手机里面的一_深度剖析量子力学里面的“叠加态”

中，我解释了人类对微观世界的“观察”将导致电子“叠加态”的变化，这可能从一个“叠加态”变化到另一个“叠加态”，也可能将电子从“叠加态”变化到“本征态”。确切的情况取决于你是否观察到粒子的存在，如果你观察到它，就变回本征态，如果你没有观察到它，就变回另一个叠加态。

如果你还不知道叠加态，建议在我简单解释之前先看看前面的文章。所谓的“叠加态”是指微观粒子特有的一种状态。微观粒子能够同时存在于多个位置。这种能力在我们的宏观世界中是不可想象的，但在微观世界中却是真实的。尽管爱因斯坦非常反对这种“叠加态”的概念，薛定谔甚至设计了思想实验“薛定谔的猫”来嘲笑“叠加态”的概念，但随后的“贝尔不等式”证明了它在微观世界中是无效的。这有力地证明了微观粒子确实具有“叠加态”，这也证明了伟大的上帝爱因斯坦也是错误的。我以前也解释过贝尔不等式，如果你没有读过，你可以回到前面的问题。

请确保你真的理解“叠加态”，然后我们可以继续谈论它。叠加态意味着微观粒子可以同时处于多个位置。这个概念如何用数学语言来表达？非常简单，我们可以把概率分成多个位置，让每个位置分成一些概念。我们用一张图片来表达宏观和微观物体的位置信息，这就是我在前面几个时期已经讲过多次的“位置概率图”，如下图所示

为了照顾没有读过前一篇文章的朋友，我将再次解释“位置概率图”。事实上，粒子的位置放在横坐标上，纵坐标放在粒子出现的概率值上。通过比较这两幅图，我们可以看到宏观世界的位置概率图是一条垂直线。只有一个位置的概率得分为100%，其他位置的概率得分为0%，这就是“独自吃饭”的感觉然而，微观世界的“位置概率图”是一种感觉，即每个人都“从同一个大锅里吃东西”，每个位置都被赋予一个概率值，所以现在你理解了叠加态的数学表达式，即表示分配给每个位置的概率值。

因此，尽管我们直到观察到微观粒子才知道它们在哪里，但我们可以说微观粒子的概率是:a的25 %, b的35 %, c的40%,也就是说，微观粒子同时在a，b和c处然而，有些人可能会问:你怎么能在不观察微观粒子的情况下计算出A、B和C的概率呢？哈哈，事实上，你也可以理解这个问题，因为如果我们不能用理论计算宏观世界的概率，我们只能重复一次实验并计算估计概率的次数。例如，如果我们想通过掷硬币来知道正概率，并假设我们不知道任何理论，那么我们可以通过重复实验1000次并计算正次数来估计概率。

但是为什么我们不观察微观世界就能提前知道微观粒子在不同地方的概率呢？这很简单，因为我们也可以像宏观世界一样重复这个实验，然后计算它在不同地方出现的次数来估计概率。做了多次实验后，你会发现一些规律。这些定律是微观世界的物理定律。薛定谔通过大量的实验，用这种方法计算薛定谔方程在不同地方出现的次数，从而“猜测”了薛定谔方程。我还花了一段时间研究薛定谔方程。如果我没看见，我可以先看看。

所以我们不观察微观粒子以知道处处发生的概率的原因是因为我们已经掌握了微观世界的某一定律，即利用“薛定谔方程”来求解波函数，并且利用波函数我们可以知道微观粒子在未来任何时刻处处发生的概率。所以波函数实际上是用来预测微观粒子在未来某一点出现的概率。

但是你可能有另一个问题:知道概率值就足够了吗？我们可以用牛顿力学来预测宏观世界中物体的未来运动。我们可以随时给出100%的概率确定性。我们还能在微观世界中找到一个类似于牛顿力学的物理定律，这样我们就能预测一个电子将来会100%出现在某个位置吗？

虽然我们想找到这个“牛顿式”的物理定律，爱因斯坦也想找到它，所以爱因斯坦认为目前的量子力学是不完整的，可能存在“隐藏变量”然而，我们找不到它。无论我们如何努力去寻找，我们都找不到。所以在这个时候，你可能会有另一个问题:现在找不到它，并不意味着我们在未来找不到它，如果未来技术更发达，也许我们能找到它？

我很遗憾地告诉你，无论技术在未来如何发展，你仍然找不到它。为什么我如此肯定地告诉你这个结论？因为很简单，微观世界只能预测概率，不是因为我们不能观察技术，而是因为“概率”是微观世界的本质属性，也就是说，微观对象本身一直处于“不确定状态”许多人认为我们用概率来描述微观粒子的原因是微观粒子移动得太快，所以看起来它们好像同时处于多个位置。实际的微观粒子总是只在一个位置，只是移动得太快。有很多朋友有这个想法，但是你有没有想过一个问题:一个微小的粒子能比光速更快吗？用我们目前的测量技术，甚至光速也可以精确测量。难道我们不能用我们的技术来追踪一个小于光速的微小粒子吗？因此，说“因为微观粒子太快，我们不能确定它们的性质”是极其错误的。为什么我们不能确定微观粒子，而必须谈论概率，只有一个原因:微观粒子天生不确定。

本文的分析实际上是告诉每个人不要用积累在宏观世界中的直觉和经验来直接判断微观世界。这个世界的魔力经常超出我们的想象。我们应该深刻认识到，微粒的“不确定性”是其本质属性，并不是我们的技术发展不足导致微粒看起来不确定。我是“让你放心的肖鹏”。如果你喜欢我的文章，你可以关注我，如果你对文章有任何异议，请留言。