《上帝掷骰子吗？：量子物理史话（升级版）》_精选读后感_2100字

《上帝掷骰子吗？：量子物理史话（升级版）》_精选读后感2100字

花了将近10个小时的时间终于熬夜把这本书读完了。读这本书有点像看侦探小说，为了想知道最终的凶手是谁，你会想要一直读下去。你们讲到了很多的量子物理的解释：一切都源于双缝实验，当不观察的时候，电子同时穿过双缝从而产生了干扰纹，如果观察的话，电子只穿过一个裂缝，就没有了干扰纹了。不同的理论其实就是围绕两大问题。物体的实在性（objectivity)和定域性（local cause and effect)，不确定性（uncertainty principle)
一共有以下6个假设: 哥本哈根、多宇宙、隐变量、系综、GRW、退相干历史6条道路，
1. 哥本哈根解释：电子在没有被观察的时候是叠加状态，它同时穿过双缝，当被观察时它坍塌成实在的粒子.
这个理论的问题就是这个宇宙不是客观存在的。缺少了实在性,并且需要意识来解释宇宙。为了保证实在性，科学家的五种尝试
2. 多重宇宙解释：一个时间轴派生出来很多世界。电子即使在观测后仍然处在左/右的叠加中，只不过我们的世界本身也是这叠加的一部分！也就是说，当电子经过双缝后，出现了两个叠加在一起的世界，在其中的一个世界里电子穿过了左边的狭缝，而在另一个世界里，电子则通过了右边！ 波函数无须“坍缩”，去随机选择左还是右，事实上两种可能都发生了！
多重宇宙保证了实在性，但是加入了额外的假设（宇宙自动分裂，有很多宇宙）
3. 隐变量解释：一个电子除了具有通常的一些性质，比如电磁势之外，还具有所谓的“量子势”。这其实就是一种类似波动的东西在电子的周围扩散开一直延伸到宇宙的尽头，而不发生衰减。这使它每时每刻都对周围的环境了如指掌。当一个电子向一个双缝进发时，它的量子势会在它到达之前便感应到双缝的存在，从而指导它按照标准的干涉模式行动。如果我们试图关闭一条狭缝，无处不在的量子势便会感应到这一变化，从而引导电子改变它的行为模式。如果你试图去测量一个电子的具体位置的话，你的测量仪器将首先与它的量子势发生作用，这将使电子本身发生微妙的变化。这种变化是不可预测的“隐变量”。
隐变量保证实在性，但是问题是隐变量无法被观测到，并且也加入了额外假设使其变得更复杂（粒子还有发波）
4. 系综解释：讨论单个粒子是从左边还是右边过去是徒劳的，没有意义的。我们必须讨论这个电子如何和其它电子交互。单个电子通过“左缝”的概率是多少？如果你没有定义该电子的“系综”，那这个问题就毫无意义。正确的问法是：我们让大量电子通过双缝，并在左边那条缝上装上探测装置。在这种情况下，如果某个电子属于该实验中“所有的电子”集合里的一员，请问它通过左缝的概率是多少？你看，只有先精确地描述了实验（或者观测）方式，精确地定义了整个系综之后，我们才能回答这个问题。在这里，答案显然是50%。
这个理论否定了整个问题，认为谈论单个电子是没有意义的，问题消失。这个理论的问题是我们先要去定义什么是属于一个系统，在这里的电子，还是电子+仪器，从而否定了实在性。
5. GRW:任何系统，不管是微观还是宏观的，都不可能在严格意义上孤立，也就是和外界毫不相干。它们总是和环境发生着种种交流，为一些随机（stochastic）的过程所影响。这些随机的物理过程——不管它们实质上到底是什么——会随机地造成某些微观系统，比如一个电子的位置，从一个弥漫的叠加状态变为在空间中比较精确的定域.尽管对单个粒子来说，这种过程发生的可能性是如此之低——按照他们原本的估计，平均要等上10^16秒，也就是近10亿年才会发生一次。所以从整体上看，微观系统基本上处于叠加状态是不假的，但这种定域过程的确偶尔发生，我们把这称为一个“自发的定域过程”（spontaneous localization）。GRW有时候也称为“自发定域理论”。因为整个系统中的粒子实际上都是互相纠缠在一起的，少数几个粒子的自发定域(比方说被观察）会非常迅速地影响到整个体系，就像推倒了一块骨牌然后造成了大规模的多米诺效应一样。最后的结果是，整个宏观系统会在极短的时间里完成一次整体上的自发定域。
这个理论保证实在性，但是问题是粒子随机坍塌不符合能量守恒定律。并且没有回答坍缩本身是什么样的机制？，最后，理论加入了矩阵计算，所以更复杂。
6. 退相干历史：一个世界有很多可能和历史。因为电子“通过左缝”和“通过右缝”是两种精细历史，其中没有省略什么信息。而“我们观测到电子在左”（以下仍然简称“知左”）却是一种极其粗略的历史。为什么呢？因为“知左”这个历史大类里本来包含了电子、我们和环境的所有细节，但除了观测结果以外，其他所有信息都被我们忽略掉了。这样，当我们计算“知左”和“知右”两个历史之间的干涉时，实际上就对太多的事情做了遍历求和。我们遍历了你和宇宙尽头的每一个电子所发生的相互作用……甚至在时间的角度上，除了实际观测的一刹那，每一个时刻——不管是过去还是未来——所有粒子的状态也都被加遍了。而在全部计算都完成之后，各种精细历史之间的干涉也就几乎相等，它们将从结果中被抵消掉。于是，“知左”和“知右”两个粗略历史就退相干了，它们之间不再互相纠缠，而我们只能感觉到其中的某一种！
这个理论好处是保证了真实性，比多重宇宙简单，无法回答，虽然数学上存在着无穷多种可能性，但现实中为什么我们始终只能观测到少数几种退相干族，而不是“一切皆有可能”？