上帝擲骰子嗎 網路作家

第40部分 (第3/4頁)

威性，不過無論如何，從這一點來說，系綜和隱變數實際上是有著相同的文化背景的。但是它們之間不同的是，隱變數在作出“量子論只不過是統計解釋”這樣的論斷後，仍然懷著滿腔熱情去尋找隱藏在它背後那個更為終極的理論，試圖把我們所看不見的隱變數找出來以最終實現物理世界所夢想的最高目標：理解和預測自然。它那銳意進取的精神固然是可敬的，但正如我們已經看到的那樣，在現實中遭到了嚴重的困難和阻撓，不得不為此放棄許多東西。

相比隱變數那勇敢的衝鋒，系綜解釋選擇固本培元，以退為進的戰略。在它看來，量子論是一個足夠偉大的理論，它已經界定了這個世界可理解的範疇。的確，量子論給我們留下了一些盲點，一些我們所不能把握的東西，比如我們沒法準確地同時得到一個電子的位置和動量，這叫一些持完美主義的人們覺得坐立不寧，寢食難安。但系綜主義者說：“不要徒勞地去探索那未知的領域了，因為實際上不存在這樣的領域！我們的世界本質上就是統計性質的，沒有一個物理理論可以描述‘單個’的事件，事實上，在我們的宇宙中，只有‘系綜’，或者說‘事件的全集’才是有物理意義的。”

這是什麼意思呢？我們還是用大家都熟悉的老例子，雙縫前的電子來說明問題。當電子透過雙縫後，假設我們沒有刻意地去觀察它，那麼按照量子論，它應該有一個確定而唯一的，按照時間和薛定諤方程發展的態向量：

｜電子》=｜穿過左縫》＋｜穿過右縫》

按照標準哥本哈根解釋，這意味著單個電子必須同時處在｜左》和｜右》兩個態的疊加之中，電子沒有一個確定的位置，它同時又在這裡又在那裡！按照mwi，這是一種兩個世界的疊加。按照隱變數，所謂的疊加都是胡扯，量子論的這種數學形式是靠不住的，假如我們考慮了不可見的隱變數，我們就能確實地知道，電子究竟透過了左邊還是右邊。那麼，系綜解釋對此又有何高見呢？

它所持的是一種外交式的圓滑態度：量子論的數學形式經得起時間考驗，是一定要保

留的。但“疊加”什麼的明顯違背常識，是不對的。反過來，一味地急功冒進，甚至搞出什麼不可觀察的隱變數，這也太過火了，更不能當真。再怎麼說，實驗揭示給我們的結果是純隨機性質的，沒人可以否認。

那麼，我們應該怎麼辦呢？

系綜解釋說：我們應當知足，相信理論告訴我們的已經是這個世界的本質：它本就是統計性的！所以，徒勞地去設計隱變數是沒有用的，因為實驗已經告訴我們定域的隱變數理論是沒有的，而且實驗也告訴我們對同樣的系統的觀測不會每次都給出確定的結果。但是，我們也不能相信所謂的“疊加”是一種實際上的存在，電子不可能又透過左邊又透過右邊！我們的結論應該是：對於電子的態向量，它永遠都只代表系統“全集”的統計值，也就是一種平均情況！

什麼叫只代表“全集”呢？換句話說，當我們寫下：｜電子》=1/sqrt（2）＇｜穿過左縫》＋｜穿過右縫》＇

這樣的式子時（1/sqrt（2）代表根號2分之1，我們假設兩種可能相等，所以係數的平方，也就是機率之和等於1），我們所指的並不是“一個電子”的運動情況，而永遠是無限個電子在相同情況下的一個統計平均！這個式子只描述了當無窮多個電子在相同的初狀態下透過雙縫（或者，一個電子無窮次地在同樣的情況下透過雙縫）時會出現的結果。根據量子論，世界並非決定論的，也就是說，哪怕我們讓兩個電子在完全相同的狀態下透過雙縫，觀測到的結果也不一定每次都一樣，而是有多種可能。而量子論的數學所能告訴我們的，正是所有這些可能的“系綜”，也就是統計預期！

如此一來，當我們說“電子=左＋右”的時候，意思就並非指一個單獨的電子同時處於左和右兩個態，而只是在經典機率的概念上指出它有50％的可能透過左，而50％的可能透過右罷了。當我們“準備”這樣一個實驗的時候，量子論便能夠給出它的系綜，在一個統計的意義上告訴我們實驗的結果。

態向量只代表系統的系綜！嗯，聽上去蠻容易理解的，似乎皆大歡喜。可是這樣一來，量子論也就變成一個統計學的理論了，好吧，當許多電子穿過雙縫時，我們知道有50％透過了左邊，50％透過了右邊，可現在我們關心的是單個電子！單個電子是如何透過雙縫並與自己發生干涉，最後在熒屏上打出一個組成干涉圖紋的一點的呢？我們想聽聽系綜解釋對此有何高見。