第41章 黑屋裡的摸象人
三天後。
年節的囂氛漸歇,只剩下偶爾幾聲不知道哪個熊孩子藏在角落裡放的摔炮,響亮得嚇人一跳。
從沒完沒了的拜年的親戚寒暄,以及你現在做什麼工作,一個月能拿多少,科普能當飯吃嗎的連環轟炸中走出來的陸知行,終於有時間坐到自己那台雙屏電腦前,處理一點真正屬於自己的私事了。
他順手從旁邊扯過一罐無糖烏龍茶。
冰涼的液體順著喉管滑下去,腦子裡殘存的那點屬於碳基生物的社交疲憊,總算是被驅散了不少。
解決了積壓的幾封郵件和一些生活繳費的瑣事後,他拖動滑鼠,點開抖音創作者後台,看了一下私信列表。
春節這段時間沒時間更新,後台數據跑得不溫不火。
從年前除夕夜到現在,值得單拎出來看的長私信,只有六條。
陸知行眯起眼睛,一條一條往下過。
第一條頂著個動漫二次元頭像,問得理直氣壯:「陸老師,我就問一句,光到底是粒子還是波?你給我個痛快話。」
陸知行嘴角抽了一下。
這簡直是科普界的日經題,每天不回答幾遍就好像沒上班一樣。
普通大眾總是習慣性地用宏觀世界的二元對立去生搬硬套量子尺度的事物,非黑即白,非此即彼。
就像問鴨嘴獸到底是鴨子還是獸一樣,這問題本身就帶著一種粗暴的拉扯感。
不過他還是敲擊鍵盤,回了一句:「這個問題不能用二選一回答,就像你在問一個圓柱體到底是長方形還是圓形,取決於你從哪個維度看它。建議先看我主頁置頂的雙縫實驗第一集,耐心點看完。」
順便附上視頻連結。
第二條頭像是個戴著痛苦面具的柴犬,看語氣估計是個大三的本科生:「大佬救命,下學期要開量子力學了,這課難不難,選了會不會掛啊?我理論力學剛低空飛過,電動力學半死不活,下學期再來量子力學,我是不是沒救了?QAQ。」
看到這種掙扎在及格線邊緣的賽博哀嚎,陸知行腦子裡瞬間浮現出一個在自習室里抓耳撓腮的大學生形象。
雖然連個臉都沒露,但這股子清澈的愚蠢和純粹的焦慮,倒是挺有辨識度。
他忍不住笑了笑,手指在鍵盤上飛快起落:「難,肯定難。會不會掛取決於你願不願意把你那套根深蒂固的經典物理直覺先放在一邊,從頭重建一遍世界觀。少打兩局遊戲,多算幾道題,祝你好運。」
第三條是個看著挺正經的風景頭像,上來直接求教材推薦。
陸知行沒吝嗇,給了兩本。
一本是格里菲斯的《量子力學概論》,簡單寫了句:「適合入門,數學門檻相對低,圖像直觀,另一本是曾謹言的卷一,加了個備註,適合想找虐或者需要系統刷題應對考試的人,推導很詳實,但有點干。」
第四條和第五條,問題實在太寬泛。
一個問量子力學能不能解釋靈魂出竅,另一個問宇宙的終極意義是不是就是量子糾纏。
對於這類把物理學當成玄學代餐的提問,陸知行已經見怪不怪了。
科普做久了,最常感受到的不是大眾對科學的渴望,而是大眾試圖用科學詞彙來包裝自己迷信的執念。
不過他也沒有嘲諷,只是平淡地各回了幾句不痛不癢的場面話,比如目前科學界還沒有針對此類現象的實證依據云雲,便順手滑了過去。
只剩下最後一條了。
對於這第六條,點開它的時候,陸知行端著那罐烏龍茶,姿態放鬆到有點漫不經心。
他本來只是準備像掃雷一樣,飛快地掃一眼開頭,判斷一下是小白提問粉絲催更,還是來吵架的槓精。
只是看了一眼開頭那兩句背景交代,他握著易拉罐的手就在半空中頓住,隨後放下茶罐,原本有些後傾的脊背瞬間挺直。
接著,他滑動滾輪,把進度條拉回最頂端,從頭開始看。
陸老師您好。
我看完了您帳號里關於雙縫實驗、觀察者效應、不確定性原理和貝爾不等式的幾個視頻,有幾個問題想請教。
……
這篇私信里的問題密度,和前面那五條完全不在一個量級。
前面那是水花,這篇,是在試圖深潛。
他往下看。
看到基礎題七成,角動量正在學,球諧函數還不穩時,眉頭動了一下。
這段描述,不像普通科普愛好者的口吻。
普通愛好者看完雙縫實驗,第一反應絕對是原來我看月亮的時候月亮才存在這種玄之又玄的感慨,誰會閒著沒事去提球諧函數?
但它也不像物理系本科生問作業的語氣。
如果是訓練比較完整的物理系學生,提到角動量和球諧函數時,通常會順帶暴露出一整套課堂痕跡。
可這條私信沒有那種熟悉的課堂腔,反倒像是一個人沿著教材和視頻一路硬啃,啃到了這裡,卻還沒完全把工具握穩。
科班生可能會在微擾論或者散射理論上卡殼,但絕對不會用還不穩這種心虛的詞來形容自己對數學工具的掌握。
再往下看,三個問題依次展開。
他看完第一遍,沒有立刻把手放回鍵盤上去敲那些現成的套話。
這不僅是對發件人的不尊重,也是對他自己專業度的一種褻瀆。
他站起身,走到書架旁,目光掃過一排排大部頭的物理專著,又退回書桌前。
坐回電腦前,從桌面上摸過一支慣用的黑色中性筆,扯來一張淡黃色的便簽紙,寫下三個詞。
貝爾實驗,詮釋邊界,製備與不確定性。
寫完這三個字,他將筆桿在指間轉了一圈,開始看第二遍私信。
這一次,他看得極慢,像是在咀嚼文字背後的思維軌跡。
這第一個問題,就問得很準。
「您說貝爾不等式排除了隱變量,我這裡一直不敢確定。它是不是只排除了「局域隱變量」?也就是說,不是所有隱變量都死了,而是那種既想讓粒子提前帶著答案,又不允許遠處測量選擇影響這裡結果的模型死了?我這樣理解會不會太粗?」
陸知行盯著這句話看了好一會兒,忍不住在心裡爆了句粗口:這他喵的終於等來了一個懂行的觀眾。
對方沒有像大部分民科那樣,追問貝爾不等式是不是證明了世界是一個虛擬矩陣程序。
也沒有像科幻迷那樣,興奮地問量子糾纏是不是能用來造超光速通訊儀。
只一刀切中了這個理論最核心的大動脈。
假設的前提。
這個差別太重要了,重要到很多大學老師在講課時都會含糊其辭地糊弄過去。
阿斯派克特實驗並沒有粗暴地宣判愛因斯坦完全錯誤。
它真正關上的,是局域隱變量理論這條路,如果你想保留每次測量之前就已經存在的確定結果,又想保留嚴格局域的因果圖像,那麼實驗數據會和你過不去。
你可以選擇放棄某種實在論,也可以選擇接受非局域結構,甚至可以去質疑測量獨立性,但你不能再天真地把經典粒子圖像原封不動塞回量子世界。
對方敏銳地抓住了定域性和實在性這不可兼得的魚和熊掌。
第二個問題,更讓陸知行感到一種久違的興奮,這種興奮讓他忍不住伸手去摸口袋,想找根煙,摸了個空才想起來自己已經戒菸半年了。
「沒有測量時,走哪條縫是否有意義。」
他在視頻里確實說過這句話,用作懸念的收尾。
但他沒敢在視頻里展開講。
因為作為一個科普博主,他太清楚一旦在這個問題上展開,會引發怎樣血雨腥風的後果。
一展開,就會不可避免地滑入量子力學的詮釋泥潭。
粗暴一點說,很多教科書式回答會把它壓縮成四個字:閉嘴,去算。
多世界詮釋不會把問題回答成粒子到底走了哪條縫,而是說整個體系的波函數始終么正演化,粒子、儀器、環境發生糾纏,隨後通過退相干形成彼此幾乎不再干涉的分支。
所謂世界分裂,只是這種分支結構的通俗說法。
而玻姆理論會告訴你,粒子有確定的軌跡,只是你不知道那股神秘的量子勢如何引導它。
再往下講,普通觀眾不是聽得昏昏欲睡,就是開始在評論區里為了各自信仰的流派打得頭破血流。
但這條私信,文字里沒有任何想要吵架的戾氣,也沒有預設任何立場的傲慢。
對方就是在極其純粹地詢問邊界。
問,當數學公式寫到盡頭,物理學家開始用語言去描繪那個畫面時,到底是真理,還是猜測?
第三個問題,則是這整篇私信里最有意思,也最暴露提問者底牌的一處。
對方在談論海森堡不確定性原理時,大方向全是對的。、
他明白了這不是儀器精度導致的測量干擾,而是事物內在的屬性。
但在描述態製備的時候,對方用了一個詞。
限制分布寬度的共同壓縮。
就是這短短的十個字,讓陸知行確信了自己的判斷。
這不是錯,只是在通往真理的軌道上,發生了大約0.1毫米的偏軌。
就像一個滿身泥濘的人,被關在一間伸手不見五指的黑屋子裡。
屋子裡有一頭名叫量子力學的龐然大物。
這個人沒有任何人指導,沒有教材,沒有手電筒,只能憑藉極其敏銳的觸覺,一點一點地摸索,居然硬生生地拼湊出了這頭大象八九不離十的輪廓。
但是在某個極細微的邊角處,比如大象耳朵的褶皺走向,他和門外那些手裡拿著標準圖紙,開著探照燈的科班生,產生了一絲細微的縫隙。
對方認為位置和動量是兩個獨立存在的客觀分布,只是被某種宇宙外部的法則強制打包壓縮在了一起,此消彼長。
這種偏差,在做基礎計算題的時候完全體現不出來。
甚至你拿去應付期末考試,也能拿個高分。
可一旦繼續往下深挖,走到量子測量理論的深水區,走到算符的對易關係和希爾伯特空間的內積結構時,這個殘留的經典微粒直覺,就會變成一個巨大的絆腳石,繞回來把人絆得頭破血流。
陸知行嘆了口氣。
這篇私信結構緊湊,邏輯咬合緊密。
提問的人清清楚楚地知道自己想問什麼,知道自己目前的思考停在哪個坐標,更重要的是,他知道自己哪裡不敢說懂。
這是一種罕見且珍貴的,屬於求知者的謙卑。
陸知行移動滑鼠,將這條私信從默認列表里拖出來,移進了一個自己私下建立的單獨文件夾里。
文件夾的名字很簡單:【認真問題】。
這個文件夾建立了一年多,裡面原本只有孤零零的四條私信。
現在變成了五條。
他打開了一個空白的Word文檔,把鍵盤拉近,開始起草回復。
這種級別的探討,直接在對話框裡敲字太草率,必須推敲。
第一部分,解答貝爾不等式。
他寫下阿斯派克特實驗的基本邏輯,剖析局域隱變量理論的數學結構,向對方解釋,實驗檢驗的從來不是單一的變量,而是一組由定域性和實在性共同構成的假設模型。
他甚至順手拓展了一下,寫了後來所謂漏洞自由實驗主要是為了處理探測效率漏洞和定域性漏洞,以及關於實驗中隨機選擇相關的問題。
這一段寫了三百多字,沒有長篇大論,也沒有堆砌唬人的公式,但每一個句子的主謂賓都經過了嚴格的推敲,儘量確保概念的準確性。
第二部分,他寫得最慢,幾度停下斟酌。
關於沒有測量時,走哪條縫是否有意義。
他一開始敲下:「這個問題沒有一個所有物理學家都同意的乾淨答案。」
盯著屏幕看了三秒,他按下退格鍵,把這句話刪得乾乾淨淨。
重新打:「這個問題,沒有一個被目前不同量子詮釋共同接受的乾淨答案。」
把界限劃清楚之後,他耐心地解釋說,在哥本哈根學派的正統觀念下,探究未觀測時的軌跡通常被視為一種形上學的不適當問題,物理學只關心觀測結果的統計規律。
接著,他話鋒一轉,解釋在多世界詮釋里,這個問題會被改寫成波函數的分支和環境帶來的退相干效應。
在玻姆理論里,粒子確實有確定軌跡,但這個代價並不小,體系的演化要由波函數來導引,而多粒子體系的波函數通常生活在構型空間裡,導引關係對遠處體系狀態有非局域依賴。
它不是可控的超光速通信,卻確實犧牲了經典意義上的局域因果直覺。
寫到這裡,陸知行覺得口乾舌燥,拿起一旁的烏龍茶灌了一大口,冰涼的感覺讓他大腦保持清醒。
然後繼續敲鍵盤:「你要明白,實驗排除了某些走不通的死路,但大自然並沒有替你選定某一種特定的詮釋。知道數學計算的硬結果和哲學詮釋的軟故事之間的區別,比死記硬背一個標準回答要重要得多。」
到了第三部分,也就是指出對方那一道細微裂縫的地方。
陸知行顯得格外小心翼翼,他不想打擊這個在黑暗中摸索的靈魂。
他寫道:「你說不同製備方式改變的是態本身,而不是簡單地繞開不確定性干擾,這個方向基本是對的,你的直覺非常出色。
但是,你後面使用了限制分布寬度的共同壓縮這個說法。
我要提醒你,要小心,不要把它理解成兩個已經各自獨立存在的客觀分布,被某種外部的規則強行捏在了一起。
更準確地說,物理量的分布,是來自同一個量子態,在不同表象或不同算符下展現出的統計結構。
更具體一點說,位置表象下的波函數和動量表象下的波函數,不是兩份彼此獨立的清單,而是同一個量子態在不同表象中的展開。
二者之間由傅立葉變換聯繫。
而更一般的不確定性關係,則來自非對易算符和柯西—施瓦茨不等式。
它不是外部規則把兩個分布硬綁在一起,而是量子態本身的結構不允許你同時把兩類展開都壓得任意窄。」
打完這段話,他想了想,又怕對方看不太懂,於是補充了一段大白話。
「你對這個問題的理解方向基本是準的,但你的措辭暗示出,你腦子裡還有一點經典微粒圖像的殘留。這種殘留目前不影響你做基礎題,甚至能幫你快速建立直觀。但聽我一句勸,當你要繼續往深處走,去學測量理論的時候,這種直覺會繞回來給你造成極大的麻煩,試著去擁抱純粹的態疊加吧。」
全部寫完後,陸知行把這近千字的回覆從頭到尾默讀了一遍。
確認自己沒有端著架子掉書袋,也沒有用晦澀的術語把問題粗暴地打發掉,一切都拿捏在剛好能托住對方思考重量的刻度上。
臨複製進對話框之前,在強烈的好奇心驅使下,他在末尾又加上了最後一行字。
「多問一句,你是在哪裡學的這些?如果是自學,有沒有系統地學過數學物理方法和線性代數?」
因為字數過長,分成兩封,複製,粘貼,點擊發送。
綠色的對話氣泡彈了出去。
陸知行像是完成了一場高強度的腦力馬拉松,長長地伸了個懶腰,骨節發出咔咔的響聲。
端起那罐已經見底的烏龍茶,他推開電競椅,慢悠悠地走到書房的落地窗邊。
樓下的小區此時已經完全安靜了下來,路燈昏黃的光暈在冷風中顯得有些單薄。
遠處城市的邊緣,還有零星的煙花不甘寂寞地竄上夜空,在墨藍色的天幕里短暫地亮一下,綻放出一團微弱的光,又迅速地滅掉,歸於沉寂。
就像是一次次沒有被觀測到的量子漲落。
他忽然心生強烈的好奇。
那條網線的另一端,那個沒有標準圖紙,獨自在黑屋子裡摸索巨象的人,到底是誰?
在那個未知的角落裡,是誰在節日的餘燼中,如此認真地仰望著星空?
年節的囂氛漸歇,只剩下偶爾幾聲不知道哪個熊孩子藏在角落裡放的摔炮,響亮得嚇人一跳。
從沒完沒了的拜年的親戚寒暄,以及你現在做什麼工作,一個月能拿多少,科普能當飯吃嗎的連環轟炸中走出來的陸知行,終於有時間坐到自己那台雙屏電腦前,處理一點真正屬於自己的私事了。
他順手從旁邊扯過一罐無糖烏龍茶。
冰涼的液體順著喉管滑下去,腦子裡殘存的那點屬於碳基生物的社交疲憊,總算是被驅散了不少。
解決了積壓的幾封郵件和一些生活繳費的瑣事後,他拖動滑鼠,點開抖音創作者後台,看了一下私信列表。
春節這段時間沒時間更新,後台數據跑得不溫不火。
從年前除夕夜到現在,值得單拎出來看的長私信,只有六條。
陸知行眯起眼睛,一條一條往下過。
第一條頂著個動漫二次元頭像,問得理直氣壯:「陸老師,我就問一句,光到底是粒子還是波?你給我個痛快話。」
陸知行嘴角抽了一下。
這簡直是科普界的日經題,每天不回答幾遍就好像沒上班一樣。
普通大眾總是習慣性地用宏觀世界的二元對立去生搬硬套量子尺度的事物,非黑即白,非此即彼。
就像問鴨嘴獸到底是鴨子還是獸一樣,這問題本身就帶著一種粗暴的拉扯感。
不過他還是敲擊鍵盤,回了一句:「這個問題不能用二選一回答,就像你在問一個圓柱體到底是長方形還是圓形,取決於你從哪個維度看它。建議先看我主頁置頂的雙縫實驗第一集,耐心點看完。」
順便附上視頻連結。
第二條頭像是個戴著痛苦面具的柴犬,看語氣估計是個大三的本科生:「大佬救命,下學期要開量子力學了,這課難不難,選了會不會掛啊?我理論力學剛低空飛過,電動力學半死不活,下學期再來量子力學,我是不是沒救了?QAQ。」
看到這種掙扎在及格線邊緣的賽博哀嚎,陸知行腦子裡瞬間浮現出一個在自習室里抓耳撓腮的大學生形象。
雖然連個臉都沒露,但這股子清澈的愚蠢和純粹的焦慮,倒是挺有辨識度。
他忍不住笑了笑,手指在鍵盤上飛快起落:「難,肯定難。會不會掛取決於你願不願意把你那套根深蒂固的經典物理直覺先放在一邊,從頭重建一遍世界觀。少打兩局遊戲,多算幾道題,祝你好運。」
第三條是個看著挺正經的風景頭像,上來直接求教材推薦。
陸知行沒吝嗇,給了兩本。
一本是格里菲斯的《量子力學概論》,簡單寫了句:「適合入門,數學門檻相對低,圖像直觀,另一本是曾謹言的卷一,加了個備註,適合想找虐或者需要系統刷題應對考試的人,推導很詳實,但有點干。」
第四條和第五條,問題實在太寬泛。
一個問量子力學能不能解釋靈魂出竅,另一個問宇宙的終極意義是不是就是量子糾纏。
對於這類把物理學當成玄學代餐的提問,陸知行已經見怪不怪了。
科普做久了,最常感受到的不是大眾對科學的渴望,而是大眾試圖用科學詞彙來包裝自己迷信的執念。
不過他也沒有嘲諷,只是平淡地各回了幾句不痛不癢的場面話,比如目前科學界還沒有針對此類現象的實證依據云雲,便順手滑了過去。
只剩下最後一條了。
對於這第六條,點開它的時候,陸知行端著那罐烏龍茶,姿態放鬆到有點漫不經心。
他本來只是準備像掃雷一樣,飛快地掃一眼開頭,判斷一下是小白提問粉絲催更,還是來吵架的槓精。
只是看了一眼開頭那兩句背景交代,他握著易拉罐的手就在半空中頓住,隨後放下茶罐,原本有些後傾的脊背瞬間挺直。
接著,他滑動滾輪,把進度條拉回最頂端,從頭開始看。
陸老師您好。
我看完了您帳號里關於雙縫實驗、觀察者效應、不確定性原理和貝爾不等式的幾個視頻,有幾個問題想請教。
……
這篇私信里的問題密度,和前面那五條完全不在一個量級。
前面那是水花,這篇,是在試圖深潛。
他往下看。
看到基礎題七成,角動量正在學,球諧函數還不穩時,眉頭動了一下。
這段描述,不像普通科普愛好者的口吻。
普通愛好者看完雙縫實驗,第一反應絕對是原來我看月亮的時候月亮才存在這種玄之又玄的感慨,誰會閒著沒事去提球諧函數?
但它也不像物理系本科生問作業的語氣。
如果是訓練比較完整的物理系學生,提到角動量和球諧函數時,通常會順帶暴露出一整套課堂痕跡。
可這條私信沒有那種熟悉的課堂腔,反倒像是一個人沿著教材和視頻一路硬啃,啃到了這裡,卻還沒完全把工具握穩。
科班生可能會在微擾論或者散射理論上卡殼,但絕對不會用還不穩這種心虛的詞來形容自己對數學工具的掌握。
再往下看,三個問題依次展開。
他看完第一遍,沒有立刻把手放回鍵盤上去敲那些現成的套話。
這不僅是對發件人的不尊重,也是對他自己專業度的一種褻瀆。
他站起身,走到書架旁,目光掃過一排排大部頭的物理專著,又退回書桌前。
坐回電腦前,從桌面上摸過一支慣用的黑色中性筆,扯來一張淡黃色的便簽紙,寫下三個詞。
貝爾實驗,詮釋邊界,製備與不確定性。
寫完這三個字,他將筆桿在指間轉了一圈,開始看第二遍私信。
這一次,他看得極慢,像是在咀嚼文字背後的思維軌跡。
這第一個問題,就問得很準。
「您說貝爾不等式排除了隱變量,我這裡一直不敢確定。它是不是只排除了「局域隱變量」?也就是說,不是所有隱變量都死了,而是那種既想讓粒子提前帶著答案,又不允許遠處測量選擇影響這裡結果的模型死了?我這樣理解會不會太粗?」
陸知行盯著這句話看了好一會兒,忍不住在心裡爆了句粗口:這他喵的終於等來了一個懂行的觀眾。
對方沒有像大部分民科那樣,追問貝爾不等式是不是證明了世界是一個虛擬矩陣程序。
也沒有像科幻迷那樣,興奮地問量子糾纏是不是能用來造超光速通訊儀。
只一刀切中了這個理論最核心的大動脈。
假設的前提。
這個差別太重要了,重要到很多大學老師在講課時都會含糊其辭地糊弄過去。
阿斯派克特實驗並沒有粗暴地宣判愛因斯坦完全錯誤。
它真正關上的,是局域隱變量理論這條路,如果你想保留每次測量之前就已經存在的確定結果,又想保留嚴格局域的因果圖像,那麼實驗數據會和你過不去。
你可以選擇放棄某種實在論,也可以選擇接受非局域結構,甚至可以去質疑測量獨立性,但你不能再天真地把經典粒子圖像原封不動塞回量子世界。
對方敏銳地抓住了定域性和實在性這不可兼得的魚和熊掌。
第二個問題,更讓陸知行感到一種久違的興奮,這種興奮讓他忍不住伸手去摸口袋,想找根煙,摸了個空才想起來自己已經戒菸半年了。
「沒有測量時,走哪條縫是否有意義。」
他在視頻里確實說過這句話,用作懸念的收尾。
但他沒敢在視頻里展開講。
因為作為一個科普博主,他太清楚一旦在這個問題上展開,會引發怎樣血雨腥風的後果。
一展開,就會不可避免地滑入量子力學的詮釋泥潭。
粗暴一點說,很多教科書式回答會把它壓縮成四個字:閉嘴,去算。
多世界詮釋不會把問題回答成粒子到底走了哪條縫,而是說整個體系的波函數始終么正演化,粒子、儀器、環境發生糾纏,隨後通過退相干形成彼此幾乎不再干涉的分支。
所謂世界分裂,只是這種分支結構的通俗說法。
而玻姆理論會告訴你,粒子有確定的軌跡,只是你不知道那股神秘的量子勢如何引導它。
再往下講,普通觀眾不是聽得昏昏欲睡,就是開始在評論區里為了各自信仰的流派打得頭破血流。
但這條私信,文字里沒有任何想要吵架的戾氣,也沒有預設任何立場的傲慢。
對方就是在極其純粹地詢問邊界。
問,當數學公式寫到盡頭,物理學家開始用語言去描繪那個畫面時,到底是真理,還是猜測?
第三個問題,則是這整篇私信里最有意思,也最暴露提問者底牌的一處。
對方在談論海森堡不確定性原理時,大方向全是對的。、
他明白了這不是儀器精度導致的測量干擾,而是事物內在的屬性。
但在描述態製備的時候,對方用了一個詞。
限制分布寬度的共同壓縮。
就是這短短的十個字,讓陸知行確信了自己的判斷。
這不是錯,只是在通往真理的軌道上,發生了大約0.1毫米的偏軌。
就像一個滿身泥濘的人,被關在一間伸手不見五指的黑屋子裡。
屋子裡有一頭名叫量子力學的龐然大物。
這個人沒有任何人指導,沒有教材,沒有手電筒,只能憑藉極其敏銳的觸覺,一點一點地摸索,居然硬生生地拼湊出了這頭大象八九不離十的輪廓。
但是在某個極細微的邊角處,比如大象耳朵的褶皺走向,他和門外那些手裡拿著標準圖紙,開著探照燈的科班生,產生了一絲細微的縫隙。
對方認為位置和動量是兩個獨立存在的客觀分布,只是被某種宇宙外部的法則強制打包壓縮在了一起,此消彼長。
這種偏差,在做基礎計算題的時候完全體現不出來。
甚至你拿去應付期末考試,也能拿個高分。
可一旦繼續往下深挖,走到量子測量理論的深水區,走到算符的對易關係和希爾伯特空間的內積結構時,這個殘留的經典微粒直覺,就會變成一個巨大的絆腳石,繞回來把人絆得頭破血流。
陸知行嘆了口氣。
這篇私信結構緊湊,邏輯咬合緊密。
提問的人清清楚楚地知道自己想問什麼,知道自己目前的思考停在哪個坐標,更重要的是,他知道自己哪裡不敢說懂。
這是一種罕見且珍貴的,屬於求知者的謙卑。
陸知行移動滑鼠,將這條私信從默認列表里拖出來,移進了一個自己私下建立的單獨文件夾里。
文件夾的名字很簡單:【認真問題】。
這個文件夾建立了一年多,裡面原本只有孤零零的四條私信。
現在變成了五條。
他打開了一個空白的Word文檔,把鍵盤拉近,開始起草回復。
這種級別的探討,直接在對話框裡敲字太草率,必須推敲。
第一部分,解答貝爾不等式。
他寫下阿斯派克特實驗的基本邏輯,剖析局域隱變量理論的數學結構,向對方解釋,實驗檢驗的從來不是單一的變量,而是一組由定域性和實在性共同構成的假設模型。
他甚至順手拓展了一下,寫了後來所謂漏洞自由實驗主要是為了處理探測效率漏洞和定域性漏洞,以及關於實驗中隨機選擇相關的問題。
這一段寫了三百多字,沒有長篇大論,也沒有堆砌唬人的公式,但每一個句子的主謂賓都經過了嚴格的推敲,儘量確保概念的準確性。
第二部分,他寫得最慢,幾度停下斟酌。
關於沒有測量時,走哪條縫是否有意義。
他一開始敲下:「這個問題沒有一個所有物理學家都同意的乾淨答案。」
盯著屏幕看了三秒,他按下退格鍵,把這句話刪得乾乾淨淨。
重新打:「這個問題,沒有一個被目前不同量子詮釋共同接受的乾淨答案。」
把界限劃清楚之後,他耐心地解釋說,在哥本哈根學派的正統觀念下,探究未觀測時的軌跡通常被視為一種形上學的不適當問題,物理學只關心觀測結果的統計規律。
接著,他話鋒一轉,解釋在多世界詮釋里,這個問題會被改寫成波函數的分支和環境帶來的退相干效應。
在玻姆理論里,粒子確實有確定軌跡,但這個代價並不小,體系的演化要由波函數來導引,而多粒子體系的波函數通常生活在構型空間裡,導引關係對遠處體系狀態有非局域依賴。
它不是可控的超光速通信,卻確實犧牲了經典意義上的局域因果直覺。
寫到這裡,陸知行覺得口乾舌燥,拿起一旁的烏龍茶灌了一大口,冰涼的感覺讓他大腦保持清醒。
然後繼續敲鍵盤:「你要明白,實驗排除了某些走不通的死路,但大自然並沒有替你選定某一種特定的詮釋。知道數學計算的硬結果和哲學詮釋的軟故事之間的區別,比死記硬背一個標準回答要重要得多。」
到了第三部分,也就是指出對方那一道細微裂縫的地方。
陸知行顯得格外小心翼翼,他不想打擊這個在黑暗中摸索的靈魂。
他寫道:「你說不同製備方式改變的是態本身,而不是簡單地繞開不確定性干擾,這個方向基本是對的,你的直覺非常出色。
但是,你後面使用了限制分布寬度的共同壓縮這個說法。
我要提醒你,要小心,不要把它理解成兩個已經各自獨立存在的客觀分布,被某種外部的規則強行捏在了一起。
更準確地說,物理量的分布,是來自同一個量子態,在不同表象或不同算符下展現出的統計結構。
更具體一點說,位置表象下的波函數和動量表象下的波函數,不是兩份彼此獨立的清單,而是同一個量子態在不同表象中的展開。
二者之間由傅立葉變換聯繫。
而更一般的不確定性關係,則來自非對易算符和柯西—施瓦茨不等式。
它不是外部規則把兩個分布硬綁在一起,而是量子態本身的結構不允許你同時把兩類展開都壓得任意窄。」
打完這段話,他想了想,又怕對方看不太懂,於是補充了一段大白話。
「你對這個問題的理解方向基本是準的,但你的措辭暗示出,你腦子裡還有一點經典微粒圖像的殘留。這種殘留目前不影響你做基礎題,甚至能幫你快速建立直觀。但聽我一句勸,當你要繼續往深處走,去學測量理論的時候,這種直覺會繞回來給你造成極大的麻煩,試著去擁抱純粹的態疊加吧。」
全部寫完後,陸知行把這近千字的回覆從頭到尾默讀了一遍。
確認自己沒有端著架子掉書袋,也沒有用晦澀的術語把問題粗暴地打發掉,一切都拿捏在剛好能托住對方思考重量的刻度上。
臨複製進對話框之前,在強烈的好奇心驅使下,他在末尾又加上了最後一行字。
「多問一句,你是在哪裡學的這些?如果是自學,有沒有系統地學過數學物理方法和線性代數?」
因為字數過長,分成兩封,複製,粘貼,點擊發送。
綠色的對話氣泡彈了出去。
陸知行像是完成了一場高強度的腦力馬拉松,長長地伸了個懶腰,骨節發出咔咔的響聲。
端起那罐已經見底的烏龍茶,他推開電競椅,慢悠悠地走到書房的落地窗邊。
樓下的小區此時已經完全安靜了下來,路燈昏黃的光暈在冷風中顯得有些單薄。
遠處城市的邊緣,還有零星的煙花不甘寂寞地竄上夜空,在墨藍色的天幕里短暫地亮一下,綻放出一團微弱的光,又迅速地滅掉,歸於沉寂。
就像是一次次沒有被觀測到的量子漲落。
他忽然心生強烈的好奇。
那條網線的另一端,那個沒有標準圖紙,獨自在黑屋子裡摸索巨象的人,到底是誰?
在那個未知的角落裡,是誰在節日的餘燼中,如此認真地仰望著星空?