五六 量子理論
“可能是可能,但是很難理解啊。因爲假如我就是一個量子吧,或者說我就是一個逃犯的同夥。我就一直看着它,怎麼可能說,我知道它在這裡,卻不知道它朝哪裡跑,跑得有多快?”
“看來你的大腦跟愛因斯坦一樣,夠頑強的。我們拿宏觀比喻微觀,只是一種比喻。我只是要你理解了量子糾纏作爲通信工具的關鍵。對於現實的量子啊……恩……我得這麼跟你說,地球,有多大,你知道吧。它的直徑約1.3萬公里;而我們小時候玩的“玻璃彈子”,直徑大約1釐米。這兩者大小的比例,剛好與直徑約7釐米棒球與棒球表面的原子,實際上原子直徑只有0.1納米,也即1000萬分之1毫米相近。而如果把這個原子放大成一個包括觀衆席在內的棒球場,那麼原子核只有“玻璃彈子”那麼小。這樣一個世界,你能用看得到嗎?”
“看不到?但是我們可以用顯微鏡看啊。”
“顯微鏡也看不到,甚至我們無法用直接觀測的方法。後來英國物理學家盧瑟福做了一個實驗:通過礦石發出α射線;利用α射線去轟擊一片金屬箔,憑藉轟擊後,α射線在環繞四周的熒光屏上打出的熒光,我們可以推斷α粒子在微觀的原子世界中遇到了什麼事情。因爲原子中有帶正電的原子核,所以穿過原子時,因爲兩種正電的強大斥力而使得α轉移方向,甚至被反彈回來。通過考察這些轉移方向和被反彈回來的發光點,可以得出結論原子內的正電集中在原子中心一個非常小的區域。現在的所謂量子對撞機也是用相似的方法去窺測量子世界。”
“得這樣看啊。”
“其實,我們的眼睛所謂的看,也不是一種‘直接’的看。我們‘看見’某物體,其實際過程是光照射到該物體上,然後反射的光進入我們的眼睛,最終在大腦中形成影像。那麼更科學的方法就用照相機,這樣可以避免人的‘主觀性’,而且照相機可以有更廣的拍攝控制範圍,能夠讓我們理解‘觀測’的關鍵。我們用照相機拍攝從屋檐上往下滴的雨水,如果我們放慢快門速度(也就是花更多的時間,讓更多的光可以進入照相機),那麼我們拍到的可能是‘成線’的雨絲;而調高快門速度的話,我們可以拍到懸浮在空中的一個個水滴。雨絲和水滴都是雨水下滴的本來面目,可是因爲我們觀測時間的不同,卻看到不同影像。我們看到水滴,可以確定在那個瞬間水滴的位置,但是卻無法確定水滴究竟是要往下掉,還是它已撞到地面然後又向上激起;我們看到雨絲,我們知道其運行的軌跡,卻無法明確其所在的位置。這就是因爲‘觀測’本身,會對‘觀測對象’產生影響,會決定‘結果’。”
“你是說,在微觀世界,我看一個量子,必須藉助某種方式,而這一方式,自然地就會影響到我看到的東西是什麼樣的一種狀態。就好比,我不看它,它好像就在那裡;我一看它,它就馬上不見了。”
“對。”
“太神奇了。”
“但是這是真相。是一個真實的微觀世界。”
“柯菲,你說這中國和日本,現在科技發展都非常強勢,而且之前因爲經濟危機,我們很多大科學家都跑到這兩個國家去,你認爲以爲會怎麼樣?”
“這可是大局。要我們憑藉小問題去判斷大局,這本身就不科學。不過,我認爲不僅中國、日本,還有其他歐洲國家,其實現在都有一個很大的錯誤方向。”
“什麼方向?”
“就是急功近利。比如現在日本就把量子通信作爲國家重點發展的項目來進行,這樣目標是很明確,而且投入也很大,但是科學這東西,你越執着,越專注,其實越難有真正的突破。”
“不明白。”
“科學、藝術,一切的工作都需要執着、專注。但是作爲創造性的工作,開拓型的工作,一旦你一早就把目標定下了,那麼只剩下方向而已。而這樣的研究,結果就是耗費了更多的時間,而且乾得很艱苦,但是結果方法並不是最好的。很容易就被別人從別的角度,贏得了勝利。”
“你憑什麼這樣說。”
“恩,就憑科學史上那麼多的偉大創造啊。簡單地說吧,就像我的一個同學,他是學數學的,但是他數學學的並不怎麼樣。於是他就改行去讀經濟學,可是經濟學也學得不怎麼樣,但是這老兄一點都不着急。他就是每天整些無聊卻有趣的事情來研究。比如,他去聽講座,看到大人物來了,但是居然前三排都沒有人坐。他就自己坐到了第一排正中間去,然後整個講座過程中,他什麼都沒有聽進去,只是在各個座位上移來移去,感受着坐在各個位置上的心情。然後他進行了一番研究,得出結論——爲什麼大家會讓出前三排。”
“爲什麼?”
“很簡單,人們都擁有偏好、追求目標、儘可能少費力或減少尷尬、使視野或舒適程度最大化、尋找或避免夥伴,或以我們稱之爲‘目的性’行爲的其他方式行動。”
“這我能夠理解。但是這樣的研究有什麼作用呢?”
“他就發現了人的行爲模型,看起來是偶然性行爲,但是依賴於其他人行爲的模型就是我們常常擁有的行爲模型。”
“對,那這模型又有什麼用呢?我覺得沒有什麼了不起的。”
“美女,人家可是拿了諾貝爾經濟學獎的。你說他的工作沒有用。”
“什麼?不會吧。”
“因爲他研究出這樣的模型,就可以分析人類的行爲,尤其是經濟行爲。我們看起來是不‘自由’的,‘無序’的,不可把握的,但其實,我們的羣體行爲還是可以掌握的。”
“哦,你的意思是,這樣一來,他發現的模型就可以運用於非常有用的經濟學研究了。”
“對。所以我說,如果我們是帶目標地去研究,比如你是個經濟學家,你想研究人類經濟行爲的規律,你怎麼去研究。你目標清楚,但是你的方法,你的思路,必定是侷限的,必定是艱難的。而且幹這樣的活,肯定只有壓力,缺乏動力。”
“我明白了,這也就是我們國家科技發達的真正原因。”
“對。就像我們現在,看到的中國日本他們的研究,的確卓有成效。但是,可能我們國家某一個爛學生,他閒得無聊,幹了點有趣的事,結果找到的方法,卻遠遠比這他們幹得要漂亮得多。”
“真的有意思,那你這同學他還有什麼有意思的研究嗎?”
“有,他的研究都很有意思。我再告訴你一個。他有一次看電影,電影裡主人公在房間裡睡覺,聽到樓下有聲響,他就掏出抽屜裡的手槍,下了樓,打開了燈。結果發現了一個小偷。而小偷也亮出了傢伙。幸好主人公動作快,一槍就把小偷打死了。但是他就想,如果他是主人公,會怎麼樣,如果是小偷又會怎麼樣。結果他發現,其中有很多有趣的東西。因爲大家都不想死,所以都害怕對方開槍,更怕對方先開槍。他認爲最好的結局,應該是兩個人都放下槍,小偷走人,主人公關上門繼續睡覺。但是因爲大家都怕,甚至都會想着:對方可能認爲我會開槍而首先開槍。更嚴重的情況是對方可能認爲我認爲對方可能開槍,或者對方可能認爲我認爲對方認爲我想開槍。”
“有點繞,但是我聽得明白。那這又有什麼意思。”
“很簡單,就是‘因爲決策主體的期望和行爲無法通過純粹的邏輯和數學推導出來的。’簡單地說,就是經濟活動中的每個參與者的行爲取決於他對其他人行爲的預期,甚至對其他人對自己行爲採取反應的預期。說白了,就是理論沒有用,因爲策略是相互的,是動態的。”
“這又有什麼意思,我覺得這說了等於沒有說。”
“誰說的,這是在理論上否定了理論的可行性。這很高明,等於說推翻了很多人,很多精英,耗費了大半輩子研究想要發現的東西。告訴大家不用忙活了。”
“確實是有意思。”
“那量子理論上,有沒有這樣有意思的事?”
“有很多。比如理查?費曼,我最崇拜他了。他就最會玩,也最會天馬行空。大家都分析量子理論,提出自己的公式。但是他的理論最有意思,公式最好用。只是聽起來非常地科幻。”
“怎麼說。我們不是說量子是無法確定的嗎?但是我們又能夠非常實際地運用量子。很多科學大師都推出了自己的公式,但是這傢伙,居然整出了一個理論:每個電子,從源頭到屏幕上某一個點,實際上經歷了所有可能的路徑。也就是說,它能夠兜個圈子,甚至先去仙女座星系轉一下再回來,穿過縫隙,在屏幕上留下痕跡。”
“天,這樣不是把問題整得很複雜了嗎?”
“對,沒有人會這樣去想量子。但是他就是這樣想的。而且成功了。他得到的公式是最好用,最容易用的。現在大家都在用。”
“所以說,只有自由,纔有創造力,只有像玩一樣,才能夠發現真理。”
“你的意思大概沒有錯,但是得加上一些限制——在創造性的工作中,大多數。”