量，  而且如果我们把粒子的位置测量的越精确，那么它的动量测量就会变得越不精确；反之亦然，如果我们把粒子的动量测量的越精确，那么它的位置测量就会变得越不  精确。 　　 如果有人想试图打破这种固有的不确定性，似乎是徒劳的，不管你把实验用到的观测仪器设计的再怎么精密，这种不确定关系仍然可以显现出来，不确定性的存在与观测系统的精密度无关，它的存在对于观测者来说是不可避免。 　　 量子世界的内部，对于我们来说存在着模糊性，似乎少了一些实质性的成分，就连伟大的物理学家爱因斯坦直至逝世仍然坚信量子世界的描述缺少着实质性的成分，如果没有他所坚持的这一成分，量子世界就会不可避免的保持其固有的不确定性。 　　 一项著名的实验可以证实这一点，那就是托马斯·杨的双狭缝实验，托马斯·杨的实验设计是这样的，光子从光源处发射，通过A屏上的两个狭缝，打在后面的屏B上，并在屏B上形成干涉图样。 　　 在B屏上出现的干涉图样是这样形成的，当光被看做是波的时候，光波从光源出发，在A屏处，光波会形成两列波，并且自身与自身进行干涉，波同时到达B屏上的地方，像会加强，反相到达，则减弱，这样就出现了干涉图样。 　　 另一种情况就是光被视为粒子的情况下，因为光具有波粒二象性。当光子被视为粒子的时侯，对于单  个光子从光源出发，经过A屏的上狭缝或下狭缝，然后到达B屏，并在B屏上留下一个斑点，而不是干涉图样，只有当大量的光子不断地从光源出发，随着时间的推  移，干涉图样会慢慢显现出来。 　　 在光被看做粒子并形成干涉图样这一过程中，量子世界只允许我们知道光子的出发点和终结点，而光  子的具体路径我们是无法得知的，也就是说我们无法获知光子通过A屏的上狭缝还是通过下狭缝到达B屏上，如果你一定要获知哪些光子通过了上狭缝，哪些光子通  过了下狭缝，很简单，你只需要在A屏的上狭缝处和下狭缝处安装一个监测器，如果真的这样做了，那么在B屏上就永远也无法出现干涉图样，因为你的观测行为破  坏了整个系统。 　　 因此，对于单个光子来说，在不被观测前，我们只能采用几率的描述形式，即这个光子通过上狭缝或下狭缝的几率各为50%，也许你会问为什么要用几率来描述量子行为？这是因为几率是不确定性的表现，如果在不破坏干涉图样的情况下，这是最有意义的描述方式。 　　 这好比玩抛硬币，一枚硬币抛向空中，在硬币没有落在的地面上以前，你不能确定是正面，还是背  面，我们只能用几率的形式来描述。我们说这枚硬币落在地面上，出现正面的几率是百分之五十，出现反面的几率也是百分之五十。量子世界正是如此，如果光子在  不被观测之前，它没有一个实在，我们只能认为这个光子的概率在空间中展开，因为我们没有经过测量，不知道它的具体位置如何，而当我们对它的具体行为进行测  量时，一切都变了。我们知道了它具体通过了那个狭缝，但却失去了屏幕上的干涉图样，这就是量子世界。 　　 爱因斯坦一直坚持“上帝决不跟宇宙玩骰子”的观点，这一观点正好与量子理论相悖，无疑一个量子思想者是绝对不会接受这样的观点。 　　 我们试想一下，假设上帝可以作为一个量子行为的观测者，现在我们要站在上帝的立场上去思考问  题，上帝可以不经过具体的测量行为，就可以知道哪些光子通过上狭缝，哪些光子通过了下狭缝，同样上帝的观测行为不会破坏到干涉同样，对于他而言，量子行为  采取几率的描述方式，已经丧失了意义。 　　 量子世界固有的不确定性，不允许我们以经典的方式去描述它，我们只能选用几率这样的描述方式，  而不是别的描述方式，这种描述方式对我们而言是正确的，也是惟一的。对于上帝而言，他可以不经过测量，知道光子具体通过了哪个狭缝，而我们却无法做到。我  们只能坚持属于我们的量子描述方式，而不是上帝的，因为这种量子描述方式对于我们而言是正确的，有意义的描述。