大自然和生活中真实的事物与现象,大自然的本质是偶然性和概率描述

我们生活的宏观世界是可描述的,是确定的。举个通俗的例子,一辆汽车停在路边,它就在那里,非常确定,汽车不可能在别的地方,我们很容易描述汽车的状态。当汽车行驶在马路上时,我们也很容易计算出汽车在某个时刻的具体速度是多少。

说白了,我们的世界是可认知的,可描述的,也是可预测的。利用现有的大自然法则,我们可以预测未来可能会发生什么。

大自然和生活中真实的事物与现象,大自然的本质是偶然性和概率描述(1)

但是,量子力学的横空出世彻底打破了我们的传统认知。在量子力学概念下,世界开始变得模糊起来,一切看起来都是不确定的,我们不知道未来到底会发生什么。

在量子世界里,我们不可能知道一个微观粒子在某个时刻的具体位置和速度,当我们想知道粒子的速度时,位置就变得非常不确定。反过来,当我们想了解粒子的位置时,速度就会变得不确定。

这种不确定性直接表现为粒子的波粒二象性,粒子的行为表现得像粒子又像波。当我们观测时,粒子就会表现出粒子性(确定性),而不观测时,就会表现出波的特性。

大自然似乎是由各种概率和偶然组成的,而不是我们每天看到的确定性。而由于我们所在的宏观世界是由微观粒子构成的,是不是意味着我们的宏观世界其实也是不确定的?

大自然和生活中真实的事物与现象,大自然的本质是偶然性和概率描述(2)

爱因斯坦非常反感这种“不确定性”,提出“上帝不会掷骰子”,“不看月亮时,月亮就不存在吗?”这样的质疑来反驳不确定性原理。爱因斯坦认为,量子世界一定还存在某种隐变量没有被发现,所以才会表现出不确定性。

经过一百多年的发展,量子力学不确定性已经成为科学界的主流思想,说白了:爱因斯坦错了。

量子世界的波粒二象性同样会出现在我们所在的宏观世界,只不过由于宏观世界的物体质量都很大,结果只会表现出粒子性,也就是确定性,而波的特性几乎可以忽略不计。

大自然和生活中真实的事物与现象,大自然的本质是偶然性和概率描述(3)

这意味着,此刻的你拿着手机,坐在沙发上看这篇文章,但你也有可能在月球上或其他任何地方,只不过这种情况出现的几率非常非常低,以至于我们可以认为不可能出现。

量子力学,绝不是一个空洞的理论,恰恰相反,早已应用在我们日常生活中,比如说量子隧穿效应,我们每天使用的手机芯片里就利用了这一原理,甚至太阳核聚变过程也时刻发生着量子隧穿现象!

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