您现在的位置:主页 > 大咖名流 >

大咖名流

我们可以穿越时空吗?神秘的量子力学告诉你_科技频道_

发布日期:2020-09-16 05:49   来源:未知   阅读:

那么,这个世界到底是决定论的,还是在本质上是不确定的、以至于允许我们有自主意识和自由的思想呢?如果本质上是不确定的,我们又该如何从物理学角度来证明这一点?

上帝掷骰子吗?

上帝到底掷不掷骰子?这一物理学的经典之问,一直是很多人津津乐道的话题。

“我是独一无二的,拥有自主意识,我的行为可以影响体系的演化,这是量子力学和牛顿力学根本的不同。”近日,在湖心讲堂公开课上,著名量子物理学家、中国科学技术大学常务副校长潘建伟说。

牛顿力学告诉我们,所有粒子的运动状态都是可以精确预言的,这就会引起“决定论”的概念。在美剧科幻片《西部世界》里的机器人,自认为自己是具有自主意识的,但事实上,其每一个举动都是由后台程序所设定:下一时刻要做什么、说什么,早就像拍电影一样被确定好了。

在量子力学中,世界由两种基本成分组合而成。其一是波函数,也即一种平滑的、可以完全确定的数学表达式,它代表了关于粒子位置和特征的无数种可能性,可以用来描述粒子的信息。其二是波函数的塌缩,也即实现一种可能性并消除所有其他可能性。

爱因斯坦认为,量子力学只能描述处于相同环境中为数众多而又彼此独立的粒子全体,而不能描述单个粒子的运动状态。因为单个粒子的运动状态必须是决定性的,而不能是统计几率性的。因此,爱因斯坦相信上帝不掷骰子,我们对于粒子运动状态的描述必然会有一种确定规律或公式来测算。

潘建伟

“目前的科学理论是:我们的世界不是决定论的。有了这样的新理念后,我们可以做很多有趣的事情。”潘建伟说。从爱因斯坦的好奇心到近年来量子信息技术的发展,在科学家们的引领中,我们走入量子力学的奇妙世界。

量子力学诞生后,以玻尔、海森堡和泡利为主的哥本哈根学派一直认为,量子力学本身已经是完备的理论,而爱因斯坦则一直批评它并不完备。